GPRS理论知识.docx

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GPRS理论知识

GPRS的优化与GSM网络优化有所不同，GSM主要是提供语音业务，优化目标就是采用合理的频率复用方式，提高系统效率，改善覆盖和话音质量，提高接通率，降低掉话。

而GPRS主要提供数据业务，优化目标是改善无线环境，提高载干比，采用适合的编码方案，提高系统的吞吐量，减少分组重发比率，使数据传输速率达到最佳。

因为两者的业务模型不同，因此业务量预测方法也不同，而且GPRS的覆盖同GSM网络也不完全相同，GPRS对系统提出了更高的要求。

所以在优化过程中，我们应结合二者共同之处进行重点优化，对其不同之处应以GSM的语音服务为主，尽力提高GPRS的服务质量。

对GPRS优化将分别进行数据统计的分析研究，进行DT和CQT测试，并结合测试结果，进一步进行数据优化，直至达到满意的网络性能。

　　一．数据优化

　　在GPRS网络中任何节点的匹配失衡都会影响整体性能，但是在实际维护中，GPRS性能的关键问题还是集中在BSC侧，因此应以BSC的优化为工作重点，根据BSC的统计进行以下数据的分析和优化。

　　1.话务统计分析，确定话务忙时时段，掌握话务模型，分析各项话务及数据指标。

　　2.系统容量分析，分析PCU是否充足，影响PCU拥塞的参数设置。

分析PDCH分配是否合理，造成分配失败的成因。

GPRS是利用GSM网络空闲资源来提供数据服务的，数据定义有静态PDCH和动态PDCH，通常，每个小区应至少设置一个静态PDCH信道，否则在语音拥塞的情况下，GPRS业务将停止，预清空事件发生，PCU中的数据被丢弃。

如果设置了静态PDCH，那么，语音拥塞时，仅仅影响到数据吞吐量和用户的感知度。

　　3.无线容量分析，分析在语音优先的情况下，GPRS的业务性能。

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。

可以采用的方法有小区负荷分担、调整CLSLEVEL和CLSACC参数、分层结构中LAYERTHR的调整、LOCATING算法中KOFFSET的调整等，如果还不能解决问题，应对小区硬件扩容。

如果小区的GPRS业务量较高，可以适当增加静态PDCH配置的数量（最多4个）或者尝试采用CRO参数进行话务分流。

　　4.GPRS干扰分析，分析无线环境对GPRS业务的影响。

干扰会导致电磁环境的恶化，造成空中传播质量的下降，误码率增加，对GSM意味着通话质量变差，对GPRS来说意味着高误码率导致数据包的重传，如果干扰强度大或时间过长，将会中断服务。

　　分析干扰时，由于GPRS与GSM共享无线资源，应首先查看GSM的干扰状况，通过合理规划，调整参数，更换硬件等方法加以解决，然后再来关注GPRS的干扰问题，如果依然存在，那么就需要调整影响GPRS的参数，如空闲模式参数CRH、CRO以及动态功控参数是否合理设置等。

　　追查干扰的手段主要有几种，针对上行干扰可以通过话务统计、ICM测量、MRR测量来发现，然后利用频点调整、天线角度调整、更换硬件等方法来解决，对于宽频外部干扰，可以通过YBT-250分析仪进行测试定位，查找源头，协调解决。

下行干扰可以采用MRR测量、TEMS路测或定点测量来发现，通过频点调整、参数修改和天线调整解决。

　　5.Gb接口性能分析，通过对Gb接口的分析，了解BSC内的APN分布，应用分布，各类业务的上下行比例，不同业务的忙小区。

并通过与无线接口的流量进行对比，得到了RLC层数据中IP数据的比例，无线接口繁忙小区的应用分布，便于有针对性的采取优化措施。

　　二．测试优化

　　对GPRS性能的整体优化不光是进行数据优化，为了测试移动应用能力，体验用户感受，还需要模拟用户的使用行为，进行测试优化，包括DT测试和CQT测试。

　　富余和优质的网络覆盖是GPRS业务的理想使用状态，但是在实际应用当中，小区重选、小区资源的差异、无线环境（C/I比）都会影响吞吐量，并使时延增加。

GPRS手机进行小区选择／重选时遵循C1/C2算法，参数CRH或CRO控制着小区重选，设置过小，导致重选频繁，对小区边缘的用户产生严重影响，设置过大，则易引发干扰造成吞吐量下降。

