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小包检测(SRA)功能验证报告中国移动通信集团湖南有限公司株洲分公司二二二二年三月目 录1.概述32.小包检测的实现方式32.1实现小包检测的软硬件要求42.2小包检测功能激活43.小包检测功能验证结果53.1小包检测开启后功能验证53.2小包检测功能现场测试验证63.2.1(E)GPRS CQT性能测试63.2.2ping测试63.2.3收发QQ消息，分析上下行时隙分配情况83.2.4FTP下载过程中时隙分配情况103.2.5在FTP下载结束后TBF释放延迟阶段收发QQ信息113.2.6在进行FTP上传时进行QQ聊天123.2.7在FTP下载过程中接收QQ信息133.2.8QQ收发消息过程中进行FTP下载133.3小包检测功能开启后KPI指标验证143.3.1上/下行TBF建立成功率153.3.2下行高阶编码比例163.3.3RLC层单时隙吞吐率173.3.4PDCH时隙请求和分配次数173.3.5流量和等效话务量情况193.3.6下行TBF复用度的203.3.7PDCH承载效率213.3.8数据业务拥塞情况分析213.4语音业务指标分析233.4.1无线信道利用率243.4.2拥塞率和切换成功率253.4.3掉话率254.总结261. 概述随着移动资费的不断下调和智能终端的大量普及，2G数据流量急剧上升（平均年增长80%以上），导致无线利用率一直居高不下，扩容速度远远赶不上数据业务的增长速度。无线利用率和数据业务占比的“双高”问题严重影响移动通信无线网络质量，目前全国都面临该问题。现阶段，数据业务的下行时隙分配均基于手机终端的能力进行，即使包数据流只传输了几十个字节，PCU在建立TBF时还是按照手机多时隙能力来分配，所以导致PS无线资源的利用率很低并且带来较高的TBF复用度和TBF拥塞。同时，TBF链路会在一定延时后才释放资源，这样会引起TBF阻塞以及PS域资源低效占用，从而使得网络资源的利用率比较低。此外，QQ等小包类业务无法管控 ，占用大量无线资源，甚至开始影响语音业务的用户体验。本测试目的在于验证小包检测方案对于节约无线资源、提高PDCH承载效率以及各项业务指标的影响，明确该方案对于小包类业务体验的影响，针对小流量包的检测更加精确，更加有效。新业务出现时，无需进行DPI，分配机制的快速切换能力能够在一个PDP context里并发解决多种业务的资源分配问题。发现和解决问题更快并且更完善无线利用率提升，相当于提升了小区的容量，能够服务更多的用户。2. 小包检测的实现方式小包检测功能的使用对IM、TCP control、DNS等消息的传输可以大大节省无线资源，进而有效提升2G网路PS无线信道资源的利用率和承载效率，减少无线网络的扩容和投资，并减少对网络的干扰。小包检测无需任何核心网侧和BTS侧的软件和硬件调整，只是PCU中的资源调度算法的调整。2.1 实现小包检测的软硬件要求 软件版本需求Network elementRequired software releaseBSCS14 EP9.1NetAct OSS 5.0 CD Set1 硬件需求Network elementRequired software releaseBSCPCU22.2 小包检测功能激活1) 检查LIC开启情况（Code 3429代表小包检测）ZW7I: LIC, FULL: LIC=;2) 功能激活命令ZW7M: FEA=3429:ON:;3. 小包检测功能验证结果3.1 小包检测开启后功能验证小包检测基于PDU的长度来实现。如果PDU的长度不超过某一阀值（250byte）则默认按照单时隙进行分配，而当PDU长度超过小包门限，会立即恢复按照手机终端多时隙能力的分配机制。小包检测的验证通过传递不同的数据包，PCU分配PDTCH的情况。来验证小包检测的功能。主要通过PING/QQ/FTP数据传递中时隙的分配变化情况，来验证小包检测功能。具体验证结果如下表：序号测试内容测试目的和验证内容实际测试结果1EGPRS CQT测试评估EGPRS CQT中所有业务是否可以正常使用，并且性能是否正常CQT业务测试正常2对Ping不同字节大小进行测试分析时延变化和下行时隙分配变化，范围50Byte500Byte，步长为50Byte验证小包检测功能是否起作用以及确认起作用的门限和描述是否基本一致以及对性能的影响250Byte及以上ping包分配4个时隙，250Byte及以下ping包分配1个时隙3收发QQ消息，分析时隙分配情况验证小包检测功能是否起作用小包检测功能起作用，下行分配1个时隙4在FTP下载时，分析时隙的分配情况验证当大包下载时的时隙分配情况下行分配4个时隙5在FTP下载结束后TBF释放延迟阶段收发QQ信息，看对上下行时隙分配变化的影响验证在TBF未释放前有小的LLC PDU包是否会影响下行时隙调整下行始终分配4个时隙，并没有因为从大PDU包转换为小PDU包而进行时隙分配调整6在FTP上传过程中收发QQ信息，看对上下行时隙分配变化的影响验证上传期间收发小LLC PDU时隙分配是否会频繁调整数据上传时，下包检测功能起作用，下行分配1个时隙。