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GSM寻呼成功率优化分析
韩永涛
(中国联通福建分公司 福建福州 350001)
摘要:寻呼成功率是GSM网络的一项重要质量指标。本文介绍了寻呼流程并细致地分析了实际工作中提高寻呼成功率的优化方法。
关键词:寻呼成功率 GSM 优化

是目前移动运营商的一项重要工作，寻呼成功率是GSM网络的重要网络质量指标，它直接影响来话接通率和系统接通率等其它网络指标。良好的寻呼性能对于所有手机用户是否能够成功作被叫来说十分关键，因此加强寻呼成功率的优化分析是非常必要的。
2 寻呼流程和寻呼成功率
2.1 寻呼流程
在GSM规范08.08描述了A接口的流程，在GSM规范04.08描述了空中接口的流程。寻呼流程要涉及到A接口和空中接口的流程。
图1 寻呼在A接口和空中接口的流程
当MSC从VLR中获得移动台MS当前所处的位置区（LAC）后，将向这一位置区的所有BSC发出寻呼消息（Paging）。BSC收到寻呼消息后，向该BSC下属于此位置区的所有小区发出寻呼命令消息（Paging Command）。当基站收到寻呼命令后，将在无线信道的该IMSI所在

寻呼组的寻呼子信道上发出寻呼请求消息（Paging Request），该消息中携带有被寻呼用户的IMSI或者TMSI号码。MS在接收到寻呼请求消息后，通过随机接入信道（RACH）请求分配独立控制信道（SDCCH）。BSC则在确认基站激活了所需的SDCCH信道后，在接入许可信道（AGCH）通过立即指配消息（Immediate Assignment）将该SDCCH信道指配给MS。MS则使用该SDCCH信道发送寻呼响应消息（Paging Response）。BSC将寻呼响应消息转发给MSC，完成一次成功的无线寻呼。
2.2 寻呼方式设置
现在GSM网络上交换机的寻呼方式一般为二次寻呼，寻呼间隔一般为5秒。当MSC从VLR中获得MS目前所处的位置区LAC后，第一次向MS所在的LAC下的所有BSC寻呼。如果MSC在发出寻呼消息后，5秒内没有收到寻呼响应消息，MSC则会再发送一次寻呼消息。第二次也是向MS所在的LAC下的所有BSC寻呼。如果5秒内仍没有收到寻呼响应消息，则此次无线寻呼失败，同时，MSC将向主叫用户送“您拨打的用户暂时无法接通”的录音通知。西门子交换机寻呼方式一般为二次寻呼，华为交换机一般采用三次寻呼，就是第二次寻呼失败后再发一次寻呼请求。
2.3 寻呼成功率
寻呼成功率的公式：寻呼响应次数/寻呼总次数*100%
寻呼响应总次数：指本地区所有MSC收到的PAGING RES消息的响应总和。包括二次寻呼响应。寻呼总次数：指本地区所有MSC发出的PAGING消息的总和,不包括二次寻呼的消息。
2.4 影响寻呼成功率的因素
􀁺 无线覆盖不好，盲区多。
􀁺 LAC区规划不合理，跨位置区的位置更新频繁。
􀁺 A接口信令负荷过高，空中信道资源紧张。
􀁺 无线侧和MSC侧某些定时器设置不合理。

3寻呼成功率的优化分析
3.1 加强无线网络覆盖的优化
网络覆盖不好是造成寻呼失败的最主要原因。增强覆盖、减少盲区是解决这一问题的主要手段。城市里网络结构越来越复杂，宏蜂窝、微蜂窝、直放站、室内分布、双频网等一系列新的网络形式的叠加，频率的干扰日益严重，使增强覆盖不仅仅是增加基站数量那么简单了。用户只能在空闲（IDLE）的状态下才能响应呼叫。而交换机发寻呼消息是如果用户恰好在进行位置更新，被叫用户将无法响应寻呼，产生“暂时无法接通”的情况。因此，网络结构复杂，用户小区重选情况严重，加剧了“暂时无法接通”现象，对寻呼成功率有很大影响。如何减少人为的“盲区”是网络优化人员需要解决的问题。
