移動通信網(wǎng)交換優(yōu)化方法探討

摘要　文章對移動通信網(wǎng)交換子系統(tǒng)的優(yōu)化進行了探討，從交換角度分析了無線網(wǎng)絡(luò)存在的問題，從而為更加全面地開展無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化工作提供了參考。

移動通信網(wǎng)一般分為交換子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)及網(wǎng)管子系統(tǒng)等。網(wǎng)管子系統(tǒng)被用來做KPI統(tǒng)計等，要得到好的KPI指標，就要對交換、基站子系統(tǒng)進行優(yōu)化。而一般提到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，技術(shù)人員自然想到無線（基站）系統(tǒng)優(yōu)化。通過無線系統(tǒng)優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)KPI指標就能得到一定的提升。

但是，單純的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化具有一定的局限性。例如，弱覆蓋區(qū)域很難通過KPI統(tǒng)計或路測測試等無線分析手段發(fā)現(xiàn)，而進行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)普查又費時費力。如果借助交換網(wǎng)絡(luò)性能分析工具，將交換網(wǎng)絡(luò)中統(tǒng)計的ClearCode（拆線碼：交換機對不同的拆線方式給出不同的拆線碼，并分別統(tǒng)計）分析與無線網(wǎng)絡(luò)指標相結(jié)合，再進行無線網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)的綜合分析，找出弱覆蓋區(qū)域，就可對其加以優(yōu)化。

1、弱覆蓋小區(qū)分析

因為KPI統(tǒng)計分析和路測測試等傳統(tǒng)無線分析手段很難對弱覆蓋小區(qū)進行精確定位，而進行撥打測試的網(wǎng)絡(luò)普查可操作性又不強，如果從交換網(wǎng)絡(luò)側(cè)進行弱覆蓋小區(qū)分析，將會獲得事半功倍的效果。

大致原理是根據(jù)交換機中一定時間內(nèi)對尋呼無響應的呼叫失敗記錄，進一步查詢被叫用戶最近時間內(nèi)在該呼叫的所在小區(qū)，可以認為該用戶仍然駐留在該小區(qū)內(nèi)并且尋呼失敗。換言之，即該小區(qū)可能存在弱覆蓋區(qū)域。通過大量收集這類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，制作出可能存在的弱覆蓋小區(qū)列表，再進一步確認這些區(qū)域的基站工作狀態(tài)和KPI指標，便可根據(jù)實際情況采取優(yōu)化和調(diào)整措施。

2、交換網(wǎng)絡(luò)參數(shù)檢查

交換優(yōu)化參數(shù)檢查范圍包括：VLR參數(shù)、PLMN參數(shù)以及與尋呼相關(guān)的參數(shù)（含無線參數(shù)）。

2.1　VLR參數(shù)

如對VLR單元中以下參數(shù)作優(yōu)化調(diào)整，將對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生好的影響：

（1）AUTHENTICATION RETRY參數(shù)：查看該參數(shù)控制是否容許鑒權(quán)重試，設(shè)置為“Used”，以提高網(wǎng)絡(luò)的鑒權(quán)成功率。

（2）TMSI AUTHENTICATION RETRY：查看該參數(shù)控制在第一次TMSI鑒權(quán)失敗時是否進行鑒權(quán)重試，建議使用TMSI的鑒權(quán)重試，將該參數(shù)設(shè)為“Used”。之所以使用TMSI鑒權(quán)重試，基于兩點：一是因為在無線傳播中SRES或RAND有可能被破壞而導致鑒權(quán)失敗；二是因為，如果移動臺是用TMSI標識且第一次鑒權(quán)失�。ㄓ锌赡艽嬖赩LR里的TMSI和移動臺里的TMSI不匹配的情況）。網(wǎng)絡(luò)會用IMSI檢查移動臺的IMSI，如果正確，系統(tǒng)會根據(jù)其IMSI號碼獲得新的鑒權(quán)三位組Triplets，并開始新的鑒權(quán)過程。

