位置更新及其对路测的影响.docx
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位置更新及其对路测的影响.docx
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位置更新及其对路测的影响
1位置更新的原理
位置更新,就是移动台向网络报告其所在位置区的过程;它是为了使移动台(MS)和访问位置寄存器(VLR)所存储的位置区(LA)信息保持一致。
位置更新可以被分成以下3类:
✧越位置区触发的位置更新(即“正常位置更新”)
✧周期性位置更新
✧MS开机触发的位置更新
1.1越位置区触发的位置更新
移动台(MS)由一个位置区移动到另一个位置区后,发现位置区标识(LAI)发生变化,就会(a)空闲状态的移动台立刻发起位置更新;或(b)通话状态的移动台在结束通话后立刻发起位置更新。
前者是小区重选后触发的结果;后者是切换后触发的结果。
按照先后两个LA的归属关系,这一类位置更新可以被细分为以下两种情况:
✧旧LA与新LA属于同一个MSC/VLR,由MSC修改其VLR中的MS位置信息,不需要HLR参与。
✧旧LA与新LA属于不同的MSC/VLR,MSC地址也不同,需要HLR参与位置更新;
1.2周期性位置更新
MS需要每隔一定时间发起周期性位置更新,向MSC/VLR报告其“附着”状态。
这个周期由小区参数T3212逾时值来决定(T3212逾时值是可配参数,经系统信息3广播)。
当MS进入空闲状态,T3212计数器开始计时;当MS响应寻呼,此计数器会复位至0。
周期性位置更新的间隔过长会导致寻呼成功率较低;而间隔过短,会导致网络接口信令流量过大和MS耗电更多。
现网设为0.5、1、2或4小时(大部分是0.5小时)。
在路测中,每段的空闲时间为20s,远远小于最小的T3212逾时值(0.5小时);所以路测MS不会进行周期性位置更新。
1.3MS开机触发的位置更新
如果MS是首次开机,其SIM卡内没有LAI,就立刻向MSC/VLR发起位置更新;这个过程需要HLR参与。
如果MS不是首次开机,它从广播的系统信息中获取当前LA标识,然后与SIM卡内的LA标识作比较;如果两者不一致,就向MSC/VLR发起位置更新。
如果原来的LA标识不属于当前的MSC/VLR,则需要HLR参与位置更新;如果前后2个LA标识属于同一个MSC/VLR,则不需要HLR参与。
在路测中,会先确认主、被叫MS都正常接入网络,才进行呼叫测试。
所以,这种类型的位置更新不会导致呼叫失败。
2位置更新对路测呼叫失败的影响
使MS和VLR所存储的位置区信息保持一致是非常重要的。
如果MS的LA与VLR记录的LA不一致,就会导致呼叫失败。
但是,MS更新LA和VLR更新LA记录之间总是存在无可避免的时间差。
另外,MS不能在位置更新期间做主、被叫操作。
不同类型的位置更新对路测呼叫操作有不同的影响。
位置更新导致的路测主被叫阻塞,主要是与越位置区的位置更新(上述第1种)相关,与周期性位置更新(上述第2种)和MS开机触发的位置更新(上述第3种)无关。
越位置区的位置更新,可以细分为2类:
由切换触发或由小区重选触发的。
以下内容分析了越位置区的位置更新对路测呼叫失败的影响,以及解决办法。
2.1小区重选触发的位置更新
在路测中,测试的通话时长为180s,空闲20s后发起下一次呼叫。
如图所示,MS在小区Cell_1内完成通话;它空闲一小段时间后,进入小区Cell_2范围,并做跨LA的小区重选;接着MS从系统信息中获取新的位置区标识(LAI),并发现与原有LAI不同;MS发起位置更新。
空闲20s后的下一次呼叫可能发生在图中的A、B、C、D或E时段;呼叫结果如下:
时段
呼叫类型
结果
注释
A
主叫
正常
MS和VLR的位置区信息一致,且空闲,可做呼叫。
被叫
正常
B
主叫
失败
小区重选期间,MS不能进行呼叫
被叫
失败
C
主叫
正常(同MSC)
失败(跨MSC)
MS发起呼叫时,MSC需要在VLR上查阅用户信息。
如果MS的MSC/VLR没有变化(只是LA变化了),那么应该不阻碍主叫;但是,如果MS的MSC/VLR也变化了,MSC就无法查到用户信息而拒绝呼叫。
此时MS的实际位置区已变化,但是VLR的位置区信息还没有随之变化。
被叫
失败
此时MS的实际位置区已变化,但是VLR的位置区信息还没有随之变化。
这种情况下,第一次寻呼在旧的位置区内广播,MS无法收到而导致被叫失败。
如果配置了MSC范围(global)的二次寻呼,而且MS的小区重选也在1个MSC内的,那么MS可以收到整个MSC范围广播的二次寻呼。
