EDGE网络专题优化经验
关键字:EDGE网络 优化 经验
一、优化案例分析
(一)网络优化前后EDGE业务模型调研
全网GPRS业务数据数据流量和EDGE流量
DATE
GPRS总流量MByte
EDGE总流量MByte
总数据流量MByte
EDGE数据流量占比
25-Sep-06
%
26-Sep-06
%
27-Sep-06
%
12-Nov-06
%
13-Nov-06
%
14-Nov-06
%
全天总数据流量已突破50,000MBYTE,优化期间,数据业务总数据流量和EDEG流量处于持续上升状态,EDGE终端的渗透率虽然不高(高的BSC在%左右,后文将提及),但是EDGE的业务流量占比在25-26%左右,说明EDGE手机用户的数据业务使用频率较高。
试点网元WXBSC61和WXBSC81优化前后网络概况
BSC
优化前EDGE开启小区数量(10月10日)
优化后EDGE开启数量(11月6日)
EDGE手机渗透率
手机多时隙等级比例(4+1,3+2)
WXBSC61
124
128
%
%
WXBSC81
90
94
%
%
从优化前三天和末期的数据业务流量比较来看,两个BSC的EGPRS流量均呈上升趋势,特别是WXBSC81;从EDGE业务速率情况来看,WXBSC61原有的平均吞吐率较好,在165 kbit/s以上,在吞吐量和峰值流量上升的情况下,仍保持较的水平,数据业务峰值时的下载速率达到165-196kbps。WXBSC81吞吐率有明显上升,从优化前三天平均130kbit/s提升到优化后的145kbit/s左右。
BSC
时间
DL_EDGE流量Mbyte_全天
UL_EDGE流量Mbyte_全天
EDGE总流量Mbyte_全天
UL_EDGE_IP吞吐率Kbit/s_最忙时
DL_EDGE_IP吞吐率Kbit/s_最忙时
峰值流量上下行总流量Mbyte
峰值时间
WXBSC61
2006-10-9
22:00
WXBSC61
2006-10-10
07:00
WXBSC61
2006-10-11
1275
22:00
WXBSC61
2006-11-11
09:00
WXBSC61
2006-11-12
00:00
WXBSC61
2006-11-13
22:00
WXBSC61
2006-11-14
03:00
WXBSC81
2006-10-9
21:00
WXBSC81
2006-10-10
22:00
WXBSC81
2006-10-11
153
19:00
WXBSC81
2006-11-11
15:00
WXBSC81
2006-11-12
22:00
WXBSC81
2006-11-13
20:00
WXBSC81
2006-11-14
21:00
试点网元WXBSC61和WXBSC81的语音和数据业务的时间分布
上图可以看出,BSC61的语音话务从上午9时至晚8时都维持在较高的水平,而数据业务则是在晚9时至11时出现了明显的高峰。其中,语音业务中的半速率比例较低,数据业务中EDGE的流量占比接近50%。BSC81语音话务有两个高峰时段,早上9时至12时和下午4时至20时。与BSC61不同的是,数据业务也出现了两个高峰时段,上午10时至下午3时及晚7时至0时,数据业务中EDGE。
试点网元EDGE手机终端渗透率分析和EDGE手机多时隙等级分析
为了了解无锡地区目前的EDGE终端普及情况,为EDGE网络的业务推广提供目标客户信息,以及进行EDGE网络资源的配置和优化工作,有必要对EDGE终端的普及程度进行调研。由于SGSN中没有直接的counter记录EDGE手机用户数,只能通过在Gb口信令挂表的方式来寻求统计EDGE终端数量的方法。
通过研究GPRS/EDGE技术规范,可以在以下三条消息中获得终端的EDGE功能支持能力,即
Attach accept消息
Routing Area update accept消息
PDP activation accept消息
在上述三条消息中,包括两个特殊字段:即EGPRS multislot/ext. Flag字段(表明终端是否支持EDGE功能)和EGPRS multislot class字段(表明EDGE终端的类型)。如图所示:
利用K1205信令分析仪表在Gb口挂表分析,我们得到了两个试点BSC的EDGE终端的渗透率:其中WXBSC61的平均EDGE手机渗透率为%,WXBSC81平均为%。
在Gb的log中还可以看到手机的时隙类型,包括作为GPRS终端的时隙类型和作为EDGE终端的时隙类型,如下图所示。
通过对Gb接口信令分析,我们得到如下结果:对于GPRS终端,手机类型主要以Class 8和Class 10为主;而对于EDGE终端,手机类型则主要以Class 6和Class 10为主,这两种类型的终端占整个EDGE终端的85%左右。不同手机类型所对应可使用的时隙数,由3GPP规范可得,在此摘录如下:
Multislot class
Maximum number of slots
Rx
Tx
Sum
1
1
1
2
2
2
1
3
4
3
1
4
5
2
2
4
6
3
2
4
8
4
1
5
9
3
2
5
10
4
2
5
11
4
3
5
12
4
4
5
(二)、EDGE网络资源配置分析和建议
(1)小区级无线信道资源配置分析
在爱立信无线系统中,数据业务信道可以分为两类,一是专用数据信道,即FPDCH信道;另一类是动态数据信道,即on demand信道,为语音业务和数据业务所共享。由于动态信道可以根据业务的需求在CS域和PS域之间动态变化,具有很大的灵活性,同时,也使得小区级的信道资源配置和分配更加复杂。为了兼顾语音业务和数据业务的服务质量,在优化工作中提出了小区无线信道资源配置的V1V2算法,如图示:
