數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道資源的影響

[摘要]在一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)造成了語音業(yè)務(wù)對(duì)公共信道資源的占用受到擠壓。對(duì)此，文章從數(shù)據(jù)／語音業(yè)務(wù)公共信道占比出發(fā)，分析了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道的影響，闡述了如何通過修改網(wǎng)絡(luò)部分參數(shù)，優(yōu)化信道資源配置，同時(shí)滿足語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)語音業(yè)務(wù)公共信道READY TIMERBF延時(shí)釋放參數(shù)

1引言

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量和等效話務(wù)量在不斷上漲，其對(duì)公共信道的占比也呈上漲的趨勢(shì)。在資源有限的情況下，語音業(yè)務(wù)對(duì)公共信道的占比在降低。特別是一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的大幅上漲，已造成語音業(yè)務(wù)對(duì)公共信道資源的占用受到不同程度的擠壓，影響了語音業(yè)務(wù)的質(zhì)量。

本文通過對(duì)某省會(huì)城市的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道資源的影響進(jìn)行分析，提出適合該市網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)設(shè)置建議，總結(jié)現(xiàn)階段降低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道影響的主要措施。

2數(shù)據(jù)／語音業(yè)務(wù)公共信道占比分析

2.1分析方法

公共信道CCCH分為PCH和AGCH，分別用于傳送尋呼消息和立即指配消息。由于一次尋呼(TMSI)、二次尋呼(IMSI)以及立即指配占用的CCCH塊各不相同，本文將采用歸一化的分析方法，具體如下：

(1)CS尋呼95％為一次尋呼、5％為二次尋呼，PS尋呼全部為一次尋呼，CS／PS尋呼刪除納入一次尋呼計(jì)算。一次尋呼占用1／4個(gè)CCCH塊，二次尋呼占用1／2個(gè)CCCH塊。

(2)CS立即指配、CS立即指配刪除、PS立即指配、PS立即指配刪除均按占用1個(gè)CCCH塊計(jì)算。

(3)以一次尋呼次數(shù)為基準(zhǔn)，二次尋呼按乘2折算，立即指配和立即指配拒絕按乘4折算，最終評(píng)估數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)對(duì)公共信道資源占比。

2.2重點(diǎn)區(qū)域情況

某市數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重點(diǎn)區(qū)域主要集中在商業(yè)區(qū)、商務(wù)區(qū)、居民區(qū)和高校區(qū)等區(qū)域。表1為各重點(diǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等效話務(wù)量占比和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)公共信道占比情況(數(shù)據(jù)取自2010年12月2日18：D0～19：00，下同)：

由表1可知，重點(diǎn)各區(qū)域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)公共信道占比均高于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等效話務(wù)量占比(商務(wù)區(qū)除外，商務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)用戶類型與其他區(qū)域類型不同)。這說明隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，同等話務(wù)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將比語音業(yè)務(wù)消耗更多的公共信道資源。重點(diǎn)區(qū)域語音、數(shù)據(jù)公共信道占比情況如圖1所示：

圖1中，商業(yè)區(qū)柳巷的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道占比為40.25％，略低于全網(wǎng)平均42.92％；居民區(qū)迎新街的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道占比為51.90％，高校區(qū)某高校的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道的占比為57.75％，遠(yuǎn)高于全網(wǎng)平均水平。商務(wù)區(qū)國(guó)貿(mào)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道占比為30.10％，遠(yuǎn)低于該區(qū)域的語音業(yè)務(wù)對(duì)公共信道的占比，這主要是因?yàn)樵搮^(qū)域?yàn)檎Z音、數(shù)據(jù)雙忙區(qū)域(數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型不同于其他重點(diǎn)區(qū)域)，語音業(yè)務(wù)占主導(dǎo)地位。

