WAP彩信端到端優(yōu)化技術(shù)研究

單宏華

（中國(guó)移動(dòng)湖州分公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

近幾年移動(dòng)通信領(lǐng)域里，以手機(jī)報(bào)為代表的彩信業(yè)務(wù)獲得了迅猛發(fā)展。彩信屬于端到端業(yè)務(wù)，流程各環(huán)節(jié)涉及大量網(wǎng)元設(shè)備，因而難以定位問(wèn)題瓶頸。彩信下載的信令過(guò)程使用WAP1.0或WAP2.0協(xié)議，目前網(wǎng)絡(luò)中使用WAP2.0的情況占據(jù)了90%。文中以WAP2.0協(xié)議簡(jiǎn)單說(shuō)明彩信接收過(guò)程[1]：

①手機(jī)和WAP網(wǎng)關(guān)建立連接，即TCP三次握手；

②手機(jī)向WAP網(wǎng)關(guān)發(fā)送Get消息，含有彩信中心地址及彩信的 Transaction ID，具體網(wǎng)址視用戶會(huì)有不同；

③彩信數(shù)據(jù)下載，第一個(gè)報(bào)文開(kāi)始傳遞；

④手機(jī)發(fā)送TCP ACK報(bào)文，直到最后一個(gè)ACK報(bào)文接收完成；

⑤手機(jī)向WAP網(wǎng)關(guān)發(fā)送m-notifyresp-ind消息，報(bào)告接收狀態(tài)；

⑥WAP網(wǎng)關(guān)將確認(rèn)消息轉(zhuǎn)發(fā)至彩信中心，彩信中心應(yīng)答接收?qǐng)?bào)告，狀態(tài)碼為200 OK。

⑦結(jié)束連接。

湖州移動(dòng)創(chuàng)新地在GB接口部署信令跟蹤平臺(tái)，對(duì)彩信業(yè)務(wù)涉及的諸多環(huán)節(jié)加以分析，定位短板[2]，隨后在手機(jī)、BTS、BSC、SGSN等網(wǎng)元環(huán)節(jié)總結(jié)出了一套系統(tǒng)的優(yōu)化方案。各項(xiàng)優(yōu)化案例的成功實(shí)踐表明，該方案能有效提升彩信接收成功率和WAP彩信下載速度。

1 優(yōu)化方案

彩信端到端業(yè)務(wù)的網(wǎng)元構(gòu)成如圖1所示。

根據(jù)網(wǎng)元結(jié)構(gòu)和GB接口信令跟蹤的分析結(jié)果，從以下角度對(duì)彩信接收過(guò)程進(jìn)行了端到端優(yōu)化：

①終端設(shè)置優(yōu)化，針對(duì)用戶的問(wèn)題手機(jī)展開(kāi)短信關(guān)懷；

②小區(qū)優(yōu)化，增加空口 PDCH信道、傳輸時(shí)隙等資源，優(yōu)化相關(guān)小區(qū)參數(shù)；

③BSC優(yōu)化，投放數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理單元PCU，開(kāi)啟相關(guān)BSC參數(shù)以發(fā)揮設(shè)備特性；

④SGSN負(fù)荷均衡，避免業(yè)務(wù)過(guò)于集中在某塊UGBI單板；

⑤業(yè)務(wù)優(yōu)化，錯(cuò)開(kāi)各項(xiàng)手機(jī)報(bào)的下發(fā)時(shí)段、避免人為擁塞。

圖1 彩信業(yè)務(wù)網(wǎng)元構(gòu)成

1.1 終端設(shè)置優(yōu)化

手機(jī)終端型號(hào)繁多、性能差異大，對(duì)彩信接收的影響體現(xiàn)在以下方面。調(diào)制解調(diào)芯片是否支持EDGE技術(shù)，支持則下載速度快。終端多時(shí)隙能力。一般商業(yè)終端下行可用 PDCH時(shí)隙最多4個(gè)，理論下載速率4×59.2=236.8 kb/s。

手機(jī)終端的緩存大小及操作系統(tǒng)類別。緩存越小則下載速率越慢，操作系統(tǒng)越智能化則后臺(tái)程序的聯(lián)網(wǎng)交互頻次越多、越容易影響彩信下載速率。

手機(jī)接入點(diǎn)設(shè)置及彩信接收中心設(shè)置。

借助 GB接口信令跟蹤平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，現(xiàn)網(wǎng)中彩信中心設(shè)置錯(cuò)誤的用戶共計(jì)4005人，全網(wǎng)彩信接收成功率為87%。通過(guò)客服告知用戶設(shè)置方式后，彩信中心設(shè)置錯(cuò)誤的人數(shù)下降一半，全網(wǎng)彩信接收成功率上升到89%。