当小区内的TCH数为V1时,在CS域应该所有的话务都由全速率TCH承担,并且没有拥塞,满足设定的GoS;在PS域,每个PDCH上都只有一个TBF,确保容量不是限制throughput的一个因素。当小区内的TCH数为V2时,CS域内最少90%的话务由全速率TCH承担,半速率承担最多10%的话务,PS域不保证每个用户独享一个PDCH。
V1:单个小区最佳TCH配置个数(全部话务由FR承载,GoS=,CS域不需要清空PS域,在PS域用户独享一个PDCH)
在蜂窝网系统内,通常有3种话务概念,Tofferred_traffic Tserved_traffic Tloss_traffic,他们之间的关系如下图,
其中,Tserved_traffic=Tofferred_traffic*(1-GoS)
得到,Tofferred_traffic = Tserved_traffic/(1-GoS)
一般认为对于Full Rate话务,
因为用的是TFTHARDCONGS,所以在这里表示的是包含了清空PDCH后的GoS;要排除清空影响,可以用TFTCONGS代替TFTHARDCONGS。也就是,
那么,
对于半速率业务,
,
整个小区的offerred traffic,
通过修正的Erlang B表,可以查到要支持这么大的Totalofferred_traffic需要多少TCH,记为CS_TCH #。
对于PS域,可以从GPRS/EDGE的话务统计中取得分配的PDCH数和每个PDCH上分享的TBF数,计算出如果让每个TBF(用户)独占一个PDCH时,需要的PDCH数,即
Allocated PDCH 数 * TBF数 per PDCH = TBF数 (用户数) = PS_PDCH 数
其中TBF数 per PDCH也叫作sharing factor,用来表示1个PDCH上有多少个用户正在分享这个PDCH。在BSS没有直接的counter来显示,可以用下面的公式来计算:
TBF数 per PDCH =
综合CS域和PS域的结果,本小区总的最大无线信道配置数(V1值)应为,
Total TCH # = CS_TCH # + PS_PDCH #
V2:单个小区最低TCH配置个数门限(10%话务由半速率承载,GoS=, PDCH分享系数维持不变)
通过结合单位时间内小区级话务统计和修正的爱尔兰B表,计算出小区的最低TCH配置个数。当目标小区定义的TCH个数低于V2值时,表明该小区的状态为:大于10%话音业务话务量由半速率信道承载,或用户虽然可以获得PDCH分配,但不能保障最大THROUGHPUT。
获取目标小区的V2值计算方法:
第一步:在GOS=的爱尔兰B表中计算出信道数对应的新的话务量,其中有10%由半速率业务信道承载,其计算公式为:
含10%半速率的总话务量=原TCH个数对应的全速率话务量×105%
以爱尔兰B表中TCH个数=100,话务量=(E)举例进行计算:
假设100个TCH数中有部分信道转为半速率信道,那么总的话务量Tf+h会比要大。当10%话务量由半速率承载时,那么半速率话务量所使用的硬件设备和全速率话务量所使用的硬件设备比例约为:。则TCH个数为100时,包含10%半速率话务的总话务量是,
Tf+h=×95%+×5%×2
即Tf+h = × 105%= (E),由此可以得到修正的爱尔兰B表
后续的计算步骤和方法和V1的计算方法类似,不再赘述。
根据上述小区无线信道资源配置算法,我们对优化试点网元WXBSC61和WXBSC81的小区进行了分析,得到各小区的V1和V2值,并获得了其中部分小区存在资源不足(实际配置信道数<V2)或资源过剩(实际配置信道数>V1)信息。
(2)网元级资源配置分析
在爱立信系统中,网元级的数据业务信道资源由PCU进行管理,而PCU是由一系列的RPP板构成。每个RPP有2个DL2连接,每个DL2连接有32个64kbps的GPH devices,每个GPH devices可以再细分成4个16kbps的sub-device,叫做GSL。每个B-PDCH对应一个GSL device,每个E-PDCH对应一个GPH device。每个RPP能够处理的B-PDCH/E-PDCH数由以下2个因素决定:GPH/GSL device 的数量,以及DSP的处理能力。
综合考虑GPH/GSL device 的数量和DSP的处理能力后,DL2-0和DL2-1可以处理的B-PDCH/E-PDCH数由下面的式子表示:
DL2-0:
EPDCH# * + BPDCH# ≤ 50 (DSP capacity limited)
EPDCH# + BPDCH#/4 + LINKSIZEGb ≤ 32 (Number of GPH/GSL device limited)
实际处理数由上面2个式子的最小值决定
DL2-1:
EPDCH# * + BPDCH# ≤ 100 (DSP capacity limited)
EPDCH0#+ BPDCH#/4 ≤ 32 (Number of GPH/GSL device limited)
实际处理数由上面2个式子的最小值决定
而RPP可以处理的PDCH数就是DL2-0和DL2-1的值之和。
根据前面的理论阐述,我们可以得到在各种不同的Gb接口配置和BPDCH/EPDCH配置情况下,一个RPP所能支持的数据业务信道数,如下表所示:
下表统计了无锡各网元RPP资源并计算了平均每个小区可配置的EDGE信道数:
(三)、EDGE网络的话务统计及其Counter和关键性能指标KPI的研究
(1)EDGE网络的主要话务统计
Objtype
Counter
Description
BSCGPRS
ALLPDCHPCUFAIL
Number of failed PDCH allocations due to no PCU resources.