3數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道的影響

如前所述，公共信道CCCH主要分為PCH信道和AGCH信道，PCH信道用于傳輸尋呼消息，AGCH信道用于傳輸立即指配消息。由于立即指配消息只會(huì)在目標(biāo)小區(qū)發(fā)送，尋呼消息會(huì)在LAC范圍內(nèi)的所有小區(qū)發(fā)送，所以減少尋呼消息會(huì)降低LAC內(nèi)所有小區(qū)的CCCH負(fù)荷，而增加立即指配消息只會(huì)增加某一個(gè)小區(qū)的CCCH負(fù)荷。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，不可避免會(huì)大量消耗公共信道資源，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致公共信道資源不足，引發(fā)尋呼刪除和立即指配刪除。此外，由于尋呼消息是在整個(gè)LAC區(qū)內(nèi)發(fā)送的，LAC下各小區(qū)公共信道中PCH配置數(shù)目決定了整個(gè)LAC區(qū)最大尋呼承載能力。在保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不下降的前提下，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速發(fā)展對(duì)公共信道資源的需求，必然導(dǎo)致LAC區(qū)的收縮；而LAC區(qū)的收縮會(huì)造成位置更新次數(shù)增多，影響接通率。

某市全網(wǎng)公共信道占用情況分布如圖2：

從圖2可以看出，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)AGCH占比大概是語音業(yè)務(wù)對(duì)AGCH占比的10倍，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道資源的消耗已經(jīng)超過語音業(yè)務(wù)對(duì)公共信道資源的消耗。下面主要從PCH占比、AGCH占比、公共信道刪除等方面分析數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道的影響。

3.1重點(diǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)PCH占比分析

圖3中，整體上看，各重點(diǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)PCH占比都在30％左右，高校區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)PCH占比最高，達(dá)38.11％。PS域很大一部分消息不需要通過尋呼消息下發(fā)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶從READY狀態(tài)進(jìn)入到STANDBY狀態(tài)后，如果網(wǎng)絡(luò)側(cè)有數(shù)據(jù)下發(fā)，會(huì)產(chǎn)生PS尋呼消息；而在READY狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)側(cè)有數(shù)據(jù)下發(fā)，直接下發(fā)IA消息，不會(huì)產(chǎn)生PS尋呼消息。延長(zhǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶的READY狀態(tài)時(shí)長(zhǎng)，可以減少PS尋呼消息的發(fā)送次數(shù)。

3.2重點(diǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)AGCH占比分析

圖4數(shù)據(jù)顯示，目前各重點(diǎn)區(qū)域及全網(wǎng)平均數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)AGCH占比均在80％以上，遠(yuǎn)高于語音業(yè)務(wù)對(duì)AGCH的占比。在高校區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占比較高的區(qū)域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)AGCH的占用更為明顯。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DLDELAY／ULDELAY超時(shí)后再發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求，會(huì)產(chǎn)生PS立即指配消息。因此，調(diào)大DLDELAY／ULDELAY，延長(zhǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)釋放PDCH信道的時(shí)間，可減少PS立即指配消息的發(fā)送次數(shù)，負(fù)面影響為TCH擁塞率上升，從而半速率比例上升。

3.3全網(wǎng)公共信道刪除分析

AGCH與PCH是共用公共信道資源的，這樣AG消息與PAGING消息之間存在一種爭(zhēng)搶機(jī)制。通常情況下，在公共信道中會(huì)保留AGCH塊，目前全網(wǎng)AG保留塊為2。在PCH空閑的情況下，允許AG消息占用PCH發(fā)送。AG消息和PAGING消息在發(fā)送到空口之前都會(huì)排隊(duì)，如果空口資源充足，都可以順暢發(fā)送；如果空口資源不足，就會(huì)造成AG消息和PAGING消息的丟棄，影響用戶感知。

NSN設(shè)備在PCH有空閑的情況下，當(dāng)出現(xiàn)AGCH信道不足時(shí)，允許AG消息占用PCH發(fā)送，此時(shí)AGCH具有高優(yōu)先級(jí)。但需要指出的是，MOTO設(shè)備在PCH沒有空閑的情況下，PCH具有高優(yōu)先級(jí)，此時(shí)即使出現(xiàn)AGCH信道不足，也不會(huì)出現(xiàn)AGCH搶占PCH的情況，所以現(xiàn)網(wǎng)中摩托系統(tǒng)公共信道刪除主要為AGCH刪除。NSN設(shè)備在空口資源緊張的時(shí)候，AGCH甚至可以搶占PCH資源，導(dǎo)致PAGING消息刪除。AG負(fù)荷高將制約小區(qū)的最大發(fā)送PAGING消息的量，或者說與低AG負(fù)荷的小區(qū)相比，更容易出現(xiàn)尋呼刪除(現(xiàn)網(wǎng)中諾西系統(tǒng)公共信道刪除主要表現(xiàn)為PCH刪除)。圖5所示為公共信道占用次數(shù)與公共信道刪除次數(shù)的對(duì)比：