（3）TRAFFIC TERMINATION ON TERM REQUEST：建議改為“ALL TRAFFIC TERMINATED”。該參數(shù)啟用后，當通話中的用戶欠費，便可實時禁止用戶繼續(xù)通話。

（4）LOITERING：徘徊時間，即關(guān)機用戶超過一天沒有活動，將會從VLR中被刪除。

（5）IMPLICIT DEREGISTRATION：隱含關(guān)機功能，是VLR對長時間不活動的移動終端標志其為關(guān)機狀態(tài)的一個特性。它可有效減少BSS負荷和節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源，例如，可以避免不必要的尋呼，從而使主叫方在短時內(nèi)收到“用戶已關(guān)機”，而非“用戶不在服務(wù)區(qū)”。若在長途局向，不成功的呼叫不算在接通率上。它隱含關(guān)機時間，比2個周期性位置更新的時間稍長，以容許手機漏掉一個周期性位置更新。

（6）Triplets：該參數(shù)決定VLR何時向AUC索要鑒權(quán)三位組（Triplets）。當用戶移動到一個MSC時，MSC可以通過已被使用過的Triplets進行鑒權(quán)處理，但如果此時VLR中Triplets等于0，則MSC只能向AUC索要鑒權(quán)數(shù)據(jù)。此過程會延長一個新用戶登錄網(wǎng)絡(luò)的時間，如果太頻繁向AUC取三位組，則增大了VLR和HLR之間鏈路的負載。建議此參數(shù)改為2，意義是當三位組降低到2時，VLR便及時地索要新的鑒權(quán)三位組。

（7）CALL WAITING：如果用戶沒有在預定時間內(nèi)應答處于等待呼叫，無應答的呼叫前轉(zhuǎn)功能將被激活（如果被叫用戶有設(shè)置CFNA）。這項參數(shù)可以根據(jù)運營商需求設(shè)定。等待時間越長，呼叫接通率就越大，但話音信道被占用的時間就越長。

（8）TMSI PAGE REPETITION IN MT CALL、TMSI PAGE REPETITION IN MT SMS、TMSI PAGE REPETITION IN MT USSD：這組參數(shù)與尋呼相關(guān)，定義在TMSI尋呼失敗后是否進行IMSI尋呼。一般將TMSI設(shè)為“Used”，所以會先用TMSI尋呼。然而，TMSI尋呼有可能失敗，所以在TMSI尋呼失敗后會再使用IMSI尋呼。

2.2　PLMN參數(shù)

如對如下參數(shù)進行調(diào)整，將對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生良好的影響。

（1）CIPHERING：加密功能。若開啟CIPHERING，則A口會增加兩條信令（如圖1的紅色標注所示），從而會增加A口的信令鏈路負荷，并且呼叫接續(xù)的時間也會變長，因此一般設(shè)為“NOT USED”。

 
圖1　CIPHERING加密流程

（2）TRAFFIC TERMINATION ON CANCEL LOCATION：開啟后，可以通過刪除HLR用戶數(shù)據(jù)來禁止當前通話和使用短信的用戶，對漫游用戶尤其有用。建議改為MOC、MTC、SS AND SMS TERMINATED。

（3）MSRN LIFE TIME：如果漫游號碼生命周期太短，呼叫將被清除并產(chǎn)生CLEAR CODE OX405（ERRONEOUS REQUEST FROM CO-PROCESS）。當一個呼叫在到達VMSC前被中斷，其漫游號碼會保存到其生命周期結(jié)束為止。因此，如果生命周期時間設(shè)得太長，就可能由于沒有及時釋放部分漫游號而造成系統(tǒng)無足夠的漫游號。因此，可以適當調(diào)節(jié)MSRN的時間。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的跟蹤顯示，最大的MSRN保持時間在20s左右。

