福建移動ＥＧＰＲＳ資源配置優(yōu)化分析

鄭　奕

[摘要] 中國移動EGPRS網(wǎng)絡(luò)投入商用后，業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，承載無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的GPRS網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了較嚴重的容量受限情況。為了保證EGPRS網(wǎng)絡(luò)的性能，必須配置足夠的網(wǎng)絡(luò)資源。該文針對影響EGPRS網(wǎng)絡(luò)性能的無線時隙配置、EDAP、PCU、Gb Link等相關(guān)資源進行優(yōu)化，并分析了造成EGPRS傳輸速率較低的原因。

[關(guān)鍵詞] EGPRS CDED CDEF EDAP PCU

1 前言

新一代移動網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模商用即將到來，就業(yè)務(wù)形態(tài)而言，重心也在逐步從語音業(yè)務(wù)向移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)偏移，以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為重點開展網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化項目勢在必行。而要充分發(fā)揮EGPRS的性能，使用戶在使用無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時有明顯的改善，最首先要做的就是保證網(wǎng)絡(luò)的資源不要成為一個瓶頸。這就需要解決小區(qū)EGPRS信道資源擁塞、Abis鏈路的EDAP池資源不足、PCU的容量配置不合理、Gb鏈路帶寬配置不合理等問題。只要網(wǎng)絡(luò)中存在一處瓶頸，在用戶使用無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的過程中，傳輸速率就不能接近理論設(shè)計水平，就會造成網(wǎng)絡(luò)資源閑置并影響客戶感知。針對我省沿海地區(qū)大多采用了諾西的無線設(shè)備，包括BSC和BTS，本文提出了EGPRS資源配置優(yōu)化的一些建議。

2 現(xiàn)網(wǎng)中使用EGPRS業(yè)務(wù)傳輸速率不高的原因分析

在現(xiàn)網(wǎng)中，開通了EGPRS功能，而傳輸速率出現(xiàn)比較低的情況下，可能有以下的原因：

首先，網(wǎng)絡(luò)中使用GPRS業(yè)務(wù)的用戶較多，GPRS用戶與EGPRS用戶共同使用現(xiàn)網(wǎng)中的PDCH信道資源，這樣，EGPRS終端捆綁Abis鏈路上EDAP池的時隙數(shù)也相應減少，所以EGPRS測試達不到較高的傳輸速率。如果該地區(qū)用戶對EGPRS業(yè)務(wù)的需求很強烈，則需要考慮小區(qū)擴容或者在小區(qū)下劃分區(qū)域，設(shè)立EGPRS獨立使用的TRX來保證用戶正常使用。

第二，需要考慮無線環(huán)境，EGPRS網(wǎng)絡(luò)中的9種編方式對無線環(huán)境的要求各有不同，越高的MCS編碼方式要求越強的C/I，同樣，越低的MCS編碼方式抵抗干擾的能力越強。高C/I的無線環(huán)境在已完成室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建筑物內(nèi)較容易實現(xiàn)，這也是室內(nèi)可以有效吸收無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的原因。

第三，需要檢查EGPRS網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸，逐步檢查是否存在小區(qū)GPRS信道資源擁塞、Abis鏈路中的EDAP池資源不足、PCU的容量配置不合理、Gb鏈路帶寬配置不合理等問題，只要網(wǎng)絡(luò)中存在一處瓶頸，在用戶的使用過程中，傳輸速率就達不到理論設(shè)計水平。

此外，小區(qū)的頻繁重選、服務(wù)小區(qū)信號弱、小區(qū)覆蓋不合理等也會造成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸速率偏低。下一步將針對中國移動諾西設(shè)備資源進行優(yōu)化分析。

3 現(xiàn)網(wǎng)EGPRS業(yè)務(wù)優(yōu)化的解決思路

3.1 無線時隙資源優(yōu)化

無線接口是GPRS系統(tǒng)中一個重要的接口，其性能的好壞將直接影響到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。PDCH域過小時，數(shù)據(jù)傳輸速率將降低，同時會增加額外的PDCH升級域申請，PDCH過大，會增加PCU的信道負荷，可能造成因為虛假的資源負荷而帶來的PCU和無線信道擁塞，同時可能引起話音業(yè)務(wù)的擁塞。

在小區(qū)級別分析造成PDCH分配失敗的原因時，如果有語音擁塞狀況發(fā)生，基本可斷定GSM話務(wù)量高，造成GPRS使用的資源不足引起PDCH分配失敗，這樣就應該盡力解決GSM語音擁塞狀況，可以通過擴容、新建站點或小區(qū)負荷分擔等來減少小區(qū)的負荷。

而對于話音業(yè)務(wù)不是很高的小區(qū)則可以通過調(diào)整CDED、CDEF解決。支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的時隙分為三類，這與目前GPRS時隙分類相同：第一類，是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)專用信道（通過CDED參數(shù)設(shè)置）；第二類，是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)缺省信道（通過CDEF參數(shù)來設(shè)置），當數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)空閑不需占用該類信道，而同時話音業(yè)務(wù)需要額外信道時，系統(tǒng)通過“降級”操作，可以使該信道被話音占用；第三類，是話音業(yè)務(wù)優(yōu)先占用的附加信道。

