基于信令的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延優(yōu)化

裴金棟，張燕，彭鵬（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司珠海分公司，珠海 519015）

基于信令的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延優(yōu)化

裴金棟，張燕，彭鵬
（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司珠海分公司，珠海 519015）

分析和優(yōu)化用戶使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的感知，是目前三大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員主要工作之一。業(yè)務(wù)時(shí)延作為與客戶感知相關(guān)的重要指標(biāo)之一，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，可在一定程度上提高用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知。本文從信令角度出發(fā)，分析可能導(dǎo)致用戶上網(wǎng)時(shí)延較長(zhǎng)的原因，并結(jié)合實(shí)際的測(cè)試情況，得出降低RAB建立時(shí)長(zhǎng)可很大程度降低用戶上網(wǎng)時(shí)延，并給出和驗(yàn)證降低RAB建立時(shí)長(zhǎng)的方法。

TD-SCDMA； 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；QoS

1 背景

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）保障越來(lái)越重視。業(yè)務(wù)時(shí)延作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)QoS的一項(xiàng)重要內(nèi)容，直接影響用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)好壞的感知，優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員亟待解決的問(wèn)題。

本文首先從TD-SCDMA業(yè)務(wù)呼叫流程入手，分析可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)的原因；其次對(duì)TD-SCDMA的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行撥測(cè)并跟蹤信令，分析得出縮短用戶的RAB建立時(shí)長(zhǎng)和PDP上下文建立時(shí)長(zhǎng)，可在很大程上降低TD-SCDMA用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延；最后給出降低用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延的有效方法。

2 TD-SCDMA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呼叫流程

2.1 業(yè)務(wù)呼叫流程

TD-SCDMA用戶注冊(cè)完成后，發(fā)起業(yè)務(wù)呼叫，需要經(jīng)歷2個(gè)階段：階段1，建立無(wú)線側(cè)的RRC（Radio Resource Control，無(wú)線資源控制）連接、發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求到SGSN并與SGSN完成安全流程；階段2，完成PDP（Packet Data Protocol，數(shù)據(jù)分組協(xié)議）上下建立，如圖1所示［1］，下面分別對(duì)對(duì)兩個(gè)階段進(jìn)行分析，尋找可優(yōu)化空間。

階段1： RRC連接過(guò)程為UE和RNC之間建立用于傳輸信令和數(shù)據(jù)的無(wú)線信道連接，是第一個(gè)必要的過(guò)程，且由于無(wú)線環(huán)境復(fù)雜多變，不利于對(duì)該過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，故很難通過(guò)優(yōu)化該過(guò)程來(lái)縮短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延。3GPP TS33.102［2］指明，安全流程是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的必選流程，故不能為了優(yōu)化時(shí)延而放棄該過(guò)程。綜合評(píng)估階段一優(yōu)化空間較少。

階段2：一方面，用戶附著后首次進(jìn)行業(yè)務(wù)，需要進(jìn)行PDP上下文建立，同時(shí)，用戶已經(jīng)建立了PDP上下文，但超過(guò)PDP上下文有效期未進(jìn)行任何數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，SGSN會(huì)發(fā)起PDP上下文釋放，再發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，需要重新建立PDP上下文。另一方面，用戶已經(jīng)建立PDP上下文，在PDP上下文有效期內(nèi)進(jìn)行業(yè)務(wù)，可不需進(jìn)行PDP激活流程。而不管需要不需要進(jìn)行PDP激活，發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都需要進(jìn)行RAB（Radio Access Bearer，無(wú)線訪問(wèn)承載）建立過(guò)程。

綜上所述可以得出，分析和優(yōu)化RAB建立過(guò)程才能有效減低TD-SCDMA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延。

圖1 TD-SCDMA用戶業(yè)務(wù)呼叫流程

2.2 RAB建立流程

RAB是指建立用于UE和SGSN之間傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)承載，根據(jù)RL（Radio Link，無(wú)線鏈路）重配置情況，RAB建立流程可分為同步重配置RL與異步重配置RL兩種情況［3］，二者的區(qū)別在于Node B與UE接收到RNC下發(fā)的配置消息后，能否立即啟用新的配置參數(shù)，如圖2所示。同步重配RL過(guò)程如下。

（1） SGSN要求RNC建立RAB業(yè)務(wù)承載。

（2） RNC下發(fā)RL重配置準(zhǔn)備消息給Node B，要求其準(zhǔn)備相關(guān)業(yè)務(wù)承載資源。Node B收到RNC下發(fā)的重配置準(zhǔn)備消息后，準(zhǔn)備好相關(guān)的RL資源并反饋給RNC，但Node B的配置參數(shù)不能立即生效。

圖2 RAB建立流程

（3） RNC收到Node B反饋的RL資源準(zhǔn)備完畢消息后，計(jì)算UE和Node B同時(shí)生效新資源配置的CFN（Connection Frame Number，連接幀號(hào)），并同時(shí)發(fā)送給UE和Node B。

（4） UE和Node B在相同的CFN生效新的配置參數(shù)。

而異步重配RL時(shí)，Node B收到RNC下發(fā)的重配置準(zhǔn)備消息后，準(zhǔn)備好資源并立即啟用新的配置參數(shù)，即Node B比UE早啟用新的配置參數(shù)。通過(guò)對(duì)比兩種流程，同步RL重配時(shí)，Node B和UE分別要等待一定的時(shí)間以同時(shí)生效配置參數(shù)，該部分時(shí)間存在很大的優(yōu)化空間。故可以通過(guò)以下“兩步走”的方法來(lái)優(yōu)化，步驟1，確認(rèn)現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是否是使用同步重配置RL的方式建立RAB承載；步驟2，通過(guò)分析RNC計(jì)算CFN的原理，來(lái)縮短N(yùn)ode B和UE的等待參數(shù)生效時(shí)間，進(jìn)而縮短TD-SCDMA用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知。