因此，合理的控制小区重选，提升C/I比是改善移动性能的关键。

通过多种测试手段，我们可以发现问题，结合GSM的性能统计分析，进行小区参数和天线系统的优化，达到改善GPRS移动性能的目的。

　　DT测试的目的主要是掌握对GPRS的移动性能的测试和优化，提高数据吞吐量，以提高用户在现网中移动应用GPRS的感受，内容主要包括对应上传下载的RLC层的上下行吞吐量、RLC层上下行重传率、小区重选次数、小区重选平均间隔时间等指标。

　　CQT测试的性能指标实际上反映了GPRS网络端到端的性能，在不同的测试点进行拨测，包括GPRS附着与去附着测试，PDPNET与PDPWAP的激活去激活测试、FTP上传测试、FTP下载测试等。

　　通常影响GPRS移动性能的因素有下面几种。

　　1.GPRS手机性能。

小区选择和重选是手机本身决定的行为，因此可以说手机的软硬件性能决定了移动性能。

　　2.无线干扰水平。

干扰会增加手机解读系统信息的时间，降低测量精度，也会增加小区重选时间，而且干扰会增加误码，造成数据重传，降低数据吞吐量。

　　3.多小区交叉覆盖区域。

由于无主覆盖小区，小区重选几率和次数会增加。

　　4.基站密度高，导致小区间距小，重选增多。

　　5.参数设置不合理，手机附着在非最佳小区，产生不好效果。

　　6.手机快速移动，导致小区重选频繁。

　　三．相关参数调整

　　优化GPRS就要根据分析结果对相关参数进行调整，合理的参数设置会使系统性能达到最佳。

　　1.BSC级别

　　GPRSPRIO：

GPRSPRIO是BSC的属性，GPRSPRIO由6个比特组成，共有64个不同值。

此参数用于设定已分配的PDCH相对于CS信道的优先级，不必固定的从CS域分配资源，保持无线信道的利用效率。

　　　　PILTIMER：

是管理动态PDCH的时间阈值，当时间超过PILTIMER值时，空闲的动态PDCH由分组交换域返回电路交换域。

调整PILTIMER，会改变动态PDCH的业务负荷。

　　T3314：

设定了手机在没有数据传输时从Ready状态到Standby状态的等待时间。

减小T3314的益处是，减少小区更新的数量，降低电池消耗，同时对运营商而言减低不能产生收益的业务量（按照GPRS的计费原则，MS与SGSN减的信令不计费）。

减小T3314的同时可能会引起GPRS寻呼消息增多。

　　CHCODING：

该参数设定了GPRS所使用的信道编码方式，在现有网络中，能保证GSM语音业务正常的无线环境下，均可使用信道编码方式2。

　　TBFLIMIT:

参数TBFDLLIMIT和TBFULLIMIT分别设定了在上下行方向上平均每个PDCH上可同时承载的TBF的门限值，当在一个小区中某个方向上平均每个PDCH上承载的TBF数超过该方向的门限值时，该小区会尝试对新的TBF分配新的PSET。

这两个参数一般都设置为2，但是在PDCH分配失败率比较高，CS信道资源拥塞严重的情况下，可以调整到3，这个时候的用户感知到的传输速率将会有3~5kbit/s的下降。

　　ONDEMANDGPHDEV:

此参数设定了GPRS处理器中最小的动态PDCH预留处理容量。

这个参数使得系统可以为动态PDCH的分配留出裕量，避免系统将所有处理能力都分配给静态PDCH。

　　GPRSNWMODE：

此参数是网络配置的参数，在MSC与SGSN之间没有GS接口，并且没有MPDCH的网络结构中，这个参数设置成2。

　　　2.CELL级别

　　动态功控GAMMA和ALPHA：

在GPRS中使用的MS动态功率控制算法与GSM中不同。

GPRS动态功率控制算法采用的是开环功率控制，通过测量手机接收到的电平，计算路径损耗，对手机发射电平进行调整，使BTS的接收电平达到预期值。

在GPRS的动态功率控制中，不考虑信号质量。

　　配置参数FPDCH和PDCHALLOC：

参数FPDCH设定了小区内静态PDCH的个数。

由于资源共享，增大此参数值会保证GPRS的业务量，但会减少GSM可用的信道资源。

而PDCHALLOC设定了静态PDCH配置的位置。

　　小区重选参数CRO和CRH:

　GPRS手机在进行GPRS业务时，自己判断进行小区重选，在现在的网络配置下，由于没有PBCCH，采用与GSM相同的C1/C2算法。

　　与GSM不同的是，手机在Ready状态下作小区重选时，即使没有跨位置区，也会考虑CRH。

当相邻被选小区的C2比服务小区的C2高出CRH达到5秒钟时，便会发生小区重选。

因此对于那些有高BLER问题的小区，可以尝试减少CRO的值，使得C1/C2的值相应减少，缩小覆盖面积，解决干扰问题；另一方面，可以查看该小区的CRH设定是否过高，如果较其它小区明显过高，可适当减小其数值，使得手机在信号强度减小时，尽快作小区重选。

但是，对于那些有不少信号强度足够好的小区同时覆盖，但是没有一个主控小区的区域，由于小区重选频繁，GPRS传送速率将受到严重影响，甚至中断，这个时候应该增加CRO或CRH值，以确定主选小区，避免频繁的小区重选。

　　小区惩罚参数PT和TO：

PT是小区重选的临时惩罚时间，与TO配合使用。

从0到31，以20秒为单位递增；当PT=31时，起到改变CRO符号的作用，而不代表惩罚时间。

TO是小区重选的临时偏置，这两个参数的使用增加了选择该小区的难度，由于是临时惩罚，对于快速移动的终端减少小区重选更为有效。

GSM网作为GPRS的承载网，决定了GPRS网络与GSM网络优化相互关联，又相互制约，因此加强GSM无线环境的优化工作对于GPRS的优化十分重要。

综合考虑GPRS系统的特点，GPRS无线系统的优化应遵循如下原则：

最大化频谱资源利用率，挖掘现有设备的资源利用率，提高投资效益比的原则；在保证GSM质量的基础上，尽可能提高GPRS服务质量，即话音优先的原则；GPRS无线信道的分配初期至少设置一个静态PDCH，以后根据GPRS的流量调整PDCH分配。

在GPRS无线网络中影响数据传输的主要影响因素有：

小区重选，RLC重传率，编码方式，系统瓶颈，TBF建立失败率等，以下对后三种因素进行分析。

一、编码方式

虽然对于分组业务信道承载RLC（无线链路控制）数据块可采用CS-1~CS-4不同的编码方式（其数据速率分别为9.05kbit/s，13.4kbit/s，15.6kbit/s，21.4kbit/s），但由于CS-3、CS-4的接收参考灵敏度较低，只有在距离基站较近且信号较好的地区才能够真正使用。

所以当用户处于小区边缘或信号不佳的地区时，其数据速率必将大大下降。

即C/I较低会导致系统工作在较低速率编码状态。

采用CS-1和CS-2信道编码方案时，虽然信道编码速率仅为9.05kbit/s和13.4kbit/s（包括RLC块字头），但是能保证实现小区的90%以上覆盖，满足同频道干扰C/I39dB要求。

目前我们建议采用CS-1和CS-2信道编码方案。

二、系统瓶颈

GPRS的系统瓶颈主要存在于Um接口、Gb接口中。

Um接口是GPRS中的关键接口，其性能的好坏将直接影响到系统的数据传输速率，当系统中没有保留PDCH信道，或保留的PDCH信道数量过少时，数据传输率将降低。

应根据用户的发展情况，在特定地点、特定时间增加PDCH的数据，当小区总信道数量严重缺乏，导致话音业务拥塞率高、数据业务接入难、传输速率低时，应增加PDCH信道数量，当PDCH数量达到现有PCU的承载数量时，应扩容PCU，或者暂时让相邻的不繁忙小区吸收本小区的话务量和数据量。

