韓永濤

（中國聯(lián)通福建分公司網(wǎng)優(yōu)中心, 廈門 361008）

在移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，我們經(jīng)常關(guān)注位置更新成功率，通過分析位置更新失敗的原因來提高位置更新成功率。目前大部分移動網(wǎng)絡(luò)的位置更新成功率都比較高，位置更新失敗不是本文討論的話題，本文的出發(fā)點是通過合理減少用戶位置更新次數(shù)、縮短位置更新時間，達到延長手機待機時間、減少網(wǎng)絡(luò)空口信令負荷、提高網(wǎng)絡(luò)接通率的目的，從而提升用戶感知。

1 位置更新的概念

WCDMA網(wǎng)絡(luò)中位置更新（Location Updating）是移動網(wǎng)絡(luò)一種必然的不可避免現(xiàn)象，其目的是使UE（User Equipment）總與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，便于UE在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何一個地方都能接入到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)；或者說網(wǎng)絡(luò)能隨時知道UE所在的位置，以使網(wǎng)絡(luò)可隨時尋呼到UE。位置區(qū)的標識LAI將在每個小區(qū)廣播信道上的系統(tǒng)消息中發(fā)送。當UE由一個位置區(qū)移動到另一個位置區(qū)時，必須在新的位置區(qū)進行登記，也就是說一旦UE出于某種需要或發(fā)現(xiàn)其存儲器中的LAI與接收到當前小區(qū)的LAl號發(fā)生了變化，就必須通知網(wǎng)絡(luò)來更改它所存儲的UE的位置信息。這個過程就是位置更新（Location Updating）。根據(jù)UE發(fā)送的位置更新請求消息（Location Updating Request）中Location Updating Type參數(shù)取值，位置更新可分為3種：普通位置更新(Normal Updating)、IMSI附著(IMSI Attach)和周期性位置更新(Periodic Updating)。

1.1 普通位置更新

UE在開機或移動過程中，收到的位置區(qū)標識LAI與UE中存儲的位置區(qū)標識不一致時，UE發(fā)起位置更新請求，通知網(wǎng)絡(luò)更新該UE的位置區(qū)標識。

1.2 IMSI附著

IMSI附著和分離過程就是在MSC/VLR中用戶記錄上附加一個二進制標志，IMSI的附著過程就是置標志為允許接入，而IMSI的分離過程就是置標志為不可接入。若UE開機后發(fā)現(xiàn)它所存儲的LAI號與當前的LAI號一致，則進行IMSI附著過程，它的程序過程同Intra VLR Location Update基本一樣，唯一不同的是，在Location Updating Request的報文中注明位置更新的種類是IMSI附著，它的初始化報文含有UE的IMSI號碼；當若UE開機后發(fā)現(xiàn)它所存儲的LAI號與當前的LAI號不一致，則執(zhí)行正常位置更新過程。

1.3 周期性位置更新

當UE開著機而移動到網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)以外的地方（即盲區(qū)），此時由于UE無法向網(wǎng)絡(luò)作出指示，網(wǎng)絡(luò)因無法知道UE目前的狀態(tài)，而仍會認為該UE還處于附著的狀態(tài)；第二種情況是當UE在向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送“IMSI分離”消息時，如果此時無線路徑的上行鏈路存在著一定的干擾導(dǎo)致鏈路的質(zhì)量很差，那么網(wǎng)絡(luò)就有可能不能正確的譯碼該消息，這就意味著系統(tǒng)仍認為UE處于附著的狀態(tài)；第三種情況是當UE掉電時，也無法將其狀態(tài)通知給網(wǎng)絡(luò)，而導(dǎo)致兩者失去聯(lián)系。當發(fā)生這三種情況后，若在此時該UE被尋呼，則系統(tǒng)將在此用戶所登記的位置區(qū)內(nèi)發(fā)出尋呼消息，其結(jié)果必然是網(wǎng)絡(luò)無法收到尋呼響應(yīng)，導(dǎo)致無效的占用系統(tǒng)尋呼資源。解決辦法就是引入周期性位置更新機制。在無線側(cè)RNS部分，它是通過小區(qū)的系統(tǒng)廣播消息，來向該小區(qū)內(nèi)的所有用戶發(fā)送一個應(yīng)該做周期性位置更新的時間T3212，來強制UE在該定時器超時后自動的向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起位置更新的請求，請求原因注明是周期性位置更新；UE在做小區(qū)選擇或重選后，將從當前服務(wù)小區(qū)的系統(tǒng)消息中讀取T3212，并將該定時器置位且存儲在它的UIM卡中，此后當UE發(fā)現(xiàn)T3212超時后就會自動向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起位置更新請求。與此相對應(yīng)的，在NSS部分，網(wǎng)絡(luò)將定時的對在其VLR中標識為IMSI附著的用戶做查詢，它會把在一段時間內(nèi)沒有和網(wǎng)絡(luò)做任何聯(lián)系的用戶的標識改為IMSI分離（IMSI DETATCH），以防止對已與網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系的UE進行尋呼。

