华为数据业务信道分配机制研究和总结.docx
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华为数据业务信道分配机制研究和总结
华为数据业务信道分配机制研究和总结
华为数据业务专题优化系列一
华为数据业务信道分配机制研究和总结1
1.研究背景1
2.华为PDCH分配机制实验1
2.1.实验设计思路1
2.2.单载波下动态信道分配实验1
信道时隙分配规律1
连续空闲时隙被语音业务隔断实验3
EDGE与GPRS在E普通信道上的兼容性测试5
EDGE在GPRS普通信道的兼容性实验12
2.3.多载波下动态信道分配实验12
3.华为PDCH分配原则总结13
3.1.动态PDCH的申请14
3.2.计算申请动态PDCH数量15
3.3.可用载波的选择16
3.4.最优载波的选择16
3.5.载波时隙的选择17
4.小结17
东莞公司周智洪梁建粦吴金科吴永全李政文陈耀文
摘要：
本文通过对华为设备数据业务信道分配机制和相关控制参数进行了深入的研究，通过试验场系统设计了各种类型的信道分配场景以及GPRS/EDGE分别占用的情况，探索并验证了华为数据业务信道分配的基本机制和影响信道分配的基本参数，并进行了总结。
关键词：
华为PDCH分配机制
1.研究背景
华为设备从07年才进入东莞网络，现有的网络优化人员缺乏系统有效的优化维护手段。
特别是在华为的数据业务优化方面，由于接触时间较短，资料缺乏，特别是PDCH信道分配方法上，缺乏系统有效的资料，为了更深入的了解华为设备的运行机制，我们组织了专项研究，把突破点放在了动态PDCH分配机制的研究上。
2.华为PDCH分配机制实验
2.1.实验设计思路
为了了解华为动态PDCH分配机制，对此，通过实验场小区，我们进行大量的测试实验，观察在各种情况下，动态PDCH信道是如何进行分配，占用。
动态PDCH分配机制实验主要分为单载波、多载波两种情况：
2.2.单载波下动态信道分配实验
信道时隙分配规律
情况1
实验目的--观察固定时隙分配在较小时隙数时，系统如何分配动态PDCH信道。
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况1）
时隙
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
信道类型
主BCCH
SDCCH
PDCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
信道属性
非GPRS
非GPRS
E普通
E普通
E普通
E普通
E普通
E普通
1）把时隙2配置为固定的PDCH时隙
2）EDGE手机进行锁频下载
3）EDGE多时隙手机占用了4、5、6、7时隙。
实验分析：
在华为PDCH信道分配实验中，首先占用固定PDCH时隙，但由于固定的PDCH时隙位置靠前，未能按6、5、7、4、3、2、1、0的顺序去获取连续的PDCH信道，所以占用固定PDCH后，通过动态转换TCH获取连续空闲的PDCH信道。
因此虽然固定时隙在第2时隙，并且处在空闲状态，但系统最终分配了4、5、6、7连续的空闲信道。
情况2
实验目的--观察固定时隙分配在较大时隙数时，系统如何分配动态PDCH信道。
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况2）
时隙
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
信道类型
主BCCH
SDCCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
固定PDCH
动态TCH
信道属性
非GPRS
非GPRS
E普通
E普通
E普通
E普通
E普通
E普通
实验过程
1）把时隙6配置为固定的PDCH时隙。
2）EDGE手机首先占用第6时隙。
3）EDGE多时隙手机占用了4、5、6、7时隙
实验分析
当固定信道配置在第6时隙，手机首先占用固定的PDCH信道，然后再按照动态信道分配顺序6、5、7、4、3、2、1、0，最后复用了4、5、6、7时隙。