Gb接口的情况将视具体厂家相关参数而定，最好考虑数据流量的大小和无线网络的规划，选取对GPRS系统数据传输率影响较小的参数，如CIR、BW。

Gb接口配置的PCU处理能力是目前一个需要重点考虑的因素。

三、TBF建立失败率

目前TBF建立失败率高的主要原因多为MS和网络设备不兼容，或者通信工作协调性不好，如某品牌其中一个系列的手机与网络的兼容性能不好，手机上的计数器与现有网络设备配合不好，经常发生TBF建立失败的情况，笔者建议出现TBF建立失败率高的情况时首先解决上述问题。

此外，还需要考虑无线环境和系统资源的影响。

另外还可能导致TBF建立失败率高的原因有：

在解决冲突过程中，TLLI不匹配；MS不能支持指配的频率；MS无法占用信道等。

降低TBF的建立失败率有如下方式：

通过调整参数PAN_DEC、PAN_INC、PAN_MAX，控制手机对无线传输质量的敏感度。

对计数器的设置，应合理设置相关计时器T3141、T3164、T3168、T3180、T3182、T3184。

应合理设置T3192，调节PDCH和AGCH上的信令负荷。

手机在下行TBF释放后，将启动计时器T3192，在T3192超时之前，如果有新的下行数据到来，网络可以直接在PACCH发送下行立即指配消息。

如果将T3192设大，在特定场合下可以减少下行TBF的建立时间，但可能造成无线资源的浪费，此时可以调节PDCH、AGCH上的信令负荷。

如果T3192超时，停止检测被分配的下行PDCHs，开始检测寻呼信道。

应合理设置T3168，调节PDCH、RACH上的信令负荷。

手机在下行TBF释放后，如果上层还要求传一个LLCPDU，将启动计时器T3168，并且发送ChannelRequestDescriptioninformationelement在PACKETDOWNLINKACK/NACK消息中。

这条消息是在PACCH信道上进行的，在T3168超时之前，如果收到PACKETUPLINKASSIGNMENT，网络可以进行上行的TBF的建立。

所以，当T3168设置较大时，会使信道请求避开接入信道，减少在接入信道上（RACH）发生碰撞的情况，从而减少上行TBF建立的时延，T3168设置过大可能造成无线资源的浪费，此时可调节PDCH、RACH上的信令负荷。

GPRS网络优化过程中需要综合考虑对现有GSM系统的影响，要抓住两个网络的共同点进行重点优化，对于两者相冲突的地方，在考虑到不同时期网络发展的前提下以效益最大化为目标，对两个网络进行平衡，力争为用户提供更高质量的网络服务。

中国移动GPRS网络以其独有的特点受到广大用户的关注，越来越多的GSM用户开始尝试使用无线数据业务。

但是由于GPRS技术在数据传输速率方面的劣势，需要每一位负责GPRS维护、优化工程师辛勤工作，将GPRS网络维护好，尽可能满足用户的需求，积极为我国的3G做准备，培养宽带无线数据业务市场。

本文主要介绍GPRS无线网络日常维护与优化的工作内容，并通过DT/CQT测试进一步优化GPRS网络。

　　一、中国移动GPRS网络独有的特点分析

　　中国移动GPRS网络以原有GSM网络为承载网，在有GSM信号的地方就可以使用移动数据业务，如WAP、彩信、百宝箱、登陆Internet等等。

GPRS网络以其独有的特点逐渐收到广大用户的关注，主要可以体现在以下几点。

　　---GPRS网络覆盖良好，在高层建筑物内、地下室、电梯内、偏远乡村等都实现覆盖，可以真正实现无处不在、实时上网。

　　---全球范围内GSM用户占比例最大，庞大的用户群促使GPRS用户可以得到非常好的沟通，类比短信业务，彩信业务也渐渐被用户接收，其强大的图像、声音功能深受用户的喜爱，同时在广大的用户群中可以方便地互相发送、收取。