建议无线网优人员对路测发现的覆盖盲区、室内覆盖盲区等加强优化，通过增加直放站、调整天线方位角和俯仰角、调整基站发射功率等办法增加覆盖范围。通过良好的频率规划和优化来减少同频、邻频等干扰问题。
3.2 位置区（LAC）规划和优化
图2 寻呼消息下发的示意图
当一个手机被寻呼时，MSC就会通过BSC向对应LAC区范围内的所有基站发出寻呼请求。一个LAC区可能涵盖数十个甚至数百个小区，所以发至BSC的寻呼信息数量可能会很惊人。由于BTS必须通过有限的PCH信道向手机发送寻呼请求，因此过大的LAC区可能导致BTS的寻呼负荷过载，结果造成信令拥塞及寻呼信息丢失。LAC也不宜太小，否则会使移动的MS频繁进行位置更新，浪费系统资源，不能响应PAGING。
LAC的划分边界处是农村或者山地等人迹罕至的地方，这样MS处于LAC边界的几率也很小。LAC的划分应该避开商业区、交通繁忙的地区，比如说交通主干线、桥梁、隧道等。因为这些地方MS移动比较频繁，会不断进行位置更新。如果MS位置更新不成功，那么即使有寻呼到来，MS也不可能响应，因为MS有可能已经处于另外一个LAC中。
在重新规划LAC时应注意以下几点：LAC的范围必须在一个MSC下，不允许跨越MSC。必须兼顾寻呼量和位置更新次数之间的平衡问题。LA C最重要的规划原则是不要超过BTS的最大寻呼容量。一旦超过BTS的寻呼容量，就应考虑LAC分裂。个别LAC下的BSC几乎满配置，BSC及BTS信令负荷过高将直接导致所在LAC寻呼成功率极低。在LAC寻呼负荷过载的情况下，大量短信的冲击足以造成BSC下的大面积用户打不成电话。
如果2个LAC区的边界地区用户较多，边界地区的寻呼成功率一定不好。适当合并此类相邻的LAC区，可以提高寻呼成功率。
3.3 缩短T3212（周期性位置更新时间）和IDETTIM（隐含关机时间）
寻呼不成功有可能是MS进入盲区或掉电，若此时交换机的隐含关机时间未到（MSC将定时对ATTACH的用户进行查询，它将这一段时间内未与系统联系的MS设为隐含关机状态），MSC仍会对该用户发寻呼消息，MS无法进行响应。在BSC侧，每个基站（BTS）设置一个定时器T3212，为了让MS定期与网络联系，这样VLR中才会有用户最新的位置信息。BSC中周期位置更新计时器T3212与MSC中隐含关机计时器IDETTIM必须满足前提条件T3212<IDETTIM。在满足该条件下，我们可对T3212、IDETTIM进行一些灵活的设置。对一些郊区站和农村站，由于盲区和信号差的地区比较多，就可以将T3212设置较小，

以尽量减少用户不在服务区和用户被系统置为隐含关机。而对于市区站来说由于平均话务量、信令量比较大，T3212设太小，将会增加大量位置更新的消息，增大MSC和空口信道负荷，反而有可能降低寻呼成功率。对于隐含关机计时器IDETTIM，设得过短，虽可提高寻呼成功率，但将造成一部分用户被隐含关机，影响用户的正常使用；IDETTIM若设的过长，就可能出现一种情况：用户长期呆在盲区（时间<IDETTIM），这时此用户在MSC中依然处于ATTACH状态，当此用户做被叫时，会造成一次无效的PAGING。所以T3212与IDETTIM的设置在某种程度上很大的影响寻呼成功率,必须通过话务统计并结合BSC、MSC参数细致的分析来设置。当然我们要通过射频优化的手段，减少覆盖盲区。