PCHALLATT
Number of packet channel allocation attempts.
FAILMOVECELL
Number of times a cell relocation attempt fails.
CELLQOSEG
xLTHP1EGTHR
Accumulated weighted throughput per active PFC for EGPRS, UL/DL and QoS class THP1 TPFs
xLTHP2EGTHR
Accumulated weighted throughput per active PFC for EGPRS, UL/DL and QoS class THP2 TPFs
xLTHP3EGTHR
Accumulated weighted throughput per active PFC for EGPRS, UL/DL and QoS class THP3 TPFs
xLBGEGTHR
Accumulated weighted throughput per active PFC for EGPRS, UL/DL and QoS class Background TPFs.
XLTHP1EGDATA
Accumulated LLC PDU data for active EGPRS, UL/DL and QoS class THP1 TPFs.
XLTHP2EGDATA
Accumulated LLC PDU data for active EGPRS, UL/DL and QoS class THP2 TPFs.
XLTHP3EGDATA
Accumulated LLC PDU data for active EGPRS, UL/DL and QoS class THP3 TPFs.
XLBGEGDATA
Accumulated LLC PDU data for active EGPRS, UL/DL and QoS class Background TPFs.
TRAFxLGPRS
TRAFFxLGPRSSCAN
Number of accumulation of UL TBFs and PDCHs. Scan interval is 10s
TBFxLEGPRS
Number of simultaneous UL/DL TBF for EGPRS in a cell.
TBFxLGPRS
Number of simultaneous UL/DL TBF for GPRS in a cell.
XLTBFPEPDCH
Sum of simultaneous UL/DL TBF (all TBF modes) on each and every E-PDCH.
XLEPDCH
Number of E-PDCH that carried one or more UL TBF of any mode.
CELLGPRS2
LDISTFI
Times of DL LLC PDU buffer discarded due to the reason, ’No available PDCH or TFI’。
LDISRR
Times of DL LLC PDU buffer discarded due to the Radio reason.
FLUDISC
Total number of flush messages received from the SGSN that resulted in one or more LLC PDUs in the buffer being discarded.
LDISOTH
Times of DL LLC PDU buffer discarded due to none of above.
PREJTFI
Total number of rejected access requests for the reason ’No PDCH, USF or TFI’.
PREJOTH
Total number of rejected access requests for other reason.
IAUREL
Total number of times an UL TBF is closed down because radio contact has been lost with the MS after PS Immediate Assignment message or the Packet UL Assignment has been sent.
FLUMOVE
Total number of flush messages received from the SGSN that resulted in some LLC PDUs in a buffer being moved to another queue.
TRAFGPRS2
TRAFF2ETBFSCAN
Number of TBFs mode EGPRS scanned during the measurement period.
MUTILEGPRS
The average multislot utilisation for DL TBF mode EGPRS.
MUTIL14
Number of DL TBFs scanned where 1 out of 4 PDCHs is reserved.
MUTIL13
Number of DL TBFs scanned where 1 out of 3 PDCHs is reserved.
CELLGPRS
CS12xLACK
Total amount of RLC data volume successfully acknowledged by GPRS MS from total RLC data blocks scheduled DL/UL for CS-1/2, RLC ack mode DL.
CS12xLSCHED
Number of RLC data blocks scheduled by MAC protocol for CS-1/2 and RLC acknowledged mode, uplink or downlink.
MC19ULACK
Total amount of RLC data volume successfully received in PCU for
scheduled RLC data blocks for MCS-1-9, RLC ack mode UL/DL.
MC19ULSCHED
Number of RLC data blocks scheduled by MAC protocol for MCS-1-9 and RLC acknowledged mode, uplink or downlink.
CELLMOVED
Number of times a cell is moved to another RP.
RLINKBITR
INT10BREGPRSTBF
Accumulated number of EGPRS TBFs within the bitrate interval 10 kbps (interval < kbps).
