北京数据业务测试流程和分析方法.docx

1、北京数据业务测试流程和分析方法数据业务测试流程和分析方法李辉友、李建光（中国联通北京分公司 100032）摘要：本文针对CDMA 1X数据业务的优化方法，分析了一些具体的案例。并对一些参数进行了一些尝试试验，分析出适合现网的推荐值；关键词：吞吐率，PPP，RAS；一 数据业务介绍1x分组数据业务，就是指无线用户通过1x无线接入系统连接到以包交换为形式的分组域核心网，并获得连接到Internet的服务。现阶段，北京联通提供数据业务所基于的网络模型如下图所示：分组核心网无线接入网终端一个1X分组网络大致可以分为三部分：终端：指能够提供数据服务的移动台；无线接入网：为移动终端提供1X的空中接口并进行

2、无线资源的管理；分组核心网：其主要作用是为移动台提供分组网的接入服务，同时完成分组域的鉴权，授权及计费等功能。 1x数据业务包括三种状态：空状态，激活态，休眠态。三种状态的相互跃迁关系如下图所表示。1. 空闲状态：表示终端没有进行数据业务呼叫，不占用任何的系统资源；2. 激活态：终端与系统正在进行数据业务的会话，会占用一些无线资源与分组域的资源；3. 休眠态：移动台与基站之间的空中连接已断开，但是其仍然维持与PDSN之间的PPP连接，仍然拥有一个PDSN分配的IP地址，而该IP地址是移动台在分组网中的标识。也就是说，不占用任何的无线资源，但还会占用分组域的资源。一个典型的数据服务状态转换如下图

3、所示：二 建议的数据业务性能指标以下是建议的数据业务性能部分指标：性能指标建议标准近区单扇区单用户吞吐量100kbpsVERY GOOD近区单扇区多用户前向整体吞吐量230kbpsVERY GOOD近区单扇区多用户反向整体吞吐量130kbpsVERY GOOD数据业务呼叫成功率95%ACCEPTABLE数据业务呼叫空中链路时延1.8sACCEPTABLE数据业务呼叫PPP建链时延95%ACCEPTABLE移动侧发起DORMANT激活时延95%ACCEPTABLE网络侧发起DORMANT激活时延3sACCEPTABLE网络时延（ping 32bytes）300msACCEPTABLE网络时延（p

4、ing 64bytes）60KbpsACCEPTABLE三 测试软件Dr.CDMA的特殊选项1、设置一个FTP自动拔号，点击Browser Call 图标进行设置：项目描述PPP Adapter拔号网络适配器Dial Num呼叫号码：777User ID用户名：cardPasswd密码：cardIdle Time空闲时间：1020sSetup T/O呼叫建立时间：2030sTraffic T/O业务信道使用时间Call Count测试需要进行的呼叫次数FTP TypesFTP的类型 Call Mode自动拔号FTP的模式HostFTP服务器的IP Login IDFTP用户名PasswordF

5、TP用户密码Change Dir上传或者下载的目的目录Get File下载文件的文件名Put File上传文件的文件名2、CDMA2000信号曲线图谱，以曲线图的形式显示voice activity factor 、R/F SCH set point、SCH frame error rate等：3 Data Throughput 曲线图，显示测试终端RLP、PPP、FTP等分层的分时平均吞吐率：4 RLP层统计，显示数据呼叫期间RLP层的性能统计：项目描述Service IDService IDTimestamp for last statistic reset与上次重置后的时间差Total

6、# of nak frames received接收到的总的nak帧# of Rexmits not found重传丢失次数Largest block of consecutive erasure连续出错的最大的数据块# of resets重置次数# of aborts (nak aborts)异常的nak数目Round trip timeLast Round trip timeRLP BLOB Used0 : no BLOB1 : NAK2 : RTT3 : NAK# of received re-transmitted frames接收到的重传的帧的数目# of received idle

7、 frames接收到idle帧的数目# of received fill frames接收到的满帧的数目# of blank frames received接收的空帧的数目# of null frames received接收到全零的帧的数目Total # of received new data frames接收到的新数据的帧的数目# of received Fundamental data frames接收到的基本数据帧的数目Total # of bytes received接收到的总的字节数# of rlp erasures receivedRLP接收到的错误的帧数# of mux re