目前我们为了提高寻呼成功率，无线侧将T3212由120分钟改为60分钟，交换侧将隐含关机时间由180分钟改为70分钟。寻呼成功率上升1个百分点左右。
3.4 MSC修改寻呼间隔时长
MSC负责形成寻呼消息，并可对未响应的寻呼进行重发。两次寻呼间隔是一个很重要的参数。从无线方面看，两次寻呼间隔越大，MS在响应寻呼时所处的无线环境的相关性越小，MS也更容易成功响应寻呼消息。但如果两次寻呼的间隔设置过大，会使主叫用户处于长时间等待状态，主叫用户容易挂机。在优化中要需要根据寻呼成功率和用户挂机比例，逐步的调整寻呼间隔。适当地延长寻呼间隔时长，可以提高寻呼成功率。缺点就是被叫用户如果不在服务区，主叫用户听到录音通知的等待时间将相应延长。
目前我们寻呼间隔时间设置情况：西门子交换机由4－4（第一次寻呼时长为4秒）改为5－5（第一次寻呼时长为5秒）；华为交换机由2－2－8改为5－5－4。寻呼成功率上升0.5个百分点左右。
有的设备厂家的MSC第二次寻呼可以采用全局寻呼（global paging），即可在整个MSC内寻呼MS。而有些厂家的设备不支持这个功能。我们建议支持这个功能的交换机开启此功能。这个功能对带有两个或多个位置区的MSC的寻呼成功率的提高有很好的帮助。
3.5 降低A接口信令和空口接口信道负荷
被叫用户寻呼响应消息到达MSC要经历一个复杂的接续过程。在这个过程中，如果某个流程不正常，寻呼响应的消息没有发到MSC，都将导致寻呼失败。我们一方面要维护好A接口的中继链路，注意观察A接口信令负荷，及时增加信令链路，降低因为信令负荷过高导致的寻呼失败。另一方面，要维护好无线信道，保证在接续过程中稳定可靠。在BSS级上提高寻呼成功率主要在提高RACH接入成功率、降低SDCCH拥塞率。这种情况需要我们通过话务统计来查找信令信道拥塞和立即指配失败严重的小区。对于PCH、SDCCH、AGCH拥塞的小区可以按需调整相关参数及增加信道数目。对于立即指配失败多的小区，我们要多考虑覆盖、干扰和天线、硬件故障等射频方面的因素。
3.6 降低RACH最小接入电平和手机最小接入电平
适当降低RACH最小接入电平和手机最小接入电平，可以使手机更容易接入网络，可以提高寻呼成功率。坏处是会导致掉话增加。在优化过程中要找到合适的平衡点。
华为BSC小区属性表中的“RACH最小接入电平”功能影响手机的接入，表示系统判断MS随机接入的电平阀值。当接收到的RACH突发脉冲的电平小于设置门限时，BTS认为这是一次无效接入，不进行译码。本参数需要结合基站实际灵敏度以及手机最低接入电平
进行设置，避免有信号打不了电话的现象。RACH最小接入电平，范围0～63（对应-110～-47dBm），一般设5～8。市区一般设大一点，郊区一般设小点。目前我们将RACH最小接入电平设为5，手机最小接入电平设为8。
3.7 MSC冗余小区数据导致BSC寻呼次数异常
分析无线侧的寻呼行为，发现同一LAC下BSC接收到MSC的寻呼请求次数有很大差异（8万次和14万次的差异）。而现网的每个BSC只对应一个LAC（同一LAC下可挂多个BSC），因此同一LAC下各个BSC收到的寻呼请求次数应该相等。在A接口上用信令仪跟踪，发现MSC把两个LAC的寻呼消息发往同一个BSC，而该BSC下的BTS实际上均属于一个LAC。检查交换机的小区数据后，发现存在不少冗余的小区数据，造成同一个BSC下有属于多个LAC的小区数据。交换机中的冗余小区数据危害很大，极大浪费了无线侧的寻呼信道资源，也加重了网络的拥塞。因为移动网络不断扩容、割接，造成MSC和BSC的小区数据不一致，我们要及时核对小区数据并及时删除冗余小区数据。