2 位置更新對于用戶感知的影響

由于UE在位置更新過程種無法接收尋呼消息，因此位置更新過程中UE基本屬于脫網(wǎng)狀態(tài)，在位置更新過程中，UE必然無法被尋呼到而影響尋呼成功率。位置更新影響尋呼成功率進而影響網(wǎng)絡(luò)接通率是G網(wǎng)/C網(wǎng)/W網(wǎng)/T網(wǎng)所有移動網(wǎng)絡(luò)普遍存在的問題。位置更新的時間一般是3s左右，在這段時間里面，用戶是無法進行主叫、被叫的。很容易出現(xiàn)“手機一撥號就失敗”、“一次不通二次通”、“被叫不在服務(wù)區(qū)”的現(xiàn)象。如果位置更新較多的話，也會嚴重縮短UE的待機時間，從而影響用戶使用，對用戶感知影響將非常巨大。

UE 進行位置更新導(dǎo)致尋呼失敗的實例，主叫呼叫過程中收到了CN的 Disconnect消息，Disconnect消息的原因值為：no route to destination?？芍且驗椴荒軐ず舻侥繕薝E導(dǎo)致釋放?？梢钥吹?，被叫發(fā)生了位置區(qū)更新和路由區(qū)更新。在該過程中，UE無法被UTRAN尋呼到，導(dǎo)致呼叫失敗。這種情況一般沒有優(yōu)化辦法解決，只能通過合理配置位置區(qū)和路由區(qū)，避免話務(wù)熱點地區(qū)出現(xiàn)頻繁的位置更新。

3 位置更新優(yōu)化的思路

我們要做的就是在保證網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定的情況下，如何最大限度地減少位置更新對網(wǎng)絡(luò)接通率與用戶感知的影響。對于三種位置更新，IMSI附著是用戶手機開機的用戶行為，我們無法優(yōu)化。對于周期性位置更新，我們可以通過增大T3212來減少周期性位置更新次數(shù)。對于普通位置更新（也稱正常位置更新），WCDMA網(wǎng)絡(luò)除了存在位置區(qū)邊界外，還有2G/3G互操作引起的位置更新，我們可以通過合理減少2G/3G互操作來減少位置更新次數(shù)，如圖1所示。

圖1 WCDMA現(xiàn)網(wǎng)某地某天位置更新次數(shù)比例

4 位置更新優(yōu)化實例

4.1 周期性位置更新優(yōu)化

周期性位置更新是網(wǎng)絡(luò)與移動用戶保持緊密聯(lián)系的一種重要手段，因此周期性位置更新越短，網(wǎng)絡(luò)的總體性能就越好。但頻繁的位置更新有兩個負作用：一是會使網(wǎng)絡(luò)的信令流量大大增加，對無線資源的利用率降低。在嚴重時將影響MSC、RNC、Node B的處理能力；另一方面將使UE的耗電量急劇增加，使該系統(tǒng)中UE的待機時間大大縮短。因而T3212的設(shè)置應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的實際情況，并且T3212要小于核心網(wǎng)設(shè)置的隱含關(guān)機（IMPLICIT IMSI DETACH）的時間?，F(xiàn)網(wǎng)原來的設(shè)置是基于原來3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平的，目前3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋有了很大提升，延長周期性位置更新時間是可行的。延長周期性位置更新時間會影響尋呼成功率，這并不是網(wǎng)絡(luò)的覆蓋水平下降，而是手機脫網(wǎng)被核心網(wǎng)隱含關(guān)機的次數(shù)變少。我們將全網(wǎng)RNC所有小區(qū)的T3212由30min修改為60min，周期性位置更新的次數(shù)下降了30%；將T3212由60min修改為120min，周期性位置更新的次數(shù)下降了40%。全網(wǎng)每天減少100萬次左右的周期性位置更新次數(shù)，每用戶平均減少6次左右。用戶手機延長一倍左右的待機時間，有效提升了用戶感知。尋呼成功率下降0.1%～0.3%左右，屬于正常波動范圍。今后隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋進一步增強，可以適當進一步延長周期性位置更新時間。