目前CDED、CDEF的設(shè)置可以使用中國移動總部開發(fā)的數(shù)據(jù)信道配置軟件，此軟件是以坎貝爾算法為基礎(chǔ)的一個配置工具。在日常的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，CDEF的設(shè)置還可以根據(jù)多天多時段的統(tǒng)計指標ava_16a（平均PS域的時隙數(shù)）來進行優(yōu)化。通過優(yōu)化平均PS域的時隙數(shù)，對于平均PS域的時隙數(shù)大于現(xiàn)網(wǎng)CDEF設(shè)置時隙數(shù)的情況，可以減少不必要的(E)GPRS Upgrade，對于平均PS域的時隙數(shù)小于現(xiàn)網(wǎng)CDEF設(shè)置時隙數(shù)的情況，在話音業(yè)務(wù)需求比較大的時候，可以減少不必要的(E)GPRS Downgrade。

3.2 Abis傳輸資源EDAP優(yōu)化

EGPRS在空中接口采用新的編碼與調(diào)制技術(shù)，使傳輸速率得以提高，但是在Abis接口的E1傳輸連接線上，仍然按照GSM規(guī)范要求，每個TRX占用E1中的2個64 kbit/s時隙，每個TRX無線信道占用16 kbit/s的帶寬，這時，在空中接口達到的高速率如MCS-9的59.2 kbit/s需要在Abis接口上增加部分時隙來承載，在E1鏈路上設(shè)立部分時隙構(gòu)成1個EDAP（擴展動態(tài)分配池），如下圖所示。

引入EGPRS后，MCS-9對應的速率可達到59.2kbps，大約是CS-2速率（13.4kbps）的4倍。在使用MCS-9編碼方式時，理論上，1個MCS-9空口SLOT對應1個Abis口上的5個E1 sub-TSL；1個EGPRS TRX需要對應40個sub-TSL（10個E1 64 kbit/s TSL），對傳輸需求很高。所以需要使用slave channel（EDAP）來和Master Channel共同完成Abis口上的數(shù)據(jù)傳輸，EDAP有效地利用EGPRS時隙調(diào)制編碼方式動態(tài)自適應的特點，在Abis傳輸資源方面也采用了動態(tài)的共享解決方案，最大限度上節(jié)省了傳輸資源。同時，它充分利用不同小區(qū)無線時隙占用情況的差異實現(xiàn)多小區(qū)之間的共享，來進一步獲取EDAP多小區(qū)共享的共享增益。這一點對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在時間上的非并發(fā)性，以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)QoS中實時性要求不高的特點是非常適用的。在EGPRS網(wǎng)絡(luò)中無線口的信道編碼方式并不是簡單地由無線信道C/I來決定，還要由EDAP資源以及PCU資源等多種因素共同來決定，這也就使得網(wǎng)絡(luò)變得更加復雜。為了減少因為EDAP資源受限而導致的無線信道編碼方式上不去的問題以及防止垃圾EDAP占用寶貴的PCU資源問題，在EGPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中需要對EDAP進行優(yōu)化調(diào)整，以更好地提升EGPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能。

判斷EDAP擁塞的指標有dap_7a、c76006、c76007、c76008 等。一般地，當dap_7a<75min/GByte，我們認為是比較好的情況，反之則可以考慮擴容，而當dap_7a>150 min/GByte時，則是比較差的情況。一般如果對整個網(wǎng)絡(luò)的EDAP做比較大規(guī)模的優(yōu)化調(diào)整之后，由于PCU下的EDAP資源發(fā)生了改變，則需要對PCU的資源負荷相應地進行檢查調(diào)整。

3.3 PCU資源優(yōu)化

PCU是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)在BSC側(cè)最重要的公共資源，它的負荷情況和所控制的小區(qū)分布情況將直接影響到終端用戶的時隙資源占用、EGPRS編碼方式、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動性能情況。所以需要對PCU進行合理的規(guī)劃和優(yōu)化調(diào)整。現(xiàn)網(wǎng)NOKIA的BSC硬件設(shè)備分為2i、3i兩個系列版本，在兩個系列中PCU的容量配置有較大區(qū)別。在2i系列BSC中，PCU的容量為：支持128個PDCH時隙，包括Default GPRS PDCH+Default EGPRS PDCH+EDAP，建議PCU下配置的PDCH時隙不超過70%。在3i系列BSC中，PCU的容量為：支持256個PDCH時隙，包括Default GPRS PDCH+Default EGPRS PDCH+EDAP，建議PCU下配置的PDCH時隙不超過70%。下表為各PCU的容量限制。

