分析及应对信令风暴的策略

1、分析及应对信令风暴的策略“信令风暴”的定义及特征信令风暴的定义智能手机的大量使用、手机QQ、微博等应用的普遍流行，带来大规模小数据量的频繁交互，该类业务流量的建立和释放一般是通过信令信道承载的（如右图所示）频繁的小流量数据交互大量消耗信令信道资源，导致信令量的增幅远大于业务流量的增幅，是为信令风暴。（TD网络由于智能终端比重较大，数据业务信令交互较2G更为频繁，信令风暴现象更为突出）信令风暴的三大特征信令量的增幅明显高于业务流量在网络利用率整体还不高的情况下即出现明显拥塞的区域上行资源受限导致利用率过高具备上述定义，并具备三大特征的网络，即可以认为产生了“信令风暴”“信令风暴”的现状调查 抽取

2、了11月份某日的晚忙时，调研了部分城市上述城市均不同程度的存在信令风暴的现象信令增幅远大于流量增幅（平均为2.79倍）在小区平均利用率不高（平均23.7%）的情况下即出现相对较高比例的明显拥塞的小区（平均1.26%）拥塞小区上行利用率均很高（平均78.8%） TD智能终端近年来发展迅速，按照当前的渗透速度预测，2013年7月将超过8000万部“信令风暴”的危害及预测 智能终端引发的信令风暴已经给UMTS网络造成了不小的麻烦，如果不做预防应对，以现有的智能终端渗透速度，它可能在TD网络再次肆虐TD“信令风暴”的成因的思考-1外患【思考】 为什么信令量的增幅远大于数据流量的增幅？ 根据现网统计，T

3、D网络承载的业务中，80%以上均为数据业务。【结论】手机QQ、微博等即时类小包业务大量应用，导致数据业务构成发生了变化即时类小包业务特点：单次传输的数据量较小接入和释放频次较高在线时间长但传送数据的时间很短（占空比低）上下行传输的数据量较为对称.TD“信令风暴”的成因的思考-2内忧【结论】TD技术体制本身就决定了，HSDPA载波格外容易拥塞上行初始速率为16kbps时，H载波才能同时接入6个用户（未开启帧分复用）当初按照语音数据同等规模来设计的系统设备模型，未考虑到现网数据业务量远大于语音业务的现状【思考】 为什么TD网络在信令风暴的冲击下容易引起拥塞？业务占比决定了TD现网大多数载波均为HS

4、DPA载波HSDPA载波的时隙及码道配置HSDPA载波上行时隙承载数据业务的能力较弱 HSDPA载波上下行时隙配比为2：4，上行仅为下行的一半 HSDPA载波上行时隙调制方式为QPSK，理论上最大带宽仅256kbps（下行为1.68Mbps） HSDPA载波上行时隙兼做业务信道及信令信道（伴随信道），进一步加剧了拥塞的可能。应对信令风暴的方案分类提升用户接入能力均衡上下行资源，增强上行容量接入抢占R4与H共载波技术基于负荷的DCCC伴随信道帧分复用增强设备处理能力，及时提升网络容量基于客户感知的扩容与均衡设备处理能力的优化针对造成信令风暴的4类内外部因素，依据“开源与节流并举”的思路，现网已摸

5、索出一系列对策，通过局部区域的应用试点，取得了一定的成效。注：蓝色背景的已在现网规模试点应用，橙色的已在小范围试点，灰色的正在研究降低信令消息请求数量CELL/FACH状态迁移永久在线定时器时长优化开源节流方法1：接入抢占【原理】用户接入/切换时，如果目标小区的资源不足，可以发起对已在线用户的资源抢占，发起抢占后优先对PS业务进行降速抢占，CS用户可抢占PS用户资源，VIP用户可抢占普通用户资源，接入PS用户可降速抢占在线PS用户资源【实施】在苏州、南昌部署试点【效果】拥塞改善：85拥塞消失（以苏州为例）接入能力增强：CS接通率由96.07%提升至97.84%，PS接通率提升了0.16%（以南