4.2 普通位置更新優(yōu)化

4.2.1 2G/3G切換優(yōu)化

每發(fā)生一次WCDMA到GSM切換、重選，UE就需要分別在2G和3G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各進行1次位置更新，調(diào)整3G至2G切換、重選門限參數(shù)，降低位置更新的次數(shù)，進而降低UE脫網(wǎng)的時間，提升網(wǎng)絡(luò)接通率，提高用戶感知。

在保證3G用戶通話質(zhì)量及不影響3G話音掉話率的情況下，優(yōu)化切換參數(shù)，使得3G用戶盡可能駐留在3G網(wǎng)絡(luò)。降低異系統(tǒng)切換次數(shù)，可以通過修改WCDMA網(wǎng)絡(luò)的異系統(tǒng)2D、2F、3A門限來實現(xiàn)；還可以提高GSM網(wǎng)絡(luò)的3A要求。表1為華為系統(tǒng)參數(shù)說明。

RNC級異系統(tǒng)切換目標小區(qū)門限由-95dBm修改為-85dBm，如表2所示。

表1 華為系統(tǒng)參數(shù)說明

表2 小區(qū)級異系統(tǒng)切換參數(shù)的小區(qū)修改

參數(shù)改后，異系統(tǒng)切換成功率明顯提升，異系統(tǒng)切換次數(shù)CS域減少了三分之一，PS域減少了近一半；CS.AMR掉話率增加了0.07%，PS域減少0.01%，小區(qū)的整體掉話率保持在0.14%。

4.2.2 2G/3G重選優(yōu)化

對影響用戶感知的3G用戶易重選到2G網(wǎng)絡(luò)問題，總結(jié)出在現(xiàn)有3G無線環(huán)境下（隨著用戶數(shù)及基站數(shù)的增加，整體底噪較早期有所提高）較為合理的2G/3G重選方案，然后全網(wǎng)實施。將空閑模式下的異系統(tǒng)重選參數(shù)啟動門限從目前的-14dBm調(diào)整為-16dBm；將空閑模式下的同頻重選啟動門限從目前的-8dBm調(diào)整為-6dBm；避免由于空閑狀態(tài)下由于3G同頻重選還未完成，而Ec/Io降低又觸發(fā)3G往2G重選的情況。2G目標小區(qū)電平門限由-99dBm修改為-70dBm，減少重選到較差的2G目標小區(qū)的情況。

參數(shù)修改后，通過對同一區(qū)域的前后對比測試，NOKIA 6720手機待機狀態(tài)下重選到2G的次數(shù)降低了30%，由修改前平均4.3次降低到2.6次。將該實驗結(jié)果在市區(qū)實施后，市區(qū)3G重選到2G的次數(shù)總體降低35%左右，3G重選到2G的次數(shù)由優(yōu)化前近50萬次/天，降低到優(yōu)化后的32萬次/天，優(yōu)化前平均每用戶一天重選到2G次數(shù)為6.9次，優(yōu)化后平均每用戶一天重選到2G次數(shù)為4.4次，效果較為明顯。而同比掉話率與接通率指標與優(yōu)化前基本保持一致。表3華為系統(tǒng)重選相關(guān)參數(shù)。

