TD-SCDMA移动通信中并发业务优化浅析

谈国泉+邱桂星

【摘要】随着移动网络用户更多地使用数据业务，出现并发业务的概率越来越高。从并发业务处理机制入手，对并发业务流程进行详细分析，找出异常事件出现的原因，并对主要问题提出了优化解决方案。

【关键词】并发业务优化激活时间权重

中图分类号：TN929.533文献标识码：B文章编号：1006-1010(2014)-08-0018-04

Optimization Analysis of Concurrent Services in TD-SCDMA Mobile Communications

TAN Guo-quan, QIU Gui-xing

(China Mobile Group Zhejiang Co., Ltd., Huzhou Branch, Huzhou 313000, China)

[Abstract] With the increasing demand for data services of mobile network users, the frequency of concurrent services occurring is becoming higher and higher. Started with the handling mechanism of concurrent services, the process of concurrent services is analyzed in detail and the reasons of abnormal events are discovered. Besides, the optimization solutions are proposed for the main problems.

[Key words]concurrent servicesoptimizationactivation timeweight

1 引言

并发业务是指手机同时建立多个RAB（Radio Access Bearer，无线接入承载）进行CS和PS业务。由于并发业务流程在3GPP协议中并未明确规范，各主设备厂家虽然有完整的并发业务流程算法，但因并发业务本身比单业务复杂，所以在处理上更容易出现异常事件。以湖州移动为例，现网CS业务有24.1%是并发业务，但并发业务出现CS接入失败次数占全网的60.5%，出现异常事件的概率是普通业务的5.8倍。客户感知体验为：在上网进行数据业务过程中，主叫打不出去或者被叫无法接通。

2 并发业务处理机制分析

2.1业界对于并发业务的两种处理机制

目前业界对于并发业务的处理机制分为两种：一种以华为、诺西为代表，PS+CS并发业务发起时，R4载波承载CS业务，并将原有的PS业务迁移至R4载波；另一种以中兴、大唐为代表，PS+CS并发业务发起时，H载波承载CS业务，原有PS业务继续承载于H载波。如图1所示：

图1业界对于TD-SCDMA系统并发业务的两种处理机制

上述两种机制的优缺点如下：

（1）并发业务承载于R4载波

优点：R4载波可用频点多，有开环及闭环功控机制，干扰小，主要考虑优先保证语音业务质量；

缺点：在建立过程中牵涉H承载到R4承载的切换，UE需要重新同步，可能存在失步风险。

（2）并发业务承载于H载波

优点：没有载波切换的过程，UE无需重新同步，失步风险相对较低；

缺点：语音业务承载于H载波后，由于H载波频点少、不进行功控、干扰大，导致语音业务感知较差。

下面将主要以华为设备为例展开分析。

2.2并发业务处理流程

并发业务主要存在以下三种形式：

（1）先发起PS业务，再发起CS业务；

（2）先发起CS业务，再发起PS业务；

（3）先发起PS业务，再发起一个PS业务。

由于后两种并发业务均在原有载波上建立，不牵涉载波迁移过程，因此业务建立成功率较高。根据现网数据统计，CS+PS并发以及PS+PS并发业务建立成功率均在99.5%以上。下面主要针对存在载波迁移过程的PS+CS并发业务形式进行分析。

PS+CS并发业务主要信令流程如下：

（1）终端发起PS业务，首先在无线侧取得上下行同步，建立RRC连接；

（2）UE通过Node B透传初始直传消息给CN，主要通知CN业务建立内容，并对UE进行鉴权，完成UE的NAS的UE标识；

（3）RNC透传CN的安全模式建立命令，双方完成安全模式控制；

（4）PS业务无线接入承载（RAB）建立完成，UE完成上下文PDP激活过程；

（5）由于之前PS业务已经建立起RRC连接，因此并发业务无需再进行RRC连接的过程，直接进行CS业务的RAB承载建立；

（6）UE收到RB Setup消息后，释放当前物理信道配置，按照接收消息内容建立新的物理信道配置，UTRAN应在新的物理信道上配置新的无线链路，并开始在新的无线链路上发送和接收[1]；

（7）CN通过RANAP Downlink Direct Transfer给UE发送回铃音，通过RANAP Uplink Direct Transfer Message发送Connect消息，UE通过RRC Downlink Direct Transfer Message进行Connect ACK[2]。