实验表明，动态时隙对分配是遵循高时隙到低时隙对顺序分配，为了保证无线信道的有效利用，避免浪费，在定义固定信道对时候也应该遵循这个原则。
连续空闲时隙被语音业务隔断实验
实验目的------观察先拨打电话的情况下，TCH占用情况，当连续时隙被隔断后，动态PDCH如何分配。
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况3）
时隙
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
信道类型
主BCCH
SDCCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
信道属性
非GPRS
非GPRS
E普通
E普通
E普通
E普通
E普通
E普通
实验过程
1）把时隙分配为动态TCH信道。
2）先用手机锁频拨打，占用了第2时隙。
3）第二部手机再进行锁频拨打，此时，第二部手机占用了第5时隙。
4）用第三部手机进行EDGE下载，此时因为时隙5分配给话音，系统只分配给该MS两个时隙6、7。
5）由于系统只分配给该MS两个时隙，没有满足手机的多时隙能力，系统通过重支配，把该MS重支配到3、4信道。
手机占用了3、4时隙，同时释放5、6信道。
6）但在占用3、4时隙的过程中，系统不断检查空闲时隙以满足多时隙能力，并且导致出现时隙故障的警告。
7）当第二部在通话的手机断线后，系统马上分配5、6时隙，总共占用了3、4、5、6时隙，以满足手机的多时隙需求。
实验分析：
通过本次实验可以观察到当接入的PDCH未能满足手机的多时隙信道需求时，华为动态PDCH分配按照6、5、7、4、3、2、1、0的顺序，不断检测空闲的动态PDCH，根据华为分配算法，企图跳转位置希望有更多的机率获得连续的空闲PDCH信道资源。
这样会增加TCH转换PDCH次数。
EDGE与GPRS在E普通信道上的兼容性测试
实验1：
实验目的------关闭G上E下功能，EDGE优先接入
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况3）
载波0
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
信道类型
主BCCH
SDCCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
固定PDCH
动态TCH
信道属性
非GPRS
非GPRS
E普通
E普通
E普通
E普通
E专用
E普通
实验过程
1）设置第6时隙为固定的PDCH信道，并且检查复用度配置。
2）EDGE_MS1进行下载，并且顺利占用4、5、6、7时隙。
3）EDGE_MS2进行下载，同时复用在4、5、6、7时隙中。
符合分配原则。
4）GPRS_MS1进行下载，占用了第2、3、4时隙。
该状态维持了20秒。
5）第2、3时隙清空,EDGE_MS1从原来的4、5、6、7时隙转移至2、3、4、5时隙。
6）因关闭G上E下功能后，EDGE_MS占用了2、3、4、5、6、7时隙后，GPRS_MS1不能正常占用。
实验分析
在复用度设置20的情况下，两部EDGE_MS都能顺利接入，并占用4、5、6、7时隙。
当GPRS手机连接下载时，理论上占用2、3、4三条时隙，时隙4复用2个EDGE的TBF与1个GPRS的TBF。
然而，当接入GPRS时，时隙4由于大于复用度转换门限20，因此，EDGE_MS1向2、3时隙申请信道复用，不过G上E下功能关闭后，GPRS上行不能与EDGE下行复用在同一信道上，从而当EDGE_MS1占用时隙2、3、4、5时，导致GPRS不能占用。
实验2：
实验目的------在G上E下功能关闭时，GPRS优先接入
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况3）
载波0
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
信道类型
主BCCH
SDCCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
静态PDCH
动态TCH
信道属性
非GPRS
非GPRS
