福建移动EGPRS资源配置优化分析

[摘要] 中国移动egprs网络投入商用后，业务发展迅猛，承载无线数据业务的GPRS网络出现了较严重的容量受限情况。为了保证EGPRS网络的性能，必须配置足够的网络资源。该文针对影响EGPRS网络性能的无线时隙配置、EDAP、PCU、Gb Link等相关资源进行优化，并分析了造成EGPRS传输速率较低的原因。

[关键词] EGPRS CDED CDEF EDAP PCU

1 前言

新一代移动网络的规模商用即将到来，就业务形态而言，重心也在逐步从语音业务向移动数据业务偏移，以数据业务为重点开展网络优化项目势在必行。而要充分发挥EGPRS的性能，使用户在使用无线数据业务时有明显的改善，最首先要做的就是保证网络的资源不要成为一个瓶颈。这就需要解决小区EGPRS信道资源拥塞、Abis链路的EDAP池资源不足、PCU的容量配置不合理、Gb链路带宽配置不合理等问题。只要网络中存在一处瓶颈，在用户使用无线数据业务的过程中，传输速率就不能接近理论设计水平，就会造成网络资源闲置并影响客户感知。针对我省沿海地区大多采用了诺西的无线设备，包括BSC和BTS，本文提出了EGPRS资源配置优化的一些建议。

2 现网中使用EGPRS业务传输速率不高的原因分析

在现网中，开通了EGPRS功能，而传输速率出现比较低的情况下，可能有以下的原因：

首先，网络中使用GPRS业务的用户较多，GPRS用户与EGPRS用户共同使用现网中的PDCH信道资源，这样，EGPRS终端捆绑Abis链路上EDAP池的时隙数也相应减少，所以EGPRS测试达不到较高的传输速率。如果该地区用户对EGPRS业务的需求很强烈，则需要考虑小区扩容或者在小区下划分区域，设立EGPRS独立使用的TRX来保证用户正常使用。

第二，需要考虑无线环境，EGPRS网络中的9种编方式对无线环境的要求各有不同，越高的MCS编码方式要求越强的C/I，同样，越低的MCS编码方式抵抗干扰的能力越强。高C/I的无线环境在已完成室内覆盖系统的建筑物内较容易实现，这也是室内可以有效吸收无线数据业务量的原因。

第三，需要检查EGPRS网络中的瓶颈，逐步检查是否存在小区GPRS信道资源拥塞、Abis链路中的EDAP池资源不足、PCU的容量配置不合理、Gb链路带宽配置不合理等问题，只要网络中存在一处瓶颈，在用户的使用过程中，传输速率就达不到理论设计水平。

此外，小区的频繁重选、服务小区信号弱、小区覆盖不合理等也会造成数据业务的传输速率偏低。下一步将针对中国移动诺西设备资源进行优化分析。

3 现网EGPRS业务优化的解决思路

3.1 无线时隙资源优化

无线接口是GPRS系统中一个重要的接口，其性能的好坏将直接影响到系统的数据传输速率。PDCH域过小时，数据传输速率将降低，同时会增加额外的PDCH升级域申请，PDCH过大，会增加PCU的信道负荷，可能造成因为虚假的资源负荷而带来的PCU和无线信道拥塞，同时可能引起话音业务的拥塞。

在小区级别分析造成PDCH分配失败的原因时，如果有语音拥塞状况发生，基本可断定GSM话务量高，造成GPRS使用的资源不足引起PDCH分配失败，这样就应该尽力解决GSM语音拥塞状况，可以通过扩容、新建站点或小区负荷分担等来减少小区的负荷。

而对于话音业务不是很高的小区则可以通过调整CDED、CDEF解决。支持数据业务的时隙分为三类，这与目前GPRS时隙分类相同：第一类，是数据业务专用信道（通过CDED参数设置）；第二类，是数据业务缺省信道（通过CDEF参数来设置），当数据业务空闲不需占用该类信道，而同时话音业务需要额外信道时，系统通过“降级”操作，可以使该信道被话音占用；第三类，是话音业务优先占用的附加信道。

