TD-SCDMA短信承载优化探讨

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付费下载自CNKI论文期刊网。发表于《信息通信》2012年03期。

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【作者】 姚斌； 王树辉； 刘扬； 高巍；

【作者简介】：姚斌(1972-)，男，河南人，运维部网优中心主任，长期从事移动通信网络规划优化方面研究工作。

【机构】 中国移动通信集团湖北有限公司武汉分公司；

【摘要】 从TD-SCDMA网络短信的信令流程入手,对短信发送涉及的各方面机制进行分析,讨论内容包括短信发送信令流程、短信承载方式、短信相关的无线参数以及影响短信发送和接收的因素等。

【关键词】 TD-SCDMA； 短信； 信令流程； 承载； 信道； 容量； 参数设置；

TD-SCDMA短信业务作为3G网络的一部分，从目前移动用户使用习惯和业务发展趋势来看，短信是日常通信的重要手段，短信承载能力是衡量网络性能的一个关键指标，也是影响用户感知的一个重要因素。

1 短信承载机制

1.1 信令流程

图1是一个完整的TD-SCDMA短信流程，主要包括无线连接建立（RRC建立）、鉴权加密、数据包传递（短信内容包）、无线连接释放。不同的流程机制、网络参数设置、无线环境差异以及系统设备性能会对短信拥塞带来不同影响。

图1 TD-SCDMA短信信令流程

1.2 承载方式

1.2.1 RRC连接建立在专用信道

（1）UE在上行CCCH上发送一个RRC Connection Request消息，请求建立一条RRC连接。

（2）RNC根据RRC连接建立请求的原因及系统的资源状态决定UE建立在专用信道并分配RNTI和L1，L2资源。

（3）RNC向NodeB发送Radio Link Setup Request消息，请求NodeB分配RRC连接所需要的特定无线链路资源。

（4）在RL成功建立后，RNC使用ALCAP协议发起Iub接口用户面传输承载的建立(用于承载RRC信令的ATM连接，并完成RNC与NodeB同步过程。

（5）RNC在下行CCCH上向UE发送RRC Connection Setup消息。

（6）UE在上行DCCH上向RNC发送RRC Connection Setup Complete。

1.2.2 RRC连接建立在公共信道

当RRC连接建立在公共信道上时，因为用的是已经建立好的小区公共资源，所以无需建立无线链路和用户面的数据传输承载，其余过程与RRC连接建立在专用信道相似。

1.3 信道配置

图2TD-SCDMA主载波信道配置

图2为TD网络主载波的典型信道配置，在TS0时隙上，配置该小区相关的公共信道，包括2条PCCPCH码道，4条SCCPCH码道，2条PICH码道，1条FPACH码道。同时，在上行TS1时隙上配置一条PRACH码道，R4载波TS1-TS6上除公共信道外，其余码道均为DPCH专用业务信道使用。

1.4 系统能力

（1）PICH的寻呼能力。PICH2帧可以承载352个符号，按照参数配置，PI长度为8个符号，一个PICH周期可以承载2×176/8＝44个寻呼指示。当寻呼重复长度设置为1（寻呼2次），PICH的寻呼能力为44/0.64/2=34个/秒，PI可以复用，一个PI值可以用来指示多个UE，所以PICH能力不会受限。

（2）PCH寻呼能力。

采用IMSI寻呼机制时，每小时系统寻呼能力为18.75*3600=67500个/时;

采用TMSI寻呼机制时，每小时系统寻呼能力为37.5*3600=135000个/时。

网络侧发起的CS业务、PS业务、短信业务等都会对用户进行寻呼，寻呼是针对LAC区进行的，当前网络配置下最大寻呼承载能力为31.25次/秒/LAC（TMSI寻呼），即被叫CS业务、被叫PS业务和被叫短信业务建立次数之和接近31次/秒时网络可能出现寻呼拥塞。