7在FTP过程中收发QQ，看对下行时隙分配影响验证由大LLC PDU加小LLC PDU数据业务传送时，时隙分配是否会自动调整当FTP开始下载后下行自动调整为依据手机多时隙能力分配4个时隙，期间进行QQ业务时不会因为有小LLC PDU而调整为1个时隙，仍然分配4个时隙8在QQ收发过程中FTP下载，看对上下行时隙分配影响验证由小LLC PDU变为在LLC PDU时时隙分配是否会自动调整QQ收发时下行依据小包原则分配1个时隙，当FTP开始下载后下行自动调整为依据手机多时隙能力分配4个时隙如上表所示，小包检测功能开通后，实现了预期的效果，对小于250Byte以下的小流量包分配1个时隙，而超过250Byte时BSC将按手机多时隙能力进行时隙分配，详细测试结果请见下面的小包检测功能验证结果一节。3.2 小包检测功能现场测试验证3.2.1 (E)GPRS CQT性能测试 为评估EGPRS CQT中的所有业务在小包检测开启前后的性能是否正常。在ZZHNBSC-46下挑选五个点CQT点，在小包检测功能开启前后都进行了数据业务CQT测试，测试统计结果如下面统计：CQT测试部分指 标Attach测试PDP 激活测试WAP测试铃声、图片下载测试ping测试KjavaFTP平均时间( 秒)成功率(%)激活时间(秒)激活成功率(%)网站登陆测试页面刷新测试下载成功率(%)下载平均速度（kbit/s）平均时延 (秒)成功率(%)下载成功率(%)下载文件速率(KB/S)时间(秒)成功率(%)平均时间(秒)成功率(%)小包检测开启前1.73100%0.6100%4.06100%1.64100%100%69.40.52100%100%22.92小包检测开启后1.71100%0.61100%4.12100%1.66100%100%69.550.51100%100%22.97从上表可以看出，小包检测开通以后，EGPRS CQT各项指标正常。3.2.2 ping测试为验证小包检测功能的使用情况，在小包检测开通前后进行了50Byte500Byte，步长为50Byte的对比测试；记录各种数据包ping时的时隙分配情况，具体测试效果如下： 小包检测开启前ping 测试无论ping测试的数据包大小为多少，手机均分配到4个时隙 小包检测开启后ping测试如上图所示，在开启小包检测功能后，对于ping字节小于250Byte的TBF，BSC分配1个时隙，对于ping字节大于等于250Byte的TBF，BSC按手机能力分配4个时隙；小包检测开启前，无论ping多大的字节，BSC皆按照手机能力分配4个时隙。3.2.3 收发QQ消息，分析上下行时隙分配情况小包检测开启前后，手机QQ聊天业务使用时时隙的分配情况，来验证小包检测对于QQ小包的管理能力。 小包检测开启前QQ业务测试 小包检测开启后QQ业务测试从上面的测试截图中可已看出：在BSC小包检测功能开启前，QQ业务时不管QQ流量的大小，BSC按照手机的能力分配4个时隙；在BSC小包检测开启之后，做小流量的QQ接收时，BSC为下行TBF分配1个时隙，大数据包的接收时，BSC为用户手机下行分配4个时隙（实际按照手机的下行多时隙能力），小包检测功能能够很好的起到资源分配管控的效果。3.2.4 FTP下载过程中时隙分配情况为验证小包检测在进行大数据包传送时的时隙分配情况，进行了小包检测开通前后的FTP下载测试。在数据传输开始后，就分配4个时隙 从测试结果分析，小包检测开启前后，当进行FTP下载是，BSC皆按照手机能力进行时隙分配，给手机分配4个时隙。3.2.5 在FTP下载结束后TBF释放延迟阶段收发QQ信息为验证在TBF未释放之前有小的LLC PDU包时下行时隙分配情况。因此在本次测试时故意将BSC46的下行TBF释放时延调整为60000ms（即60s）然后在FTP下载结束后进行接收QQ消息测试：PDU大包传送完成没有释放TBF之前，QQ业务仍然分配4个时隙。从本次测试结果可以看出，当FTP下载完成TBF没有释放之前，当有小包QQ进行业务时，下行始终分配4个时隙，并没有因为从大PDU包转换为小PDU包而进行时隙分配调整。3.2.6 在进行FTP上传时进行QQ聊天为验证上传期间收发小LLC PDU时隙分配是否会频繁调整，在FTP上传过程中接收QQ信息，看对下行时隙分配变化情况。当FTP上传过程中，进行QQ聊天,PCU为用户手机分配1个下行时隙本次测试实验验证：在FTP上传过程中，进行QQ聊天，下行时隙仍然根据PDU包的大小进行时隙分配。