1.2 小區(qū)優(yōu)化

PDCH信道作為業(yè)務(wù)信道，直接與用戶網(wǎng)速關(guān)聯(lián)。通常使用Erlang B算法對(duì)承載小區(qū)相應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量所需的PDCH信道數(shù)目進(jìn)行估算，并結(jié)合 PDCH復(fù)用度來(lái)評(píng)估數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道資源是否存在缺口。通過(guò)微蜂窩環(huán)境，模擬不同數(shù)量手機(jī)搶占有限的 PDCH資源實(shí)驗(yàn)，用戶能獲得的下載速率如表 1所示?？梢?jiàn)通過(guò)及時(shí)擴(kuò)容 PDCH信道資源，用戶可獲得更快的WAP彩信下載速率。

表1 網(wǎng)速與PDCH復(fù)用度關(guān)系

Abis擴(kuò)展時(shí)隙也關(guān)系到彩信下載速率。阿爾卡特-朗訊BSC設(shè)備具有時(shí)隙共享機(jī)制，基站BTS配備的Abis擴(kuò)展時(shí)隙可被基站所有的小區(qū)共享，從而提升性能?，F(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中行之有效的Abis擴(kuò)展時(shí)隙評(píng)估方法為：

①評(píng)估現(xiàn)狀以反映 BTS資源的使用狀態(tài)，P472定義為EXTRA_BONUS_ABIS_NIBBLES_FREE時(shí)長(zhǎng)[3]，P472/36000/4 為BTS平均可用額外時(shí)隙數(shù)；

②對(duì)于P472值低于相關(guān)門(mén)限的BTS下的所有小區(qū)，結(jié)合PDCH復(fù)用度重新設(shè)定PDCH配置；

③根據(jù)Extra Abis TS資源算法，配置Abis擴(kuò)展時(shí)隙。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，Abis擴(kuò)展時(shí)隙配置數(shù)量從0擴(kuò)展到20以上的基站，其平均彩信下載速率從30.3 kb/s提升到42.7 kb/s；若Abis擴(kuò)展時(shí)隙進(jìn)一步增加到30以上，則彩信下載速率可以達(dá)到46.77 kb/s。

在小區(qū)級(jí)別的優(yōu)化中，除了PDCH和Abis擴(kuò)展時(shí)隙等資源擴(kuò)容手段外，還可以通過(guò)開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò)輔助重選 NACC、上行TBF擴(kuò)展等優(yōu)化功能。在開(kāi)啟NACC功能前，手機(jī)在做小區(qū)重選時(shí)會(huì)先接收系統(tǒng)消息，時(shí)長(zhǎng)約 1 s。手機(jī)在重選到新小區(qū)后，在BCCH信道上接收新小區(qū)的系統(tǒng)消息又會(huì)消耗0.8 s。即不打開(kāi)NACC功能時(shí)，手機(jī)在小區(qū)重選耗時(shí)為1.8 s。打開(kāi)NACC功能后，手機(jī)從原小區(qū)到新小區(qū)建立下行TBF的時(shí)間間隔為0.8 s，節(jié)約了1 s的重選時(shí)間。其原因在于手機(jī)沒(méi)有占用新小區(qū)的BCCH信道聽(tīng)取系統(tǒng)消息，而是在PACCH信道聽(tīng)取系統(tǒng)消息。彩信下載為大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)，所用的時(shí)間比其他 WAP業(yè)務(wù)長(zhǎng)，遇到小區(qū)重選的概率較大，因此開(kāi)啟 NACC功能會(huì)減少由于小區(qū)重選造成的無(wú)線時(shí)延，提升彩信速率。

而上行TBF擴(kuò)展功能[4]對(duì)彩信下載速率的提升作用，是針對(duì)彩信下載流程中手機(jī)發(fā)送的確認(rèn)包。彩信下載速率快慢取決于手機(jī)發(fā)送上行確認(rèn)包是否及時(shí)，上行TBF擴(kuò)展功能可以長(zhǎng)時(shí)間保持上行TBF不釋放，提高手機(jī)發(fā)送上行確認(rèn)包的及時(shí)性，提升彩信下載速率。

1.3 BSC優(yōu)化

BSC的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理單元PCU，直接關(guān)系到該BSC覆蓋范圍內(nèi)所有小區(qū)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能。當(dāng) PCU數(shù)量不足、負(fù)荷過(guò)高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致彩信下載速率較低。通過(guò)擴(kuò)容 PCU單板數(shù)量，可以明顯提升彩信下載速率?，F(xiàn)網(wǎng)中湖州對(duì)某BSC擴(kuò)容1塊PCU后，彩信下載速率提升幅度達(dá)8.5%，證明該方法簡(jiǎn)單有效。