（3）RRC承载能力。RRC建立过程中涉及到的公共控制信道都是针对一个小区的，当前网络配置下每小区的RRC连接建立能力为12.5次/秒/小区。

2 短信承载优化思路

2.1 无线环境优化

弱覆盖或干扰严重场景下，上下行误块率增大，极易出现解码失败。在RRC连接建立阶段会导致重传。建议如下处理：

（1）结合MR统计分析和前台测试，判断无线环境问题（弱覆盖、干扰）。

（2）针对弱覆盖严重场景，通过覆盖调整或弱场补点解决。

（3）针对强干扰场景，通过频点优化、外部干扰消除等手段解决。

2.2 寻呼能力提升

（1）优化放号规则，提高寻呼信道利用率。按照寻呼计算公式，用户的IMSI按8192整除的结果进行分组，若放号时没有按8192错开，则即使配置了8个寻呼分组(寻呼子信道)，但实际上只使用了其中的1～2个分组，导致寻呼分组的利用率只有25%，从而导致寻呼性能大幅恶化。

（2）CN寻呼机制采用TMSI寻呼，寻呼能力提高1/3。由于IMSI占用字节为8，TMSI占用4个字节，从理论和计算公式来讲，可以对寻呼能力提高。

（3）优化CN的短消息处理机制，降低突发寻呼量。降低CN每秒下发的寻呼需求，可以降低寻呼冲突的概率，提高寻呼成功率；降低CN对于短消息寻呼的重发机制，取消重发；延长CN对于短消息寻呼的等待时间，RNC优化处理流程，提高短消息的寻呼成功率。

如果短消息中心采取的寻呼策略，能考虑接入网寻呼的限制，适当进行流控和均匀化，能够避免或缓解寻呼拥塞的程度。

（4）优化LAC配置，减少LAC中寻呼的UE数目。CS域寻呼消息是按LAC进行下发的，一类寻呼消息在LAC中的每个小区都进行下发，如果每个LAC规划的用户容量适中，则可以减少寻呼冲突的概率。

（5）系统寻呼能力的提升。对寻呼能力的提升所涉及到的参数进行优化，如缩短PBP周期，减少重发次数等（寻呼能力会成倍提升），会综合考虑对系统及终端的影响。

2.3 信道配置扩容

（1）目前主要通过增加DPCH码道，即增加载波的方式，达到改善短信资源的目的。

（2）对于HS业务流量不大的小区，可以考虑少配HS载波，多配R4载波,但主要不要过多挤占R5业务资源，需要权衡考虑。

（3）对于出现寻呼拥塞的小区，可以考虑增配SCCPCH。也可以考虑减小PICH寻呼指示因子长度，但对此带来的风险是对于小区边沿的用户可能由于不易读取到PICH（冲击响应幅度过低），导致被叫呼通率过低。一般推荐现网默认配置（8bit）。

2.4 设备性能提升

传输链路拥塞（特殊传输方式、传输设备故障等）或基站硬件性能较差也会导致短信拥塞增大。这类问题的典型特征就是相比于正常信令，非空口部分的信令时延持续性偏大，同时接通率指标偏低。

这类拥塞问题一般在告警上无法体现。可以通过更换资源的方法进行问题环节判断，再借助专业测试设备进行精确定位。

2.5 其他方案

在不扩容的前提下尽可能接入更多的用户：

（1）多个短信用户进行复用；

（2）短信用户承载到FACH上；

（3）开启H业务下行伴随信道帧分、基于剩余RU时隙均分和基于剩余RU的载波均分算法；

（4）开启H业务上行基于码资源的负载控制算法；

（5）通过限制短信业务避免系统陷入瘫痪，也避免影响到正常业务。当一段时间内的短信流量超过一定限度，为了不影响正常业务，会对短信进行抑制。

3 结语

本文主要从短信的接收、发送机制，收发信令流程，以及短信相关的资源配置方面对TD-SCDMA网络的短信业务进行了研究分析。并提出了短信承载的优化思路，在日常的优化和维护工作中，可有针对性地进行短信承载及拥塞优化，提升用户感知。

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