数据业务对公共信道资源的影响

2011-09-02李新平

移动通信 2011年10期

[摘要]在一些数据业务热点区域，数据业务造成了语音业务对公共信道资源的占用受到挤压。对此，文章从数据／语音业务公共信道占比出发，分析了数据业务对公共信道的影响，阐述了如何通过修改网络部分参数，优化信道资源配置，同时满足语音和数据业务的需要。

[关键词]数据业务语音业务公共信道READY TIMERBF延时释放参数

1引言

随着数据业务的高速发展，数据业务流量和等效话务量在不断上涨，其对公共信道的占比也呈上涨的趋势。在资源有限的情况下，语音业务对公共信道的占比在降低。特别是一些数据业务热点区域，由于数据业务流量的大幅上涨，已造成语音业务对公共信道资源的占用受到不同程度的挤压，影响了语音业务的质量。

本文通过对某省会城市的数据业务对公共信道资源的影响进行分析，提出适合该市网络的参数设置建议，总结现阶段降低数据业务对公共信道影响的主要措施。

2数据／语音业务公共信道占比分析

2.1分析方法

公共信道CCCH分为PCH和AGCH，分别用于传送寻呼消息和立即指配消息。由于一次寻呼(TMSI)、二次寻呼(IMSI)以及立即指配占用的CCCH块各不相同，本文将采用归一化的分析方法，具体如下：

(1)CS寻呼95％为一次寻呼、5％为二次寻呼，PS寻呼全部为一次寻呼，CS／PS寻呼删除纳入一次寻呼计算。一次寻呼占用1／4个CCCH块，二次寻呼占用1／2个CCCH块。

(2)CS立即指配、CS立即指配删除、PS立即指配、PS立即指配删除均按占用1个CCCH块计算。

(3)以一次寻呼次数为基准，二次寻呼按乘2折算，立即指配和立即指配拒绝按乘4折算，最终评估数据业务、语音业务对公共信道资源占比。

2.2重点区域情况

某市数据业务重点区域主要集中在商业区、商务区、居民区和高校区等区域。表1为各重点区域数据业务等效话务量占比和数据业务公共信道占比情况(数据取自2010年12月2日18：D0～19：00，下同)：

由表1可知，重点各区域数据业务公共信道占比均高于数据业务等效话务量占比(商务区除外，商务区数据用户类型与其他区域类型不同)。这说明随着数据业务的发展，同等话务量的数据业务将比语音业务消耗更多的公共信道资源。重点区域语音、数据公共信道占比情况如图1所示：

图1中，商业区柳巷的数据业务对公共信道占比为40.25％，略低于全网平均42.92％；居民区迎新街的数据业务对公共信道占比为51.90％，高校区某高校的数据业务对公共信道的占比为57.75％，远高于全网平均水平。商务区国贸的数据业务对公共信道占比为30.10％，远低于该区域的语音业务对公共信道的占比，这主要是因为该区域为语音、数据双忙区域(数据业务类型不同于其他重点区域)，语音业务占主导地位。

3数据业务对公共信道的影响

如前所述，公共信道CCCH主要分为PCH信道和AGCH信道，PCH信道用于传输寻呼消息，AGCH信道用于传输立即指配消息。由于立即指配消息只会在目标小区发送，寻呼消息会在LAC范围内的所有小区发送，所以减少寻呼消息会降低LAC内所有小区的CCCH负荷，而增加立即指配消息只会增加某一个小区的CCCH负荷。

数据业务的高速发展，不可避免会大量消耗公共信道资源，严重时会导致公共信道资源不足，引发寻呼删除和立即指配删除。此外，由于寻呼消息是在整个LAC区内发送的，LAC下各小区公共信道中PCH配置数目决定了整个LAC区最大寻呼承载能力。在保证现有网络质量不下降的前提下，数据业务高速发展对公共信道资源的需求，必然导致LAC区的收缩；而LAC区的收缩会造成位置更新次数增多，影响接通率。