表1 參數(shù)優(yōu)化評(píng)估

3 時(shí)延優(yōu)化分析

3.1 時(shí)延優(yōu)化思路

為驗(yàn)證上述理論分析，通過(guò)對(duì)A市的TD-SCDMA用戶進(jìn)行測(cè)試并對(duì)該撥測(cè)用戶進(jìn)行信令跟蹤。信令跟蹤結(jié)果表明，網(wǎng)絡(luò)采用同步重配RL的方法建立RAB承載。用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)建立的時(shí)延為2360ms，其中階段1的時(shí)延為430ms，階段2時(shí)延為1790ms，而RAB建立時(shí)延為1510ms，占比階段2時(shí)延84%，如圖3所示，驗(yàn)證了上述分析結(jié)果，優(yōu)化RAB建立時(shí)延可很大程度降低TD-SCDMA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的時(shí)延。

圖3 實(shí)測(cè)用戶的信令

3.2 時(shí)延優(yōu)化措施和效果

A市使用的RNC設(shè)備的TD-SCDMA小區(qū)配置中，存在CFN偏移相關(guān)參數(shù)（單位為10 ms）會(huì)影響RNC計(jì)算CFN，通過(guò)修改該參數(shù)為不同值，可在不同程度上降低RAB建立時(shí)長(zhǎng)和PDP上下文建立時(shí)長(zhǎng)。通過(guò)修改A市的一個(gè)RNC進(jìn)行測(cè)試，分析不同參數(shù)值對(duì)應(yīng)的RAB建立時(shí)長(zhǎng)和PDP上下文建立時(shí)長(zhǎng)。如表1所示，其中RAB建立時(shí)長(zhǎng)和PDP上下文建立時(shí)長(zhǎng)是依據(jù)信令系統(tǒng)采集的Iu-PS 口信令計(jì)算得出，PS域無(wú)線接通率通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)得出，所有數(shù)據(jù)均取自參數(shù)優(yōu)化后第二天的全量用戶的平均值（如4月10日凌晨?jī)?yōu)化參數(shù)，指標(biāo)取值為4月11日的0：0-23：59）。

綜合分析可知，一方面，修改CFN偏移需要兼顧TD-SCDMA的PS域接通率。CFN偏移參數(shù)值越小，表明UE和Node B需要越快生效新的配置參數(shù)，太小可能導(dǎo)致UE或Node B還沒(méi)來(lái)得及生效新的參數(shù)配置，而導(dǎo)致RAB建立失敗，進(jìn)而影響到PS域的無(wú)線接通率。對(duì)A市的測(cè)試結(jié)果表明，該參數(shù)最好設(shè)置為30，而對(duì)于無(wú)線環(huán)境很好的地市，進(jìn)行此參數(shù)優(yōu)化時(shí)，也可繼續(xù)降低到0。另一方面，RAB建立流程可分為同步重配置RL與異步重配置RL兩種情況，是3GPP TS25.402標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用同步重配置RL時(shí)，UE和Node B要在RNC指定的CFN時(shí)刻同時(shí)生效新的配置參數(shù)。各個(gè)廠家在進(jìn)行CFN計(jì)算時(shí)，可能存在差別，其中，A市的RNC設(shè)備相關(guān)參數(shù)為 “RNC內(nèi)高速信令PS RB重配CFN偏移”。

4 總結(jié)

如今用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的感知已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)的語(yǔ)音域轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)域，即從關(guān)注電話是否能打得通到關(guān)注上網(wǎng)速度是否快，分析和優(yōu)化用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知，是目前三大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員主要工作之一。本文從信令角度出發(fā)，分析可能導(dǎo)致用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知差原因，并結(jié)合實(shí)際測(cè)試情況，得出降低RAB建立時(shí)長(zhǎng)可很大程度提高用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知，并給出和驗(yàn)證A市降低RAB建立時(shí)長(zhǎng)的方法，優(yōu)化效果十分顯著。

［1］ 3GPP. TS 23.060 V11.4.0， Service description （Stage2， Release 11）［M］. 2012，12.

［2］ 3GPP. TS 33.102 V12.1.0， Security architecture （Release 12）［M］. 2014，6.

［3］ 3GPP. TS 25.402 V12.1.0， Synchronisation in UTRAN （Stage2，Release 12）［S］. 2014.

Optimizing the delay of packet service in TD-SCDMA based on signal

PEI Jin-dong， ZHANG Yan， PENG Peng
（China Mobile Group Guangdong Co.， Ltd. Zhuhai Branch， Zhuhai 519015， China）

Analyzing and optimizing the QoS about packet service， is one of the most main staff for the network optimization in Telecommunications Operator. The delay of packet service is one of the most important KPI about QoS， and optimizing the delay of packet service can improve the QoS of consumer. The paper analyze the signal of packet service in TD-SCDMA， and combine with the actual test， then prove that reducing the delay of RAB process will improve the QoS about packet service， and give the method to reduce the delay of RAB process.

TD-SCDMA； PS； QoS

TN929.5

A

1008-5599（2016）07-0056-04

2015-06-24