E普通
E普通
E普通
E普通
E专用
E普通
实验过程
1）设置第6时隙为EDGE固定的PDCH专用信道。
2）GPRS_MS1进行下载，因时隙6为EDGE专用信道，因此GPRS下载通过转换动态PDCH，占用2、3、4、5时隙进行下载。
3）然后EDGE_MS进行下载，因第6时隙为专用的EDGE信道，先占用了第6时隙。
4）EDGE_MS按照分配顺序原则占用4、5、6、7时隙，GPRS_MS上下行复用时隙从原来第4时隙，迁移至第2时隙，而4、5时隙EDGE与GPRS下行同时复用。
5）但该状态维持时间大约5-10秒后，GPRS_MS自动断开。
6）GPRS_MS重新连接下载，状态稳定后，GPRS_MS只能占用2、3时隙进行下载，4、5时隙下行不能复用在同一时隙上。
EDGE处在稳定的状态。
实验分析：
按照理论上，虽然关闭G上E下功能后，在未满足TBF复用门限的情况下，GPRS与EDGE下行可以同时复用在同一时隙上，但实验结果表明，当GPRS与EDGE的TBF复用在同一时隙后，容易造成GPRS断线情况。
只有在不同时复用的情况下，GPRS才能稳定地进行下载。
实验3：
实验目的----在G上E下功能打开时，EDGE和GPRS在信道上对兼容性
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况3）
载波0
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
信道类型
主BCCH
SDCCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
静态PDCH
信道属性
非GPRS
非GPRS
E普通
E普通
E普通
E普通
E普通
E专用
实验过程
1）设置第7时隙为固定的PDCH信道。
2）GPRS_MS1进行下载，因时隙7为EDGE专用信道，因此GPRS下载通过时隙6来进行分配
3）然后EDGE_MS进行下载，并占用了4、5、6、7时隙，因第7时隙为专用的EDGE信道，GPRS_MS复用在4、5、6时隙上。
实验分析：
从以上实验可以观察到，在开启G上E下功能情况下，GPRS与EDGE同时复用在同一时隙情况良好，没有出现迁移或者较难接通的情况。
EDGE在GPRS普通信道的兼容性实验
实验目的------假设没有EDGE信道后，在EDGE手机是否能够占用GPRS信道。
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况3）
载波0
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
信道类型
主BCCH
SDCCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态PDCH
动态TCH
信道属性
非GPRS
非GPRS
G专用
G专用
G专用
G专用
G专用
G专用
实验过程
1）设置所有时隙为动态GPRS专用信道。
2）EDGE_MS进行下载，并成功占用4、5、6、7时隙，但默认以GPRS方式进行连接。
实验分析：
在没有可选的EDGE信道情况下，EDGE手机能够占用GPRS专用信道，并且以GPRS方式稳定下载。
该情况模拟了当GPRS信道与EDGE信道分载波引导时，EDGE手机可以在EDGE信道不足的情况下，占用GPRS信道。
2.3.多载波下动态信道分配实验
在多载波下的GPRS与EDGE占用情况
实验目的------在多载波情况下，GPRS与EDGE手机是否能够通过固定专用PDCH时隙，来引导手机占用。
实验环境
动态PDCH信道占用实验（情况1）
时隙
时隙0
时隙1
时隙2
时隙3
时隙4
时隙5
时隙6
时隙7
载波1
主BCCH
SDCCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
专用GRPS
载波2
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
动态TCH
专用EDGE
实验过程
1）第一与第二载波分别设置时隙7为GPRS与EDGE固定的PDCH专用信道。