6、昌为例）效益提升：话务量增长17.11%，流量增长8.42%（以南昌为例）苏州效果南昌效果方法2：伴随信道帧分复用【原理】H载波接入用户数受限于下行的伴随信道数量，未开启帧分复用时，最多只能接入6个用户；伴随信道可2倍、4倍帧分，最大接入用户数可提升2/4倍。【实施】在在苏州全网以及江西宜春高校区开启了“上行无帧分、下行2倍帧分”功能；【效果】突破了原有的最大接入用户数的限制：苏州单H载波用户数超过6的小区占比达35.72%H载波最大在线用户数及平均在线用户数均明显增加：南昌高校区域H载波最大在线用户数增加118%，平均在线用户数增加76.5%拥塞情况明显好转：PS拥塞率由2.36%降至0.0

7、6%（以南昌为例）效益提升明显：PS域流量增加24.30%。苏州效果南昌效果方法3：R4与H共载波R4与H共载波【原理】传统的2:4时隙配置对于承载R4上下行对称类业务（如语音）导致下行2个整时隙空闲，造成无线资源浪费，可将该2个下行时隙配置为HSDPA的相关时隙。【实施】在苏州、南昌多个小区上开启该功能。【效果】效益提升明显：PS域流量增加50.56%，话务量增加41.75%HSDPA用户数增加明显：最大用户数提升73.25%，平均用户数提升24.46%利用率提升明显：上行利用率提升8%拥塞情况改善：RRC拥塞率降至0.001%，RAB拥塞率降至0.095%.苏州效果南昌效果【原理】系统自适

8、应判决各小区典型负荷场景，根据每种场景的负荷及特点为用户分配不同的上行最大速率，从而保证接入成功率，减少拥塞。【实施】在苏州、南昌部分RNC试点方法4：基于负荷的DCCC苏州效果南昌效果【效果】接入成功率进一步提升：提高至99.69%拥塞情况降低：RRC拥塞率降至0.03%利用率提升：码资源利用率提升0.39%【原理】通过信道重配置算法，当BestEver类业务有较多数据需要传送且有资源可用的条件下，为该业务配置较大的信道带宽；当BE业务长时间处于低活动状态时，可以通过该算法将用户迁移到CELL_FACH或CELL_PCH状态，已减轻网络压力。【实施】在南昌高校部分高负荷小区开启试点IDLEC

9、ELL_DCH无数传迁到IDLE态，拆除接入侧CELL_PCHCELL_DCH无数传迁到CELL_FACH态，不拆除接入侧CELL_FACH方法5：CELL-FACH中间态承载小流量业务【效果】拥塞情况明显好转：PS域RAB拥塞次数下降92.3%负荷降低：H载波同时在线用户数减少16%，利用率由39.3%下降至29.5%方法6：PS永久在线定时器【原理】当PS业务的用户在超过该定时器时长后仍然无数据传输，则RNC会发起RRC释放请求释放该业务，可降低信令连接请求次数。【实施】在南昌部分PS小流量业务比例较大的部分高校小区开启【效果】适当增大该定时器的时长（如由10s改为20s），信令请求数下降

10、3.4%，数据流量提升16.9%，信令承载效率提高21.7%，码资源利用率提升4.6%，拥塞率和掉线率略有上升（均因为分母变小）。继续增大该定时器的时长后，信令请求数量进一步下降，数据流量、信令承载效率及码资源利用率均继续提升，但拥塞率和掉线率劣化也较为明显。应根据不同区域的不同业务模型及业务负荷来精细优化该定时器的时长设置。【原则】优先考虑R4承载话音业务需求，基于资源利用率和用户感知的基本保证。【实施】南昌全网共调整2551块R4载波为H载波，R4/H由调整前的1:1.5优化调整为1:2.3对高校高负荷区域基站进行扩容，共新增载频1607块方法7：基于客户感知的扩容与均衡基于资源利用率基于用户感知资源利用率扩容标准【效果】业务量明显增加（流量增长14.7%）接通率明显提升（提升0.12%）码资源利用率上升（提升1.2%）客户感知提升（下载速率平均提升11%）信令量与流量的不对等增长评估指标一： 信令量增速/流量增速评估指标二： 单位流量信令开销评估指标三： 单用户信令开销/流量消耗评估指标四： 智能终端渗透率服务降质：数据接入拥塞网络瘫痪：设备信令负荷超限评估指标： 上下行码资源利用率 PS拥塞小区比例评估指标： RNC信令处理负荷 SGSN信令处理负荷 从TD全网来看，“信令