吉首CDMA網(wǎng)絡(luò)邊界小區(qū)尋呼問題的研究﹡

張 敏

（①湖南郵電職業(yè)技術(shù)學院，湖南 長沙 410015；②華中科技大學，湖北 武漢 430074）

0 引言

1 邊界小區(qū)的尋呼問題

吉首市位于湖南省西部，武陵山脈東麓，湘、鄂、渝、黔四省市邊區(qū)中心，是貴陽－重慶－宜昌－長沙－柳州500公里半徑內(nèi)的城市網(wǎng)絡(luò)中心點。吉首市市區(qū)有封河和酉水兩河環(huán)繞，河面開闊，中洪山和乾山兩山相抱，是典型的丘陵地形，地勢起伏急劇且高度落差在400米左右，形成了復雜而獨特的地理環(huán)境。獨特的地形地貌造成了吉首市的CDMA網(wǎng)絡(luò)交叉覆蓋嚴重，交換機交界地區(qū)手機登記頻繁等問題。

1.1 邊界小區(qū)

一個小區(qū)是否可以確定為邊界小區(qū)，可以從三個方面考慮：手機跨交換區(qū)的小區(qū)軟切換(SBSLOG)統(tǒng)計結(jié)果偏高；小區(qū)內(nèi)手機發(fā)生位置登記的數(shù)量,OMMTX3值較高；通過CELLPLAN得到的地理環(huán)境信號的覆蓋比較差。而吉首市地處四省邊界，地形復雜，諸多小區(qū)滿足覆蓋差、SBSLOG較大、OMMTX3偏高的情況，故可以確定為邊界小區(qū)。

1.2 邊界小區(qū)尋呼成功率不高

湘西一帶多為丘陵地形，特別是吉首，地形地貌較為復雜。在吉首市的CDMA網(wǎng)絡(luò)中，交換業(yè)務(wù)區(qū)的交界地區(qū)信號有較為嚴重的交叉覆蓋，造成手機登記頻繁。由此帶來兩個負面的問題：一方面由于手機頻繁進行位置登記，導致手機登記失敗率增加，造成網(wǎng)絡(luò)尋呼成功率不高，手機經(jīng)常性丟失尋呼；另一個方面是在于交換機，因為手機登記和位置更新的大量增加，造成交換機信令負荷激增。

2 延遲登記功能對邊界小區(qū)尋呼率的影響

2.1 延遲登記功能

所謂延遲登記功能就是為了避免處于兩個交換機（MSC）間邊界區(qū)域內(nèi)的手機頻繁登記，設(shè)置一個計時器，當手機從MSC-A登記到MSC-B后，就必須等待計時器計時結(jié)束才允許重新登記回 MSC-A，這樣就可以有效的緩解邊界小區(qū)的乒乓切換，減少切換后的位置登記，降低交換機信令負荷。目前，網(wǎng)絡(luò)采用的是不能實現(xiàn)延遲登記功能[1]的基于參數(shù)（SID,NID）的登記方式。

2.2 延遲登記功能會增加尋呼失敗率

因為邊界區(qū)域的交換區(qū)重疊交叉覆蓋較多，網(wǎng)絡(luò)信號變化較快。如果邊界小區(qū)的手機已經(jīng)離開了最后登記的交換區(qū)，但控制延遲登記的計時器設(shè)置的時間周期還沒有結(jié)束，手機不會做新的位置登記，仍處于空閑狀態(tài)。這時，如有人撥打該手機，就會丟失尋呼，無法接通。因此，延遲登記功能雖然可以減少信令負荷，但是卻會增加尋呼失敗的概率。

3 開啟BCP功能解決邊界小區(qū)尋呼問題

3.1 BCP功能

網(wǎng)絡(luò)將邊界小區(qū)的尋呼信息在手機最后登記的交換機和邊界的相鄰交換機上同時發(fā)送，從而增加邊界小區(qū)的尋呼成功率，這就是邊界小區(qū)尋呼 BCP（Border Cell Paging）功能。

3.2 ZONEBASE登記（ZBR）

手機的登記方式有兩種：其一是基于參數(shù)（SID,NID）登記，其二是基于位置區(qū)的登記方式，即 ZONEBASE登記。與 ZONEBASE登記相關(guān)的有TZONES、 REGZONE、 ZONETMR、 PARAREG4 個參數(shù)。

1）TZONES，ZBR的功能開關(guān)參數(shù)。為0表示功能關(guān)閉，為1表示功能開啟，為N表示手機可以記錄的ZONE區(qū)的數(shù)量為N。