某市全网公共信道占用情况分布如图2：

从图2可以看出，数据业务对AGCH占比大概是语音业务对AGCH占比的10倍，数据业务对公共信道资源的消耗已经超过语音业务对公共信道资源的消耗。下面主要从PCH占比、AGCH占比、公共信道删除等方面分析数据业务对公共信道的影响。

3.1重点区域数据业务PCH占比分析

图3中，整体上看，各重点区域数据业务PCH占比都在30％左右，高校区数据业务PCH占比最高，达38.11％。PS域很大一部分消息不需要通过寻呼消息下发。数据业务用户从READY状态进入到STANDBY状态后，如果网络侧有数据下发，会产生PS寻呼消息；而在READY状态下，网络侧有数据下发，直接下发IA消息，不会产生PS寻呼消息。延长数据业务用户的READY状态时长，可以减少PS寻呼消息的发送次数。

3.2重点区域数据业务AGCH占比分析

图4数据显示，目前各重点区域及全网平均数据业务AGCH占比均在80％以上，远高于语音业务对AGCH的占比。在高校区、商业区、居民区等数据业务占比较高的区域，数据业务对AGCH的占用更为明显。

研究发现，当DLDELAY／ULDELAY超时后再发起数据业务请求，会产生PS立即指配消息。因此，调大DLDELAY／ULDELAY，延长数据业务释放PDCH信道的时间，可减少PS立即指配消息的发送次数，负面影响为TCH拥塞率上升，从而半速率比例上升。

3.3全网公共信道删除分析

AGCH与PCH是共用公共信道资源的，这样AG消息与PAGING消息之间存在一种争抢机制。通常情况下，在公共信道中会保留AGCH块，目前全网AG保留块为2。在PCH空闲的情况下，允许AG消息占用PCH发送。AG消息和PAGING消息在发送到空口之前都会排队，如果空口资源充足，都可以顺畅发送；如果空口资源不足，就会造成AG消息和PAGING消息的丢弃，影响用户感知。

NSN设备在PCH有空闲的情况下，当出现AGCH信道不足时，允许AG消息占用PCH发送，此时AGCH具有高优先级。但需要指出的是，MOTO设备在PCH没有空闲的情况下，PCH具有高优先级，此时即使出现AGCH信道不足，也不会出现AGCH抢占PCH的情况，所以现网中摩托系统公共信道删除主要为AGCH删除。NSN设备在空口资源紧张的时候，AGCH甚至可以抢占PCH资源，导致PAGING消息删除。AG负荷高将制约小区的最大发送PAGING消息的量，或者说与低AG负荷的小区相比，更容易出现寻呼删除(现网中诺西系统公共信道删除主要表现为PCH删除)。图5所示为公共信道占用次数与公共信道删除次数的对比：

从图5可以看出，公共信道删除次数(PCH删除+AGCH删除)随着公共信道占用次数的增加而增加，当公共信道占用次数超过30万时，公共信道删次数出现明显增加。

4数据业务相关参数分析及修改验证

4.1核心网READY TIMER参数

调整SGSN的READY TIMER值将改变MS在READY状态下的时间，而MS在READY状态下的时间长短将影响PS域的寻呼和立即指配次数。READY TIMER设置对公共信道资源负荷的影响如下：随着Ready state timer数值的增加，PS域寻呼下降幅度很大；同时PS域的立即指配次数由减少逐步变为增长，但增长幅度不大；总体而言，每ERL的CCCH负荷由最初的增长逐步变为下降，下降幅度比较明显。

4.2上行TBF延时释放参数

增加上行TBF延时释放参数值，将减少上行TBF建立次数，缓解对CCCH资源的占用，但对空口资源的占用会相应增加。同时，PS域每ERL立即指配次数下降幅度变化明显，每ERL的CCCH负荷下降幅度也在增加。

因此随着该参数值的逐渐加大，对CCCH资源的改善幅度逐渐增加，PS域在CCCH资源中的占比逐渐减小；上行TBF复用度随之增加，且参数设置越大TBF平均复用度上升越明显。