2）GPRS_MS与EDGE_MS同时进行下载。
3）EDGE手机占用了载波1的4、5、6、7时隙。
4）GPRS_MS则占用载波0，先占用静态PDCH时隙7，接着按占用分配顺序，占用4、5、6、7时隙。
实验分析
在多载波的情况下，通过EDGE与GPRS固定专用信道的引导，在其余时隙都为普通的情况下，优先选择满足自己信道需要的时隙，EDGE与GPRS手机分别成功占用各自载波上，对于将来的GPRS与EDGE信道分流有很大帮助。
3.华为PDCH分配原则总结
华为在设置固定PDCH的时候是人为设定在某个载波某个时隙上的。
但是在动态PDCH的分配上，华为和爱立信一样都是由PCU根据某些原则进行分配。
根据上面的一系列实验，我们总结出动态PDCH分配主要包括了五个大方面：
动态PDCH申请，动态PDCH申请数量计算，可用载波的选择，最优载波选，载波时隙选择。
动态PDCH分配算法的总体流程如下图所示：
3.1.动态PDCH的申请
PS业务忙时，由于PS信道紧缺，PS会申请动态信道。
根据目前的实验结果和掌握的资料，当以下任一种情况发生时，将触发动态信道申请：
1）PCU为手机分配PDCH失败，而失败的原因主要指时隙发生硬件故障，或者固定配置信道与手机所需信道不匹配。
2）PCU为手机分配PDCH成功，但是不满足手机的多时隙能力。
3）PCU为EGPRS手机分配了GPRS信道，并且小区下存在可转化的EGPRS信道。
这种情况主要是指在没可用EDGE信道的情况下，为了满足EDGE手机接入，先降低速率，接入GPRS信道，等有可转化的EDGE信道后，再占用EDGE信道。
4）PDCH上复用的TBF数大于等于复用动态信道转换门限。
3.2.计算申请动态PDCH数量
首先获取到请求转换的动态信道数目，方法如下：
1）如果为手机分配PDCH失败，且不知道手机的多时隙能力，则请求转换的动态信道数为1，否则请求转换的动态信道数为手机多时隙能力支持的最大时隙数。
2）如果为手机分配PDCH成功，但是不满足手机的多时隙能力，则请求转换的动态信道数为：
手机的多时隙能力支持的最大信道数－已分配给手机的信道数。
通过实验证明，当不满足手机多时隙能力时，系统会不断检测连续可用的时隙进行分配，
3）如果为EGPRS手机分配了GPRS信道，并且小区下存在可转化的EGPRS信道，则触发动态信道转换，在知道手机多时隙能力的情况下，请求转换的动态信道数为：
手机的多时隙能力支持的最大信道数；否则请求转换的动态信道数为1。
建议，在关闭G上E下功能后，GPRS上行与EDGE下行不能复用在同一时隙，在实验过程中，发现EDGE与GPRS下行复用的情况也不太稳定，因此尽量避免EDGE占用GPRS信道的情况，
4）根据小区属性参数【上行/下行复用动态信道转换门限】，计算请求转换的动态信道数，方法如下：
假设请求转换的动态信道数为X，复用动态信道转换门限为H，小区下PDCH信道上TBF总数为S，小区下PDCH数为M，则有X=S×10/H–M+1。
应用公式计算时需要考虑资源请求的业务类型（GPRS业务和EGPRS业务）和业务方向（上下行）。
当资源请求为上行/下行（E）GPRS业务，则请求转换信道数＝小区中（E）GPRSPDCH信道上上行/下行TBF总数×10/【上行/下行复用动态信道转换门限】－小区中的（E）GPRSPDCH数量＋1。
从1）~4）中的计算，选择最大值作为请求转换的动态信道数，然后再根据小区属性参数【动态信道转换预留门限】，获取最大允许转换的动态信道数：
如果请求转换的动态信道数>（小区下所有可转换动态信道数－【动态信道转换预留门限】），则最大允许转换动态信道数＝小区下所有可转换动态信道数－【动态信道转换预留门限】；否则，最大允许转换动态信道数＝请求转换的动态信道数。
下图是PCU计算动态PDCH申请数量的流程图。
3.3.可用载波的选择
在计算出需要转换的动态PDCH信道数目后，下一步是信道动态转换的关键步骤，第一是需要获取哪些载频上的动态信道可以转换，第二如何选择最佳的载波进行转换。
可用的载波原则总结如下：
1）当小区是多频段小区，则需要考虑手机支持的频段，如果不知道手机的无线接入能力，那么只在主B载频频段及其兼容频段上选择；如果知道手机的无线接入能力，那么只在手机支持的频段上选择。
