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TD-SCDMA寻呼能力及寻呼容量评估 1 寻呼基本常识 TD寻呼是通过传输信道PCH（寻呼信道）和物理信道PICH（寻呼指示信道）广播的，其中PICH是和PCH配合使用。对每一个PCH，都需要有一条寻呼指示信道（PICH）与之相伴，两者共同构成一个寻呼块。 寻呼消息的接受采用DRX（非连续接收）方式，寻呼消息必须在寻呼时机对应的时刻发送出去，UE仅仅需要在每一个DRX周期的一个寻呼时机监听寻呼指示因子PI，以此确定在后续特定的位置上是否有自己的寻呼消息。 寻呼消息在SCCPCH上发送，寻呼指示则在与该SCCPCH相关的PICH上发送。PICH上数据帧超前SCCPCH上数据帧的一个固定时间（gap）。 图1 寻呼涉及的信道 1.1 寻呼控制信道（PCCH）寻呼信道使用的逻辑信道类型为PCCH，其相关参数如表1所示 表1 寻呼信道参数表 | 1.1.1.2. Logical channel type | | 1.1.1.4. Payload sizes (bit) | 1.1.1.5. Ntf*240,Ntf=0,1,2 | | | |
从表1中可以看出，寻呼信道的20ms TTI内可以发送Ntf（PCH传输格式中 240bit块的个数）个PCH传输块，每个传输块大小为240bit。Ntf由TFCS中PCH的TF来决定，与SCCPCH的码道数目相关。当Ntf=2时，考虑到无线环境要求的PCH和FACH复用，建议配置4条SCCPCH码道。 在SCCPCH信道上，每个寻呼周期发送一个PICH数据块和PCH数据块。PICH数据块持续Npich（一个PICH块连续帧数）帧。PCH数据块持续2×Npch（每个寻呼块配置的寻呼子信道数目）帧，其中Npch是系统配置的寻呼子信道数目，协议要求Npch<=8。 1.2 寻呼信道（PCH）一个寻呼消息块由NPCH（每个寻呼块配置的寻呼子信道数目）个连续的寻呼分组组成，一个寻呼分组对应一个寻呼子信道，一个寻呼子信道对应两个连续PCH帧，因而一个寻呼消息块中共计2×NPCH个PCH帧。 1.3 寻呼指示信道（PICH）PICH是一个用来承载寻呼指示的物理信道，基本单元是寻呼指示因子，寻呼指示因子用来指定某一移动分组的UE是否需要接受紧随其后的寻呼消息。对于支撑多频点的小区，PICH将只在主载频上进行发送。 LPI : 寻呼指示因子长度，取值可以为2、4或8，单位为数据符号，1符号等于2bit NPI：一个PICH突发中寻呼指示因子的个数 NPIB：一个寻呼指示突发中包含的数据比特数，其中NPIB=352bit。 Npich：一个PICH块连续帧数 1.4 寻呼块 一个寻呼块由一个PICH块和一个PCH块组成。如果PICH块中一个寻呼指示被置为1则表明该寻呼指示对应的UE将读取同一寻呼块中的对应寻呼子信道。NGAP>0表示PICH块的结尾和PCH块的开头之间的帧数，由上层配置，如下图所示： PBP = PICH repetition period)寻呼块周期，是用户面寻呼处理的一个重要概念。 寻呼能力计算寻呼的基本过程大致可分成两个阶段：CN通过IU接口调用寻呼模块将寻呼消息发送 给RNC；RNC通过uu口下发寻呼消息至UE。从两个阶段着手分析三个通道的寻呼能力：产品限制、PCH寻呼能力和PICH寻呼能力，具体分析见下：2.1 产品寻呼能力 TD产品侧，在寻呼不重发的情况下，寻呼能力最大限制为125次/秒， 即每小时最大处理450000次寻呼。 2.2 PCH寻呼能力 PCH的寻呼能力与使用的UE识别号码相关。UE的识别号码有三种类型，即IMSI，TMSI和P-TMSI。TMSI的长度为32比特，IMSI的长度为15个十进制数字。