但是,这也是一种异常情况,而且影响寻呼效率。
D
主叫
失败
MS与网络正在进行信令交互,不允许做呼叫。
被叫
失败
E
主叫
正常
位置更新已完成;MS和VLR的位置区信息一致。
被叫
正常
从上表的分析可知,为了避免路测呼叫发生在小区重选触发的位置更新期间而导致呼损,我们期望下一次呼叫是发生在图中的A(空闲)或E(空闲)时段,避免呼叫发生在B(小区重选)、C(获取LAI)或D(位置更新)时段。
简单来说,就是要满足:
对于主叫方:
(a)A+B+C+D<20秒(下一次起呼在E时段)
或(b)A>20s(下一次起呼在A时段)
对于被叫方:
(a)A+B+C+D<22秒(下一次寻呼在E时段)
或(b)A>22s(下一次呼叫在寻呼时段)
(注:
从主叫手机发起channelquest到被叫产生pagingrequest至少有2秒的间隔)
如果路测的主、被叫MS都在同一辆车上,就要保证上述主、被叫方的条件同时成立;
即需要:
(a)A+B+C+D<20秒
或(b)A>22秒
以下定量地分析了上述A、B、C、D时段的长度,以及如何满足条件(a)或(b)
(1)空闲侦听(时段A)时长
根据《900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网无线接口第二阶段物理层部分》,在空闲模式下,MS会连续监测BA(BCCH(广播控制信道)分配)表中所有载频的电平情况,对电平进行平均处理的时间是:
Max{5,(5×N+6)div7)×BS_PA_MFRMS/4}秒。
这个时间由2个参数决定:
N(BA表长度)和BS_PA_MFRMS(寻呼复帧数)
中山全网(3226个CELL)目前设置值:
MFRMS设置为2,3,5,6,其中大部分为5,占94%,所以我们按MFRMS=5来计算。
BA表长度平均值为18.1,理论计算所得,侦听邻区所做电平处理时间的平均值是17.23秒。
(2)小区重选(时段B)时长
根据省网优的分析报告《不同业务对用户呼叫感知造成的影响》记载的广东现网测试数据,小区重选(包含同步过程)平均时长为0.8秒(理论值)。
(3)获取新的LAI(时段C)时长
MS从系统信息类型3或4获取位置区标识(LAI);BCCH信道每51复帧(235.8ms)传输23字长信息,其比特率较低,且由6种系统信息分享信道。
根据路测数据统计,这个过程大约需时1~2秒。
(以下计算取值为1.5秒)
(4)位置更新(时段D)时长
位置更新的耗时,与所牵涉的网元类型、数量及位置密切相关:
✧MSC/VLR内的位置更新,不涉及HLR,信令交互较少,耗时最短;
✧本地用户跨MSC/VLR的位置更新,涉及HLR和新旧2个VLR,信令交互较多,耗时较多;
✧漫游用户跨MSC/VLR的位置更新,涉及远端HLR,传输和交换的环节更多,耗时最多。
上述3种情况的实际耗时值需要由测试统计获得。
根据省网优分析报告《不同业务对用户呼叫感知造成的影响》数据,中山现测网试数据所得:
正常位置更新的测试平均值约为3秒。
(5)另外,协议规定2次小区重选的间隔不得小于15s,小区重选和位置更新过程起码需要10秒,所以不会在20秒空闲时间内出现2次小区重选。
(6)对上述4个时段,只有A时段的时长可以被调整(通过改变小区参数BA表长度或寻呼复帧数);其余B、C、D时段的时长不可人工调节。
那么,要满足通过条件(a)A+B+C+D<20s,推导得:
A<20-B-C-D,
即得A<20-0.8-1.5-3也就是A<14.7
综上所述,为了避免路测呼叫发生在小区重选触发的位置更新期间而导致呼损,可以通过调整空闲侦听测量(时段A)的时长,以满足上述推导的期望条件(a)A<14.7或(b)A>22。
空闲侦听测量(时段A)的时长由寻呼复帧数和BA表长度来决定。
在现网中,可以根据微调边界小区的BA表长度和寻呼复帧数来达到上述的期望条件。
需要注意的是,这个方法只能够在不影响小区性能(如切换和寻呼)的前提下,微调BA表长度和寻呼复帧数。
2.2切换触发的位置更新
假设在路测中,测试的通话时长为180s,空闲20s后发起下一次呼叫。
如图所示,MS在小区Cell_1开始通话;然后(跨LA)切换到小区Cell_2,并通过SACCH信道获取新的LAI,待挂机后再做位置更新;通话结束后,MS立刻进行位置更新。
空闲20s后的下一次呼叫可能发生在图中的A、B或C时段:
针对不同的呼叫发生时刻,呼叫结果如下:
时段
呼叫类型
结果
注释
A
主叫
失败
此时MS已发生切换,其位置区已变化,但是VLR的位置区信息还没有更新。
被叫
失败
B
主叫
失败
MS与网络正在进行的信令交互(关于位置更新),不允许进行呼叫。