除資源擴(kuò)容外，BSC參數(shù)優(yōu)化也很重要。BSC的LLC-REROUTING未開(kāi)啟，手機(jī)在同BSC下進(jìn)行小區(qū)重選時(shí)，SGSN里的路由數(shù)據(jù)會(huì)被刪除、需要重新向SGSN申請(qǐng)。開(kāi)啟LLC-REROUTING功能后，小區(qū)重選過(guò)程中的路由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移無(wú)需經(jīng)過(guò)SGSN，在BSC內(nèi)部即可完成。由于彩信下載遇到小區(qū)重選的概率較大，因此開(kāi)啟LLC-REROUTING功能會(huì)顯著減少因小區(qū)重選導(dǎo)致的無(wú)線側(cè)時(shí)延，從而提升彩信下載速率。

1.4 SGSN負(fù)荷均衡

SGSN是數(shù)據(jù)核心網(wǎng)的主要設(shè)備之一，其負(fù)荷情況直接影響了大范圍的用戶感知。以華為SGSN設(shè)備B版為例，其UGBI單板的處理能力為 8.4 Mb/s，當(dāng)單板的數(shù)據(jù)流量負(fù)荷達(dá)到60%以上時(shí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能會(huì)出現(xiàn)明顯下降。通過(guò)業(yè)務(wù)均衡，湖州將SGSN10啟用的UGBI單板從6塊直接擴(kuò)展到12塊，單板負(fù)荷下降近一半。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相應(yīng)區(qū)域的WAP彩信下載從36 kb/s提升到42 kb/s，效果明顯。

1.5 業(yè)務(wù)優(yōu)化

通過(guò)GB接口的信令跟蹤結(jié)果，湖州地區(qū)訂購(gòu)手機(jī)報(bào)業(yè)務(wù)的匯總情況如表2所示。

表2 手機(jī)報(bào)業(yè)務(wù)情況示意

由表 2得知，在手機(jī)報(bào)業(yè)務(wù)下發(fā)集中的時(shí)段，如17:00-17:30，在有限的時(shí)間段內(nèi)集中下發(fā)手機(jī)報(bào)業(yè)務(wù)，就會(huì)造成互相爭(zhēng)搶網(wǎng)絡(luò)資源的現(xiàn)象、影響手機(jī)報(bào)下載速率。例如“手機(jī)報(bào)-21財(cái)經(jīng)晚報(bào)”與“浙江手機(jī)報(bào)晚報(bào)”存在同時(shí)間段下發(fā)現(xiàn)象，導(dǎo)致“手機(jī)報(bào)-21財(cái)經(jīng)晚報(bào)”的下載速率比同時(shí)段內(nèi)的“浙江手機(jī)報(bào)晚報(bào)”低 7 kb/s左右；而“新聞晚報(bào)”的下發(fā)時(shí)段完全沒(méi)有其他手機(jī)報(bào)業(yè)務(wù)爭(zhēng)奪資源，下載速率比“浙江手機(jī)報(bào)晚報(bào)”又要快8 kb/s。因此非常有必要進(jìn)行手機(jī)報(bào)下發(fā)時(shí)段的合理規(guī)劃，減少此類因素導(dǎo)致的彩信下載速率較低問(wèn)題。

通過(guò)現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，湖州移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)一天的彩信總量中超過(guò)90%的比例都屬于手機(jī)報(bào)業(yè)務(wù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出點(diǎn)對(duì)點(diǎn)彩信數(shù)量。合理規(guī)劃手機(jī)報(bào)的下發(fā)時(shí)段，對(duì)提升下載速率和下載成功率具有顯著的推動(dòng)作用。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，用GB接口跟蹤信令的方法可以快速定位WAP彩信端到端業(yè)務(wù)的性能瓶頸，再通過(guò)以上系統(tǒng)化的方法對(duì)WAP彩信加以端到端優(yōu)化，從終端設(shè)置、小區(qū)參數(shù)、BSC參數(shù)、SGSN負(fù)荷、業(yè)務(wù)自身等多個(gè)角度開(kāi)展針對(duì)性優(yōu)化，可以立竿見(jiàn)影地提升彩信接收成功率、加快彩信下載速度。湖州移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)證明這些優(yōu)化方法行之有效，對(duì)用戶感知的提升效果明顯。整套方案具有良好的可操作性和移植性，因而可以容易地移植到其它對(duì)彩信優(yōu)化需求旺盛的地區(qū)。

[1] 劉婭.彩信業(yè)務(wù)運(yùn)行質(zhì)量分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 北京:北京郵電大學(xué), 2010:13-16.

[2] 馬曉民，王文騏.關(guān)于 WAP over GPRS的解決方案的研究[J].2002,21(01):44.

[3] 陳亮，趙曙光，付鵬.一種基于IP的彩信收發(fā)模塊設(shè)計(jì)[J].通信技術(shù)，2011,44(03)83-84.

[4] 季靚.數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中公共控制信道的優(yōu)化方法[J].通信技術(shù)，2010,43(05):76-77.