INT55BREGPRSTBF
Accumulated number of EGPRS TBFs within the bitrate interval 55 kbps (interval >= kbps). Accordingly, there are others counters INT15BREGPRSTBF, INT20BREGPRSTBF…
(2)EDGE网络的关键性能指标(KPI)
IP Throughput
Average EDGE DL IP throughput
(DLTHP3EGTHR+ DLTHP2EGTHR+ DLTHP1EGTHR+ DLBGEGTHR)/
( DLTHP3EGDATA+ DLTHP2EGDATA+ DLTHP1EGDATA+ DLBGEGDATA)
Average EDGE UL IP throughput
(ULTHP3EGTHR+ ULTHP2EGTHR+ ULTHP1EGTHR+ ULBGEGTHR)/
(ULTHP3EGDATA+ ULTHP2EGDATA+ ULTHP1EGDATA+ ULBGEGDATA)
IP Discard
Data Session Minute per IP Disacrd DL
(TBFDLGPRS + TBFDLEGPRS)/6/(LDISTFI + LDISRR + FLUDISC + LDISOTH)
Data Session Minute per IP reject UL
(TBFULGPRS + TBFULEGPRS)/6/(PREJTFI + PREJOTH + IAUREL)
Mobility, Cell Change
Data Session Minute per Intra-PCU Cell Change (CC)
(TBFDLGPRS + TBFDLEGPRS)/6/FLUMOVE
Data Session Minute per Inter-PCU Cell Change (RAU)
(TBFDLGPRS + TBFDLEGPRS)/6/FLUDIS
Multi-slot Utilization
Average number of TS reserved in eTBFs(E-TBF使用率)
MUTILEGPRS/TRAFF2ETBFSCAN
Average number of TS reserved for 4+slot MSs(a TBF)
(4*MUTIL44 + 3*MUTIL34 + 2*MUTIL24 + 1*MUTIL14 )/
(MUTIL44 + MUTIL34 + MUTIL24 + MUTIL14)
Traffic Load
E-PDCH信道下行共享系数
DLTBFPEPDCH/DLEPDCH
小区同时共存的GPRS用户数
TBFDLGPRS/TRAFFDLGPRSSCAN
PDCH分配成功率
PCHALLFAIL/PCHALLATT
无线信道质量
下行每信道bTBF比特率(CS1/2)
CS12DLACK/ (CS12DLSCHED
上行每信道eTBF平均比特率(MCS1~9)
MC19ULACK /( MC19ULSCHED*)
下行每信道eTBF平均比特率(MCS1~9)
(INT10BREGPRSTBF*10+INT15BREGPRSTBF*15+...+INT55BREGPRSTBF
*55)/ ( INT10BREGPRSTBF+...+INT55BREGPRSTBF)
Abnormal Released downlink TBFs due to Radio
LDISRR*6/(TBFDLGPRS+TBFDLEGPRS)
Abnormal Released uplink TBFs due to Radio
IAULREL*6/(TBFULGPRS+TBFULEGPRS)
上行每信道bTBF平均比特率(CS1/2)
CS12ULACK/ (CS12ULSCHED
PCU容量与拥塞
PCU拥塞
FAILMOVECELL/(FAILMOVECELL+CELLMOVED_AllCells)
RPP拥塞
ALLPDCHPCUFAIL/PCHALLATT_AllCells
(四)、EDGE网络性能优化
(1)PDCH容量的优化
PDCH容量的优化主要体现在PDCH分配成功率,MULTISLOT使用率(即手机的多时隙利用率),PREEMPTION次数(PDCH预清空次数)上。本次次优化对PDCH容量方面的优化主要对以下几个方面的进行实例分析和经验总结:
SDCCH信道数量和时隙定义的修改
对于将EDGE信道配置在BCCH载频上的小区,我们SDCCH信道配置从TN=2修改为TN=1,从GPRS/EGPRS的信道分配策略来看,同一PSET内的连续的信道才能够分配给手机使用,将TN修改为1后,使得BCCH载频上的第0和第1时隙为控制信道,而第2至第7时隙共有6个连续的TCH时隙,可以提高终端的多时隙利用率,尽可能充分利用手机的3时隙或4时隙能力。
此外,如果小区的SDCCH信道业务量许可的条件下,可以在BCCH载频上不配置SDCCH信道,可以额外再增加一个EDGE信道。
PDCHALLOC参数修改
在优化中我们发现,41008和41043这两个基站的六个小区,不论在话务忙时或是闲时,都有大量的PDCH分配请求和PDCH分配失败。在对小区参数定义进行研究后,发现是由于定义PDCHALLOC值与实际小区EDGE信道的配置位置定义不符造成的。
检查发现,这些小区的EDGE信道被定义在CHGR1的TCH频点上,而PDCHALLOC定义为FIRST,即尝试PDCH分配时优先分配BCCH上(CHGR0)的空闲信道,造成多次分配尝试次数和失败次数。在将PDCHALLOC改为NOPREF(无优先级)后,这六个小区的PDCH分配尝试次数和失败次数都大幅下降。以下是参数修改前(10月30日)、修改后(11月2日)全天PDCH分配情况的统计对比:
PDCHALLOC参数修改之后,PDCH的分配策略和EDGE信道的位置配置相一致,PDCH信道失败次数接近为0,信道分配尝试也大为减少,减轻了系统负荷,网络指标也明显改善。因此,建议统一将全网的PDCHALLOC参数改为NOPREFER,可以减少该类错误,降低PDCH分配失败率。
MBCRAC参数设置