考虑PCH的传输格式TF为Ntf*240，计算PCH对于采用IMSI和TMSI时的寻呼能力： PCH寻呼能力=[Ntf× (240-7)/Lue)]×Npch / [（Nr+1）×PBP] Ntf：PCH传输格式中 240bit块的个数(一个寻呼子信道承载)，取值范围为0，1，2 Lue：消息长度，根据UE识别号码相关 Npch：每个寻呼块配置的寻呼子信道数目，取值范围1～8，单位帧 Nr：寻呼重复长度，取值范围：0~2，单位次 从公式可知，PCH寻呼能力主要取决于Ntf和Nr（寻呼重复次数），其中Ntf与SCCPCH码道数相关。目前最大支撑Ntf=2，根据目前典型参数设置： 2.2.1 采用IMSI寻呼Lue=71bit， PCH寻呼能力=[Ntf× (240-7)/71]×Npch / [（Nr+1） =[2× (240-7)/71]×8 / [（1+1）≈[6×8]/ [（1+1） =37.5个/秒 2.2.2 采用TMSI寻呼Lue=39bit， PCH寻呼能力=[Ntf× (240-7)/39]×Npch / [（Nr+1）×PBP] =[2× (240-7)/39×8 / [（1+1）≈[10×8]/ [（1+1） =62.5个/秒 根据上述两种的UE识别号码PCH寻呼能力计算方法，可知，采用TMSI策略寻呼，PCH寻呼能力更大。实际网络中也通常采用TMSI寻呼策略，即每小时225000个寻呼。 2.3 PICH寻呼能力PICH寻呼能力根据传输信道配置，计算公式如下： PICH寻呼能力＝ (Npich ×NPIB / LPI )/[PBP× (Nr+1) NPIB：一个寻呼指示突发中包含的数据比特数，转换为符号数，176符号 LPI：寻呼指示因子长度，取值范围：2、4、8，单位符号 PBP：寻呼块周期，取值范围：D8/D16/D32/D64，单位10ms Nr：寻呼重复长度，取值范围：0，1，2 Npich：一个PICH块连续帧数，取值范围：2，4，单位帧 2.3.1 理论最大寻呼能力按照最大参数配置， PICH寻呼能力＝（4×176/2）/[0.64 ×（0＋1）]=550个/秒 其中参数设置如下： NPIB：一个寻呼指示突发中包含的数据比特数，转换为符号数，176符号 LPI：寻呼指示因子长度，取值为2，单位符号 PBP：寻呼块周期，取值为D64，单位10ms，目前主要是终端受限，固定为640ms Nr：寻呼重复长度，取值为0，即只寻呼1次 Npich：一个PICH块连续帧数，取值为4，单位帧 实际上，PICH寻呼能力不能达到理论最大值，上述场景是各寻呼参数设置极端的情况下得到的，但连续帧数设置过大、寻呼指示长度设置过小，抗干扰能力越差，寻呼消息的准确性难以保证，网络中并不推荐如上的参数设置。 2.3.2 实际使用寻呼能力按照网络中推荐的典型参数配置如下 根据如上的参数设置： PICH寻呼能力＝（2×176/8）/[0.64 ×（1＋1）]=34.375个/秒 即每小时122400个寻呼。 3 寻呼能力制约因素根据第2节先容的各层寻呼能力的计算方法可知，PCH和PICH寻呼能力是网络中的瓶 颈和短板。 各层寻呼能力汇总如下： 从上表中可看出，目前网络的寻呼能力主要受限于PICH的寻呼能力，34个/秒。同时从制约因素分析，PICH寻呼能力提升的空间比PCH大，提升方法也容易实现，通过修改寻呼指示长度、PICH连续帧个数等参数，即可稍微牺牲抗干扰性，提高PICH寻呼能力，例如将寻呼指示长度LPI从8个符号修改到4个符号，PICH寻呼能力即可提高到68个/秒，此时网络寻呼能力受限于PCH能力。 PCH寻呼能力受限的因素，SCCPCH信道数，目前较难突破。 所以，通常情况下，将PCH寻呼能力作为TD网络寻呼能力的最小值，即实际寻呼能力，用作寻呼容量的估算中。 寻呼能力的制约因素除了受限于PICH/PCH的理论容量，实际的寻呼能力可能和IMSI号分布，以及CN寻呼突发等情况有关。 4 其他网络寻呼能力参考据了解，GSM网络的寻呼能力同样受限于空口，理论最大值能达到近100个/秒，实际上空口寻呼能力平均达到44个/秒。 CDMA的空口寻呼能力大约在15个/秒。
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发表于 2014-10-23 16:46:02