由于东莞E频段已完全退出，现网的小区均为单频段小区，因此该原则不考虑。
2）如果小区是双时隙扩展小区，当手机上报的TA大于63，选择双时隙扩展载频。
该功能东莞没有开启，该原则不考虑。
3）如果小区是同心圆小区，则在进行动态信道转换时需要考虑动态信道所处载频的同心圆属性，当请求分配PDCH时指定了内圆或外圆，如果在指定同心圆上分配信道失败时，将在指定同心圆上触发动态信道转换。
该功能东莞没有开启，该原则不考虑。
4）根据业务类型来选择支持该业务的载频：
对于EGPRS业务触发的动态信道转换，其要求转换的动态信道为EGPRS载频的TCH，对于GPRS业务触发的动态信道转换，其要求转换的动态信道为GPRS载频的TCH。
5）选择载频上PDCH数小于载频属性参数【载频上最大PDCH数】的载频。
【载频上最大PDCH数】参数可以让用户在一个小区下分配各载频的PDCH数目。
这个数目是载频上静态PDCH信道数和动态PDCH信道数的总和。
3.4.最优载波的选择
获取到可转换的载频后，为了选择最优载频进行转换，需要计算动态信道转换选择载频的优先权重，生成载频转换权重表，载频转换权重表中所考虑的因素如下，获取权重值最大的载频作为最优转换的载频：
1）Bit31~30载频功放开关优先级：
如果载频功放开关为开，则载频的优先级为高优先级，否则为低优先级。
2）Bit29双时隙扩展载频优先级：
双时隙扩展载频的优先级较低。
3）Bit28~26载频上PDCH数量优先级：
载频上的PDCH数量越多优先级越高（载频上的可转换动态信道数大于等于1，该权重才有效）。
建议：
为了让数据业务首先分配在有固定的PDCH，非GPRS信道，如SDCCH尽量不要分配在有固定PDCH信道的载波上，换句话说固定PDCH尽量不要分配在有SDCCH的载波上。
4）Bit26~24载频上固定信道数量优先级：
载频上的固定信道数量越多优先级越高（载频上的可转换动态信道数大于等于1，该权重才有效）。
建议：
为了有效的平衡EDGE与GPRS业务，建议GPRS专用载波与EDGE专用载波的固定PDCH信道数相同。
5）Bit23载频上可转换信道大于等于请求转换信道数优先级：
载频上的可转换动态信道数大于等于请求转换的动态信道数目，则为高优先级。
6）Bit22~20载频上可转换信道数优先级：
载频上的可转换动态信道数越多优先级越高（在载频上的可转换动态信道数小于请求转换的动态信道数，该权重才有效）。
7）Bit19~17载频上最大连续可转换动态信道组优先级：
载频上的最大连续可转换动态信道数越大优先级越高。
实验证明，华为动态PDCH信道分配需要连续的PDCH信道，在G上E下功能关闭后，GPRS与EDGE在信道上的共享性较差，容易造成PDCH信道的不连续性。
建议划分EDGE与GPRS专用载波。
8）Bit16~14最大连续可转换动态信道组与其他可转换动态信道组距离优先级：
载频上的最大连续可转换动态信道组与其他可转换动态信道组距离越短优先级越高。
9）Bit13EGPRS属性优先级：
EGPRS载频优先级较高。
10）Bit12~10载频频段优先级：
P频段11）Bit9~7载频干扰优先级：
干扰越小优先级越高。
12）Bit6跳频属性优先级：
不跳频优先级较高。
13）Bit5主B载频优先级：
主B载频优选级较高。
3.5.载波时隙的选择
当选择好最优载波后，按照时隙号6、5、7、4、3、2、1、0的顺序进行动态PDCH的分配。
4.小结
通过一系列的试验，再结合手中的资料，我们基本掌握了华为数据业务信道分配原则，并对之进行了系统的总结，下一步就是如何利用这些原则制定适合东莞的网络的信道配置原则，更好的服务于网络中。
参考文献：
[1]2008年东莞华为数据业务优化项目总结报告
[2]东莞移动华为无线网络专项网优报告-PCU资源分册
作者简介：
周智洪硕士东莞分公司网优中心网优技术室
梁建粦硕士东莞分公司网优中心网优技术室室经理
吴金科学士东莞分公司网优中心网优技术室
吴永全学士东莞分公司网优中心网优技术室
李政文硕士东莞分公司网优中心网络优化室
陈耀文学士东莞分公司网优中心网优技术室
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