2）PARAREG，基于參數(shù)登記的功能開關(guān)參數(shù)。當TZONES為非零時， PARAREG應(yīng)設(shè)FALSE。

3）REGZONE定義了每個基站所屬的ZONE區(qū)，同一個交換區(qū)或BSC下的基站REGZONE值可以定義得不一樣。

4）只有當 ZBR的功能開啟（TZONES>1）時，ZONETMR參數(shù)才有意義。ZONETMR定義的是：當發(fā)生交換區(qū)的改變后，手機會進行位置登記，那么手機回到原交換區(qū)后需要等待多久的延遲時間才能進行登記。不同ZONETMR設(shè)置所對應(yīng)的時間見表1所示。

表1 不同ZONETMR設(shè)置所對應(yīng)的時間

3.3 BCP的工作原理

（1）開通ZBR與延遲登記功能的情況

在ZBR及延遲登記功能均開通的情況下，當已經(jīng)開機的手機用戶從MSC-A進入MSC-B后，手機會馬上在 MSC-B上作登記，同時手機會把 MSC-A和MSC-B的ZONE區(qū)號登記存儲。如果在ZONETMR參數(shù)時間到期之前，手機又回到MSC-A區(qū)域，這時是不會發(fā)生新位置登記的。這時，如果有其他用戶呼叫該手機，如果按傳統(tǒng)的尋呼（paging）方法，網(wǎng)絡(luò)就僅僅只在MSC-B下進行尋呼；所以，當?shù)谝淮螌ず羰『螅绻情_通了二次尋呼的話，就會在MSC-B下再發(fā)一次尋呼；因為實際上手機又回到MSC-A區(qū)域，所以最終的結(jié)果只能是尋呼失敗。

（2）開通BCP功能的情況

如果在此基礎(chǔ)上加開通 BCP功能，情況就不同了。網(wǎng)絡(luò)的一次尋呼仍舊在MSC-B下進行；但是，當尋呼響應(yīng)時間超過 ISPAGE2[2]時，會觸發(fā)二次尋呼，如果手機最后登記的小區(qū)是邊界小區(qū)，那么在第二次尋呼時就會啟動 BCP的處理流程即在 MSC-A和MSC-B上同時發(fā)送尋呼，保證尋呼成功率。MSC-A中的尋呼消息來自于MSC-B發(fā)送的ISPAGE2消息。

因為只有手機最后登記的小區(qū)是邊界小區(qū)，才能觸發(fā)MSC-B向MSC-A發(fā)送ISPAGE2消息[3]。所以，如果手機最后登記的小區(qū)是非邊界小區(qū)，即使是開通了BCP功能，那還是會按正常的二次尋呼流程進行處理。

3.4 BCP尋呼類型

BCP功能按照尋呼方式的不同，可以支持Double Page、Repage和Page三種尋呼方式[4]。尋呼為Repage方式時信息增加量是最小的，所以采用Repage方式實現(xiàn)BCP功能[5]效果最好。

1）Double Page方式。這種方式的兩次尋呼都是在兩個交換區(qū)下同時進行的。第一次尋呼的范圍是兩個交換區(qū)，而第二次尋呼的范圍還是兩個交換區(qū)。

2）RePage方式。這種方式的兩次尋呼范圍是不同的。第一次尋呼是在手機最后登記所在的交換區(qū)范圍進行，而第二次尋呼是在兩個交換區(qū)的范圍下同時進行。

3）Page方式。這種方式的兩次尋呼范圍與RePage方式相反。第一次尋呼的范圍是在兩個交換區(qū)下進行，而第二次尋呼的范圍則僅在手機最后登記的交換區(qū)下。

4 運用 BCP功能解決邊界小區(qū)尋呼問題的應(yīng)用案例

湘西吉首一帶地形地貌復雜，在開通BCP功能的情況下，當手機最后登記或通話行為發(fā)生的位置正好處在交換邊界區(qū)域時，如果采用RePage方式，則一次尋呼失敗后，就會在兩個交換區(qū)下同時進行二次尋呼。

4.1 設(shè)置具有BCP功能的邊界小區(qū)

應(yīng)該將哪些小區(qū)設(shè)置成具有BCP功能的小區(qū)？首先確定在吉首有多少邊界小區(qū)；然后統(tǒng)計在吉首MSC-A和 MSC-B交換區(qū)間的這些邊界小區(qū)的重選登記數(shù)量占全部各種登記數(shù)量的比例；最后根據(jù)比例的大小來確定哪些邊界小區(qū)應(yīng)該設(shè)置成具有BCP功能的小區(qū)。具體設(shè)置分為以下兩種情況。

