PCU拥塞分析及解决方案

1、重重 庆庆 移移 动动 公公 司司 GPRS 优化经验总结报告优化经验总结报告 PCU 拥塞分析及解决方案拥塞分析及解决方案 GPRS 无线优化小组无线优化小组 2005 年年 11 月月 14 日日 目目 录录 1概述概述.3 2网络调整情况描述网络调整情况描述.3 2.1调整前后的网络情况.3 2.2统计指标.4 2.3PCU 工作原理介绍.4 3工作内容工作内容.6 3.1总体介绍.6 3.2工作思路及方法.7 3.2.1PILTIMER.7 3.2.2RTGPHDV 设备.8 3.2.3改善无线环境，调整小区相邻关系.10 3.2.4Reachable_timer (对应手机内部的T3

2、312).10 4问题总结、建议问题总结、建议.12 表表 表 1 GPRS 优化前后 PCU 拥塞率指标对比.4 图图 图 1 PCU 拥塞率对比柱状图.4 图 2 RPP 原理图 .5 图 3 G17B1 Gb 接口数目.6 图 4 RPP 板状态图 .8 图 5 RP387 板无法显示.9 图 6 RP386 的 DEV 使用状态 .9 图 7：T3312 为默认值的手机行为（假设开机后没有作任何 GPRS 或者 GSM ACTIVITY） .11 图 8：T3312 改为 70 之后的手机行为（假设开机后没有作任何 GPRS 或者 GSM ACTIVITY） .11 图 9：GPRS

3、手机在开机后不久有一次 GSM 通话后的手机行为.11 1概述概述 随着重庆移动 GPRS 网络新功能的开启应用以及 GPRS 用户量、业务量的增加，BSC 节点里面主管 GPRS 功能应用的 PCU 单元产生了严重的拥塞现象。对此，在 2005 年度的 GPRS 网络优化中，爱立信无线优化小组在现有网络条件下，尽可能的进行网络的调整以 及优化。一方面减少网络中不合理的 GPRS 资源占用，一方面充分利用现有的 GPRS 网络 资源。最终使得 PCU 单元的拥塞情况得到了显著的改善。 在下面的章节中，我们将对爱立信优化小组实施的优化方案做一个详细的介绍。 2网络调整情况描述 2.1调整前后的网

4、络情况 在 2005 年 GPRS 网络优化之前，重庆主城区 G4B1，G7B3，G17B1 和 G17B2 四个 BSC 平均的 PCU 拥塞率高达 78.16%。其中 G17B1 的 PCU 拥塞率一度达到了 98以上。 导致的现象有： 就运维角度来说，当需要在一些特殊时期（如三方测试阶段）对一些热点地区 进行固定的 PDCH 信道分配时，由于 PCU 资源已经拥塞，无法成功实行。导 致该点的 GPRS 网络资源难以得到保障。 由于 PCU 拥塞，导致了 PDCH 信道的分配成功率降低，用户接入网络困难， 客户满意度降低。 从统计分析来看，基站端能够良好的支持现网的 GPRS 业务流量。但

5、是由于 BSC 端 PCU 资源的瓶颈作用，造成了基站端 GPRS 资源一定程度的浪费。 PCU 的拥塞，使得移动公司损失了一部分用户潜在的业务流量。在当前以流量 为单位进行计费的体系中，使得移动公司蒙受了一定程度的收入损失。 截至网络优化第三周，网络平均拥塞率改善到了 10.74，网络整体性能有了显著提高。 2.2统计指标 网络统计指标：指标名称优化前网络指标优化第三周网络指标 PDCH 分配成功率94.95%97.08% PCU 拥塞率78.16%10.74% BSC 统计IP 传输速率4.29KB/s5.01KB/s 表 1 GPRS 优化前后 PCU 拥塞率指标对比 PCU 拥塞率 0

6、.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 05-10-18 05-10-20 05-10-22 05-10-24 05-10-26 05-10-28 05-10-30 05-11-1 05-11-3 PCU 拥塞率 图1 PCU 拥塞率对比柱状图 从图一我们可以看到，通过我们的优化措施，PCU 拥塞率得到了很好的改善，整体呈 下降趋。 2.3PCU 工作原理介绍 一个 BSC 系统里面具备一套 PCU 系统，用以处理 GPRS 功能。其中 PCU 系统主要 由多块 RPP 硬件板组成。每块 RPP 板子主要处理与 GPRS 相关的信令连接。 下面，我们将

