位置更新導(dǎo)致的尋呼失敗分析及優(yōu)化方案

張廣元，歐佳佳

位置更新導(dǎo)致的尋呼失敗分析及優(yōu)化方案

張廣元，歐佳佳

（中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司江門市分公司，廣東 江門 529000）

針對(duì)移動(dòng)通信過程中位置更新導(dǎo)致的尋呼失敗問題進(jìn)行有效分析，并提出優(yōu)化方案。首先發(fā)現(xiàn)未接通異常事件；然后通過核心網(wǎng)網(wǎng)管信令全流程分析未接通原因，并介紹問題處理過程和解決方案；最后針對(duì)這種未接通異常事件，采用參數(shù)調(diào)整方法，可以有效減少TAU過程，從而達(dá)到降低TAU過程與CSFB沖突的研究目標(biāo)。

TAU CSFB 位置更新

1 引言

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中影響語音接通率的因素有很多，其中位置更新導(dǎo)致的尋呼失敗是指當(dāng)發(fā)生尋呼時(shí)，手機(jī)恰巧進(jìn)行跨局位置更新導(dǎo)致的尋呼失敗。在解決跨LAC（Location Area Code，位置區(qū)碼）時(shí)接入失敗的方案中，重新規(guī)劃基站的LAC區(qū)歸屬由于涉及的基站數(shù)量龐大，存在割接工作量、操作難度大的問題，并且具有時(shí)間長(zhǎng)、容易出錯(cuò)等不利因素。因此，本文針對(duì)這種因位置更新導(dǎo)致的尋呼失敗事件，采用參數(shù)調(diào)整的優(yōu)化方法，以減少TAU（Tracking Area Update，跟蹤區(qū)更新）過程，從而降低TAU過程與CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）沖突。

2 問題分析

2.1 問題描述

在分析A/IuCS口呼叫失敗事件過程中，發(fā)現(xiàn)用戶號(hào)碼1867500****于某日22:17:00左右出現(xiàn)未接通異常事件。通過核心網(wǎng)網(wǎng)管信令全流程分析，發(fā)現(xiàn)被叫號(hào)碼1867500****在該次未接通事件中前兩次尋呼失敗耗時(shí)10 s，第三次尋呼成功后，在建立過程中剛好與位置更新流程碰撞，語音建立全過程超時(shí)，便有“用戶暫時(shí)無法接通”提示，主叫主動(dòng)掛機(jī)。

2.2 尋呼與位置更新碰撞

當(dāng)主叫在03:07:22.864發(fā)送Call Proceeding后，被叫此時(shí)正在進(jìn)行TAU Request，當(dāng)前核心網(wǎng)對(duì)于TAU與CSFB同時(shí)發(fā)生的場(chǎng)景，執(zhí)行的策略是先進(jìn)行位置更新流程，位置更新結(jié)束后再重新尋呼用戶。具體信令流程描述如下：

（1）MSC Server向MME（Mobility Management Entity，移動(dòng)管理實(shí)體）發(fā)送SGsAP-Paging-Request消息，尋呼用戶A；

（2）用戶A通過MME向MSC Server發(fā)送SGsAPLocation-Update-Request消息，請(qǐng)求位置更新（此時(shí)位置更新與尋呼沖突，需要將P1156 Bit10設(shè)置為0，停止當(dāng)前尋呼，等待用戶位置更新完成后重新向MME下發(fā)尋呼請(qǐng)求）；

（3）MSC Server接受位置更新請(qǐng)求，首先進(jìn)行位置更新流程；

（4）位置更新結(jié)束后，MSC Server重新向MME發(fā)送SGsAP-Paging-Request消息，重新尋呼用戶A。

2.3 主叫主動(dòng)掛機(jī)原因

位于跨LAC邊界的尋呼小區(qū)地理圖如圖1所示。其中，前兩次尋呼失敗是由于頻繁重選及邊緣位置更新引起；第三次尋呼成功，但因回落后增加位置更新過程，語音建立全過程超15 s，所以便有“用戶暫時(shí)無法接通”提示，主叫主動(dòng)掛機(jī)。

圖1 位于跨LAC邊界的尋呼小區(qū)地理圖

3 解決方案

3.1 分析思路

目前，在中國(guó)聯(lián)通2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)共存場(chǎng)景下，CSFB成為首選的語音回落方式。語音業(yè)務(wù)所帶來的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)間的交互，必然會(huì)導(dǎo)致TAU與CSFB流程碰撞的可能，而主被叫是用戶行為，網(wǎng)絡(luò)側(cè)無法控制，所以如何減少TAU過程，從而降低TAU過程與CSFB沖突的可能性成為主要研究目標(biāo)。根據(jù)空中接口協(xié)議，現(xiàn)網(wǎng)觸發(fā)TAU有以下幾種情況：