在優(yōu)化的時候需要考慮PCU的最大容量，包括每個BSC下統(tǒng)計出來的RTSL、Abis channel、BTS（開通（E）GPRS的小區(qū)）、segment、GTRX＝Y(jié)的TRX數(shù)及EDAP個數(shù)，用以上各項除以PCU的各個容量指標，得出各項的PCU負荷，整體負荷過高的需要增加PCU，局部負荷過高的可以通過調(diào)整PCU的下掛小區(qū)進行負荷均衡。

優(yōu)化PCU同時需要考慮基站的地理位置，這主要是考慮到小區(qū)進行小區(qū)重選時數(shù)據(jù)的傳輸機制。在小區(qū)進行重選時，MS會停止接收當前小區(qū)的下行RLC塊，轉(zhuǎn)到另一小區(qū)的頻點，舊的小區(qū)的數(shù)據(jù)處于排隊狀態(tài)，MS則在新的小區(qū)上建立上行TBF，如果新小區(qū)的BVCI和舊小區(qū)的BVCI屬于同一個NSEI，則舊的BVCI的排隊數(shù)據(jù)會傳遞給新小區(qū)的BVCI，而在跨PCU小區(qū)重選的條件下下，舊的BVCI的排隊數(shù)據(jù)會被丟棄，MS在新的小區(qū)上，先收到傳遞過來的排隊數(shù)據(jù)，而后繼續(xù)接收后續(xù)數(shù)據(jù)，因而如果過于頻繁地進行跨PCU的小區(qū)重選，則會造成過多的重選時的數(shù)據(jù)重傳，降低了傳送速率。所以在分配PCU下掛基站時，應該盡量使相鄰的基站在同一個PCU下。

3.4 Gb資源優(yōu)化

Gb的負荷分析、帶寬配置是一個非常重要的優(yōu)化工作，合理的Gb負荷、容量配置以及正常的工作狀態(tài)是保證穩(wěn)定的GPRS網(wǎng)絡(luò)性能的前提。

在EGPRS手機下行使用4時隙的情況下，如果無線環(huán)境較好，用戶可以使用MCS-9編碼方式，單用戶理論可以達到的速度為59.2 kbit/s×4＝236.8 kbit/s；所以單用戶基本已經(jīng)占據(jù)了256kbps的Gb link帶寬，如果在同一個PCU下有超過2個用戶同時使用EGPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，則會因Gb帶寬受限而導致所有終端用戶的速率下降，直接影響用戶感知。另外，從效益上來講，如果Gb帶寬受限也會導致數(shù)據(jù)吞吐量受限，并導致無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中投資最大的基站資源的有效利用率下降。為了確保EGPRS網(wǎng)絡(luò)性能良好，合理的Gb Link負荷，容量配置的檢查分析，以及正常的工作狀態(tài)是非常的重要。當Gb Link的負荷過高時，將會影響到終端用戶的下載速率，尤其是在峰值時刻，因此必須對高負荷的Gb Link進行擴容以保證GPRS網(wǎng)絡(luò)性能的穩(wěn)定性。

對于GB的帶寬負荷，有如下建議：

① 對于NSVC的設(shè)計帶寬為64kbps的Gb流量的Load為不超過30％；

② 對于NSVC的設(shè)計帶寬為128kbps的Gb流量的Load為不超過45％；

③ 對于NSVC的設(shè)計帶寬為192kbps的Gb流量的Load為不超過55％；

④ 對于NSVC的設(shè)計帶寬為256kbps的Gb流量的Load為不超過70％；

⑤ 對于NSVC的設(shè)計帶寬為320kbps的Gb流量的Load為不超過85％。

在優(yōu)化時對Gb負荷較高的PCU的Gb帶寬及時進行擴容，對于下掛有EGPRS小區(qū)的PCU的Gb帶寬至少開通320kbps，避免一旦有EGPRS用戶共享Gb資源時帶來終端用戶的速率下降。

4 結(jié)語

由于EGPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與GSM語音業(yè)務(wù)共享無線頻譜資源，隨著用戶數(shù)的持續(xù)增加和移動資費的不斷下調(diào)，網(wǎng)絡(luò)容納的話務(wù)量會持續(xù)升高，對部分熱點地區(qū)來說，語音的擁塞程度已經(jīng)非常嚴重，分配給EGPRS業(yè)務(wù)的資源嚴重不足。另外，在設(shè)計EGPRS時，確立了語音優(yōu)先的原則，這樣對于本來就嚴重不足的EGPRS資源來說，還要面對隨時被GSM語音業(yè)務(wù)搶占信道資源的問題。引入EGPRS技術(shù)后，使用同樣的無線頻譜資源，在同樣的資源下，EGPRS可以支持相當于3倍的GPRS傳輸速率，可以有效地緩解熱點地區(qū)嚴重的GPRS擁塞問題，但是同時也增加了PCU、Abis等的資源需求，只有保證了各個環(huán)節(jié)的資源足夠，才能發(fā)揮出EGPRS的高傳輸速率的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1] R.J.(Bud)Bates. 通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）技術(shù)與應用[M]. 北京:人民郵電出版社, 2004.

[2] NOKIA相關(guān)技術(shù)文檔.