GPRS无线指标及优化.ppt

网络优化中心2010年5月 GPRS无线指标及优化 GPRS无线基础知识 1 3 4 5 目录 2 GPRS移动性管理及会话管理 GPRS无线指标 GPRS相关无线参数 GPRS无线优化内容 GPRS GeneralPacketRadioService通用分组无线业务 是在现有的GSM移动通信系统基础上发展起来的一种移动分组数据业务 无线网络部分是在原有GSM基站子系统的基础上新增处理分组数据的硬件设备PCU PacketControlUnit 并对原有设备BSC BTS进行软件升级实现 在核心网侧新增PS域设备SGSN SERVICINGGPRSSUPPORTNODE GGSN GatewayGPRSSupportNode DNS DomainNameSystem 域名服务器 等设备 概述 GPRS网络总体逻辑结构 PCU单元功能简介 GPRS无线逻辑信道 分组公共控制信道 PCCCH PacketCommonControlChannel 分组随机接入信道 PRACH PacketRandemAccessChannel 只存在与上行链路 MS用来发起上行传输数据和信令信息 分组接入突发和扩展分组接入突发使用该信道 分组寻呼信道 PPCH PacketPagingChannel 只存在于下行链路 在下行数据传输之前用于寻呼MS 可以用来寻呼电路交换业务 分组接入许可信道 PAGCH PacketAccessGrantChannel 只存在于下行链路 在发送分组之前 网络在分组传输建立阶段向MS发送资源分配信息 分组通知信道 PNCH PacketNotificationChannel 只存在于下行链路 当发送点到多点 组播 PTM M 分组之前 网络使用该信道向MS发送通知信息 分组广播控制信道 PBCCH PacketBroadcastControlChannel 只存在于下行链路 广播分组数据特有的系统信息 GPRS无线逻辑信道 分组业务信道 PTCH PachetTrafficChannel 分组数据业务信道 PDTCH PachetDataTrafficChannel 用于传输分组数据 在PTM M方式 该信道在某个时间只能属于一个MS或者一组MS 在多时隙操作方式时 一个MS可以使用多个PDTCH并行地传输单个分组 分组相关控制信道 PACCH PacketAssociateControlChannel 它携带与特定MS有关的信令信息 这些信令信息包括确认 功率控制等内容 它还携带资源分配和重分配消息 包括分配的PDTCH的容量和将要分配的PACCH的容量 当PACCH与PDTCH共享时 就是共享时已经分配给MS的资源 另外 当一个MS正在进行分组传输时 可以使用PACCH进行电路交换业务的传输 分组定时控制信道 PTCCH PacketTimingadvanceControlChannel 用于连续的TA机制 PTCCH与PACCH总是在一个PDCH上传输 TCCH U 用于传送ACCESSBURST 以估计TA PTCCH D 用于向多个MS传送TA 以便及时更新 一个PTCCH D对应于多个PTCCH U 也就是说 PTCCH的作用就是用来进行TA更新 GPRS无线逻辑信道 GPRS无线物理信道 承载分组逻辑信道的物理信道叫做PDCH 一个PDCH可以动态的映射到52复帧上 52复帧包含12个BLOCK 每个BLOCK有4个连续帧 由于每个帧上实际上上只有一个BURST 也就是4个连续帧实际上就是4个连续BURST 2个空闲帧 2个用于PTCCH的帧 其中空闲帧作用是用来解码邻小区的BSIC和为功率控制测量干扰 PTCCH帧的作用是用来进行TA更新 GPRS无线信道映射 GPRS基础知识 TBF GPRS手机在某一段时间内有可能只进行上行或者下行数据传输 这样的一个数据连接在GPRS系统称之为临时块流TBF temporaryblockflow 每个TBF可以承载一个或者数个LLC层的分组数据单元 手机可能同时存在上下行的TBF 一个TBF可以占用多个时隙 一个时隙可以为多个TBF共用 TBF是临时的 只有在数据传输时才存在 而无论是上行还是下行的TBF 它是MS或网络侧发起应用的基础 比如说GPRSATTACH PDPACTIVATE时 首先必须建立TBF 通俗来讲 TBF就是一辆卡车 而ATTACH PDP激活等就像是卡车上的货物 需要借助卡车才能前进一样 GPRS基础知识 TBF TFI2 TFI5 TFI3 TFI2 MSs BTS TFI 为了MS和网络都能识别TBF TFI的长度为7bits 它在RLC层数据传输中相当于MS的标识 因此在一个小区中不可能有两个MS同时拥有相同的上行或下行TFI RLCDataBlock GPRS基础知识 TFI USF 1 USF 2 USF 3 USF 3 MSs BTS RLCDataBlock USF UplinkStateFlag sentonDL系统在下行发出USF UplinkStateFlag 值 宣告哪一个移动台可以在下一个时段传输数据块 