实例：小区数据核对中，在某市MSC1发现一个错误的小区数据（LAC=X,CELL=31983,BSC=X-X-109）。 该小区导致中兴BSC对应2个LAC，这样MSC会把MOTO业务区的一次寻呼也发给中兴BSC，导致中兴BSC收到寻呼次数很多，浪费宝贵的无线寻呼信道资源。7月27日下午16：40删除后，中兴BSC晚忙时一个小时收到的寻呼次数由原来2万多次减少到5干次左右。下图是中兴BSC全天收到的寻呼请求次数，可以看出，寻呼次数大大减少了。统计来自于中兴BSC寻呼次数统计，与A接口信令跟踪分析结果基本一致。
图3错误的小区数据导致中兴BSC3收到的寻呼次数异常图
在某些地方，网络扩容采取基站“插花”的方式,例如在MOTO的基站覆盖范围里面增加若干中兴、华为的基站，因为“插花”基站的BSC覆盖范围很大，有可能一个BSC底下有多个LAC的小区。这样该BSC会收到多个LAC的寻呼消息，造成该BSC下的基站寻呼负荷较高。我们建议尽量避免这种情况。
3.8 限制恶意呼叫和短信群发
某些地区存在个别用户按号段逐个拨打外地的手机号码，用机器设置，约10秒拨打一个，一天可产生几干次主叫，称之为恶意呼叫。有些人在手机上看到未接来电就会回拨，但是在寻呼恶意呼叫用户的消息下发，寻呼响应未上来的时候，恶意呼叫用户又发起主叫，这样导致寻呼失败。因为恶意呼叫用户的主、被叫都非常的频繁，所以会影响寻呼成功率。
对本地恶意呼叫用户可以采取停主、被叫的办法来限制。针对外地恶意呼叫卡无法对其停机的问题，我们用主叫触发的方式限制其拨打手机号码。西门子交换机的具体命令如下：
<CRDPFCACT:DICON="+BB",ZONDAT=N,ACTION=ADDBB;
<CRDPFCDAT:MSISDN=008613XABCDEFGH,CODE=13,NOD=11,FEAT=13XX,CALLTYP=MOC,ACTION=ADDBB; （008613XABCDEFGH是信令跟踪出来的恶意呼叫用户号码）
不创建BB开头的号码或将BB开头的号码指向空号。这样恶意呼叫用户拨打任何13开头的号码都会听到空号音。
短信群发是用户全天不断地发送垃圾广告短信。短信群发现象严重的话，将造成无线信道资源紧张，就有可能造成寻呼失败。我们通过停短信功能的办法来限制用户短信群发，也可以采取在短信中心设置黑名单的办法。
通过限制恶意呼叫和短信群发等用户行为，可以有效保持寻呼成功率。
4总结
以上是我对GSM寻呼成功率的优化分析，希望能对大家有一些帮助。网络优化的目的是提高用户满意度，为移动通信业务的发展提供良好的网络支撑。网络优化是一项长期的持续性的系统工程，需要我们在实践中不断探索，积累经验，解决网络中的各种问题，优化网络资源配置，改善网络运行环境，提高网络运行质量。
参考文献
1．戴美泰等 《GSM移动通信网络优化》 人民邮电出版社 2003年4月 第一版
2．韩斌杰 《GSM原理及其网络优化》 机械工业出版社 2001年7月 第一版
作者简介
韩永涛 男，1974年12月4日出生，1996年6月毕业于华中理工大学(现华中科技大学)电信系信息工程专业，大学本科学历，工学学士，目前在中国联通福建分公司从事核心网优化工作，工程师职称，有多年的GSM和CDMA网络维护、优化经验。曾获福建联通移动部三级奖励证书一次。
通信地址:中国联通福建分公司移动网络优化中心，邮编:350001,电话：[phone]。