被叫
失败
C
主叫
正常
位置更新已完成;MS和VLR的位置区信息一致。
被叫
正常
从上表的分析可知,为了避免路测呼叫发生在切换触发的位置更新期间而导致呼损,我们期望下一次呼叫是发生在图中的C(空闲)时段,避免呼叫发生在A(接收系统信息)或B(位置更新)时段。
简单来说,就是要满足:
对于主叫方:
A+B<20秒(下一次起呼在C时段)
对于被叫方:
A+B<22秒(下一次寻呼在C时段)
如果路测的主、被叫MS都在同一辆车上,就要保证上述主、被叫方的条件同时成立;
即需要:
A+B<20秒
以下定量地分析了上述A、B时段的长度,以及如何满足上述条件。
(1)接收系统信息(时段A)时长
挂机后,MS会读取新小区的所有系统信息,然后再进行位置更新。
根据路测数据统计,这个过程大约需时1~2秒。
(以下计算取值为1.5)
(2)位置更新(时段B)时长
根据省网优分析报告《不同业务对用户呼叫感知造成的影响》数据,广东现网测试数据所得:
正常位置更新的测试值是2.38秒。
而中山测试的位置理新时长平均值约为3秒,另外,根据统计数据分析所得,外地卡的跨MSC/VLR位置更新时间比本地卡多2秒左右。
所以,对于外地卡测试,其位置更新时长约为4~5秒。
(3)综上所述,MS完成接收系统信息(时段A)和位置更新(时段B)2个过程,只需要5.5~6.5秒,完全满足A+B<20秒的条件。
(4)但是,还需考虑的这个特别情况:
在完成上述的位置更新后,大约还存在15秒的空闲时间,在这段空闲时间内有可能出现一次小区重选或位置更新,而导致下一次呼叫失败。
对于这种在短时间内发生多次位置更新的情况(20秒内2次跨越位置区),应该优先考虑通过优化LA边界的办法来避免。
如果要完全避免这种情况,可以参考2.1节的分析方法和公式,通过调整侦听测量阶段(上图中C时段)的时长来避免下一次呼叫发生在小区重选或第2次位置更新阶段,即需要满足条件:
(a)侦听测量时长<8.7秒或(b)侦听测量阶段时长>17秒
如2.1节所述,可以通过调整寻呼复帧数和BA表长度来改变这个侦听测量时长。
2.3小结
在路测中,180秒通话与20秒空闲交替进行(即通话和空闲的时间比例是9:
1);假设位置区边界出现的时刻服从平均分布,那么MS在通话期间跨越位置区与在空闲期间出现跨越位置区次数的比例大约是9:
1。
(也就是说,切换触发的位置更新次数与小区重选触发的位置更新次数的比例大约是9:
1)
避免在路测中因小区重选触发的位置更新(2.1所述)而造成呼叫失败的条件是使MS在边界小区的侦听测量时长小于13.32秒(外地卡)或大于22秒。
在路测中,切换触发的位置更新(2.1所述)一般不会造成呼叫失败,除非MS在20秒内2次跨越位置区,且第1次是切换、第2次是小区重选的情况。
如果要完全避免这种频繁位置更新的异常情况,可以通过调整MS在边界小区的侦听测量时长:
小于8.32秒(外地卡)或大于17秒来实现。
那么,要避免越位置区的位置更新(不含频繁位置更新的异常情况),则要:
使MS在边界小区的侦听测量时长小于13.32秒(外地卡)或大于22秒。
要避免越位置区的位置更新(包含频繁位置更新的异常情况),则要:
使MS在边界小区的侦听测量时长小于8.32秒(外地卡)或大于22秒。
在现网中,可以根据微调边界小区的BA表长度和寻呼复帧数来达到上述的期望条件。
需要注意的是,这个方法只能够在不影响小区性能(如切换和寻呼)的前提下,微调BA表长度和寻呼复帧数。
3测试与方案验证(思路)
✧准备工作:
通过小区的LA次数统计,筛选出LA边界小区。
✧测试1:
选取一片MSC边界区域,把边界小区统一配置为长(>22)或短(<8)的空闲侦听时长;在路测条件下,测试空闲侦听时长对呼叫阻塞的影响。
✧测试2:
选取一片MSC边界区域,把边界小区统一配置为长(>22)或中(<13)的空闲侦听时长;在路测条件下,测试空闲侦听时长对呼叫阻塞的影响。
✧测试3:
选取多个MSC边界区域,保持现有参数,做大量路测;然后按上述准则对每个小区进行微调,做大量路测。
然后,比较两者的呼叫阻塞情况。
✧测试4:
优化LA边界和MSC边界后进行路测,筛选出依然因位置更新而导致呼叫失败的小区,把这些问题小区统一配置为长(>22)或短(<8)的空闲侦听时长,然后再复测。
检验本文所述方法的效果。
注:
测试选点需包括软交换和非软交换环境。
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- 位置 更新 及其 对路 影响
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