GSM-R核心網(wǎng)性能指標(biāo)PDP激活成功率的研究

蘇婕

GSM-R網(wǎng)絡(luò)承載行車(chē)調(diào)度通信、調(diào)度命令和進(jìn)路預(yù)告?zhèn)魉汀⒘熊?chē)無(wú)線車(chē)次號(hào)傳送等業(yè)務(wù)，是高鐵列車(chē)正點(diǎn)運(yùn)行、貨物列車(chē)調(diào)度有序的重要保障［1］。近日統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，GSM-R網(wǎng)絡(luò)PDP（通用分組無(wú)線子系統(tǒng)性能指標(biāo)）的激活成功率月平均值僅為74.91%。根據(jù)《鐵路通信維護(hù)規(guī)則——設(shè)備維護(hù)》要求，PDP激活成功率應(yīng)大于等于99%［2］，針對(duì)出現(xiàn)的差異有必要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 基本概念

PDP激活是指終端附著到GPRS（通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）網(wǎng)絡(luò)后，向GGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）登錄，終端從網(wǎng)絡(luò)上得到一個(gè)IP地址的過(guò)程。PDP激活后，就可以通過(guò)GGSN傳送和接收外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息，即終端可接收調(diào)度命令和進(jìn)路預(yù)告信息［3］。

以S6999次列車(chē)（機(jī)車(chē)號(hào)：39956999）PDP激活為例，業(yè)務(wù)流程見(jiàn)圖1。

2 統(tǒng)計(jì)分析

以核心網(wǎng)的網(wǎng)管性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合Gb接口監(jiān)測(cè)網(wǎng)管數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)定位失敗較多的用戶進(jìn)行信令跟蹤和分析，最終查找出PDP激活失敗原因。

2.1 數(shù)值統(tǒng)計(jì)

PDP激活成功率=激活會(huì)話成功次數(shù)/激活會(huì)話請(qǐng)求次數(shù)［5］

以2020年1—3月核心網(wǎng)網(wǎng)管指標(biāo)數(shù)據(jù)為例，PDP激活成功率分別為73.31%、70.37%、81.06%。對(duì)PDP激活失敗原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用戶鑒權(quán)失敗引起的PDP激活失敗次數(shù)占總失敗次數(shù)的91.54%，由此可判斷用戶鑒權(quán)失敗為主要原因。

Gb接 口為SGSN與BSC之 間接口，SGSN通過(guò)Gb接口完成同基站子系統(tǒng)之間的通信，實(shí)現(xiàn)分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理等方面的功能。通過(guò)Gb接口監(jiān)測(cè)可以對(duì)PDP激活記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括IMSI、機(jī)車(chē)號(hào)、車(chē)次號(hào)、用戶名、密碼、小區(qū)名稱等。

按用戶APN分類(lèi)，對(duì)Gb接口監(jiān)測(cè)PDP激活失敗記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中GRIS.NN和KYZC.NN用戶占失敗總次數(shù)96.79%，是PDP激活失敗的最主要用戶群。

GRIS.NN用戶，包括普鐵機(jī)車(chē)CIR設(shè)備、動(dòng)車(chē)組CIR設(shè)備、自輪運(yùn)轉(zhuǎn)CIR設(shè)備等，其中普鐵機(jī)車(chē)CIR設(shè)備用戶失敗次數(shù)占失敗總次數(shù)95.53%。

圖1 PDP激活業(yè)務(wù)流程

KYZC.NN用戶，即客運(yùn)站車(chē)交互系統(tǒng)用戶，多集中在個(gè)別用戶在某個(gè)時(shí)間段頻繁失敗。

通過(guò)Gb口接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出失敗記錄較多的為普鐵機(jī)車(chē)CIR設(shè)備和客運(yùn)站車(chē)交互系統(tǒng)用戶，失敗原因均為用戶鑒權(quán)失敗。