1）跨吉首MSC-A和MSC-B的邊界小區(qū)重選登記數(shù)量占該邊界小區(qū)全部登記量的 10%以上的小區(qū)，應(yīng)該同時開啟ZBR延遲登記功能和BCP功能。

2）重選登記數(shù)量占該邊界小區(qū)全部登記量的3%以上的小區(qū)可以根據(jù)后續(xù)跨局 E1鏈路的負荷分析和BCP功能的使用效果，設(shè)置為僅具BCP功能的小區(qū)，這些小區(qū)具有跨局二次尋呼功能。

4.2 吉首BCP功能的驗證

在吉首MSC-A和MSC-B區(qū)之間根據(jù)實際情況開通了BCP功能，開通前后各項性能統(tǒng)計對比發(fā)生了較大變化，取得了很好的效果。

1）首先通過統(tǒng)計ISETIVOG和IPG2IVOG，可以觀測到BCP的尋呼響應(yīng)，BCP開通成功。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：BSC1上BCP的尋呼響應(yīng)比例為15%左右， BSC3上BCP的尋呼響應(yīng)比例為22%左右。

2）然后，統(tǒng)計交換機CPU負荷、系統(tǒng)負荷和到HLR的LINK負荷，發(fā)現(xiàn)有明顯下降，位置更新請求次數(shù)也明顯降低，來話接通率和系統(tǒng)接通率有一定改善，開啟BCP功能降低了交換機的負荷。

3）邊界小區(qū)的登記和尋呼負荷的變化情況統(tǒng)計，表2所示的邊界小區(qū)尋呼信道和接入信道的占有率。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：BSC1和 BSC3均是接入信道的負荷在下降，尋呼信道的負荷幾乎保持不變。

表2 功能開啟前后邊界小區(qū)尋呼信道和接入信道的占有率

4）從呼叫成功率的統(tǒng)計上可以看出，開啟BCP功能可以增加0.5%～0.6%的尋呼成功率。

因此，吉首市的CDMA網(wǎng)絡(luò)在幾乎沒有改變尋呼信道負荷的情況下，既達到了降低交換機負荷的目的又提升了尋呼成功率，開啟BCP功能的效果很好。

5 結(jié)語

通過在地形地貌特殊的吉首實際啟用BCP功能，分析了BCP功能對CDMA網(wǎng)絡(luò)的影響，得到結(jié)論：邊界小區(qū)開啟BCP功能既能夠提高邊界小區(qū)的尋呼成功率，同時還能降低交換機信令負荷。但在實際操作過程中還有以下值得關(guān)注的問題。

1）ZONETMR參數(shù)的大小基本上決定了登記信令的數(shù)量。但實際操作時需注意到：如果ZONETMR參數(shù)過大，跨局尋呼的數(shù)量就會增加，就會增加全網(wǎng)的尋呼信令負荷[6]。

2）邊界區(qū)域不能過大或過小，合適最好。如果邊界小區(qū)設(shè)置過小，就會導致中心小區(qū)過覆蓋嚴重，會出現(xiàn)尋呼不到的情況；如果設(shè)置邊界小區(qū)過大，尋呼的信令負荷就會增加。

3）連接交換機之間的中繼鏈路是供 ISPAGE2消息建立起來后供跨局尋呼通話時采用的。因此，邊界的跨局尋呼通話數(shù)量必須在可控制、可接受的范圍內(nèi)，否則會因為鏈路擁塞而造成尋呼失敗率上升[7]。

[1] 袁平,王敏.CDMA網(wǎng)絡(luò)尋呼成功率優(yōu)化思路與方法[J].電信技術(shù),2006(06):48-50.

[2] 張勇,宋風華,劉北陽.CDMA網(wǎng)絡(luò)交換機邊界尋呼成功率的優(yōu)化[J].電信科學, 2006(01):51-53.

[3] 張勇,丁磊.CDMA網(wǎng)絡(luò)交換機邊界尋呼成功率的優(yōu)化策略[J].移動通信, 2005(11):45-48.

[4] 黃景廉,張椿玲,張亮.CDMA 系統(tǒng)中移動臺呼叫過程的信令研究[J].通信技術(shù),2011,44(04):79-81.

[5] 陳森.ISPaging實施過程中的若干問題探討[J].電信快報,2004(12):13-15.

[6] 張寧.尋呼信道負荷過高的問題研究[J].移動通信,2011(11):48-51.

[7] 范波勇,張治元.CDMA綜合關(guān)口局信令組網(wǎng)方案的應(yīng)用[J].通信技術(shù),2012,45(09):67-75.