至此，并发业务建立过程结束。

2.3并发业务建立主要作用参数

Activation time定义了相关消息导致的操作或改变生效的帧号时间点，指示的是CFN（Connection Frame Number，连接帧号）的绝对值，其值在0到255之间。CFN作为L2层传输信道同步帧计时器，为RNC和Node B提供了一个公共帧参考[3]。

系统通过RB Setup消息来建立并发业务，RB Setup消息中有作为ACTIVE TIME的一个IE，主要用作RNC通过Node B通知UE，新的链路在什么时候激活。网络侧和UE在L1/L2通过CFN来标识同步时间，在RB Setup消息下发后，UE会发送RL RECFG COMMIT消息，确认在何时激活了新链路（CFN号）[4]。

激活时间如果配置太小，很容易出现RB SETUP FAILURE，根源是由于RB Setup消息所含信元较多，UE在老链路上还没有收完RB Setup全部数据，Node B已经到了CFN激活时间，则Node B激活新链路资源，剩余RB Setup包在新链路上发送，但是UE因为没有收全RB Setup包也不会使用新链路资源，所以造成RB SETUP FAILURE。

并发业务激活时间主要相关参数如表1所示：

表1并发业务激活时间主要相关参数

参数 设置值 单位/步长

3.4K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 ms

3.4K信令的并发业务权重 12 0.1

3.4K信令的2倍帧分权重 10 0.1

13.6K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 ms

13.6K信令的并发业务权重 12 0.1

13.6K信令的2倍帧分权重 10 0.1

信令的业务接入的激活时间缺省偏移值针对单业务接入的激活时间偏移，并发业务时，由于RB Setup消息所含信元比单业务时更大，加上UE需要进行重新同步，要更长的激活时间，需在单业务激活时间偏移的基础上乘上权重系数，如果小区开启帧分，需要在此基础上再乘上相应帧分业务的权重。以表1中设置举例，如果小区开启2倍帧分，信令走13.6K信令信道，那么该小区在进行并发业务时的激活时间为：100ms*1.2*1.0=120ms。

3 并发业务优化方法及效果

3.1现网问题分析

对全网并发业务的失败原因进行过滤，并发业务建立过程中因小区更新嵌套（RB CU OVERLAP BACK）导致建立失败的占比为55.75%，是并发业务CS建立失败的主要原因。

CS业务建立失败主要原因分布如表2所示：

表2CS业务建立失败主要原因分布

并发业务CS

失败原因 名称 失败次数 占比/%

DEL OLD CCB OLD CCB删除 18 2.47

IUB RL FAILURE IND 上行无链路同步失败 15 2.05

OTHER 其他 19 2.60

RB CU OVERLAP BACK 小区更新嵌套 407 55.75

RB WAIT UE RB CFG TIMEOUT 等待UE RB重配置超时 169 23.15

RLC FAILURE SRB RESET SRB复位 20 2.74

PS并发CS业务后，由于有业务建立在H载波上，并发CS业务需要迁移至R4载波，UE与R4载波同步失败，下行链路失步，UE发起小区更新；但此时RB Setup过程与小区更新过程嵌套，无法同时处理，RNC直接向核心网发起Iu Release Request请求，释放相关的用户资源。

小区更新是为了实现保持UE与网络侧的联系，或者是对无线链路的恢复、挽救措施，触发小区更新的原因如下：

（1）UE重新进入服务区；

（2）RLC发生不可恢复的错误；

（3）周期性小区更新；

（4）小区重选；

（5）无线链路失败；

（6）上行链路数据传输；

（7）响应寻呼[5]。

由于在并发业务过程中，需要更长的激活时间来完成业务的载波迁移和同步过程，因此需要调整并发业务的激活时间和权重设置，减少小区更新问题出现的概率，提高CS业务建立成功率。