4.3下行TBF延时释放参数

增加下行TBF延时释放参数值，将减少下行TBF建立次数，缓解对CCCH资源的占用，但对空口资源的占用也会相应增加。同时，PS域每ERL立即指配次数下降幅度变化明显，每ERL的CCCH负荷下降幅度也在增加。

因此随着该参数值的逐渐加大，对CCCH资源的改善幅度逐渐增加；下行TBF复用度随之增加，且参数设置越大TBF平均复用度上升越明显。

5降低数据业务对公共信道影响的措施

5.1增加上、下行TBF延时释放的时间

研究发现，当上、下行TBF延时释放计时器超时后再发起数据业务请求，会产生PS立即指配消息。对于QQ等一些小流量数据业务，其产生的立即指配消息数量占比很大。因此，调大上、下行TBF延时释放参数值，延长数据业务释放PDCH信道的时间，可减少PS立即指配消息的发送次数，不过也会造成TBF复用度、TBF建立成功率等指标的恶化。

5.2增加SGSN中READY TIMER的时间

当数据业务用户从READY状态进入到STANDBY状态后，如果网络侧有数据下发，就需要寻呼用户，会产生PS域的寻呼消息。调整SGSN的READY TIMER值将改变MS在READY状态下的时间，而这一时间长短将影响PS域的寻呼和立即指配的次数。适当地调大READYTIMER(T3314)会引起小区更新的增加，加大立即指配消息的次数，但同时会减少PS寻呼数。因此只要T3314调整的目标值能使减少的PS寻呼数节省的CCCH资源大于小区更新增加立即指配消息占用的CCCH资源，就可以使正面效果大于负面影响。

综合考虑实验结果，READY TIMER值设置在220s左右时，对降低公共信道负荷效果最佳。

5.3开启CS域寻呼优先的策略

现网的立即指配消息发送优先级高于寻呼消息，即网络先发送CS／PS立即指配消息，再发送CS／PS寻呼消息。为了进一步提升CS用户的感知，在出现寻呼拥塞的情况下提高CS寻呼消息的发送优先权限，可引八cs寻呼优先补丁。

BSC通过监测BTS发送到统计中各个小区的寻呼丢弃的情况来发现哪些小区出现了寻呼丢弃的情况，并且分小区进行计数。虽然每5秒才调整一次PS接入的控制门限，但实际的控制动作是按照每100ms一次来进行的，这样可以有效避免PS业务突发造成的影响。

5.4开启双CCCH、开启POCCH

CCCH信道上行为RACH，下行分为PCH和AGCH，主要用于无线信道接入、寻呼消息下发和专用信道分配。CCCH信道可以配置在BCCH载波的0、2、4、6时隙上，遵循51帧的复帧结构。若采用单时隙配置，能够在大约O.2354秒周期内提供9个CCCH块；若采用多时隙配置，在大约0.2354秒周期内提供的CCCH块为9*N(N为配置时隙数)。BCCH／CCCH遵循的51帧复帧结构如图6所示。

针对数据业务高速发展引发公共信道资源日益不足的现状，如果用2个时隙配置CCCH，即开启双CCCH，可以使公共信道资源翻倍，达到降低公共信道负荷的目的。从某市现网情况看，摩托区域已开启了双CCCH，有效地降低了公共信道负荷；诺西区域暂未开启双CCCH，数据业务重点区域的寻呼删除及AGCH删除较为严重。建议某市公司督促厂家在全网开启双CCCH，降低公共信道负荷。

此外，为彻底解决数据业务对公共信道的影响，可考虑开启PBCCH／PCCCH，将数据业务和话音业务的控制信道资源彻底分开，其中上行可定义PRACH，下行可定义PBCCH、PAGCH、PPCH，各类信道的数目可由用户根据数据业务发展情况灵活定义。PBCCH／PCCCH遵循51帧的复帧结构，图7为典型配置情况下的帧结构示意图。