（4）TMSI ALLOCATION：根據(jù)GSM規(guī)范，TMSI在位置區(qū)中是唯一的，所以TMSI除了在用戶開機時分配外，還應在用戶位置更新時分配新的TMSI號碼。所以，“LOC UP NEW VIS”，“LOC UP”和“IMSI ATTACH”三項參數(shù)應設(shè)為1，其余參數(shù)的范圍，可以根據(jù)安全性程度設(shè)定為0至250。但缺點是會稍微增加信令負荷和CPU負荷，降低系統(tǒng)處理能力。另外，頻繁的TMSI分配也會使TMSI不匹配的可能性增大，建議其余參數(shù)設(shè)為0。

（5）AUTHENTICATION：根據(jù)GSM的建議，鑒權(quán)必須在以下兩種情況下進行：在用戶第一次進入網(wǎng)絡(luò)（“IMSI Attach”）和VLR之間做位置更新（“LOC UP NEW VIS”）時。其他情況下的鑒權(quán)只是為了改變密鑰（Ciphering Key）。出于安全性考慮，密鑰必須隔一段時間就要改變。因此，必須在發(fā)起呼叫和接收來話時進行鑒權(quán)。但是密鑰在中國沒有使用。由于鑒權(quán)需要從AUC中獲取Triplets，會增加VLR和HLR之間的信令負荷，還會增加呼叫建立以及短信和位置更新的時間，所以其余各項可以設(shè)為0。
 
3、交換系統(tǒng)中與無線尋呼有關(guān)的項目優(yōu)化

3.1　MSC中兩個與無線尋呼成功率關(guān)系密切的參數(shù)

它們是REPAGING ATTEMPTS和REPAGING INTERVALS，如設(shè)置得當，會提高尋呼成功率。建議各個交換機REPAGING ATTEMPTS設(shè)置為2次，REPAGING INTERVALS統(tǒng)一設(shè)為400。在網(wǎng)絡(luò)負荷的承受范圍內(nèi)，適當增加尋呼次數(shù)和延長尋呼間隔，可以改善尋呼接通率。

3.2　交換網(wǎng)絡(luò)負荷及性能分析

（1）交換機主要CPU單元負荷檢查

應在一天中最忙的一小時內(nèi)，提取各主要網(wǎng)元（如：基站信令單元BSC、七號信令單元CCSU、VLR單元）的CPU負荷數(shù)據(jù)，檢查在話務(wù)高峰時，其負荷是否偏高，并做必要調(diào)整。

（2）信令鏈路負荷分析

在最忙時段，檢查交換機至各網(wǎng)元的信令鏈路及其實際負荷，看是否存在超過門限值的情況。如果信令鏈路負荷很高，就應考慮兩點：一要鏈路平衡，二要盡快增加信令鏈路，如果某一局向的信令鏈路總數(shù)已經(jīng)達到了16條（64kb/s）且仍需要再增加鏈路，就應考慮采用高速信令鏈路（128kb/s，256kb/s，512kb/s，960kb/s，1024kb/s或1984kb/s）。

（3）話路負荷分析

統(tǒng)計交換機至各局向話路忙時話務(wù)量是否偏高，若持續(xù)偏高，就應考慮增加話路中繼。對于因節(jié)假日等造成的短期話務(wù)高峰的影響，可以暫時不予考慮。

（4）VLR用戶數(shù)及利用率

應經(jīng)常檢查全天最高VLR用戶數(shù)及VLR利用率統(tǒng)計情況。根據(jù)每個MSC容量來看平均利用率，注意交換機的VLR利用率不能過高，例如不能超過80%。如果處于警戒狀態(tài)，應考慮擴容VLR。

4、故障電路診斷及分析

正常呼叫會持續(xù)一定時間，而與故障電路相關(guān)的非正常呼叫（如單通、串話等）只會持續(xù)很短的時間。從大量呼叫統(tǒng)計中過濾出超短呼叫（如通話時長小于5秒）記錄并進行跟蹤分析，能快速有效地查找出交換網(wǎng)絡(luò)中的故障電路。