4.2.3 LAC邊界優(yōu)化

目前現(xiàn)網(wǎng)都一般是一個RNC一個LAC區(qū)進行設(shè)置，這樣在用戶跨RNC移動中，勢必會帶來位置更新，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)接通率下降，影響用戶感知。我們可以適當擴大LAC范圍。我們要避免以主干道為RNC的分界線，因為那會導(dǎo)致UE在路上頻繁進行RNC間重選及位置更新。如果存在類似情況，需盡可能將覆蓋道路的Node B割接到同一RNC下。處于空閑模式的UE在位置區(qū)邊界不僅會因在屬于不同LAC的小區(qū)之間重選進行位置更新，還會在位置更新等短暫進入連接模式時發(fā)生軟切換而引發(fā)再次的位置更新登記。與GSM系統(tǒng)相比，WCDMA在LAC邊界上位置更新登記的控制要復(fù)雜一些，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時應(yīng)該根據(jù)這兩種情況分別進行優(yōu)化控制。重選時UE將所有符合小區(qū)選擇S標準的小區(qū)按R值進行排隊，最好的小區(qū)具有最高R值；如果在Treselection的時間間隔內(nèi)鄰區(qū)的排隊都在駐留小區(qū)之前，并且UE已在當前服務(wù)小區(qū)駐留超過1s，UE將重選到這個鄰區(qū)。通過WCDMA的重選機制，我們可以看到，控制WCDMA網(wǎng)內(nèi)小區(qū)重選的參數(shù)主要有Qqualmin、Qhyst2s和 Qoffset2s,n（WCDMA FDD系統(tǒng)一般采用CPICHEc/No為測量量，所以真正起作用的是Qhyst2s、Qoffset2s,n）及同頻異頻測量控制開關(guān)和門限。這里并沒有GSM中CRH這樣專門為限制不同位置區(qū)的小區(qū)之間重選而設(shè)的參數(shù)。

表3 華為系統(tǒng)重選相關(guān)參數(shù)

目前某地聯(lián)通網(wǎng)內(nèi)Qqualmin、Qhyst2s和Qoffset2s，n三個參數(shù)統(tǒng)一設(shè)為-18dB、2dB和0dB，而Sintrasearch Pre參數(shù)設(shè)為0，即Sintrasearch未在服務(wù)小區(qū)中發(fā)送，UE始終進行頻內(nèi)測量。這樣只要鄰小區(qū)的Ec/No比原駐留小區(qū)高2dB以上，就可以重選到鄰小區(qū)，而不管這個鄰小區(qū)和原駐留小區(qū)是同一個LAC還是不同的LAC。這樣的設(shè)置會容許位置區(qū)邊界兩邊小區(qū)的頻繁重選，而引發(fā)頻繁位置更新登記。為了限制特定小區(qū)之間的頻繁重選我們可以采用在這些鄰區(qū)之間相互設(shè)置Qoffset2s,n為若干dB的方法，減少它們之間的重選頻率，從而減少位置更新登記。

5 進一步開展位置更新優(yōu)化的新辦法

5.1 MSC Pool解決方案

MSC Pool可以管理全網(wǎng)的所有LAC，通過在全網(wǎng)實施MSC Pool，UE在MSC Pool內(nèi)移動將不再需要進行頻繁的位置更新，從而在根本上解決位置更新影響網(wǎng)絡(luò)接通率的問題。

5.2 空閑狀態(tài)下信令縮減機制

當多模終端跨系統(tǒng)進行小區(qū)重選時,需要進行位置區(qū)域更新。如果頻繁跨越不同系統(tǒng),終端會反復(fù)進行位置更新,從而使空口和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生大量的位置區(qū)域更新信令。為了減少這種位置更新信令，3GPP引入了空閑狀態(tài)下信令縮減機制——ISR（Idle State Signaling Reduction）的方案，將相鄰的2G/3G的路由區(qū)和位置區(qū)設(shè)定為等效區(qū)，讓終端在2個網(wǎng)絡(luò)進行雙注冊，這樣終端在這2個系統(tǒng)邊界徘徊時，就不再需要發(fā)起注冊及位置更新流程。