3.2并发业务优化提升KPI指标

对现网小区进行激活时间及并发业务权重的调整，主要调整参数如表3所示：

表3并发业务优化主要调整参数

参数 原始值 调整值

3.4K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 140

3.4K信令的并发业务权重 12 18

3.4K信令的2倍帧分权重 10 12

13.6K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 140

13.6K信令的并发业务权重 12 18

13.6K信令的2倍帧分权重 10 12

优化后，CS RAB建立成功率由99.56%提升至99.80%，CS RAB建立失败次数由817降至65以下。具体如图2和图3所示：

图2并发业务参数优化后CS RAB建立成功率

图3并发业务参数优化后CS RAB建立失败次数

3.3并发业务优化提升用户感知

问题现象：用户投诉某酒店内使用TD网络打不通电话，通过信令跟踪工具发现该用户进行并发业务时（在使用PS业务的情况下拨打语音电话）确实存在语音电话打不通现象。

问题复现：使用商务终端进行CS/PS并发业务。进入“移动梦网”后拨打“10086”，模拟用户在上网的情况下拨打语音电话，共拨打10次，均没有成功。

信令表现为完成了PS RAB指配建立后并发CS RAB建立过程，之后出现小区更新，UE回复的“RAB ASSIGNMENT RESP”消息中携带原因值为“无线接口进程失败”的RAB指配建立失败消息，并发起了Iu口的链路释放，导致CS接入失败。与前文所描述的小区更新嵌套时的信令表现完全一致。

优化方法：将该小区信令的业务接入的激活时间缺省偏移值由100调整至140。修改后，采用商务终端在原小区下进行了并发业务的拨测，共进行了40次，均建立成功，用户投诉问题得到有效解决。

4 结语

随着智能终端的不断普及，PC互联网加速向移动终端迁移，移动数据业务流量呈现倍数增长，用户遇到并发业务的概率越来越高。本文基于并发业务处理机制，对异常事件出现的原因进行详细分析，并对主要问题提出优化解决方案，实施后网络指标和用户感知都得到了提升。

参考文献：

[1] 彭木根. TD-SCDMA移动通信系统[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006.

[2] 李冶文,郭宝. TD-SCDMA无线网络规划与优化[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.

[3] 王家帆,唐友喜. TD-SCDMA系统中Iub接口同步实现[A]. 2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C]. 2008.

[4] 3GPP TS 25.331. Technical Specification Group Radio Access Network; Radio Bear(RB) Protocol Specification[S].

[5] 黄贵微. TD-SCDMA终端小区更新过程研究[J]. 通信世界, 2007(11): 39-40.★

作者简介

谈国泉：工程师，工学硕士毕业于浙江工业大学，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司湖州分公司，主要从事移动通信网络规划与优化工作。

邱桂星：助理工程师，毕业于北京邮电大学，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司湖州分公司，主要从事移动通信网络规划与优化工作。

信令的业务接入的激活时间缺省偏移值针对单业务接入的激活时间偏移，并发业务时，由于RB Setup消息所含信元比单业务时更大，加上UE需要进行重新同步，要更长的激活时间，需在单业务激活时间偏移的基础上乘上权重系数，如果小区开启帧分，需要在此基础上再乘上相应帧分业务的权重。以表1中设置举例，如果小区开启2倍帧分，信令走13.6K信令信道，那么该小区在进行并发业务时的激活时间为：100ms*1.2*1.0=120ms。

3 并发业务优化方法及效果

3.1现网问题分析

对全网并发业务的失败原因进行过滤，并发业务建立过程中因小区更新嵌套（RB CU OVERLAP BACK）导致建立失败的占比为55.75%，是并发业务CS建立失败的主要原因。

CS业务建立失败主要原因分布如表2所示：

表2CS业务建立失败主要原因分布

并发业务CS

失败原因 名称 失败次数 占比/%

DEL OLD CCB OLD CCB删除 18 2.47

IUB RL FAILURE IND 上行无链路同步失败 15 2.05

OTHER 其他 19 2.60

RB CU OVERLAP BACK 小区更新嵌套 407 55.75

RB WAIT UE RB CFG TIMEOUT 等待UE RB重配置超时 169 23.15

RLC FAILURE SRB RESET SRB复位 20 2.74

PS并发CS业务后，由于有业务建立在H载波上，并发CS业务需要迁移至R4载波，UE与R4载波同步失败，下行链路失步，UE发起小区更新；但此时RB Setup过程与小区更新过程嵌套，无法同时处理，RNC直接向核心网发起Iu Release Request请求，释放相关的用户资源。