4214B和4217B这两个小区的EDGE载频,分配了EGSM频段的频点,由于BCS特性参数MBCRAC的设置为0,导致这两个小区PDCH分配失败的比例较高。
MBCRAC:为BSC交换机属性参数,决定在同一小区内的手机是否被假定为支持所有频段。
0 :表示不是所有手机都能支持所有频段,所以新的动态PSET只能在BCCH频段的子小区上建立。现存的动态PSET的扩展无需参考MBCRAC设置。E-GSM频段使用时,也作为P-GSM频段的异频段处理。
1 :表示假定所有手机都能支持所有频段,所以新的动态PSET能在所有频段的子小区上建立,包括GSM900,EGSM,GSM1800频段的子小区。主专用PSET仍需在BCCH频段的子小区上建立。
对这两个载频重新分配了PGSM频段的频点后,PDCH分配尝试和PDCH分配失败次数明显降低。
话务平衡和拥塞缓解
话务负荷高容易造成PDCH分配失败多,针对话务拥塞产生的PDCH分配失败,对拥塞小区话务进行了平衡。通过调整CRO,CELLOAD SHARING和切换等参数,对有拥塞小区进行了话务调整。但是网内仍旧有明显拥塞的小区。
以42017A小区举例,该小区的语音业务和数据业务需求都很高,但目前载频配置不能满足这些需求,虽然已经打开了动态半速率和话务分担功能,由于周边基站4252和4227同样存在资源不足的问题,语音业务的呼损率和PDCH的分配失败率都很高。要彻底解决这些问题,需要尽快对该小区进行扩容来增加资源,降低呼损。
通过上述优化措施,BSC61PDCH分配失败率从优化前的%降低到优化后的%,BSC81PDCH分配失败率从优化前的%降低到优化后的2。81%。
EDGE业务速率优化
在GPRS/EGPRS网络中影响业务速率的主要因素有:业务使用时占用的信道数量,信道共享因子,无线网络环境C/I值,编码方式,LQC即链路质量自适应功能等网络新特性的开启以及合理的小区选择和重选等等。
本次速率优化主要关注以下几个方面:
网络新特性的使用(LQCACT和LA/IR功能)
EDGE在空中接口引入了8PSK调制编码方式,使得RLC层编码速率有很大的提高,下图是在无线信号高质量的条件下,各种编码方式每PDCH的理论最大速率。高MCS编码方式能获得高速率,同时要求无线质量也保持在很高的水平。
实际网络中,无线信号质量是处于动态变化中的,为了获得最佳速率,我们要采用链路自适应的编码技术,使编码方式随着C/I值的变化而变化。因为在C/I值较差的时候,高MCS编码反而不如低MCS编码时的RLC层速率。下图中黑线为采用链路自适应时(LA)的速率。
LQC的总体原则就是选择最优的MCS方式在空中接口来传送数据包。包括2个子功能:链路适配和增量冗余技术。
链路适配:在不同MCS之间,可根据实时的无线链路质量及时调整最适合的MCS方案。每4个脉冲就可根据无线质量而转换不同的MCS。在正确情况下,正常数据块传输转换可以在9种数据速率之间进行以获得传输质量与吞吐率的最佳平衡。但EDGE将9种MCS可分为3组(A组、B组和C组),当无线环境恶化而导致数据块错传而须重传时,编码速率可以但只能在同一组内的具有包含关系的几种MCS之间互相转换,前后数据块所携带的冗余信息因此具有足够的相关性以便于解调;而GPRS仅能按照前次CS重发。
增量冗余(IR,Incremental Redundancy ):其基本原理是,如果接收机接收的RLC数据包解码有误,则保存该错误数据包,发射端采用同样的MCS而不是降低MCS再次发送。如果无线环境没有改善,接收机接收的RLC数据包可能还是有错,但接收机会尝试从两个错误RLC数据包里解码出正确的数据。这个过程称为软合并及联合解码。上图的红线就是采用LQC+IR联合后的每E-PDCH数据吞吐率。可以看出,采用IR功能可以在C/I值较低时比LA功能提供更高的吞吐速率。
对于试点网元WXBSC81,将Link Quality Control功能打开:LQCACT=0修改为LQCACT=3,激活LQC功能,同时联合使用IR功能:LQCIR=0修改为LQCIR=1。下表为功能激活前后的业务速率:
BSC
时间
DL_EDGE流量Mbyte
UL_EDGE流量Mbyte
EDGE总流量Mbyte
UL_EDGE_IP吞吐率(Kbit/s)
DL_EDGE_IP吞吐率(Kbit/s)
WXBSC81
10/27/2006
WXBSC81
10/28/2006
WXBSC81
10/29/2006
平均
WXBSC81
11/3/06
WXBSC81
11/4/06
WXBSC81
11/5/06
平均
可以看到,LQC激活,使用LA/IR功能后,BSC81的下行吞吐率有明显改善。
C/I值对业务速率影响的研究和优化
由于EDGE信道选择使用的编码方式(MCS1—MCS9)是由BEP(Bit Error Probability)值来确定的,而BEP值主要受到C/I的影响,因此,C/I最终会影响到编码方式的选择和业务速率。前面的图中,已经给出了C/I和业务速率的仿真结果。为了实地验证C/I对EDGE业务的影响,我们对无锡地区10月份的GSM 路测数据进行了统计分析,得到了无锡市区C/I的分布情况,如下图所示:
可以看出,无锡市区C/I分布主要集中在15-20之间。根据理论的对应关系,在LA模式下,单时隙的吞吐率应该在20Kbit/s-35Kbit/s之间,而在IR模式下,单时隙的吞吐率应该在30Kbit/s-45Kbit/s之间。
利用TEMS测试仪表,对无锡市区进行了EDGE业务的DT测试,获得了现场测试环境中C/I和业务速率的关系,如下表所示:
C/I
RLC Throughput DL (kbit/s)
采样点
5
136
7
77
8
353
9
538
10
546
11
508
12
1093
13
1264
14
1511
15
2098
16
3650
17
7361
18
10863
19
20044
20
15070
21
15399
22
1251
23
138
24
148
测试统计数据表明,实际环境中EDGE业务的吞吐率和C/I之间的关系和理论仿真值比较接近,因此,要提高EDGE业务的速率,良好的无线环境是非常重要的。
(五). EDGE性能差小区的分析和优化处理
优化过程中,我们针对部分EDGE性能较差的小区进行了分析,如PDCH分配失败率较高、EDGE业务CQT测试速率较低等。以下是几个典型的案例:
(1)4214B和4217B小区PDCH分配失败率较高