GPRS基础知识 USF 为了更有效地利用无线资源 GPRS系统引入了四种不同的无线信道的编码方式CS 1 CS 2 CS 3和CS 4 其中CS 1就是SDCCH的编码方式 而其它编码方式提高了编码的信息量但是降低了抗干扰的能力 GPRS系统可以根据传输的质量灵活地调整编码方式以取得最佳的传输效果 CS 1 9 05kbit sCS 2 13 4kbit sCS 3 15 6kbit sCS 4 21 4kbit s目前网络采用的是CS 1和CS 2编码方式 GPRS基础知识 编码方式 GPRS基础知识 编码方式 0 10 20 0 5 10 15 20 25 30 C I dB Throughputperchannel kbps CS 4 CS 3 CS 2 CS 1 编码方式与C I关系 1 3 4 5 目录 GPRS移动性管理及会话管理 2 GPRS无线基础知识 GPRS无线指标 GPRS相关无线参数 GPRS无线优化内容 GPRS中用户的MM状态包括IDLE 空闲 STANDBY 待命 和READY 就绪 三种状态 IDLE 用户没有附着 Attach 在GPRS网络上 MS和SGSN上下文 Context 中没有该用户的路由信息 也不会进行相关的GPRS移动性管理过程 在该状态下MS无法进行数据传输 也不能接收GPRS寻呼消息 关机状态 STANDBY 当MS处于STANDBY状态时 用户已经附着到了GPRS网上 MS和SGSN中建立了相关的上下文 在这种状态下该MS不能进行数据的接收和发送但是可以接收寻呼 包括分组寻呼和电路寻呼 寻呼成功之后MS从STANDBY状态变迁到READY状态 处于STANDBY状态时MS向SGSN上报路由区更新但不上报小区更新 因此在这种状态下SGSN侧没有该MS的准确小区信息 处于STANDBY状态的用户执行分离Detach过程之后将迁移到IDLE状态 处于STANDBY状态的MS可以发起PDP上下文的激活和去激活过程 在MS进行数据的发送和接收之前必须进行PDP上下文的激活 当处于STANDBY状态的MS要发送数据时先将其本地状态改为READY状态 然后发送数据包到SGSN 当SGSN收到来自该MS的数据包获得其准确的小区信息后 在MM上下文中将MS的MM状态改为READY状态 再将其数据包进行转发 READY MS处于READY状态时可以发送和接收分组数据单元并且SGSN中关于该MS的位置信息可以精确到小区一级 若处于READY状态的MS长时间没有数据的接收和发送 超过了READYTimer的值则MS将迁移到STANDBY状态 GPRS移动性管理 MM GPRS移动性管理 MM Attach信令流程 Detach信令流程 手机发起 SGSN发起 HLR发起 LA RA CELLRAI MCC MNC LAC RAC GPRS移动性管理 路由区更新 路由区更新信令流程 PDP地址PDP地址是GPRSMS在网络层的标识 由于GPRS网络可以支持的数据服务多种多样 就目前而言支持IP和X 25 那么相应的PDP地址也就可能是多种多样的 例如 anIPversion4address anIPversion6address anX 121address PDP上下文 PacketDataProtocolContext 每一个GPRS用户都有一个或多个PDP地址 PDP地址通过PDP上下文来描述 PDP上下文包含的内容 APN 接入点 uniwap uninet 3gwap 3gnet PDPTYPE IPorX 25 PDPAddress IPAddressorX 121Adress QoSProfile NSAPI NSAPI 网络服务接入点标识符 NetworkServiceAccessPointIdentifier 网络服务接入点标识符 NSAPI 是PDP 分组数据协议 上下文的一个索引 其使用由更低层 SNDCP 子网络相关集中协议 提供的服务 一个PDP可能有几种PDP上下文属性和网络服务接入点标识符 分组数据协议 PDP PDP上下文状态的转换 PDP上下文的激活信令流程 手机发起 GGSN发起 PDP上下文的去激活信令流程 总体思路和目标 1 GPRS无线指标 3 GPRS相关无线参数 4 5 目录 GPRS移动性管理及会话管理 2 GPRS无线优化内容 拥塞类指标 质量类指标 总体思路和目标 1 GPRS无线指标 3 GPRS相关无线参数 4 5 目录 GPRS移动性管理及会话管理 2 GPRS无线优化内容 TRX级参数 设置及影响 建议每小区至少设置1 2个GTRX 具体根据业务量而定GTRX设置过少时 在CS业务量较少而PS业务量较多时会导致PS业务全部占用PS最大域后 即设置为GTRX的那两个载频 PS域将无法继续进行Upgrade造成用户时隙资源的共享 影响终端用户的PS业务速率 GTRX设置过多 耗费较多的PCU资源 BTS级基本参数 BTS级参数 基本参数 GENA Y GTRX YforbothTRXabove Example Tohave2dedicatedGPRSTSL 2TSL 