3.2.7 在FTP下载过程中接收QQ信息为验证小LLC PDU和大LLC PDU同时存在时对时隙的分配是否会频繁调整。本测试验证环境为在进行FTP下载时，收发QQ信息，看是否对下行时隙分配有影响。在进行FTP下载过程中，进行QQ聊天，下行一直是分配了4个时隙如上图所示，同时存在大、小PDU包时，下行分配4个时隙并且没有因为存在小PDU而调整，系统将按照大PDU包的要求进行时隙分配。3.2.8 QQ收发消息过程中进行FTP下载为验证由小LLC PDU变为大LLC PDU时时隙分配是否会自动调整。本次测试环境为在进行QQ聊天的过程中进行FTP下载，观察下行时隙变化情况。QQ收发时按照小包条件分配1个时隙：在进行QQ聊天，下行一直是分配了1个时隙QQ收发中FTP下载开始后下行时隙调整为4个当QQ聊天过程中，进行FTP下载,PCU为用户手机分配4个时隙本次测试实验验证了：QQ收发时下行依据小包原则分配1个时隙，当FTP开始下载后下行自动调整为依据手机多时隙能力分配4个时隙。3.3 小包检测功能开启后KPI指标验证小包检测统计KPI功能验证主要通过PDTCH承载效率的变化、拥塞情况的前后变化、PDTCH占用时隙的变化、数据业务流量和等效话务量变化、TBF复用度以及下行一个时隙和四个时隙的变化等相关统计项，通过小包检测开通前后的结果对比，来验证小包检测功能。通过对数据业务流量的分析，株洲数据业务早忙时为上午10：0012：00,晚忙时为20：0022：00，以下统计皆以上述6忙时数据进行统计分析。3.3.1 上/下行TBF建立成功率SRA开通后从上图可以看出，小包检测开通前后下行TBF建立成功率保持稳定，没有异常的波动。从上图可以看出，小包检测开通前后上行TBF建立成功率保持稳定，没有异常的波动。3.3.2 下行高阶编码比例 从上图可以看出，小包检测开通前后，下行高阶编码比例保持稳定，并没有因为小包检测调度算法的应用而出现高阶编码比例的异常。3.3.3 RLC层单时隙吞吐率 从上图可以看出，小包检测开通前后，RLC层单时隙吞吐率性能保持稳定，没有因为小包检测功能的开启而异常。3.3.4 PDCH时隙请求和分配次数 从上两幅图表可以看出，小包检测开通之前，六忙时四时隙的请求和分配都在千万次以上，而一个时隙的请求和分配基本都在十万次以内，所以在小包检测开通之前，绝大多数的业务不论数据包的大小，基本都根据手机的能力请求和分配时隙资源。小包检测开通以后，单时隙的请求和分配次数明显增多，最高时可以达到千万次，而四时隙的请求和分配次数由之前的千万次下降到小包检测开通之后的300万次左右。小包检测对于网络中的小包请求，只分配一个时隙，根据以上统计数据，也可以说明株洲网络中的大部分的用户业务皆为小包用户业务。3.3.5 流量和等效话务量情况从上图可以看出，小包检测开通前后，BSC 46全天的数据业务流量没有异常，相比之前还稍有增加。 有上图可以看出，在数据业务流量基本保持不变的情况下，由于小包检测的启用，小包业务时隙的分配更加合理，节省了多于的时隙占用资源，所以数据业务等效话务量大幅度降低，降低幅度为36.07%。3.3.6 下行TBF复用度的从上图可以看出，小包检测开通以后，由于对于小包用户的时隙分配更加合理，TBF服用度大幅度降低，有之前的2.3左右下降到开通小包检测之后的1.5左右，下降幅度为56.23%，效果非常常明显。3.3.7 PDCH承载效率从上图可以看出，小包检测功能开启以后，用户数据业务时，PCU对数据业务资源的管理更加可续，时隙的分配更加合理，TBF的复用度降低，数据业务等效话务量降低，从而使PDCH承载效率得到提升，PDCH承载效率由之前的4.52到开启后的5.95，提升幅度高达31.6%，有效的提高信道资源的使用效率。3.3.8 数据业务拥塞情况分析 TBF下行硬拥塞 下行硬拥塞率在智能无限资源调度-小包检测功能开启后有所下降，其主要原因是由于小包检测机制只给小包业务用户分配1个时隙，这样相当于提升了网络容量，从而导致下行TBF硬拥塞率下降。功能开启前，拥塞率忙时平均为：2.13%；功能开启后，拥塞率忙时平均为：1.33%，提升幅度达35%左右。 软拥塞从信道请求次数来看，小包检测功能开启后，REQ_1_TSL_DL（下行单时隙请求）的次数比之前有明显的上升，REQ_4_TSL_DL（下行四时隙请求）明显下降；从信道分配次数来看，小包检测功能开启后，ALLOC_1_TSL_DL（下行单时隙分配）明显增多，ALLOC_4_TSL_DL（下行四时隙分配）明显降低，证明网络中的大多数业务皆为小包业务，合理的小包时隙分配策略，提升了网络资源的合理利用，降低了下行多时隙软拥塞率（blck_33）；功能开启前为下行多时隙软拥塞率4.25%，小包检测功能开启后软拥塞率2.11%左右，提升幅度为100.4%，效果非常显著。3.4 语音业务指标分析 话务量和半速率占比未受影响。3.4