5.3 UE/BSC實現(xiàn)Fast Return機制，縮短系統(tǒng)間位置更新的時間

目前的實現(xiàn)機制下，UE從WCDMA網(wǎng)絡(luò)切換的GSM網(wǎng)絡(luò)后，在GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進行一次位置更新，如果此時UE所在的區(qū)域依然有WCDMA信號，根據(jù)優(yōu)選WCDMA網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)配置，UE又會嘗試重選回WCDMA網(wǎng)絡(luò)，這樣，UE整個切換過程的位置更新常常包含2次位置更新，時間長達24s多。UE和BSC通過實現(xiàn)Fast Return功能，在2G內(nèi)通過一次位置更新快速返回3G網(wǎng)絡(luò)，大大縮短了3G到2G切換后的位置更新時間，將有效降低對網(wǎng)絡(luò)接通率與用戶感知的影響。一般情況下，當UE在GSM 網(wǎng)絡(luò)通話結(jié)束時，會駐留在呼叫釋放的小區(qū)，當WCDMA鄰區(qū)滿足小區(qū)重選條件時，UE通過小區(qū)重選重新駐留到WCDMA網(wǎng)絡(luò)。由于UE需要接收系統(tǒng)消息，并進行小區(qū)重選計算后才能發(fā)起3G小區(qū)重選。通過呼叫釋放后優(yōu)先駐留3G小區(qū)特性，UE 在GSM 網(wǎng)絡(luò)通話結(jié)束時，BSS會根據(jù)WCDMA 鄰區(qū)的測量消息，計算出一個最優(yōu)的WCDMA鄰區(qū)，并將這個小區(qū)的頻點和擾碼信息通過Channel Release 消息發(fā)送給UE，指定通話結(jié)束后UE的駐留WCDMA 小區(qū)信息。無需進行小區(qū)重選計算，UE即可優(yōu)先選擇WCDMA小區(qū)駐留，加快了小區(qū)重選的速度，利于UE 獲得相對較長時間的3G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)時間，提升用戶在3G網(wǎng)絡(luò)使用的感知度。Fast return功能針對R6以上雙模終端（支持3G和2G），當話音業(yè)務(wù)從3G網(wǎng)絡(luò)切換到2G網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)完成釋放后重選回3G網(wǎng)絡(luò)的時長縮短到1～2s。

5.4 實現(xiàn)MSC系統(tǒng)間尋呼

當用戶處于MSC邊界區(qū)域時，受無線環(huán)境等周圍諸多因素影響，可能會發(fā)生頻繁的位置更新流程。如果此時該用戶做被叫，就有可能出現(xiàn)被叫流程開始時用戶數(shù)據(jù)在MSC1下，但當流程進行到MSC1向該用戶進行尋呼請求時，該用戶已經(jīng)登記到相鄰MSC2下的情況。這樣在MSC1下就尋呼不到用戶，造成尋呼失敗。ISPAGING功能也叫系統(tǒng)間尋呼(Intersystem Paging），開通ISPAGING后，如果在MSC1尋呼不到該用戶時，MSC1就會向相鄰的多個MSC同時發(fā)送Inter System Page消息。而相鄰MSC收到該消息以后會根據(jù)數(shù)據(jù)配置在其指定的LAC（LAI）下尋呼，只要有一個尋呼響應(yīng)通過Inter System Page返回消息傳回MSC1，MSC1就會立即中斷與其他相鄰MSC的尋呼。同時，將呼叫接續(xù)到用戶實際所在的MSC。這樣就大大提高了MSC邊界區(qū)域的尋呼成功率，有效提升用戶感知。

5.5 打開聯(lián)合精確尋呼功能

打開聯(lián)合精確尋呼功能，實現(xiàn)位置更新與尋呼過程同時進行，能有效降低2個流程沖突的情況，提升被叫成功率，提升用戶感知。條件：華為MSC，WCDMA網(wǎng)、GSM網(wǎng)同覆蓋區(qū)域的MSC相同。

6 小結(jié)

隨著3G網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展，運營商除了關(guān)心網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量外，越來越關(guān)注如何提高終端用戶尤其是價值客戶的體驗滿意度。本文從位置更新優(yōu)化入手來分析，提供了新的思路，同時這種思路體現(xiàn)了以用戶為本，貼近移動運營商提升用戶感知的優(yōu)化主題，能充分體現(xiàn)出用戶感知與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的結(jié)合。

[1]鄧也等. 淺析TD-SCDMA位置更新對接通率的影響[J]. 電信工程技術(shù)與標準化, 2011,(11).