15TSL 13 33CDEDmustbesetto14 Tohave4dynamicGPRSTSL 4TSL 15TSL 26 67CDEFmustbesetto27 CMAX 100 meansmaximumof15TSLforGPRSDefaultTerritory CMAX值必须大于等于CDEF的值 BTS级基本参数 BFG定义了GPRS信道是否优先使用BCCH载频TRP设置了语音信道优先占用BCCH载频还是普通的载频 TRP 0 2 0表示没有优先级 1表示优先占用BCCH载频 2表示优先占用nonBCCH载频 当TRP参数设为0时 不论BFG怎么设置 GPRS信道只能随机占用打开GPRS功能的载频 当BFG设置为Y时 TRP设置的语音信道优先占用的载频原则同样适用于GPRS信道 当BFG设置为N时 GPRS信道的优先占用原则刚好和TRP定义的语音信道的优先占用原则刚好相反 BTS级基本参数 BTS级基本参数 链路编码选择 BTS级基本参数 接入限制 当网络普遍存在上行覆盖受限的问题时 移动终端已经采用最大发射功率工作 GPRS上行功控参数将失效 但以现有的城区移动通信网络来看 较少存在上行受限的情况 在这样的环境下 功率控制参数将有效的控制数据业务上行发射功率 减少额外的干扰 手机PDCH信道发射功率的计算公式为 BTS级参数 上行链路功控参数 BSC级参数 总体思路和目标 1 GPRS无线指标 3 GPRS相关无线参数 4 5 目录 GPRS移动性管理及会话管理 2 GPRS无线优化内容 无线资源优化 CDED CDED 重点城市的城区GSM900 含GSM1800 宏蜂窝和室内微蜂窝均设置静态信道 配置在2TRX以下 含2TRX 的小区设置1个静态信道 3TRX以上小区设置2个静态信道 检查 现网CDED设置 其中静态时隙为1的小区数为1505个 所占比例为94 12 具体如下表所示 按照总部原则 检查现网有720个小区不符合要求 多设置的调整 少设置的 根据小区负荷个别进行调整 CDEF 根据多天多时段的KPI ava 16a 平均PS域的时隙数 的结果来优化GPRS无线时隙资源 对于那些平均PS域的时隙数大于现网CDEF设置时隙数的 将取CDEF值为该小区实际平均PS域的时隙数 CDEF值最好不要设为100 建议最大调整为80 因为一个PCU最大支持256个GPRS时隙 CDEF设置过大 会浪费一些PCU资源 也会造成语音频繁挤占PS域的信道 增加信令负荷 检查 全网CDEF设置 发现有848个小区设置不合理 根据现网话务量进行了调整 无线资源优化 CDEF 优化原则 采集多天的网络KPI数据 提取每天数据最忙时的实际数据信道平均可用数 ava 16a 取平均值得到CDEF0 如果每时隙TBF数 1 5 那么new gtch CDEF0 1 5 1 2 考虑未来数据增长的冗余因子 如果0 8 每时隙TBF数 1 5 那么new gtch CDEF0 1 2 考虑未来数据增长的冗余因子 如果0 5 每时隙TBF数 0 8 那么new gtch CDEF0 如果每时隙TBF数 0 5 那么new gtch CDEF0 0 75 GTRX TSL 将优化后的gtch与Sig CH求和 然后除以8 向上取整得到需要的GTRX数 根据采集的网络KPI数据 提取每天数据最忙时的话音话务量 通过爱尔兰B表得到所需要的信道数 需要参考现网中半速率的使用情况 与BCCH SD等信令信道以及gtch等求和 然后除以8并向上取整得到所需的TRX数量 根据以上原则 计算出 全网共有72个小区需要调整 其中28个小区需要打开1块GTRX载频 39个小区需要扩容1块GTRX载频 5个小区扩容1块TRX 1块GTRX 无线资源优化 GTRX 无线资源优化 PCU负荷优化及NSEI优化 PCU的早期规划中 需要估计GPRS的时隙和GTRX等单元来规划PCU 但是小区实际使用的PS时隙靠预先估计的CDEF来算并不准确 所以根据网络实际的PCU拥塞率KPI可以直接的看出哪些PCU存在拥塞状况 全网的采样数据来看 PCU存在较高的拥塞 主要是个别PCU很高 拥塞严重的PCU会直接导致用户感受度降低 速率低 全网共有10个PCU存在硬拥塞 根据 PCU的负荷情况 按照每个BSC的PCU负荷控制在60 以内 考虑未来数据业务增长 的原则 如果在不进行NSEI调整和基站调整的情况下 现网需要增加的PCU数量如下 无线资源优化 PCU负荷优化及NSEI优化 用户在进行小区重选时 属于PCU内和PCU间的数据传输情况如下图 无线资源优化 PCU负荷优化及NSEI优化 从前上面的两张图中 我们可以看到用户在做PCU内的小区重选时 数据传输的速度要好于做PCU间的小区重选时的速度 这是因为在做PCU内的小区重选时 PCU保留了数据栈中的数据块 当在新小区上的链路建立成功后 这些数据块可以不用重传 而在做PCU间的小区重选时 这部分数据就会丢失 需要重传 为了使小区间的重选尽量为PCU内的小区重选 诺基亚在网络层定义了NSEI的概念 它是一个逻辑概念 表示相同的NSEI属于同一个控制PCU 一