可以在現(xiàn)網(wǎng)的每個MSC上連接Traffica工具，收集連續(xù)三天部分時段的呼叫統(tǒng)計數(shù)據(jù)，然后對Traffica數(shù)據(jù)進行過濾和處理，得到每個CGR（路由組）的各條電路的超短通話（通話時長小于8秒）出現(xiàn)的次數(shù)，提交三天內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)次數(shù)較多的可疑電路列表。如果某條話路中繼每天出現(xiàn)幾百次超短通話，遠遠超過同一中繼組（CGR）的其他PCM，則可判定其為可疑電路。

在得到可疑故障電路列表后，通過有針對性的測試來進一步確認可疑電路的狀態(tài)，再查找原因，并予以解決。

5、呼叫終止類別統(tǒng)計分析

每種交換機側(cè)對呼叫流程中各個主要事件都有分類標識（Clear Code）統(tǒng)計。僅從無線側(cè)的KPI分析，對于某些網(wǎng)絡(luò)問題很難進行準確的分析定位，比如和交換網(wǎng)絡(luò)關(guān)系密切的系統(tǒng)接通率、尋呼成功率等指標的分析。借助交換側(cè)的Clear Code，能對這些系統(tǒng)級的KPI指標分析提供有力的支持。

表1以NOKIA交換機為例，列舉了交換側(cè)主要Clear Code代碼的簡單說明。對于不同的無線事件，交換側(cè)有不同的Clear Code與其對應，比如說分析無線掉話，我們主要關(guān)注B13和B1B等。

表1　主要Clear Code代碼說明

可通過交換系統(tǒng)接通率的公式了解Clear Code對交換系統(tǒng)接通率的影響。

（1）交換系統(tǒng)接通率（不含用戶行為）

定義：[發(fā)送IAI+語音尋呼次數(shù)]/（業(yè)務(wù)信道分配成功次數(shù)（不含切換）*主叫比例+接收IAI次數(shù)-（路由查詢次數(shù)路由查詢成功次數(shù)））

（2）交換系統(tǒng)接通率（含用戶行為）

定義：[發(fā)送IAI+語音尋呼次數(shù)]/（業(yè)務(wù)信道分配成功次數(shù)（不含切換）*主叫比例+接收IAI次數(shù)）

基于上述公式，語音尋呼次數(shù)為尋呼本局下用戶的次數(shù)，發(fā)送IAI次數(shù)包括呼叫不在本局下的用戶和關(guān)口局送來的但不在本局下的用戶需要轉(zhuǎn)接的呼叫，由此可以推斷，在試呼次數(shù)相同的情況下（即業(yè)務(wù)信道分配成功次數(shù)（不含切換）*主叫比例+接受IAI次數(shù)相同），如果本局下關(guān)機、停機和空號所占比例較高，在被叫路由查詢成功后，那些本應進行語音尋呼的呼叫將不會進行語音尋呼，從而導致語音尋呼的次數(shù)減小，也就是公式中分子的值減小，最終導致交換系統(tǒng)接通率下降。另外，不含用戶行為的交換系統(tǒng)接通率，還受被叫路由查詢成功與否即用戶行為的影響，對于呼叫建立過程中的主叫掛機（30A）可能存在路由查詢成功或不成功兩種可能，不成功的情況下不會影響交換系統(tǒng)接通率（不合用戶行為），反之亦然。

根據(jù)以上分析，表1中對交換系統(tǒng)接通率有影響的Clear Code主要包括：10、30A、304、318；同樣，與掉話率相關(guān)的Clear Code主要包括：B13、B1C、B1B。

6、結(jié)論

通過對弱覆蓋小區(qū)分析、交換網(wǎng)絡(luò)參數(shù)檢查、交換網(wǎng)絡(luò)負荷及性能分析、故障電路診斷及分析、Clear Code分析這五方面進行交換優(yōu)化的探討，可以查找故障原因并加以糾正，因此，它們不但是交換系統(tǒng)優(yōu)化的方法，也是很重要的移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析方法。