小区更新是为了实现保持UE与网络侧的联系，或者是对无线链路的恢复、挽救措施，触发小区更新的原因如下：

（1）UE重新进入服务区；

（2）RLC发生不可恢复的错误；

（3）周期性小区更新；

（4）小区重选；

（5）无线链路失败；

（6）上行链路数据传输；

（7）响应寻呼[5]。

由于在并发业务过程中，需要更长的激活时间来完成业务的载波迁移和同步过程，因此需要调整并发业务的激活时间和权重设置，减少小区更新问题出现的概率，提高CS业务建立成功率。

3.2并发业务优化提升KPI指标

对现网小区进行激活时间及并发业务权重的调整，主要调整参数如表3所示：

表3并发业务优化主要调整参数

参数 原始值 调整值

3.4K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 140

3.4K信令的并发业务权重 12 18

3.4K信令的2倍帧分权重 10 12

13.6K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 140

13.6K信令的并发业务权重 12 18

13.6K信令的2倍帧分权重 10 12

优化后，CS RAB建立成功率由99.56%提升至99.80%，CS RAB建立失败次数由817降至65以下。具体如图2和图3所示：

图2并发业务参数优化后CS RAB建立成功率

图3并发业务参数优化后CS RAB建立失败次数

3.3并发业务优化提升用户感知

问题现象：用户投诉某酒店内使用TD网络打不通电话，通过信令跟踪工具发现该用户进行并发业务时（在使用PS业务的情况下拨打语音电话）确实存在语音电话打不通现象。

问题复现：使用商务终端进行CS/PS并发业务。进入“移动梦网”后拨打“10086”，模拟用户在上网的情况下拨打语音电话，共拨打10次，均没有成功。

信令表现为完成了PS RAB指配建立后并发CS RAB建立过程，之后出现小区更新，UE回复的“RAB ASSIGNMENT RESP”消息中携带原因值为“无线接口进程失败”的RAB指配建立失败消息，并发起了Iu口的链路释放，导致CS接入失败。与前文所描述的小区更新嵌套时的信令表现完全一致。

优化方法：将该小区信令的业务接入的激活时间缺省偏移值由100调整至140。修改后，采用商务终端在原小区下进行了并发业务的拨测，共进行了40次，均建立成功，用户投诉问题得到有效解决。

4 结语

随着智能终端的不断普及，PC互联网加速向移动终端迁移，移动数据业务流量呈现倍数增长，用户遇到并发业务的概率越来越高。本文基于并发业务处理机制，对异常事件出现的原因进行详细分析，并对主要问题提出优化解决方案，实施后网络指标和用户感知都得到了提升。

参考文献：

[1] 彭木根. TD-SCDMA移动通信系统[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006.

[2] 李冶文,郭宝. TD-SCDMA无线网络规划与优化[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.

[3] 王家帆,唐友喜. TD-SCDMA系统中Iub接口同步实现[A]. 2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C]. 2008.

[4] 3GPP TS 25.331. Technical Specification Group Radio Access Network; Radio Bear(RB) Protocol Specification[S].

[5] 黄贵微. TD-SCDMA终端小区更新过程研究[J]. 通信世界, 2007(11): 39-40.★

作者简介

谈国泉：工程师，工学硕士毕业于浙江工业大学，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司湖州分公司，主要从事移动通信网络规划与优化工作。

邱桂星：助理工程师，毕业于北京邮电大学，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司湖州分公司，主要从事移动通信网络规划与优化工作。

信令的业务接入的激活时间缺省偏移值针对单业务接入的激活时间偏移，并发业务时，由于RB Setup消息所含信元比单业务时更大，加上UE需要进行重新同步，要更长的激活时间，需在单业务激活时间偏移的基础上乘上权重系数，如果小区开启帧分，需要在此基础上再乘上相应帧分业务的权重。以表1中设置举例，如果小区开启2倍帧分，信令走13.6K信令信道，那么该小区在进行并发业务时的激活时间为：100ms*1.2*1.0=120ms。

3 并发业务优化方法及效果

3.1现网问题分析

对全网并发业务的失败原因进行过滤，并发业务建立过程中因小区更新嵌套（RB CU OVERLAP BACK）导致建立失败的占比为55.75%，是并发业务CS建立失败的主要原因。