4214B和4217B小区的EDGE载频,分配了EGSM频段的频点,检查交换机属性发现,由于BCS特性参数MBCRAC的设置为0,导致这两个小区PDCH分配失败的比例较高。MBCRAC参数,决定在同一小区内的手机是否被假定为支持所有频段:
0 :表示不是所有手机都能支持所有频段,所以新的动态PSET只能在BCCH频段的子小区上建立。现存的动态PSET的扩展无需参考MBCRAC设置。E-GSM频段使用时,也作为P-GSM频段的异频段处理。
1 :表示假定所有手机都能支持所有频段,所以新的动态PSET能在所有频段的子小区上建立,包括GSM900,EGSM,GSM1800频段的子小区。主专用PSET仍需在BCCH频段的子小区上建立。
对这两个载频重新分配了PGSM频段的频点。修改后,PDCH分配尝试和PDCH分配失败次数明显降低。
4214B:ARFCN1006 to ARFCN80
4217B:ARFCN1018 to ARFCN37
以下是频点修改前后PDCH分配情况对比:
(2)4409A定点测试业务速率较低问题
喜来登酒店(4409A)EGPRS定点测试速率比理论值相比较低。如下图所示:在分配四个时隙时,下载峰值速率在160kbps左右,平均速率为147kbps,编码方式不是很稳定,在MCS-9和MCS-8,-6,-5之间跳转。
利用MRR分析该小区的数据,发现上下行质量比较差,频率干扰严重。修改干扰频点9,先改为25,干扰仍旧严重,后改为8。
修改后,重新进行定点测试,分别在喜来登酒店20楼,15楼和大堂进行了测试,测试结果良好,平均速率上升到了204kbps以上,最高速率到235kbps。实时结果如下所示:
(六)、. 与EDGE业务相关的网络参数的研究及其设置原则或建议
随着EDGE业务的引入,爱立信系统中也引入了EDGE相关的一系列网络参数,包括小区级的无线网络参数和交换机的功能属性参数,来对EDGE网络的性能进行控制,如何合理地设置和利用这些参数功能,使EDGE网络的性能达到最优化,也是本次EDGE网络专题优化的重点工作。我们对这些参数进行了研究,并提出了一些建议。
GPRSPRIO(BSC Property)
默认值:0
建议值:3
该参数用4位2进制数表示不同的设置,用以标注已分配的On-Demand PDCH被以下的CS无线功能启动时视作Idle信道还是Busy信道。
B0:Dynamic Half Rate Allocation/Half Rate Packing/Dynamic FR/HR Mode Adaptaion
B1:Cell Load Sharing
B2:Sub-Cell Load Distribution
“1”表示Busy,“0”表示Idle
在启用预清空机制的网络中,为减少CS业务对PS话务的影响,建议将BSC该参数设置为3,即动态半功率和Cell Load Sharing功能启动时会把已分配的On-Demand PDCH视为Busy信道。目前,试点网元WXBSC61和WXBSC81均已改为3。
ONDEMANDGPHDEV(BSC Property)
默认值:20
建议值:10
该参数定义1个RPP里需要预留给On-Demand BPDCH的GSL设备(16kbps)数量。
ONDEMANDGPHDV64(BSC Property)
默认值:5
建议值:15
该参数定义1个RPP里需要预留给On-Demand EPDCH的GSL设备(64kbps)数量。
随着EDGE的大量开启,RPP板和传输扩容,小区设置NUMREQEGPRSBPC数量已接近小区PDCH信道数平均分配数,这就意味着无锡移动网络中64K的GPH设备使用比例高。所以将预留给EPDCH的64K的GPH设备数量提升,相应的适当降低16K的GSL设备数量,从20降低为10。
LQCACT
默认值:0
建议值:3
上下行的链路自适应控制,使编码方式在MSC1~9间动态变化。建议取值为3,开启上下行的LQC。
LQCIR
默认值:0
建议值:1
下行LQC采用LA/IR模式还是LA模式,建议取值为1,即采用LA/IR模式。
LQCDEFAULTMCSDL、LQCDEFAULTMCSUL:
默认值:5,5
建议值:9,3
当上下行LQC关闭时,缺省的MCS编码方式,也是数据开始传输时的初始MCS编码,建议取值分别为9和3。
LQCHIGHMCS:
默认值:9
建议值:9
最高可以采用的MCS编码方式。建议取值9,即最高可以采用MCS-9编码方式。
PDCHPREEMPT(BSC Property)
默认值:0
建议值:1
该参数定义CS话务预清空on demand PDCH的方式。设置为0表示所有的on-demand PDCH均可以被CS预清空;设置为1表示仅非必要(non-essential)的 On-Demand PDCH会被CS预清空。
设置为1可以保留携带TAI消息的On-Demand PDCH不被CS预清空,TBF仅会被Downgrade,而不至于被中断,这样的设置可以在兼顾CS性能的前提下进行有限度的PS业务。
TBFDLLIMIT/TBFULLIMIT:
默认值:2
建议值:1
每个PDCH上,同时承载的TBF数目最大值,注意:这只是触发分配on-demand PDCH的条件,而且不同类型TBF分别计算。建议取值为1,仅可能保证用户独享PDCH信道资源,提高业务速率。
TN7BCCH
默认值:GPRS
建议值:EGPRS
该参数表明在BCCH载频的TN7时隙上,是否配置为EDGE信道,建议取值为EGPRS,以增加小区的EDGE信道数目。
NUMREQEGPRSBPC和NUMREQCS3CS4BPC
这两个参数标识小区所配置的EDGE信道数(EPDCH)和CS3/CS4信道数(GPDCH)。根据目前爱立信系统PDCH分配的机制,是按照EPDCH-GPDCH-BPDCH的优先级顺序来分配数据业务信道的,并且,EPDCH、GPDCH和BPDCH是向下兼容、向上不兼容。因此,建议小区在配置PDCH时隙时,尽可能多配置EPDCH信道资源,建议NUMREQEGPRSBPC=8,NUMREQCS3CS4BPC=0。
(七).EDGE业务的CQT测试(含和CDMA 1x的性能对比测试)和DT测试
(1)CQT测试
