GSM寻呼容量的计算.docx

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GSM寻呼容量的计算

寻呼容量的计算

关于公共控制信道配置（CCCHCONF）与接入准许保留块数（BSAGBLKSRES）

   公共控制信道（CCCH）包括：

寻呼信道，随机接入信道，允许接入信道。

   CCCH可以由一个物理信道承担，也可以由多个物理信道共同承担，并且可以与SDCCH信道共用一个物理信道。

小区中的CCCH采用何种组合方式，由CCCHCONF决定。

   CCCHCONF由3bit组成，在“信道控制描述”中，广播发送。

   TRX0的0时隙，用作BCCH,FCCH,SCH,PCH,AGCH和RACH。

所以CCCH就是有多少是用于CCCH。

  CCCHCONF编码          意义                  一个BCCH复帧（51）中CCCH消息块数

   000             CCCH使用一个基本的物理信道不与SDCCH共用       9

   001             CCCH使用一个基本的物理信道与SDCCH共用           3

   010             CCCH使用二个基本的物理信道不与SDCCH共用       18

   100             CCCH使用三个基本的物理信道不与SDCCH共用       27

   110             CCCH使用四个基本的物理信道不与SDCCH共用       36

   其他                  保留不用

  接入准许保留块数BSAGBLKSRES：

  上面说了每个复帧中包含的CCCH的信道消息块数。

BSAGBLKSRES就是为了说明这些块中，多少是用于寻呼，多少于准许接入信道。

CCCHCONF     BSAGBLKSRES         每个BCCH复帧中保留给AGCH信道的块数

    001                 000                                   0

    001                 001                                   1

    001                 010                                   2

    001                 其他                                  

    其他                000                                   0

    其他                001                                   1

    其他                010                                   2

    其他                011                                   3

    其他                100                                   4

    其他                101                                   5

    其他                110                                   6

    其他                111                                   7

  寻呼信道复帧数（BSPAMFRMS）：

是指以多少复帧数（51）作为寻呼子信道的一个循环。

实际上该参数确定将一个小区中的寻呼信道分配成多少个寻呼子信道。

          BSPAMFRS编码                        同一寻呼组在寻呼信道上循环的复帧数

             000                                            2

             001                                            3

             010                                            4

             011                                            5

             100                                            6

             101                                            7

             110                                            8

             111                                            9

  当CCCHCONF=001时，寻呼信道个数=（3-BSAGBLKSRES）*BSPAMFRMS

  当CCCHCONF!

=001时，寻呼信道个数=（9-BSAGBLKSRES）*BSPAMFRMS

  当BSPAMFRMS越大，小区的寻呼子信道数越多。

但是每个BTS的寻呼信道容量并没增大，牺牲了寻呼消息在无线信道上的平均时延。

一般地区取3~4个

  举例：

当CCCHCONF=000，BSAGBLKSRES=010时：

 则1复帧中有9-2=7个寻呼块，51复帧=4.615*51=235.365ms=0.235s，则1s可以发（1／0.235）*7=29.7个寻呼块，现网采用IMSI寻呼，每个寻呼块可发送2个IMSI寻呼，则一秒最多可以发送29.7*2=59.4个寻呼。

考虑到寻呼命令的时间上不均衡，一般理论上认为超过50%，寻呼信道会发生拥塞，则一个小时最多可以发送59.4*3600*0.5=106920个寻呼。

现网开了二次寻呼，一般二次寻呼比例为20%，则一个小时可支持的正常寻呼次数为106920/1.2=89100个寻呼。

  这个多少寻呼容量，与BSPAMFRMS参数没关系。

TMSI寻呼和IMSI寻呼的区别

BTS通过寻呼组广播寻呼请求时，一个寻呼块有以下几种可能的配置情况：

        a）2个IMSI

        b）2个TMSI和1个IMSI寻呼

        c）4个TMSI寻呼

相对IMSI寻呼而言，采用TMSI寻呼可以提高系统寻呼Paging容量

对于寻呼容量大的网络，采用TMSI寻呼可以提高接通率，呼叫接续时长也会有所改善

 对于GSM手机，依据消耗电流的大小，可以将工作模式分为：

通话模式、空闲模式以及睡眠模式，在空闲和睡眠模式下，手机在网络中会一直处于守候（Campon）状态，移动台守侯在属于它的寻呼子信道上来收听系统播发的寻呼消息（在此期间它还可用来监测非服务小区的BCCH载波的接收电平），而忽略其它寻呼子信道的内容，甚至在其它寻呼子信道期间关闭移动台某些硬件设备的电源以节约移动台的功率开销，但必须保证在一定的时间内完成必要的测量网络消息的任务。