CS业务建立失败主要原因分布如表2所示：

表2CS业务建立失败主要原因分布

并发业务CS

失败原因 名称 失败次数 占比/%

DEL OLD CCB OLD CCB删除 18 2.47

IUB RL FAILURE IND 上行无链路同步失败 15 2.05

OTHER 其他 19 2.60

RB CU OVERLAP BACK 小区更新嵌套 407 55.75

RB WAIT UE RB CFG TIMEOUT 等待UE RB重配置超时 169 23.15

RLC FAILURE SRB RESET SRB复位 20 2.74

PS并发CS业务后，由于有业务建立在H载波上，并发CS业务需要迁移至R4载波，UE与R4载波同步失败，下行链路失步，UE发起小区更新；但此时RB Setup过程与小区更新过程嵌套，无法同时处理，RNC直接向核心网发起Iu Release Request请求，释放相关的用户资源。

小区更新是为了实现保持UE与网络侧的联系，或者是对无线链路的恢复、挽救措施，触发小区更新的原因如下：

（1）UE重新进入服务区；

（2）RLC发生不可恢复的错误；

（3）周期性小区更新；

（4）小区重选；

（5）无线链路失败；

（6）上行链路数据传输；

（7）响应寻呼[5]。

由于在并发业务过程中，需要更长的激活时间来完成业务的载波迁移和同步过程，因此需要调整并发业务的激活时间和权重设置，减少小区更新问题出现的概率，提高CS业务建立成功率。

3.2并发业务优化提升KPI指标

对现网小区进行激活时间及并发业务权重的调整，主要调整参数如表3所示：

表3并发业务优化主要调整参数

参数 原始值 调整值

3.4K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 140

3.4K信令的并发业务权重 12 18

3.4K信令的2倍帧分权重 10 12

13.6K信令的业务接入的

激活时间缺省偏移值 100 140

13.6K信令的并发业务权重 12 18

13.6K信令的2倍帧分权重 10 12

优化后，CS RAB建立成功率由99.56%提升至99.80%，CS RAB建立失败次数由817降至65以下。具体如图2和图3所示：

图2并发业务参数优化后CS RAB建立成功率

图3并发业务参数优化后CS RAB建立失败次数

3.3并发业务优化提升用户感知

问题现象：用户投诉某酒店内使用TD网络打不通电话，通过信令跟踪工具发现该用户进行并发业务时（在使用PS业务的情况下拨打语音电话）确实存在语音电话打不通现象。

问题复现：使用商务终端进行CS/PS并发业务。进入“移动梦网”后拨打“10086”，模拟用户在上网的情况下拨打语音电话，共拨打10次，均没有成功。

信令表现为完成了PS RAB指配建立后并发CS RAB建立过程，之后出现小区更新，UE回复的“RAB ASSIGNMENT RESP”消息中携带原因值为“无线接口进程失败”的RAB指配建立失败消息，并发起了Iu口的链路释放，导致CS接入失败。与前文所描述的小区更新嵌套时的信令表现完全一致。

优化方法：将该小区信令的业务接入的激活时间缺省偏移值由100调整至140。修改后，采用商务终端在原小区下进行了并发业务的拨测，共进行了40次，均建立成功，用户投诉问题得到有效解决。

4 结语

随着智能终端的不断普及，PC互联网加速向移动终端迁移，移动数据业务流量呈现倍数增长，用户遇到并发业务的概率越来越高。本文基于并发业务处理机制，对异常事件出现的原因进行详细分析，并对主要问题提出优化解决方案，实施后网络指标和用户感知都得到了提升。

参考文献：

[1] 彭木根. TD-SCDMA移动通信系统[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006.

[2] 李冶文,郭宝. TD-SCDMA无线网络规划与优化[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.

[3] 王家帆,唐友喜. TD-SCDMA系统中Iub接口同步实现[A]. 2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C]. 2008.

[4] 3GPP TS 25.331. Technical Specification Group Radio Access Network; Radio Bear(RB) Protocol Specification[S].

[5] 黄贵微. TD-SCDMA终端小区更新过程研究[J]. 通信世界, 2007(11): 39-40.★

作者简介

谈国泉：工程师，工学硕士毕业于浙江工业大学，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司湖州分公司，主要从事移动通信网络规划与优化工作。

邱桂星：助理工程师，毕业于北京邮电大学，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司湖州分公司，主要从事移动通信网络规划与优化工作。