东莞GPRS无线信道配置研究报告.docx
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东莞GPRS无线信道配置研究报告
东莞GPRS无线信道配置研究报告
东莞GPRS无线信道配置研究
摘要:
本报告对2003年4月17日至5月17日在东莞市进行的无线信道配置研究结果进行了描述。
此报告的目的是在对现有GPRS网络状态进行测试和分析得到具体的GPRS信道分配原则，进一步对无线信道作出合理的优化配置，从而提高无信信道资源的利用率。
本次研究项目使用的数据基于网络的统计和实地测试：
OSS的STS；Gb信令收集；TEMS定点测试；
致谢
在项目期间，我们得到了省公司领导和公司领导的大力协作与指导，在此表示诚挚的感谢。
1概述
1.1研究背景及目的
东莞GPRS试验网投入商用运行到现在已经有一年多了，随着GPRS大规模放号及GPRS手机渗透率的提高，GPRS数据流量不断不升。
由于GPRS是在原先GSM网络的基础上通过新增网络节点及系统软件升级实现的，在空中接口仍使用原来的GSM无线信道，因此引入了无线信道资源共享的问题。
随着GSM话音业务及GPRS业务的不断增长，无线信道资源越来越紧张，所以如何根据目前网络现状及对未来话务增长的预测来合理调配资源，提高设备利用率，是目前GSM及GPRS双网共存下急需解决的问题。
本次无线信道配置研究的目的在于通过对GPRS及GSM双网共存下存在各种问题的探讨研究，得出合理评估无线信道资源利用率的方法，以用来指导在目前及未来网络发展的情况下，对无线设备资源作出合理的配置。
1.2研究内容
本次研究主要从以下五个方面来进行：
（1）爱立信系统的GPRS信道分配原则
（2）GPRS信道负荷与服务质量的关系分析
（3）动态PDCH分配策略参数的研究
（4）静态PDCH配置的策略研究
（5）GPRS信道利用率评估方法
1.3东莞GPRS网络配置简介
（1）、典型的GPRS网络结构
图1-3-1：
典型的GPRS网络结构
与GSM网络结构相比较，GPRS网络新增了SGSN及GGSN两个网络节点。
为了支持分组交换，在BSC增加了用于作GPRS信道管理的PCU单元，BTS通过软件升级增加了CCU（CHANNELCONTROLUNIT）。
SGSN（servicegprssupportnode）：
即GPRS业务支持节点，处理面向BSC、MSC/VLR、HLR、SMS-G及通过IP骨干网连接的GGSN的各种接口协议，主要完成移动性管理、会话管理及计费功能，类似于GSM网中的MSC。
GGSN（gatewaygprssupportnode）：
即GPRS网关支持节点，处理面向SGSN及外部IP网络的接口协议，主要完成连接外部IP网络、IP安全认证、路由、会话管理、防火墙及边界网关等功能，类似于GSM网中的GMSC。
PCU（packetcontrolunit）：
分组控制单元，处理面向与SGSN连接的GB接口协议，主要进行PDCH信道分配及管理。
（2）东莞GPRS网络配置情况
目前东莞的GPRS网络配置如下：
MSC
BSC
PCU配置
SGSN
DGAMSC
DGABSC1
2RPP
1个
DGABSC2
2RPP
DGBMSC
DGBBSC1
2RPP
DGBBSC2
2RPP
DGCMSC
DGCBSC1
2RPP
DGDMSC
DGDBSC1
2RPP
DGDBSC2
2RPP
DGEMSC
DGEBSC1
2RPP
DGFMSC
DGFBSC1
2RPP
DGGMSC
DGGBSC1
2RPP
DGHMSC
DGHBSC1
2RPP
DGIMSC
DGIBSC1
3RPP
DGJMSC
DGJBSC1
2RPP
DGKMSC
DGKBSC1
2RPP
DGLMSC
DGLBSC1
2RPP
DGMMSC
DGMBSC1
2RPP
DGMBSC2
2RPP
DGNMSC
DGNBSC1
2RPP
DGOMSC
DGOBSC1
2RPP
DGOBSC2
2RPP
表1-3：
东莞GPRS网络配置表
如上表所示：
东莞目前配置15个MSC，总共有20个BSC，除了DGIBSC1配置3个RPP外，其余的BSC均配置2个RPP，每个RPP的容量是：
150个PDCH。
东莞只配置一个SGSN，SGSN总共配置20个GB接口连接到各个BSC。
SGSN通过Gn接口链路连接到深圳的GGSN接入骨干网。
（3）、GSM及GPRS话务概况
DGEBSC1是用来做动态PDCH信道分配策略研究的试验局，在此对这两个局的GSM及GPRS话务概况作一下简介。
图1-3-2东莞DGBSCE1一周24小时GSM话务分布情况（0512-0516）
从上图可以看出，GSM话务量的时间分布特性每天基本上是一致的，GSM成熟的话务模型呈现出很有规律的时间分布特性。
图1-3-3东莞DGBSCE1一周24小时GPRS话务分布情况（0512-0516）
从上图可以看出，目前GPRS话务分布随机性很强，不同时段内发送的RADIOBLOCK数相差很大，这充分说明了目前实际GPRS用户很少，GPRS的数据流量随着个别用户行为而改变的。
图1-3-4东莞忙时（10:
00-11:
00）SGSNGPRS登记用户数
图1-3-5东莞忙时（10：
00-1100）SGSNGPRSATTACH数
图1-3-5东莞（10：
00-1100）每用户忙时业务量
图1-3-5东莞（10：
00-1100）每用户忙时RAU次数