（1）當(dāng)UE識(shí)別到其進(jìn)入了一個(gè)原有TA（Tracking Area，跟蹤區(qū)）列表中沒有的新的TA區(qū)時(shí)；

（2）當(dāng)每次TA刷新定時(shí)周期滿時(shí)；

（3）當(dāng)UE由UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)）的PMM_Connected態(tài)進(jìn)入E-UTRAN時(shí)；

（4）當(dāng)UE由GPRS預(yù)備態(tài)進(jìn)入E-UTRAN時(shí)；

（5）當(dāng)RRC（Radio Resource Control，無線資源控制）連接因TAU平衡負(fù)荷請(qǐng)求而釋放時(shí)。

其中，情況（2）為核心網(wǎng)配置周期性位置更新參數(shù)，避免關(guān)機(jī)用戶造成的尋呼問題，對(duì)實(shí)際CSFB無直接影響；情況（3）、（4）為異系統(tǒng)互操作觸發(fā)的TAU更新，一般發(fā)生在4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋邊緣，實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)中不可避免，且與語音呼叫沖突概率??；情況（5）為核心網(wǎng)MME負(fù)載均衡場(chǎng)景，與無線側(cè)情況無相關(guān)性；情況（1）為用戶進(jìn)入新的TA發(fā)起的位置更新，該流程與無線側(cè)情況強(qiáng)相關(guān)，由于TAC插花、TAC邊界不合理（如TAC邊界與高話務(wù)區(qū)域重疊）、邊界小區(qū)重疊覆蓋或參數(shù)問題都會(huì)造成頻繁TAU，位置更新導(dǎo)致尋呼丟失問題的風(fēng)險(xiǎn)高。從減少不必要的TA更新出發(fā)，重點(diǎn)需從以下兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：

（1）TAL/TAC的地理位置合理性檢查。首先，進(jìn)行WCDMA側(cè)LAC與RNC ID配置的一致性檢查，以確定LAC配置沒有問題；其次，進(jìn)行LTE側(cè)TAL與WCDMA側(cè)LAC配置的一致性檢查，以確定TAL配置沒有問題；最后，TAL地理化渲染，梳理出TAL插花站點(diǎn)。

（2）減少TAC邊界不必要的LTE內(nèi)部重選和切換，以達(dá)到減少TAU概率的目的。一方面基于RF優(yōu)化；另一方面基于參數(shù)優(yōu)化。

3.2 優(yōu)化方案

投訴地點(diǎn)位于廣東省江門市某居民樓14層，LAC邊界選取西江河域，地理位置合理，周邊無插花站。由于14層樓層較高，信號(hào)比較雜亂，RF調(diào)整效果不顯著，因此考慮通過參數(shù)調(diào)整優(yōu)化改善。

3.3 控制方案

在LAC邊界存在乒乓TAU情況有兩種：一種是連接態(tài)的同頻切換導(dǎo)致；另一種是UE終端通過重選導(dǎo)致。具體如下：

（1）連接態(tài)方案

減少TAL邊界不必要的LTE內(nèi)部切換，可以達(dá)到減少TAU概率的目的。LTE同頻內(nèi)部切換由A3觸發(fā)，A3判決算法為：Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off。其中，Mn為鄰區(qū)測(cè)量結(jié)果；Ofn為鄰區(qū)的特定頻率偏置；Ocn為鄰區(qū)的特定小區(qū)偏置；Ms為服務(wù)小區(qū)的測(cè)量結(jié)果；Ofs為服務(wù)小區(qū)的特定頻率偏置；Ocs為服務(wù)小區(qū)的特定小區(qū)偏置；Hys為遲滯參數(shù)；Off為A3時(shí)間的偏置參數(shù)。

參數(shù)CellIndividualOffset可以基于鄰區(qū)獨(dú)立設(shè)置，該參數(shù)用于調(diào)節(jié)切換的難易程度，與測(cè)量值相加用于事件觸發(fā)和取消的評(píng)估。當(dāng)取正值時(shí)，增加事件觸發(fā)的難度，延緩切換；當(dāng)取負(fù)值時(shí)，降低事件觸發(fā)的難度，提前進(jìn)行切換?；卩弲^(qū)進(jìn)行精細(xì)化優(yōu)化，參數(shù)CellIndividual Offset可以基于鄰區(qū)獨(dú)立設(shè)置，故方案一、方案二采取表1參數(shù)驗(yàn)證：

表1 鄰區(qū)參數(shù)設(shè)置配置方案 dB

具體效果評(píng)估如下：

◆對(duì)于FDD-LTE切換，切換控制面時(shí)延約為17 ms，由于乒乓切換是發(fā)生在主/鄰小區(qū)RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號(hào)接收功率）相當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，所以修改方案執(zhí)行后并沒有引起RSRP、SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信號(hào)與干擾加噪聲比）、速率的惡化，指標(biāo)正常波動(dòng)；