为了比较不同的基站设备对EDGE业务速率的影响,我们选择了各种不同类型的基站进行了EDGE的定点业务测试,包括RBS2202宏蜂窝设备,RBS2206宏蜂窝设备以及RBS2308微蜂窝设备,并且对白天话务忙时和深夜话务闲时进行了比较,如下表所示:
时间
小区
RLC Throughput DL (kbit/s)
RLC Throughput UL (kbit/s)
单时隙下载速率
单时隙上载速率
8PSK使用率
C/I平均值
基站类型
24-Oct
4409A
167
100%
2308M
3-Nov
4409A
191
100%
2308M
26-Oct
41051b
111
100%
RBS2206
3-Nov
41051b
148
100%
RBS2206
26-Oct
4411A
187
100%
RBS2202+S
3-Nov
4802B
182
79
98%
RBS2202+S
26-Oct
4405A
165
98%
RBS2202+M
26-Oct
4404A
178
99%
RBS2202+M
平均
10/31/2006(night)
4163B
198
72
36
100%
RBS2202+S
10/31/2006(night)
473a
187
100%
RBS2202+S
10/31/2006(night)
491C
195
89
FALSE
100%
RBS2202+S
平均
从以上数据表中可以得出结论:
平均定点测试的下载速率大于150kbit/s,晚间话务闲时的下载速率可达190kbit/s。对于支持EDGE功能的不同基站类型,均可以很好地支持EDGE,没有发现明显的速率差异。
(2)和CDMA 1X的对比测试
为了了解EDGE和竞争对手联通CDMA1x的性能比较情况,我们对两者进行了CQT对比测试。
测试方法:利用EGPRS终端+笔记本电脑的方式,从指定服务器下载3M /上传1M字节的文件,通过软件记录IP 层的下载的时长和平均下载速率,通过软件DU Meter记录下载的峰值速率。 (N6230上下载使用1M/3M文件,CDMA 1X上下传使用1M/3M文件)
网络参数: FPDCH=6,NUMREQEGPRSBPC=8,TBFDLLIMIT=2,TBFULLIMIT=2
无线环境: C/I值 20~23 db,Rxlev值-57~-68dBm
测试结果: 4时隙 EGPRS终端平均下载速率在150kbps以上,最好的FTP平均速率达到200kbps,是同样无线环境下是普通3时隙GPRS终端的585%-745%(普通3时隙GPRS终端只有33kbps)。是信号良好(满格信号)的CDMA 1X下载速率的150-190%。
而对于上载性能,2时隙的EDGE手机上载速率大部分可以达到75kbps,低的也可到60kbps。是普通1时隙GPRS终端的673-745%,是CDMA 1X的117-208%。下表是夜间和白天测试的结果的汇总。
测试小区:4409A
从现网的对比测试可以看出,EDGE相对于CDMA 1X,具有明显的速率优势。
DT路测
相比定点测试,EDGE的路测速率要低很多,因为:
由于EGPRS对无线链路的质量很敏感,高速编码方式(MSC6-9)的实现是建立在良好的无线干扰水平上。路测的无线环境比较复杂,C/I较差。
路测有频繁的小区重选,单次小区重选可导致5秒种左右的停传,以及开始传送时的低速率。
宏蜂窝小区话务繁忙,容易出现多用户共享一个信道的情况,影响速率。
无锡市区目前仍有10%左右的小区未开启EDGE,只能使用GPRS进行下载。这也影响到整体路测下载速率。
从优化前和优化后期的对比结果来看,DT总体结果还是有一定提高。
平均速率和单时隙速率都有提高。本次DT测试都是基于白天忙时的测试结果。
路测线路
RLC Throughput DL (kbit/sec)
小区重选次数
小区重选平均间隔(s)
RLC Thr/TS (kbit/sec)
BLER_DL (%)
测试时间(s)
RA次数
GPRS无覆盖次数
掉线次数
1026_dt
4
2
0
0
1025_dt2
9
4
0
0
1024_dt2
9
3
0
0
1025_dt3
12
1
0
0
平均
0
0
1103_10
16
0
0
0
1103_09
12
1
0
0
1103_01
10
0
0
0
1107_dt1
15
0
0
0
1107_dt3
17
0
0
0
平均
0
0
(4)几款EDGE数据卡的比较测试
为配合集团数据部在本地区进行推广使用EDGE业务,我公司已先后购买三款不同厂商的EDGE卡,分别是:比利时Option Wireless Technology公司生产的GLOBE TROTTER edge卡(双电公司代理),SONY ERICSSON公司生产的GC85 WIRELESS MANAGER EDGE卡以及由SIREEA WIRELESS公司生产的AIRCARD 775 edge卡。日前,我们对这三款EDGE卡的基本性能进行了对比测试,测试结果如下:
三款EDGE卡在业务速率上的比较(以FTP应用为例进行测试)
SONY ERICSSON GC85 WIRELESS MANAGER EDGE卡测试情况:
测试地点:无锡师范学校,
占用小区:4192B
GPRS信道占用情况:4个EDGE信道
FTP下载过程中下载速率稳定,FTP下载平均速率为。
SIERRA WIRELESS AIRCARD 775 EDGE卡测试情况:
测试地点:无锡师范学校,占用小区:4192B
GPRS信道占用情况:4个EDGE信道
FTP下载过程中下载速率稳定,平均速率为。
GLOBE TROTTER edge卡测试情况:
测试地点:无锡移动通信公司办公大楼,
占用小区:4408A
GPRS信道占用情况:3个EDGE信道
平均下载速率为196kbps。
从以上测试结果来看,三款EDGE卡的FTP下载速率均达200kbps左右,相比较目前联通的CDMA 1X技术,EDGE技术在数据业务速率上具有相当的优势。
三款EDGE卡其他方面的比较
相关性能和参数
GLOBETROTTER:
四频段EDGE/GPRS/WLAN 多功能无线网卡 GSM850, EGSM 900, DCS 1800, PCS 1900,融合了EDGE, GPRS, 和 WLAN 3种无线技术。 在EDGE网络覆盖区域内,GlobeTrotter COMBO EDGE 可以为我们提供最高达 kbps的无线链接速度.