图1-3-6东莞（10：
00-1100）分配PDCH数与PDCH占用率
图1-3-6东莞（10：
00-1100）数据负荷与重传率
从以上图例可看出，目前东莞忙时登记用户数在34000左右，每用户忙时ATTACH数较少平均0.5次，忙时每用户平均RAU次数在3到4次，忙时平均分配PDCH数大约4000个，信道占用率为15%左右，数据负荷较低在0.6到0.9之间波动，下行重传率在0.2%左右，每用户忙时业务量范围大约在200-300RBC之间。
以上众多数据表明了东莞目前的GPRS话务模型处于不成熟阶段，目前的无线信道资源在全网的层面来看是相对充裕的，GPRS信道利用率不高。
2爱立信系统GPRS信道配置方法
2.1PDCH分配方案描述
爱立信系统可配置两种不同的PDCH：
静态PDCH及动态PDCH；
静态PDCH是只用于承载GPRS话务，不能用于承载话音业务，它是由指令RLGSC来定义。
在定义静态PDCH之后，靜态PDCH信道将固定占用PCU的GSL（GPRSSIGNALLINGLINK）设备。
由于静态PDCH不能承载话音业务，所以增加小区的静态PDCH将减少话音TCH信道的容量，在CS话务量升高时，会影响小区的GOS（服务等级）。
动态PDCH是在一定条件下由系统触发分配，当需要更多的PDCH用于承载PS业务时，系统会从CSD（CircuitSwitchDomain）里面分配空闲的TCH作为动态PDCH。
动态PDCH只是临时分配给GPRS用户使用，当没有TBF在上面传送时，它会返回PSD（PacketSwitchDomain），如果在一定的时间内没有传送数据，它将返回CSD。
TCH比动态PDCH有更高的优先级，当CS话务拥塞并且没有空闲的TCH用于分配给移动台时，系统会发送清空PDCH请求给PSD，如果PSD有空闲的动态PDCH，则将空闲的PDCH返回CSD；否则清空正在传送数据的动态PDCH释放出动态PDCH信道用于作TCH，这样将导致GPRS用户传输带宽的下降，直接影响用户的QOS指标。
爱立信的动态PDCH分配主要是由TBFDLLIMIT及TBFULLIMIT来触发。
在爱立信提供的文档中，TBFDLLIMIT及TBFULLIMIT的含义如下：
TBFDLLIMIT：
当一个PSET里面每个PDCH承载的下行TBF个数都达到TBFDLLIMIT时，系统就会触发新的PSET预留给下一个接入的手机使用。
TBFULLIMIT：
当一个PSET里面每个PDCH承载的上行TBF个数都达到TBFULLIMIT时，系统就会触发新的PSET预留给下一个接入的手机使用。
按以上所述，在理想情况下，当TBFDLLIMIT=2时，手机占用PSET的情况如下：
TBF
MS4
MS4
MS3
MS3
MS4
MS2
MS2
MS3
MS2
MS1
MS1
MS1
TBFDLLIMIT=2
TN4TN5TN6TN7
图2-1TBFDLLIMIT=2（3+1MULTISLOTMS）
如图2-1所示，当TBFDLLIMIT=2时，一个PSET的4个PDCH将由4个用户共享。
第四个手机接入时，由于PSET中每个PDCH上的TBF个数都到达了TBFDLLIMIT，于是系统将会触发新的PSET。
2.2动态PDCH分配方案试验
2、2、1测试目的
验证爱立信系统提供的动态PDCH分配方案，得到在现网的配置下动态PDCH的实际分配原则，为接下来开展的信道配置研究提供理论基础。
2、2、2测试环境
为了保证没有话音话务及其它GPRS手机接入，排除外界因素对测试结果造成影响，确保测试结果真正反映实际情况。
在东莞公司附属楼一楼封闭的机房开通一个RBS2302微蜂窝小区，该小区有配置两个载波，可用于承载话音业务及GPRS业务的信道数为13个，该小区配置频点为：
3（BCCHNO）、14（DCHNO）。
测试设备：
笔记本电脑（WINXP操作系统）及4部TEMSR520（3+1）手机
测试软件：
TEMSINVESTIGATION3.2.4
参数设置：
分两组测试组合：
（1）TBFDLLIMIT=1，TBFULLIMIT=1，PILTIMER=10，FPDCH=0；
（2）TBFDLLIMIT=2，TBFULLIMIT=2，PILTIMER=10，FPDCH=0；
BSC系统软件版本：
BSCR8ACA11
BTS软件版本：
B0531R0702
2、2、3测试步骤
（1）、设置TBFDLLIMIT=1，TBFULLIMIT=1
（2）、按顺序接入4部手机，观察PSET建立及PDCH占用情况
（3）、设置TBFDLLIMIT=2，TBFULLIMIT=2，重复步骤
（2）
2、2、4测试结果分析
（1）TBFDLLIMIT=1及TBFULLIMIT=1时的测试结果
接入手机数
TBFDLLIMIT=1
MS1
MS2
MS3
MS4
占用PSET编号
分配的PSET数
1
ARFCN
3
1
1
TIMESLOT
5,6,7
2
ARFCN
3
3
1
2
TIMESLOT
4,5,6
5,6,7
3
ARFCN
3
3
14
2
2
TIMESLOT
4,5,6
5,6,7
5,6,7
4
ARFCN
3
3
14
14
2
3
TIMESLOT
4,5,6
5,6,7
5,6,7
4,5,6
表2-2-4-1TBFLIMIT=1时，PSET占用情况
（
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