   在空闲模式下，若移动台选择了某小区后作为服务小区后，它就可以开始收听该小区的寻呼消息了。

但为了降低功耗，在GSM规范中引入了不连续接收的机制（DRX），每个移动用户（即对应每个IMSI）都属于一个专门的寻呼组，在小区中每个寻呼组都分别与一个寻呼子信道相对应，移动台可根据自身IMSI的最后3位及该位置区寻呼信道的配置情况来计算出它所属的寻呼组，进而计算出该寻呼组的寻呼子信道位置。

   当网络想与某一MS建立通信时，它就会在PCH信道上根据MS所登记的LAC号向所有具有该LAC号的小区进行寻呼，寻呼MS的标示为TMSI或IMSI，属下行信道，点对多点传播。

 GSM寻呼涉及的概念及参数

DRX-不连续接收机制

ISMS-国际移动用户识别码，由MCC（移动国家码）、MNC（移动网号）和MSIN（移动用户识别码）组成。

    长度为8个字节

TMSI-临时移动用户识别码，TMSI由VLR为来访的移动用户在鉴权成功后分配，仅在该VLR管辖范围内代替IMSI在空中接口中临时使用，且与IMSI相互对应。

    长度为4个字节

   注意：

由于IMSI长度为8个字节，而TMSI长度为4个字节，因此空中接口的寻呼信道在使用IMSI方式寻呼时，寻呼请求消息中只能包含两个IMSI号码，而使用TMSI方式寻呼时，寻呼请求消息中可以包含四个TMSI号码。

因此，使用IMSI方式寻呼会导致寻呼信道的负荷增加一倍。

寻呼信道（PCH）：

寻呼信道属于公共控制信道（CCCH）的一种，用于网络寻呼MS

，属于下行信道，点对多点传播方式。

    2-9个51复帧组成

接入许可信道（AGCH）：

当网络收到处于空闲模式下的MS发出的信道请求后，根据该请求需要分配一专用信道（SDCCH），AGCH根据该指配的描述（所分信道的描述，和接入的参数），向所有移动台进行广播。

AGCH属于公共控制信道（CCCH）的一种，属于下行信道，点对多点传播方式。

BS_PA_MFRMS：

寻呼信道的复帧数（西门子数据库定义为：

NFRAMEPG），是指以多个个复帧做为寻呼子信道的一个循环，实际上该参数确定了，将一个寻呼信道分成多少个寻呼子信道。

   3ibt（信道编码前）：

范围2～9

BS_AG_BLKS_RES：

每个公共控制信道上留给接入允许消息的块数（西门子数据库定义为：

NBLKACGR），定义了在一个51复帧中有几个块用于AGCH。

   3bit（信道编码前）：

范围0～7

寻呼子信道：

在多个用于组成寻呼信道的51复帧中，每个51复帧被称为一个寻呼子信道，每个寻呼信道由一个或多个寻呼子信道组成。

   寻呼子信道数=BS_PA_MFRMS（相同寻呼间帧数）

寻呼组（PAGING_GROUP）：

寻呼分组是BSC根据寻呼消息中的IMSI确定其所属的寻呼组。

从而下发寻呼消息。

GSM系统最多支持9×9共81个寻呼组，也就是说MS从寻呼组角度最多被分成81个组。

所有守候在一个特别寻呼块的MS称为处于同一个寻呼组。

如果CCCH与SDCCH组合：

一个51TDMA帧复帧内的可用寻呼块数=（3-接入允许保留块数[BS_AG_BLKS_RES]）

如果CCCH与SDCCH不组合：

一个51TDMA帧复帧内的可用寻呼块数=（9-接入允许保留块数[BS_AG_BLKS_RES]）

寻呼组（PAGING_GROUP）数=一个51TDMA帧复帧内的可用寻呼块数×BS_PA_MFRMS

寻呼超组：

将任何一个51复帧中的寻呼块之和称之为一个寻呼超组。

   寻呼超组数=BS_PA_MFRMS（相同寻呼间帧数）

寻呼信道块：

在寻呼信道中用于寻呼的4个突发脉冲序列叫一个寻呼信道块。

可用寻呼块总数N为一个CCCH上51TDMA帧复帧内可用块数乘以BS_PA_MFRMS。

    寻呼块总数=寻呼组数

DSC：

下行信令故障计数器DSC

   DSC=[90/BS_PA_MFRMS]取整

   注意:

成功则DSC加1，若失败，则DSC减4，当DSC为0时，则断定出现了下行信令故障

CCCH组：

   BCCH中的BS_CC_CHANS参数定义了支持CCCH的基本物理信道数。

所有CCCH将使用的时隙，如第一个CCCH使用时隙0，第二个使用时隙2，第三个使用时隙4，第四个使用时隙6。

在空闲模式，每一个CCCH携载其自己MS的CCCH组（CCCH_GROUP），在特定CCCH组中的MS将在其属于的CCCH上等待寻呼消息和做随机接入。

CCCH组（0,…,BS_CC_CHANS－1）＝[（（IMSI模1000）（BS_CC_CHANS×N））/N]取整

   BCCH中BS_CCCH_SDCCH_COMB参数定义了CCCH是否和SDCCH/（0,…,3）＋SACCH/C4（0,…,3）共同使用同一个基本物理信道。

若是，则可用的随机接入信道块数（接入允许信道块和寻呼信道块）将减少。

组合=3

不组合=9

GSM允许的信道组合方式

以下信道可组成基本物理信道（括号中的数表示子信道号）：

[a]TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF

[b]TCH/H（0,1）+FACCH/H（0,1）+SACCH/TH（0,1）

[c]TCH/H（0）+FACCH/H（0）+SACCH/TH（0）+TCH/H

（1）

[d]FCCH+SCH+BCCH+CCCH

[e]FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4（0，…，3）+SACG.C4（0，…，3）

[f]BCCH+CCCH

[g]SDCCH/8（0,…,7）＋SACCH/C8（0,…,7）

   其中CCCH＝PCH＋RACH＋AGCH

   注1：

当支持SMSCB[小区广播短消息业务]时，在[e][g]情况下用CBCH代替

SDCCH

（2）

   注2：

仅当无其它CCCH分配时，才使用组合的CCCH/SDCCH分配[e]

 西门子数据库对于BCCH配置，可能为：

1MAINBCCH=FCCH+SCH+BCCH+CCCH*                                   [d]

2CCCH=BCCH+CCCH*                                                    [f]

3MBCCHC=FCH+SCH+BCCH+CCCH*+SDCCH/C4（0..3）+SACCH/C4（0..3）             [e]

4BCBCH=FCCH+SCH+BCCH+CCCH*+SDCCH/C4（0..3）+SACCH/C4（0..3）+CBCH [e]

   *CCCH=PCH+RACH+AGCH

 西门子数据库对于SDCCH配置，可能为：

1SDCCH=SDCCH/C8（0..7）+SACCH/C8（0..7）                               [g]

2SCBCH=SDCCH/C8（0..7）+SACCH/C8（0..7）+CBCH                         [g]

    如果CCCH与SDCCH组合：

[MBCCHCBCBCH]

一个51TDMA帧复帧内的可用寻呼块数=（3-接入允许保留块数（BS_AG_BLKS_RES））

   如果CCCH与SDCCH不组合：

[MAINBCCH]

一个51TDMA帧复帧内的可用寻呼块数=（9-接入允许保留块数（BS_AG_BLKS_RES））

PAGING组（0,…,N－1）＝（（IMSI模100）模（BS_CC_CHANS×N））模N

   N＝一个CCCH的可用寻呼块数＝一个51TDMA帧复帧内的可用寻呼块数×BS_PA_MFRMS

GSM寻呼过程

   当MSC从VLR中获得MS当前所处的位置区号-LACOD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-PAGINGCOMMAND

    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-PAGINGREQUEST，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-IMASS将该SDCCH信道指配给移动台。