目前CDED、CDEF的设置可以使用中国移动总部开发的数据信道配置软件，此软件是以坎贝尔算法为基础的一个配置工具。在日常的网络优化中，CDEF的设置还可以根据多天多时段的统计指标ava_16a（平均PS域的时隙数）来进行优化。通过优化平均PS域的时隙数，对于平均PS域的时隙数大于现网CDEF设置时隙数的情况，可以减少不必要的(E)GPRS Upgrade，对于平均PS域的时隙数小于现网CDEF设置时隙数的情况，在话音业务需求比较大的时候，可以减少不必要的(E)GPRS Downgrade。

3.2 Abis传输资源EDAP优化

EGPRS在空中接口采用新的编码与调制技术，使传输速率得以提高，但是在Abis接口的E1传输连接线上，仍然按照GSM规范要求，每个TRX占用E1中的2个64 kbit/s时隙，每个TRX无线信道占用16 kbit/s的带宽，这时，在空中接口达到的高速率如MCS-9的59.2 kbit/s需要在Abis接口上增加部分时隙来承载，在E1链路上设立部分时隙构成1个EDAP（扩展动态分配池），如下图所示。

引入EGPRS后，MCS-9对应的速率可达到59.2kbps，大约是CS-2速率（13.4kbps）的4倍。在使用MCS-9编码方式时，理论上，1个MCS-9空口SLOT对应1个Abis口上的5个E1 sub-TSL；1个EGPRS TRX需要对应40个sub-TSL（10个E1 64 kbit/s TSL），对传输需求很高。所以需要使用slave channel（EDAP）来和Master Channel共同完成Abis口上的数据传输，EDAP有效地利用EGPRS时隙调制编码方式动态自适应的特点，在Abis传输资源方面也采用了动态的共享解决方案，最大限度上节省了传输资源。同时，它充分利用不同小区无线时隙占用情况的差异实现多小区之间的共享，来进一步获取EDAP多小区共享的共享增益。这一点对于数据业务在时间上的非并发性，以及数据业务QoS中实时性要求不高的特点是非常适用的。在EGPRS网络中无线口的信道编码方式并不是简单地由无线信道C/I来决定，还要由EDAP资源以及PCU资源等多种因素共同来决定，这也就使得网络变得更加复杂。为了减少因为EDAP资源受限而导致的无线信道编码方式上不去的问题以及防止垃圾EDAP占用宝贵的PCU资源问题，在EGPRS网络优化过程中需要对EDAP进行优化调整，以更好地提升EGPRS数据网络性能。

判断EDAP拥塞的指标有dap_7a、c76006、c76007、c76008 等。一般地，当dap_7a150 min/GByte时，则是比较差的情况。一般如果对整个网络的EDAP做比较大规模的优化调整之后，由于PCU下的EDAP资源发生了改变，则需要对PCU的资源负荷相应地进行检查调整。

3.3 PCU资源优化

PCU是数据业务网络在BSC侧最重要的公共资源，它的负荷情况和所控制的小区分布情况将直接影响到终端用户的时隙资源占用、EGPRS编码方式、数据业务的移动性能情况。所以需要对PCU进行合理的规划和优化调整。现网NOKIA的BSC硬件设备分为2i、3i两个系列版本，在两个系列中PCU的容量配置有较大区别。在2i系列BSC中，PCU的容量为：支持128个PDCH时隙，包括Default GPRS PDCH+Default EGPRS PDCH+EDAP，建议PCU下配置的PDCH时隙不超过70%。在3i系列BSC中，PCU的容量为：支持256个PDCH时隙，包括Default GPRS PDCH+Default EGPRS PDCH+EDAP，建议PCU下配置的PDCH时隙不超过70%。下表为各PCU的容量限制。