　　---随时随地登陆Internet收取邮件，由于GPRS自身技术限制，在接收较大容量的或非常多的垃圾邮件时，会等待较长时间。

　　---中国移动GPRS网络与世界上50多个国家地区、80多个运营商实现漫游，方便国外GSM用户到中国后继续使用便捷的Blackberry业务；同样也可以保障中国移动的用户出国后能继续使用原有的通信设备登陆Internet，而不是必须更换通信终端。

　　GPRS无线网络初期的用户量小、业务少、网络规模小等特点，已经转换为用户群庞大、业务种类繁多、网络规模超大等特征。

GPRS无线网络的维护、优化任务的重要性日益突显。

本文主要介绍日常GPRS无线网络维护、优化的主要工作内容，同时结合GPRS无线网络测试（DT、CQT）中发现的问题进行优化分析，即时调整网络参数，提升GPRS无线网络的性能指标。

　　二、GPRS无线网络日常维护的主要工作内容

　　1.GPRS无线网络告警检查

　　GPRS无线网络告警检查主要包括PCU告警和基站GPRS告警两部分。

PCU可能会存在硬件告警、与SGSN的虚拟连接告警、与基站的Gb链路告警、PCU容量告警等等，不同厂家的设备会有相应的告警类型定义，在日常维护要密切关注PCU的告警，因为PCU可能会导致下挂的所有基站都不能正常使用GPRS业务，这会给用户造成非常严重的影响。

基站GPRS告警存在是因为硬件设备故障导致配置在该载频上的GPRS信道不能正常接入用户请求，GPRS业务申请大量拒绝的告警、与SGSN的与你连接告警等等。

在日常维护中要关注出现硬件故障告警的载频上是否配置了GPRS信道，如果有的话，需要及时调整使用其他载频或更换硬件设备。

　　2.基站GPRS功能开启检查

　　每个基站都应开启GPRS功能，这样才能保证在有GSM信号的地方都可以使用GPRS业务，不论是偏远的郊县、山区，还是在市中心热点地区。

在新建基站入网、基站扩容重新制作基站数据、BSC级割接升级、LAC区所辖基站调整时，都应检查新制作的基站数据是否打开了GPRS功能，如果没有认真检查，基站可能会运行正常，但是该基站覆盖范围内的用户将不能使用GPRS业务，给用户带来不方便，同时也增加了用户申诉。

所以在上述的基站割接、调整时，一定要检查基站数据中的GPRS部分是否正常，基站GPRS功能是否打开。

　　3.合理配置小区GPRS信道

　　GPRS信道一般配置在小区的BCCH载频上，但是由于GPRS用户的增多，用户对GPRS的速率需求也相应增大，这需要在载频上配置3～5个GPRS信道，有的热点小区，甚至需要配置更多的GPRS信道，把GPRS信道都配置BCCH载频上显然是不合理的。

配置了GPRS信道的载频称为GTRX，每个小区至少有一块GTRX，一般设置两块。

小区的GTRX数不宜设置过大，因为PCU容量受GTRX数目限制，PCU最大容量可支持64个小区、128块TRX、256个GPRS时隙。

CDED为GPRS静态信道数、CDEF为GPRS动态信道数，在现网中要根据实际情况来设定。

在语音信道非常拥塞的小区，基于语音优先的原则，GPRS动态信道会转换为GSM语音信道，如果该小区数据量需求也很大的话，应考虑适当增加CDED，并且考虑小区扩容来缓解GSM与GPRS业务的拥塞情况。

　　4.检查PCU容量负荷、Gb接口负荷

　　PCU最大容量可支持64个小区、128块TRX、256个GPRS时隙（包括GPRS静态时隙与动态时隙）。

定期检查PCU的容量负荷非常重要，对于终端用户的实际感受和GPRS无线网络性能指标影响很大，如果PCU下挂的小区GPRS信道数普遍配置较大，可能会带来较严重的负面作用。

第一会增加PCU的处理负荷，在GPRS忙时PCU的处理负荷过高可能会导致PCU瘫痪，使整个PCU下挂的基站覆盖范围内所有的用户都不能使用GPRS业务；第二GPRS信道配置过多，会影响语音信道的占用。