8、assures receivedMUX层接收到的错误帧数# of transmitted re-transmitted frames 已经传出的重传帧数# of transmitted idle frames传送的总的idle帧数Total # of new transmitted data frames最近传出的帧数# of Txed Fundamental data frames传出的基本数据的帧的数目Total # of bytes transmitted传出的总的字节数Single Naks sent array 单次传送的NAK次数Double Naks sent array传送两个

9、NAK的次数etc Naks sent array其他NAK传送的次数5 数据呼叫统计，显示数据呼叫的历史记录：6 包交换消息，显示数据终端的数据包信息，如，LCP, CHAP, IPCP, IP, TCP, UDP，ICMP等信息：LCP数据包类型与设置选项如下： LCP Packet Type Configuration-request (0x01) Configure-ack (0x02) Configure-nak (0x03) Configure-reject (0x04) Terminate-request (0x05) Terminate-ack (0x06) Code-reje

10、ct (0x07) Protocol-reject (0x08) Echo-request (0x09) Echo-reply (0x0a) Discard-request (0x0b) LCP Configuration Options Maximum Receive Unit (0x01) Async Control Character Map (0x02) Authentication Protocol (0x03) Quality Protocol (0x04) Magic Number (0x05) Protocol Field Compression (0x07) Address

11、and Control Field Compression (0x08) FCS Alternative (0x09)PAP/CHAP数据包类型与设置选项如下： PAP/CHAP Packet Type Configure-request Configure-ack Authenticate-request Authenticate-ack Authenticate-nakIPCP数据包类型与设置选项如下： IPCP Packet Type Configuration-request (0x01) Configure-ack (0x02) Configure-nak (0x03) Config

12、ure-reject (0x04) Terminate-request (0x05) Terminate-ack (0x06) Code-reject (0x07) IPCP Configuration Options IP Addresses (0x01) IP Compression Protocol (0x02) IP Address (0x03)7 补充信道状态，显示当前使用的补充信道的PN、WC码信息：四 数据测试分析方法数据业务测试主要项目包括PPP建立时延、PPP建立成功率、数据业务吞吐率等指标。1. PPP建立时延测试方法： 以DT测试软件Dr.CDMA为例，在Loging M

13、essage中过滤PPP TXData和PPP RXData如下图所示：计算PPP建立时延RX_IPCP（Configure ACK）时间TX_LCP（Configure Request）时间。上例中PPP建立时延为1.26秒。 如果DT软件中没有PPP建立记录可以采用如下方法：i. 点击Windows 开始运行netsh ras set tracing * enable；ii. 开始测试；iii. 测试结束后，运行netsh ras set tracing * disable，然后在C:WINDOWStracing目录下找到ppp.log文件；iv. 打开该文件，然后用相同的计算方法计算PP

14、P建立时延。2数据业务吞吐率测试和分析方法：针对数据业务吞吐率低的区域，通常以以下方法入手：下面针对一段数据测试结果为例简要介绍分析方法：二环路测试Rx_ThroughPut图从测试结果分析，吞吐率低的地点集中在图中粉红色的三块区域。下面分别讨论： 区域1. 现象：手机在豁口2基站发起数据呼叫后，FCH分配成功，PPP建立成功，直到切换到小西天基站后才分配SCH高速数据业务信道，但最高速率只达到76.8kbps（RLP层)。 SCH分配调度算法：网络侧分配SCH流程如下：i. 首先当SDU BUFFER大于设定门限时，SDU向BTS发起SCH分配请求。ii. BTS根据CacheMgr提供的当

15、前WC使用情况、根据RFLManager提供的无线负荷情况、根据TimeSliceManager提供的CE占用情况计算当前无线资源剩余量。SCHChannelMgr根据计算结果决定是否分配SCH和可以分配的SCH速率。iii. 当BTS判定可以分配SCH，BTS向SDU发送DataBurst Resourse Response，SDU收到此消息后向MS发送ESCAM分配SCH。通过SCH分配流程和调度算法可以看出，是否分配SCH主要由当前无线资源占用情况决定的。下面是当时无线环境情况：依据图中显示数据得出以下结论：1 Ec/Io-9dB，信号强度满足要求；2 FCH_SET_POINT6、SC