從圖5可以看出，公共信道刪除次數(shù)(PCH刪除+AGCH刪除)隨著公共信道占用次數(shù)的增加而增加，當(dāng)公共信道占用次數(shù)超過30萬時(shí)，公共信道刪次數(shù)出現(xiàn)明顯增加。

4數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)參數(shù)分析及修改驗(yàn)證

4.1核心網(wǎng)READY TIMER參數(shù)

調(diào)整SGSN的READY TIMER值將改變MS在READY狀態(tài)下的時(shí)間，而MS在READY狀態(tài)下的時(shí)間長(zhǎng)短將影響PS域的尋呼和立即指配次數(shù)。READY TIMER設(shè)置對(duì)公共信道資源負(fù)荷的影響如下：隨著Ready state timer數(shù)值的增加，PS域?qū)ず粝陆捣群艽?；同時(shí)PS域的立即指配次數(shù)由減少逐步變?yōu)樵鲩L(zhǎng)，但增長(zhǎng)幅度不大；總體而言，每ERL的CCCH負(fù)荷由最初的增長(zhǎng)逐步變?yōu)橄陆?，下降幅度比較明顯。

4.2上行TBF延時(shí)釋放參數(shù)

增加上行TBF延時(shí)釋放參數(shù)值，將減少上行TBF建立次數(shù)，緩解對(duì)CCCH資源的占用，但對(duì)空口資源的占用會(huì)相應(yīng)增加。同時(shí)，PS域每ERL立即指配次數(shù)下降幅度變化明顯，每ERL的CCCH負(fù)荷下降幅度也在增加。

因此隨著該參數(shù)值的逐漸加大，對(duì)CCCH資源的改善幅度逐漸增加，PS域在CCCH資源中的占比逐漸減?。簧闲蠺BF復(fù)用度隨之增加，且參數(shù)設(shè)置越大TBF平均復(fù)用度上升越明顯。

4.3下行TBF延時(shí)釋放參數(shù)

增加下行TBF延時(shí)釋放參數(shù)值，將減少下行TBF建立次數(shù)，緩解對(duì)CCCH資源的占用，但對(duì)空口資源的占用也會(huì)相應(yīng)增加。同時(shí)，PS域每ERL立即指配次數(shù)下降幅度變化明顯，每ERL的CCCH負(fù)荷下降幅度也在增加。

因此隨著該參數(shù)值的逐漸加大，對(duì)CCCH資源的改善幅度逐漸增加；下行TBF復(fù)用度隨之增加，且參數(shù)設(shè)置越大TBF平均復(fù)用度上升越明顯。

5降低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道影響的措施

5.1增加上、下行TBF延時(shí)釋放的時(shí)間

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)上、下行TBF延時(shí)釋放計(jì)時(shí)器超時(shí)后再發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求，會(huì)產(chǎn)生PS立即指配消息。對(duì)于QQ等一些小流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其產(chǎn)生的立即指配消息數(shù)量占比很大。因此，調(diào)大上、下行TBF延時(shí)釋放參數(shù)值，延長(zhǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)釋放PDCH信道的時(shí)間，可減少PS立即指配消息的發(fā)送次數(shù)，不過也會(huì)造成TBF復(fù)用度、TBF建立成功率等指標(biāo)的惡化。

5.2增加SGSN中READY TIMER的時(shí)間

當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶從READY狀態(tài)進(jìn)入到STANDBY狀態(tài)后，如果網(wǎng)絡(luò)側(cè)有數(shù)據(jù)下發(fā)，就需要尋呼用戶，會(huì)產(chǎn)生PS域的尋呼消息。調(diào)整SGSN的READY TIMER值將改變MS在READY狀態(tài)下的時(shí)間，而這一時(shí)間長(zhǎng)短將影響PS域的尋呼和立即指配的次數(shù)。適當(dāng)?shù)卣{(diào)大READYTIMER(T3314)會(huì)引起小區(qū)更新的增加，加大立即指配消息的次數(shù)，但同時(shí)會(huì)減少PS尋呼數(shù)。因此只要T3314調(diào)整的目標(biāo)值能使減少的PS尋呼數(shù)節(jié)省的CCCH資源大于小區(qū)更新增加立即指配消息占用的CCCH資源，就可以使正面效果大于負(fù)面影響。