应该定期采集PCU的配置情况，对于接近满负荷的PCU应及时调整。

　　Gb接口是SGSN和BSS间的接口，通过该接口SGSN完成同BSS、MS之间的通信以及完成分组数据传送、移动性管理、会话管理方面的功能。

对Gb的负荷、状态及配置的检查分析也非常重要，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网络性能的一个前提。

当GB负荷很高时，将会影响到终端用户的下载速率。

CS3、CS4编码方式的引入也需要Gb接口做相应的传输调整。

　　5.每个小区的RAI（RoutingAreaIdentity）检查

　　类似GSM的位置区LAC，GPRS为每个小区定义了路由区RAC，每一个小区都定义了一个RAI，每个小区都会设置一个RAI值，目前小区的RAI值可以由LAI＋RAI值来共同定义，也可以按照本地组网的规划来定义。

需要注意的是，不管用何种方法定义，在无线侧的定义必须与SGSN侧的定义相一致，否则在用户位置发生变动时，会不能正常使用GPRS业务。

例如在某地区，河东地区采用NOKIA设备、河西地区采用MOTO设备，在定义小区的RAI时，两个厂家有不同的定义规范，NOKIA设备的小区RAI都设置为1，也就是说GPRS的RA路由区与LAC位置区相等；MOTO设备的小区RAI按照BSC的不同定义了不同值，如BSC编号为41,则BSC下的所有小区的RAI都定义为41，这样GPRS的RA路由区与BSC覆盖的区域保持一致。

不管怎样规划，在无线侧与SGSN侧必须保持一致，这同样需要定期检查。

　　三、GPRS无线网络优化工作主要流程

　　1.OMC关于GPRS无线网的性能指标统计

　　定期从OMC网管系统收集全网的GPRSKPI性能，并加以归类汇总来对GPRS无线网络的运行状况进行评估，对于性能较差的小区及时调整，保障用户可以正常使用GPRS业务。

GPRS无线侧需要关注的指标有：

GPRS信道分配成功率、GPRS信道拥塞率、GPRS上下行流量、GPRS动态时隙转换次数、TBF建立成功率、上下行数据重传率、BLER误块率、小区重选成功率、RAU成功率等。

上述指标主要体现在以下情况中。

　　---GPRS信道分配成功率指用户的Attach申请成功占用GPRS信道的比例，在载频存在硬件故障或者该小区使用GPRS业务的用户申请非常多，而GPRS时隙配置较少时会出现GPRS信道分配成功率较低的情况，要根据实际情况及时调整。

　　---GPRS信道拥塞率是指占用GPRS信道时间/整个时段的比值，该指标建议作为参考项，因为每个GPRS信道可以接入几个用户、或者一个用户可以同时共享几个GPRS信道，所以该指标不能真实反映小区GPRS的拥塞情况。

　　---GPRS动态时隙转换次数是指由于语音优先原则，在语音信道占用达到一定比例后，GPRS动态时隙转换成语音信道。

如果某小区的GPRS动态时隙转换次数较大，说明该小区的语音信道拥塞严重，如果GPRS拥塞率也非常高，且上下行流量较大，就该考虑用扩容或小区分裂的方法增加话音与GPRS信道数。

　　---上下行数据重传率、BLER误块率都是针对小区无线环境质量的指标，无线环境良好则BLER误块率较低，数据重传率也较低，反之较高。

无线环境中的上行干扰、小区覆盖范围也会相应的影响到上述指标。

　　2.根据GPRS无线网性能指标，优化调整小区的GPRS信道数

　　由于GPRS本身技术的局限性，GPRS信道所能传输的速率并不高，如果用户使用GPRS方式登陆Internet可能会感觉到较慢，而且这只是假设一个小区下只有一个用户使用GPRS业务，如果有多个用户同时使用GPRS业务，多个用户会共享所在小区的GPRS信道，这样他们所享用的数据传输速率都会偏低。

从终端用户的感受来说，对于实时要求不高的无线数据业务，比如彩信，用户不会感到收发比较困难；但是对实时性要求较高的业务，比如登陆Internet、收取Email等，用户通过GPRS方式会觉得较慢，通常比宽带、ADSL等方式会慢很多，甚至有些容量比较大的邮件可能一直接收不成功。

　　GPRS技术比较适合对覆盖率要求很高、