在优化的时候需要考虑PCU的最大容量，包括每个BSC下统计出来的RTSL、Abis channel、BTS（开通（E）GPRS的小区）、segment、GTRX＝Y的TRX数及EDAP个数，用以上各项除以PCU的各个容量指标，得出各项的PCU负荷，整体负荷过高的需要增加PCU，局部负荷过高的可以通过调整PCU的下挂小区进行负荷均衡。

优化PCU同时需要考虑基站的地理位置，这主要是考虑到小区进行小区重选时数据的传输机制。在小区进行重选时，MS会停止接收当前小区的下行RLC块，转到另一小区的频点，旧的小区的数据处于排队状态，MS则在新的小区上建立上行TBF，如果新小区的BVCI和旧小区的BVCI属于同一个NSEI，则旧的BVCI的排队数据会传递给新小区的BVCI，而在跨PCU小区重选的条件下下，旧的BVCI的排队数据会被丢弃，MS在新的小区上，先收到传递过来的排队数据，而后继续接收后续数据，因而如果过于频繁地进行跨PCU的小区重选，则会造成过多的重选时的数据重传，降低了传送速率。所以在分配PCU下挂基站时，应该尽量使相邻的基站在同一个PCU下。

3.4 Gb资源优化

Gb的负荷分析、带宽配置是一个非常重要的优化工作，合理的Gb负荷、容量配置以及正常的工作状态是保证稳定的GPRS网络性能的前提。

在EGPRS手机下行使用4时隙的情况下，如果无线环境较好，用户可以使用MCS-9编码方式，单用户理论可以达到的速度为59.2 kbit/s×4＝236.8 kbit/s；所以单用户基本已经占据了256kbps的Gb link带宽，如果在同一个PCU下有超过2个用户同时使用EGPRS无线数据网络，则会因Gb带宽受限而导致所有终端用户的速率下降，直接影响用户感知。另外，从效益上来讲，如果Gb带宽受限也会导致数据吞吐量受限，并导致无线网络建设中投资最大的基站资源的有效利用率下降。为了确保EGPRS网络性能良好，合理的Gb Link负荷，容量配置的检查分析，以及正常的工作状态是非常的重要。当Gb Link的负荷过高时，将会影响到终端用户的下载速率，尤其是在峰值时刻，因此必须对高负荷的Gb Link进行扩容以保证GPRS网络性能的稳定性。

对于GB的带宽负荷，有如下建议：

① 对于NSVC的设计带宽为64kbps的Gb流量的Load为不超过30％；

② 对于NSVC的设计带宽为128kbps的Gb流量的Load为不超过45％；

③ 对于NSVC的设计带宽为192kbps的Gb流量的Load为不超过55％；

④ 对于NSVC的设计带宽为256kbps的Gb流量的Load为不超过70％；

⑤ 对于NSVC的设计带宽为320kbps的Gb流量的Load为不超过85％。

在优化时对Gb负荷较高的PCU的Gb带宽及时进行扩容，对于下挂有EGPRS小区的PCU的Gb带宽至少开通320kbps，避免一旦有EGPRS用户共享Gb资源时带来终端用户的速率下降。

4 结语

由于EGPRS数据业务与GSM语音业务共享无线频谱资源，随着用户数的持续增加和移动资费的不断下调，网络容纳的话务量会持续升高，对部分热点地区来说，语音的拥塞程度已经非常严重，分配给EGPRS业务的资源严重不足。另外，在设计EGPRS时，确立了语音优先的原则，这样对于本来就严重不足的EGPRS资源来说，还要面对随时被GSM语音业务抢占信道资源的问题。引入EGPRS技术后，使用同样的无线频谱资源，在同样的资源下，EGPRS可以支持相当于3倍的GPRS传输速率，可以有效地缓解热点地区严重的GPRS拥塞问题，但是同时也增加了PCU、Abis等的资源需求，只有保证了各个环节的资源足够，才能发挥出EGPRS的高传输速率的优势。

参考文献：

[1] R.J.(Bud)Bates. 通用分组无线业务（GPRS）技术与应用[M]. 北京:人民邮电出版社, 2004.

[2] NOKIA相关技术文档.