7、对 RPP 板子做一个详细的介绍，通过介绍，我们将能够理解影响 PCU 拥塞的各种因素。 Gb 时隙配置与 GSL 资源的关系： 图 2 RPP 原理图 一个 RPP 中有 8 个 DSP（数字信号处理器），其中 2 个 DSP 用来处理 HDLC 协议， 其余 6 个 DSP 用于管理 GSL 链路。HDLC 协议用于 Gb 接口，即使 RPP 不管理任何 Gb 设备，RPP 中的这 2 个 DSP 也不能用作它用。其余的 6 个 DSP，每个 DSP 可以管理 25 条 GSL 链路，因此从 DSP 的处理能力方面考虑，一个 RPP 最多可以管理 150 条 GSL 链 路。另外，RPP

8、板子里面共有 64 个 RTGPHDV 设备，左右各 32 个，Gb 信令 hdlc 以及 GSL 链路共享该设备。 每个 RPP 连接 2 个 SNT(Switching Network Terminal)，一个 SNT 中有 32 个 64K 的 时隙。一个 64K 的时隙可以供 4 条 GSL 链路使用。当配置 Gb 接口的带宽时，由于占用了 一定的 SNT 时隙，会在总容量 150 个 GSL 的基础上减少 GSL 链路的容量。 参照上图，左边的 2 个用于 GSL 链路管理的 DSP 要管理 50 个 GSL，需要 13 个 64K 时隙。因此在不减少 GSL 链路容量的前提下，Gb

9、 接口最多可配置 19 个时隙。而目前 G17B1 有两块板子各连接了 24 个时隙的 Gb 接口: 图 3 G17B1 Gb 接口数目 因此，在这两块板子里面，实际可用的 GSL 链路有： 150（2419）4130 GSL G17B1 里面能够使用的 GSL 总量是： 150513021010 GSL 而该局 RPP 板子里面有大概 1/3 的 RTGPHDV 设备由于处于异常的手工闭塞 （mannual block）状态，导致可用的 GSL 小于此理论量，从而产生了大量的 PCU 拥 塞情况。 3工作内容工作内容 3.1总体介绍 PCU 拥塞情况的调整及优化拥塞情况的调整及优化 调整前系

10、统的 PCU 拥塞率指标： 7816 调整后系统的 PCU 拥塞率指标： 1074 优化措施： 10 月 24 日早 11 点修改 BSC PILTIMER 值，从之前的 20 改为 10，缓解 PCU 工作负 荷。 10 月 25 日早 9：50 解闭不合理闭掉的 RPP 设备，增加 PCU 容量，缓解 BSC PCU 拥塞严重的情况。 改善部分小区的无线环境（调整相邻小区，降低同邻频干扰），合理分配小区间的业 务负荷，以减少重复的信道申请情况，降低对 PCU 的不合理占用。 修改 GPRS 路由区的周期性更新时钟（SGSN 中的 Reachable_timer），由之前的 54 分钟改为

11、70 分钟。 3.2工作思路及方法 通过观察，优化前导致 PCU 拥塞的原因主要是 GSL 链路资源不足。这一点可从统计 得出，GSL 链路处于 90100占用状态的情况占到了 3/4 以上。因此，我们的优化工 作主要从大的两方面来进行： 1、充分利用现有的 GSL 资源 工作： 分析及调整 Piltimer、解闭不合理闭掉了的 RTGPHDV 设备。 2、减少不合理的 GSL 资源占用 工作: 改善无线环境，减少上行干扰，设置合理的小区更新。分析及调整 Reachable_Timer、 3.2.1PILTIMER 调整前设置：20 调整后设置：10，5 PILTIMER 参数说明：当一个动态

12、 PDCH 成为空闲状态后，将被放入空闲列表，同时 启动时钟，当时钟值超过 PILTIMER 值之后，该动态 PDCH 由分组交换域返回电路交换域。 增加 PILTIMER 的数值后，会降低分配 PDCH 的业务负荷，但由于处于空闲状态的 PDCH 长时间不进行清空，会占用 RPP 中的资源。在出现由于 PCU 资源不足引起 PDCH 分配失败时，可暂时减小 PILTIMER 的取值。原来两个局的 PILTIMER 的取值都是 20，现 将 G4B1 ,G17B1,G17B2 参数都改为 10, G7B3 改为 5。 3.2.2RTGPHDV 设备 如前所属，RTGPHDV 设备被 GSL 链