GPRS/EGPRS Multislot Class 10 (4 slots Rx, 2 slots Tx, 5 max active) GRPS/EGPRS Class B Type 1 MT GPRS CS1-CS4; EGPRS MCS1-MCS9
Aircard 775:
除了具有Internet网页浏览、电子邮件收发(可以和OUTLOOK集成)、SMS短信息服务(支持短信息群发)等一般功能外,还具有语音通讯功能、自动切换到WiFi(要求电脑带有WiFi模块)功能、超高温自动保护功能、电话簿管理功能和传真功能。 采用的四频设计 (850/900/1800/1900 MHz), 更可让行动用户在EDGE、GSM和GPRS网络上进行全球漫游。
GC 85:
支GSM频带:GSM900(2W)/1800(1W)/1900(1W)
EDGE: Class 10(4+2)Power Class E2(MCS 1-9)
EDGE Max Downlink:, Max Uplink:
GPRS:Class 10(4+2),CS 1-4)/GPRS Max Downlink:,Max Uplink:
(八). 影响EDGE业务推广发展的设备因素分析及建议
在EDGE开通和网络优化过程中,发现以下一些网络设备因素将会对EDGE业务的发展形成制约:
目前D网基站EDGE载频较少,大部分D网小区未开通EDGE功能,而目前网络是双频网,且D网LAYER优先级比G网高,当用户占用D网信号时,将会影响EDGE业务的使用。
目前无锡有50%的室内微蜂窝为RBS2302,该设备不支持EDGE功能,需换型为RBS2308设备才可支持EDGE功能。
EDGE目标用户发现比较困难。BSC统计中,可得到GPRS和EDGE流量比例,及EDGE模式和普通GPRS模式TBF比例(可近似看做EDGE终端的比例),但是还不能发现明确的EDGE用户。目前只能通过Gb接口信令测试的方式通过信令解码相关字段来获得EDGE终端情况。
EDGE终端区分:无法区分EDGE终端类型:数据卡还是手机终端。
EDGE测试仪表匮乏,包括DT/CQT测试仪表、测试终端和Gb接口信令分析仪表
针对上述情况,提出以下一些建议:
1.由于目前D网开通EDGE功能受到设备的限制,如果要在网络侧设置G网优先级的话,势必影响到G/D网话务分担情况,因此建议在终端侧进行修改。对于EDGE数据卡,建议产品中可提供频段选择功能和界面,即在使用数据业务时,可选择900M频段,还是选择自动双频。
2.为使用户了解使用的是GPRS还是EDGE模式,数据业务卡应有业务模式信息的显示。
3.对EDGE用户的发现,建议爱立信SGSN产品增加新功能,即在收到ATTACH信令,RA UPDATE信令后,可根据终端上报能力,在SGSN的用户信息记录中增加EDGE是否支持的信息,以便维护人员在SGSN中方便地获得目标用户信息。
4.由于GPRS/EDGE业务和话音业务共享无线信道资源,随着今后EDGE业务的大规模推广,将会占用更多的无线资源,因此建议网络规划时,对大规模开通EDGE数据业务的地区和其他普通地区区别对待。
三、结论及建议
通过本次EDGE网络专项优化工作,对EDGE网络的维护和优化进行了研究,开展了一些探索性的工作,从对EDGE网络业务模型调研,到EDGE业务相关KPI指标研究和分析,以及CQT/DT测试,EDGE业务相关参数设置,EDGE网络资源配置等,对EDGE网络进行了多方面的研究和优化,并取得了阶段性成果和经验。
Sheet1
EGPRS典型速率(kbps) 普通GPRS典型速率(kbps) 相对普通GPRS的比例 CDMA 1X典型速率(kbps) 相对CDMA 1X的比例
夜间无话务 下载 193 33 126
上载 74 11 81
白天忙时 下载 173 31 83
上载 79 60
Sheet2
Sheet3