綜合考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)果，READY TIMER值設(shè)置在220s左右時(shí)，對(duì)降低公共信道負(fù)荷效果最佳。

5.3開啟CS域?qū)ず魞?yōu)先的策略

現(xiàn)網(wǎng)的立即指配消息發(fā)送優(yōu)先級(jí)高于尋呼消息，即網(wǎng)絡(luò)先發(fā)送CS／PS立即指配消息，再發(fā)送CS／PS尋呼消息。為了進(jìn)一步提升CS用戶的感知，在出現(xiàn)尋呼擁塞的情況下提高CS尋呼消息的發(fā)送優(yōu)先權(quán)限，可引八cs尋呼優(yōu)先補(bǔ)丁。

BSC通過監(jiān)測(cè)BTS發(fā)送到統(tǒng)計(jì)中各個(gè)小區(qū)的尋呼丟棄的情況來發(fā)現(xiàn)哪些小區(qū)出現(xiàn)了尋呼丟棄的情況，并且分小區(qū)進(jìn)行計(jì)數(shù)。雖然每5秒才調(diào)整一次PS接入的控制門限，但實(shí)際的控制動(dòng)作是按照每100ms一次來進(jìn)行的，這樣可以有效避免PS業(yè)務(wù)突發(fā)造成的影響。

5.4開啟雙CCCH、開啟POCCH

CCCH信道上行為RACH，下行分為PCH和AGCH，主要用于無線信道接入、尋呼消息下發(fā)和專用信道分配。CCCH信道可以配置在BCCH載波的0、2、4、6時(shí)隙上，遵循51幀的復(fù)幀結(jié)構(gòu)。若采用單時(shí)隙配置，能夠在大約O.2354秒周期內(nèi)提供9個(gè)CCCH塊；若采用多時(shí)隙配置，在大約0.2354秒周期內(nèi)提供的CCCH塊為9*N(N為配置時(shí)隙數(shù))。BCCH／CCCH遵循的51幀復(fù)幀結(jié)構(gòu)如圖6所示。

針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速發(fā)展引發(fā)公共信道資源日益不足的現(xiàn)狀，如果用2個(gè)時(shí)隙配置CCCH，即開啟雙CCCH，可以使公共信道資源翻倍，達(dá)到降低公共信道負(fù)荷的目的。從某市現(xiàn)網(wǎng)情況看，摩托區(qū)域已開啟了雙CCCH，有效地降低了公共信道負(fù)荷；諾西區(qū)域暫未開啟雙CCCH，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重點(diǎn)區(qū)域的尋呼刪除及AGCH刪除較為嚴(yán)重。建議某市公司督促?gòu)S家在全網(wǎng)開啟雙CCCH，降低公共信道負(fù)荷。

此外，為徹底解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)公共信道的影響，可考慮開啟PBCCH／PCCCH，將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)的控制信道資源徹底分開，其中上行可定義PRACH，下行可定義PBCCH、PAGCH、PPCH，各類信道的數(shù)目可由用戶根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況靈活定義。PBCCH／PCCCH遵循51幀的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，圖7為典型配置情況下的幀結(jié)構(gòu)示意圖。

6結(jié)束語

增加上、下行TBF延時(shí)釋放參數(shù)值，延長(zhǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)釋放PDCH信道的時(shí)間，可減少PS立即指配消息的發(fā)送次數(shù)，對(duì)小流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，效果尤其明顯。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上看，上行TBF延時(shí)釋放及上行TBF延時(shí)釋放擴(kuò)展參數(shù)可按最大值修改；下行TBF延時(shí)釋放參數(shù)建議不超過4s，如果設(shè)置太大會(huì)對(duì)指標(biāo)有明顯影響。

增加SGSN的READY TIMER值，加大了MS處于READY狀態(tài)的時(shí)間，可以大幅度減少Ps域的尋呼次數(shù)；雖然PS域的立即指配次數(shù)會(huì)有增加，但幅度不大，整體上能夠降低公共信道負(fù)荷。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上看，READY TIMER值設(shè)置在220s左右時(shí)，對(duì)降低公共信道負(fù)荷效果最佳。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

李新平：畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院，現(xiàn)任西安天卓通信工程有限公司網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部主管，已有十年的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化工作經(jīng)驗(yàn)。