13、路和 Gb 接口所占用。而在 RPP 板子中， RTGPHDV 设备以半永久连接的方式和 Gb 接口一一对应。剩下的 RTGPHDV 资源将被 GSL 所共享。而在 G17B1，G17B2 及 G4B1，G7B3 中，都发现不同数量的 RTGPHDV 设备由于不合理的冗余设置而被人工闭掉了。以 G4B1 为例： 在现网中，G4B1 有七个 RPP，我们可以看到，从 RTGPHDV-128 到-192，整整 64 个时隙的设备显示为 NC 状态，得到一个 RPP 板子不可用，其 RP 编号为 387，所以可用 的 RPP 只有六个，分别是 RP386、RP3868 、RP389、RP390、RP

14、391、RP392。 图 4 RPP 板状态图 图 5 RP387 板无法显示 其中，PR386 和 RP392 用来连接 GB 接口和处理 HDLC 协议，其余四个 RPP 用于管 理 GSL 链路。我们拿 RP386 作为实例：在 RP386 的 64 个时隙中，拿出了 18 个作为 GB 接口专用，并人工 BLOCK，并使它们处于分离状态。但是剩余的 46 个时隙，现网中同样 是 BLOCK 状态，使时隙完全闲置。在上周一，我们建议移动的工程师 DEBLOCK 了闲置 的 46 个时隙，使时隙得到充分的利用。RP392 与 RP386 的情况完全一致。 图 6 RP386 的 DEV 使

15、用状态 G4B1 在本周的 PCU 拥塞率与上周相比有了大幅度的下降。在周一 DEBLOCK 闲置的 时隙并修改 PILTIMER 后，PCU 拥塞率从周二开始下降到了 7左右。而在上周，PCU 拥 塞率基本保持在 20至 30的水平上。由此可以看到我们的这两项措施是非常有效的。 3.2.3改善无线环境，调整小区相邻关系 由于无线环境较差，在个别小区用户由于无法正常解码网络下发的信道分配信息，因 而重复申请 GPRS 资源，导致 GPRS 资源浪费。另外由于频繁的小区更新，用户在短时间 内分别在多个小区申请占用 GPRS 资源，亦使得资源滥用。 因此，通过做小区参数一致性检查，NCS，FAS

16、功能检查以及实际的 DT、CQT 测试， 从而发现解决上述小区，节省 PCU 资源。 3.2.4Reachable_timer (对应手机内部的 T3312) 处于 ATTACHED 状态的 GPRS 手机必须要作定期路由区更新（Periodic routing area update），以便 GPRS 系统能知道那些 GPRS 终端还处在服务区；整个定期路由区更新的 过程由手机内部的 T3312，又叫定期路由区更新计时器负责控制。T3312 的值由网络通过 两种消息传给手机，它们是 ATTACH ACCEPT 和 ROUTING AREA UPDATE ACCEPT； 并且这个值在同一个路由

17、区内是相同的。 当 READY TIMER 超时或者停止时，T3312 就以它的初始值开始倒数计时，一旦到 0（超时）就会开始定期路由区更新的过程，然后计时器就会 RESET 等待下一次开始。一 旦手机开始定期路由区更新的过程，肯定是向网络发起信道请求，然后 PCU 开始分配 PSET；在爱立信 R10 无线系统中，总是优先考虑分配 4 个 PDCH。如果能减少 RA UPDATING 的过程，从另一个侧面就可以节省 PCU 中的 GSL device。而在现网中，确实 有一些 RA UPDATEING 是可以去掉的。 对于 T3312，爱立信的默认值是 54 分钟；也就是说每隔 54 分钟，

18、一直处于 STAND- BY 状态的 GPRS 手机就要作一次定期路由区更新。而现网中我们的定期位置区更新计时器， T3212 的值是 5 和 10；也就是说每隔 30 或 60 分钟，如果手机没有 GSM ACTIVITY，就 要作定期位置区更新，完了以后再作一次路由区更新。 下面以 T3212 为 60 分钟为例进行分析： 54分钟60分钟 Periodic RA updating LA+RA 开机 0分钟 图 7：T3312 为默认值的手机行为（假设开机后没有作任何 GPRS 或者 GSM ACTIVITY） 从上图可以看到，手机在短短 6 分钟里就作了 2 次 ra updating，这是不合理的。我们 可以通过修改 T3312，延长 Periodic ra updating 的时间到超过 70 分钟，来避免这种无谓 的重复 Ra