◆方案一執(zhí)行后，TAU的數(shù)量減少20.87%；方案二執(zhí)行后，TAU的數(shù)量減少32.28%，詳見表2。

（2）空閑態(tài)方案

為防止LAC邊界乒乓TAU/LAU導(dǎo)致CSFB失敗的概率增大，除了從RF優(yōu)化角度考慮外，還需結(jié)合參數(shù)調(diào)整予以規(guī)避，具體如下：

◆修改邊界小區(qū)的重選門限從29（對(duì)應(yīng)電平-70 dBm）到24（對(duì)應(yīng)電平-80 dBm），增大觸發(fā)小區(qū)系統(tǒng)內(nèi)重選的難度，以減少乒乓重選；

表2 連接態(tài)效果評(píng)估

◆修改小區(qū)重選時(shí)間從1 s到2 s，增大觸發(fā)小區(qū)系統(tǒng)內(nèi)重選的難度，以減少乒乓重選；

◆修改小區(qū)同頻重選門限遲滯從4 dB到6 dB，增大觸發(fā)小區(qū)系統(tǒng)內(nèi)重選的難度，以減少乒乓重選。

效果評(píng)估：話統(tǒng)分析中，邊界小區(qū)的總流量增長(zhǎng)率為11.78%，RRC連接請(qǐng)求次數(shù)（不包括重發(fā)）增長(zhǎng)率為6.05%，mo-Signalling原因的RRC連接建立嘗試次數(shù)、mo-Signalling原因的RRC連接建立成功次數(shù)增長(zhǎng)率分別為2.49%、2.48%，詳見表3：

表3 空閑態(tài)效果評(píng)估

3.4 小結(jié)

（1）根據(jù)TAC/LAC的圖層，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)外部鄰區(qū)數(shù)據(jù)，可以核查現(xiàn)網(wǎng)是否存在WCDMA/LTE插花站點(diǎn)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)合理規(guī)劃和站點(diǎn)歸屬調(diào)整，以減少網(wǎng)絡(luò)不必要的TAU，從而消除網(wǎng)絡(luò)隱性問題。

（2）對(duì)于頻繁TAU的問題區(qū)域，需要通過以下手段進(jìn)行精細(xì)化優(yōu)化：

◆RF調(diào)整，減小交疊覆蓋區(qū)域；

◆調(diào)小CellIndividualOffset，增加LTE內(nèi)部小區(qū)間切換的難度，推薦設(shè)置為-2 dB或-4 dB，即鄰小區(qū)大于主服小區(qū)4 dB或6 dB時(shí)才能觸發(fā)LTE內(nèi)部小區(qū)間切換；

◆修改邊界小區(qū)的重選門限從29（對(duì)應(yīng)電平-70 dBm）到24（對(duì)應(yīng)電平-80 dBm），修改小區(qū)重選時(shí)間從1 s到2 s，修改小區(qū)同頻重選門限遲滯從4 dB到6 dB，增大觸發(fā)小區(qū)系統(tǒng)內(nèi)重選的難度，以減少乒乓重選。

4 結(jié)束語

本文通過TAC/LAC合理規(guī)劃、RF優(yōu)化以及參數(shù)調(diào)整優(yōu)化方法，以減少TAU過程，降低TAU過程與CSFB沖突的概率，進(jìn)而提升尋呼成功率，改善用戶感知。下一步，將根據(jù)用戶投訴、核心網(wǎng)話單分析和指標(biāo)分析等對(duì)全網(wǎng)頻繁TAU的問題區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化解決。

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Analysis on Paging Failure Caused by Location Update and Optimization Scheme

ZHANG Guangyuan, OU Jiajia

(China United Network Communications Group Co., Ltd., Jiangmen Branch, Jiangmen 529000, China)

The paging failure resulted from location update in mobile communications was effectively elaborated and the optimization scheme was proposed. Firstly, the disconnected abnormal event was found out. Then, the cause for disconnection was analyzed via the complete process of core network management signaling. In addition, the problem processing and the solutions were introduced. Finally, aiming at this disconnected abnormal event, the TAU process was reduced effectively by adopting the parameter adjustment method. Thus, the conflict between the TAU process and CSFB was decreased.

TAU CSFB location update

10.3969/j.issn.1006-1010.2017.22.003

TN929

A

1006-1010(2017)22-0010-04

張廣元,歐佳佳. 位置更新導(dǎo)致的尋呼失敗分析及優(yōu)化方案[J]. 移動(dòng)通信, 2017,41(22): 10-13.

2017-01-03

袁婷 yuanting@mbcom.cn

張廣元：工程師，學(xué)士畢業(yè)于五邑大學(xué)，現(xiàn)任職于中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司江門市分公司，主要從事GSM、WCDMA、LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。

歐佳佳：工程師，碩士畢業(yè)于長(zhǎng)沙理工大學(xué)，現(xiàn)任職于中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司江門市分公司，主要從事WCDMA、LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。