   移动台则使用该SDCCH信道发送寻呼响应消息-PAGRES。

   BSC将PAGRES消息转发给MSC，完成一次成功的无线寻呼。

   注意：

根据网络设置，如果MSC在发出PAGING消息后，T秒[交换侧参数T]内没有收到PAGRES消息，MSC则会再发送一次PAGING消息，如果T秒[交换侧参数T]内仍没有收到PAGRES消息，则此次无线寻呼失败，同时，MSC将向主叫用户送被叫用户“暂时不能接通”的录音通知。

GSM寻呼参数设置经验值

   当参数NFRAMEPG越大，小区的寻呼子信道数也越多，相应属于每个寻呼子信道的用户数越少,因此寻呼信道的承载能力加强（注意：

理论上寻呼信道的容量并没有增加，只是在每个BTS中缓冲寻呼消息的缓冲器被增大，使寻呼消息发送密度在时间上和空间上更均匀）。

但是，上述优点的获得是以牺牲寻呼消息在无线信道上的平均时延为代价的，即NFRAMEPG越大使寻呼消息在空间段的时间延迟增大，系统的平均服务性能降低。

可见，NFRAMEPG是网络优化的一个重要参数。

在设置NFRAMEPG时建议参考下列原则：

   NFRAMEPG的选择以保证寻呼信道不发生过载为原则，在此前提下应使该参数尽可能小。

在运行的网络中应定期测量寻呼信道的过载情况，并以此为根据适当调整NFRAMEPG的数值。

在设置NFRAMEPG建议:

   对寻呼信道负载很大的地区（通常指话务量很大的区域），NFRAMEPG设置为8或9（即以8个或9个复帧作为寻呼组的循环）；

   对寻呼信道负载一般的地区（通常指话务量适中的区域），NFRAMEPG设置为6或7（即以6个或7个复帧作为寻呼组的循环）；

   对寻呼信道负载较小的地区（通常指话务量较小的区域），NFRAMEPG设置为4或5（即以4个或5个复帧作为寻呼组的循环）。

注意:

 由于同一个位置区（相同LAC）中任何一个寻呼消息必须同时在该位置区内的所有小区中发送，因此同一位置区中每个小区的寻呼信道容量应尽可能相同或接近（指最终计算出每个小区的寻呼子信道数）。

SCI是SlotCycleIndex的简称。

在CDMA系统中，一个寻呼周期的长度为1.25*2SCI秒。

SCI常用的典型值为0、1、2，对应寻呼周期长度分别为1.25秒、2.56秒和5.12秒。

移动通信网`Wr%Sw%I|+Z

在待机状态下，手机并不是时时刻刻检测寻呼信道是否有寻呼消息下发。

为了减小手机的耗电量，增加待机时间，在一个寻呼周期中手机只在特定的寻呼时隙被激活并监听80ms的寻呼信道，以确定自己是否被呼叫；在其他时间内，手机将处于休眠状态中。

h|/pKxsO4Y0无论SCI为多少，寻呼时隙固定为80ms。

6N$BG$k0];~a0    手机根据INMS号和Hash算法，知道应该监听哪个80ms的寻呼时隙；同理，系统根据手机卡的INMS号也知道手机所监听的寻呼时隙。

当针对某部手机的寻呼消息到达系统侧时，系统会立刻算出应该在哪个寻呼时隙下发，并将此消息放入队列中等待该时隙的到达。

我们将寻呼消息进入队列的时间到其真正被下发的时间间隔称为寻呼消息排队时间。

下表列出了典型SCI值与寻呼周期、寻呼时隙数和寻呼消息排队时间的对应关系：

$s.NKw+]wi7F0SCI    寻呼周期    寻呼时隙数    寻呼消息排队时间移动通信网;x.u+ap.F{"l6l

0    5.12秒    64    0～5.12秒

6p}yb）E{01    2.56秒    32    0～2.56秒移动通信网6|（B9Qqv`c{xG|

2    1.28秒    16    0～1.28秒

1YQf$Cp1C0可以看出，寻呼消息排队时间最短为0秒；随着SCI的增大，寻呼消息排队时间的最大值将增大。

[）?

;h9E（n&r:

Pm;U0在寻呼消息排队的时间内，如果由于手机的移动或其他原因脱离本寻呼区域并在对应寻呼时隙到来前未回到本寻呼区域，将导致寻呼失败。

如果寻呼消息排队时间越长，发生这种情况的概率也越大，导致寻呼失败的可能性也越大。

这就是SCI对寻呼成功率影响的根本原因。