GSM网络寻呼成功率专题分析

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摘要：  通过信令流程统对寻呼成功率进行分析，从交换系统和无线系统两个方面分析对寻呼成功率的影响，查找影响寻呼成功率的原因，并结合工作实际提出了提高寻呼成功率的方法。
关键词：GSM网络   寻呼成功率   分析
1、概述
鉴于寻呼成功率的提高，对提升网络质量、保持用户忠诚度和争取更大的市场份额有着重大的意义。为了进一步提高寻呼成功率，按照寻呼的基本信令流程，对造成Paging Loss的原因进行分析，并结合A接口信令对无线环境中存在的寻呼Black Hole进行定位，通过相应的优化使网络性能达到更高水平。
2、信令流程分析、寻呼成功率定义及定位Black Hole原理
2.1、信令流程及公式先容：
（图1）

图1是寻呼的基本信令流程，可以看出，当MSC从VLR中获得MS当前所处的LACOD后，会向这一LAC下的所有BSC发出PAGING消息。BSC在收到该PAGING消息后，将向该BSC下属的所有小区发PAGING COMMAND消息。当BTS收到PAGING COMMAND后，会向MS下发PAGING REQUEST消息，该消息携带了被寻呼用户的IMSI或TMSI号码。MS在接收到该PAGING REQUEST消息后，通过RACH请求分配SDCCH。BSC在确认BTS激活了所需的SDCCH后，通过占用AGCH发送马上指配消息（IMASS）要求将该SDCCH指配给移动台。MS则占用该SDCCH发送PAGRES消息。BSC将该PAGRES消息转发给MSC，完成一次成功的寻呼。
2.2、寻呼成功率定义
寻呼成功率的公式是“寻呼响应总次数”/“寻呼试呼总次数”。其中“寻呼试呼总次数”指的是本区域所有MSC发出的PAGING消息的总和，不包括二次寻呼的消息。触发信令为MSC向BSC发出的PAGING消息，只针对第一次寻呼的试呼；“寻呼响应总次数”指的是本区域所有BSC发出的PAGING响应的总和，触发信令为BSC向MSC发出的PAGING RESPONSE消息。
2.3、定位Black Hole的原理：
由于在寻呼过程中MS位置的不确定性，无法直接对产生Paging Loss用户的具体位置进行定位。可以通过对A接口信令进行跟踪，如果发现MSC在下发PAGIN消息后没有收到PAGRE，则对该PAGING消息中所带的IMSI/TMSI信息进行解码，并对该PAGIN消息前后60秒内同一用户（IMSI/TMSI相同）产生的MOC、MTC、LUP等操作的信令进行关联，对这些操作所在的小区进行计数，次数越多，表明该小区存在寻呼“Black Hole”的可能性越大。通过这种方式对存在寻呼“Black Hole”的小区进行定位。
3、交换侧对Paging Loss的影响
寻呼成功率虽然是交换机统计的一项性能指标，但它主要与无线网络性能有关，交换机对它的影响极小。相关的交换机设置有：
3.1、适当延长两次寻呼间的时间间隔
合理设置TPAG时长，能够挽回一部分Paging Loss。
3.2、通过缩短IMSI_DETACH时长（无线T3212时长要相应缩短）。
使不在服务区的用户尽早被交换机置为关机状态，不向其发起寻呼，以提高寻呼成功率。但缩短T3212会增加周期性位置更新的数量，增加信令信道的负荷，对有限的无线资源来说需要权衡。
（图2）

如图2所示，当MSC发出PAGING消息后，被计入一次寻呼试呼，经过一定时间，如果MSC仍然没有收到BSC发送过来的PAGRE消息，造成寻呼超时，MSC将认为本次寻呼失败。由于MSC与BSC间是有线连接，几乎不可能存在信令在传送过程中的丢失，也就是说由于BSC没有发送PAGRE，才造成了该寻呼失败。BSC未发送PAGRE，显然是无线侧原因造成的，与交换机无关。
4、无线侧对Paging Loss的影响
根据寻呼的信令流程，大家分别从BSC与BTS间的消息丢失；BTS应该发送的消息没有下发；MS无法正常获得BTS下发的消息；BTS无法正常获得MS上发的消息这四个方面对无线侧Paging Loss的原因进行分析。
4.1、BSC与BTS间的消息丢失
由于BSC和BTS之间为有线连接，几乎不可能存在信令在传送过程中的丢失；在BSC没有出现过载的情况下，BSC不会丢弃来自MSC的寻呼消息；同时在网络设置中，关闭了BTS OverLoad机制，不管BTS有没有OverLoad，BSC总是会向BTS发送Paging消息。可以认为BSC和BTS之间的信令丢失几乎不可能存在。
4.2、BTS应该发送的消息没有下发
（图3）

“BTS应该发送的消息没有下发”指的是BTS没有按照正常的信令流程向MS发送的Paging Request及Immediate Assignment消息，这主要原因包括：
4.2.1、当BTS出现PCH拥塞时会造成PAGREQ消息不能发送。
4.2.1、当BTS出现AGCH拥塞时会造成IMASS消息不能发送。
4.2.3、当SDCCH无法激活（主要原因为SDCCH拥塞）BTS将发送IMASS Reject消息。
4.3、MS无法正常获得BTS下发的消息
（图4）
     “MS无法正常获得BTS下发的消息”指的是MS没有获得Paging Request及Immediate Assignment消息。主要原因有：MS脱网导致MS收不到寻呼消息；Paging下发时MS正在作位置更新等；用户行为如MS掉电，在开机状态下拔电池板等等。
4.3.1、MS脱网导致MS收不到寻呼消息
MS脱网是造成Paging Loss的主要原因。当MS处于覆盖盲区，在周期性位置更新时间未到的情况下，若此时MSC向MS发送了寻呼消息，则MS显然无法相应产生了Paging Loss。另外传输闪断、掉站等突发原因同样会造成Paging Loss。
4.3.2、寻呼下发时MS正在作位置更新
在这种情况下MS是收不到寻呼消息的。可通过合理配置LAC区域，减少不必要的位置更新次数以提高寻呼成功率。
4.3.3、其它用户行为
包括MS掉电，或用户在开机状态下拔电池板，在周期性位置更新时间未到的情况下，若MSC下发了Paging消息，MS将无法相应，造成寻呼失败。
4.4、BTS无法正常获得MS上发的消息
（图5）
     “BTS无法正常获得MS上发的消息”指的是BTS没有收到或无法正常解码MS发送过来的Channel Request及Paging Response消息，主要原因有上行干扰严重；上行覆盖差等等。
4.4.1、上行干扰严重
由于上行干扰严重，将造成BTS无法正常解码MS在RACH上发送过来的Channel Request消息。
4.4.2、上行覆盖差
由于上行覆盖较差，使得BTS没有收到MS发送过来的消息，造成了Paging Loss。
5、结论：
经过分析，寻呼成功率虽然是交换机统计的一项性能指标，但它主要与无线网络性能有关，交换机对它的影响极小。无线上下行覆盖差；上行干扰；PCH、AGCH和SDCCH的拥塞等都是造成Paging Loss的主要原因，只有解决这些问题才能实现寻呼成功率的提升。
6、结束语：
寻呼成功率的提高是一个长期、细致的工作。在工作中，通过查找Paing Loss的原因，借助A接口信令分析对无线环境中存在的寻呼“Black Hole”进行定位，对上下行覆盖较差的区域进行更改；同时进一步改善网络中AGCH和SDCCH拥塞情况；继续对上行干扰源进行排查等。GSM网络寻呼成功率一定会有明显提升。