2.2 信令跟蹤

2.2.1 普鐵機(jī)車(chē)CIR用戶

選取失敗記錄較多的普鐵機(jī)車(chē)CIR用戶進(jìn)行信令跟蹤分析，進(jìn)一步分析終端PDP激活失敗的原因。

1）終端（MS）使用為空的用戶名申請(qǐng)PDP激活被RADIUS拒絕。如圖2所示，SGSN接收用戶發(fā)送Activate PDP Request消息，SGSN向北京DNS發(fā)起APN解析請(qǐng)求，DNS返回GGSN的IP地址，SGSN向GGSN發(fā)起PDP激活請(qǐng)求Create PDP Context Request，激活請(qǐng)求消息中用戶名User Name為 空，因 此GGSN向RADIUS發(fā) 送Access Request，被RADIUS拒 絕。信 令 流 程見(jiàn)圖2。

2）終端在PDP已經(jīng)激活成功，網(wǎng)絡(luò)分配IP地址情況下，再次發(fā)起激活請(qǐng)求被網(wǎng)絡(luò)拒絕。如圖3所 示，21：29：07終 端 發(fā) 起PDP激 活 請(qǐng) 求 成 功，GGSN給終端分配IP地址，21：30：55終端再次發(fā)起PDP激活請(qǐng)求，RADIUS鑒權(quán)成功向GGSN分配IP地址，但GGSN發(fā)現(xiàn)RADIUS分配的IP地址已經(jīng)在系統(tǒng)內(nèi)存在，因此拒絕第2次PDP激活。信令流程見(jiàn)圖3。

2.2.2 客運(yùn)站車(chē)交互系統(tǒng)用戶

選取失敗記錄較多的客運(yùn)站車(chē)交互系統(tǒng)用戶進(jìn)行信令跟蹤分析，分析終端PDP激活失敗的原因。

圖2 使用為空的用戶名申請(qǐng)PDP激活被RADIUS拒絕信令流程

圖3 拒絕第二次PDP激活信令流程

1）用戶終端在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中，接入點(diǎn)名稱APN協(xié)議選項(xiàng)設(shè)置為IPv4/IPv6，APN協(xié)議正確設(shè)置應(yīng)為IPv4。

2）用戶使用無(wú)效的賬號(hào)密碼，導(dǎo)致PDP激活失敗。

3 優(yōu)化措施

1）CIR設(shè)備增加用戶名和密碼檢測(cè)機(jī)制，在PDP激活請(qǐng)求時(shí)填入用戶名和密碼后，增加對(duì)用戶名和密碼的再次核驗(yàn)，確保每次PDP激活賬號(hào)密碼正確；增加網(wǎng)絡(luò)去附著操作，確保每次均在已完成PDP去激活的狀態(tài)下發(fā)起請(qǐng)求。選取失敗記錄較多的6臺(tái)終端設(shè)備進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，連續(xù)觀測(cè)3周，終端未出現(xiàn)PDP激活失敗現(xiàn)象。

2）客運(yùn)站車(chē)交互系統(tǒng)用戶在終端修改APN協(xié)議設(shè)置為IPv4，并規(guī)范賬號(hào)密碼使用，確保賬號(hào)密碼的正確性。從接口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中統(tǒng)計(jì)問(wèn)題終端，開(kāi)展APN協(xié)議設(shè)置和賬號(hào)密碼核對(duì)工作，優(yōu)化設(shè)置后客運(yùn)站車(chē)交互系統(tǒng)用戶未出現(xiàn)PDP激活失敗記錄。

4 總結(jié)

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，找到了出現(xiàn)差異（PDP）的原因，提出優(yōu)化方案。方案實(shí)施后，CIR設(shè)備和客運(yùn)站車(chē)交互系統(tǒng)用戶未出現(xiàn)PDP激活失敗現(xiàn)象，連續(xù)2個(gè)月對(duì)PDP激活成功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，指標(biāo)大幅提升。

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析是GSM-R網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，是運(yùn)維工作質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的考核依據(jù)，如何迅速精確分析查找原因，是運(yùn)維人員的一個(gè)重要課題。本文總結(jié)了GSM-R核心網(wǎng)性能指標(biāo)PDP激活成功率的分析方法，通過(guò)與用戶溝通，規(guī)范使用操作和整治終端問(wèn)題，PDP激活成功率有所提高。該方法對(duì)GSM-R核心網(wǎng)性能指標(biāo)分析和系統(tǒng)維護(hù)有很好的參考價(jià)值，也希望為其他網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)分析處理提供幫助。