16、H_SET_POINT6、FCH_FER0.35，说明无线负荷可以满足要求；分析话务统计数据得出如下数据：1 豁口2基站第二扇区TotalWC Erl16.3Erl，其中VoiceWC Erl15Erl；Total Rfload52%,Voice Rfload=71.9%。2 小西天基站第二扇区TotalWC Erl13.58ERl, 其中VoiceWC Erl11.31ERl；Total Rfload43%, Voice Rfload=53%。由于豁口2基站语音业务负荷重，语音业务挤占数据业务的WC Cache，造成在豁口2基站不能分配高速数据业务。小西天基站话务负荷相对较轻，所以在小西天基

17、站下可以分配高速数据业务，由于小西天基站的话务负荷也达到了53%，造成分配153.6Kbps可能性较小。 建议按如下方式保留WC Cashe数量：a) 如果201的话音话务量超过15.93Erl, 保留30个WC码给数据b) 如果201的话音话务量超过17.44Erl, 保留28个WC码给数据c) 如果201的话音话务量超过18.97Erl, 保留26个WC码给数据d) 如果201的话音话务量超过20.52Erl, 保留24个WC码给数据e) 如果201的话音话务量超过22.08Erl, 保留22个WC码给数据f) 如果201的话音话务量超过23.65Erl, 保留20个WC码给数据g) 如果

18、201的话音话务量超过25.24Erl, 保留18个WC码给数据h) 如果201的话音话务量超过26.84Erl, 保留16个WC码给数据i) 如果201的话音话务量超过28.45Erl, 建议开通第三载波区域3. 现象：手机在大观园酒店基站发起数据呼叫，FCH分配成功，PPP建立成功，直到手机切换到华亨大厦基站后分配高速数据业务。 InterPCF数据业务切换流程： 大观园酒店基站和华亨大厦基站分属不同的MSC即不同的PCF，数据业务在不同PCF间切换流程如下：在测试过程中手机从大观园酒店到华亨大厦发生Inter-Pcf切换时手机先进入休眠状态，无线链路被释放只保持PPP连接。12秒后系统在

19、新的MSC寻呼手机，手机回Paging Response，但此时手机没有成功建立FCH，这是由于时当时车速较快，而系统并不支持接入状态的切换造成的。对于这种FCH分配失败情况可以参考语音优化方法，这里不作详细讨论。1分钟后系统重新寻呼手机，随后建立FCH，并且分配高速数据业务信道，但吞吐率依然很低。分析当时各信道性能发现FCH误帧率达到20、SCH信道误帧率达到65，同时FCH和SCH信道Setpoint值均达到10（最大门限），这说明手机要求基站增加业务信道的功率，但基站已经没有更多的功率可以分配。对于这种情况可以根据当前基站Ec/Ior的情况优化前向功率控制参数。以北京系统为例：系统统计忙

20、时Ec/Ior0.3，说明目前没有发生前向功率受限情况，可以将MaxSetpoint由10dB增加到12dB,同时适当增加业务信道MaxGain值。区域2. 手机在区域2吞吐率低的原因和区域1的情况基本一样。特别值得注意的情况： 在测试中发现当手机处于多导频的区域时，吞吐率也会降低。原因如下：例如有两个基站A和B，A基站Ec/Io=-4dB可以分配16X速率；B基站Ec/Io=-14dB可以分配2X速率，在软切换状态时A基站也只能分配2X速率。而且SCH多路软切换会增加系统调度的复杂性，分配时延增加，速率降低。为避免上述情况的发生，系统定义RAS参数来限制不必要的SCH软切换。RAS按如下原理

21、工作：1 A基站Ec/Io与 B基站Ec/Io差值小于设定的RAS值时，SCH在两个基站上分配。2 A基站Ec/Io与 B基站Ec/Io差值大于设定的RAS值时，SCH只在A基站分配。针对RAS对系统的影响，我们分别对RAS参数取不同的值在同一地区进行了试验，结果如下：当RAS值设置较小时，造成在软切换增益下降，前向FER升高，影响前向吞吐率；RAS值设置较大时，造成系统资源浪费同时增加系统SCH调度复杂性，同样影响前向吞吐率。根据上面的试验结果，当RAS取值为由6改为2时前向Throughput由原来的60kbps提高到90kbps；而软切换比例由原来的40左右降低到14%左右。因此降低RA

22、S取值后，系统前向Throughput明显提高，而且系统资源利用率明显提高。推荐RAS改为2或3。 由于CDMA数据业务用户的行为模式与话音用户有很大的不同，因此，数据业务的优化方法与话音存在较大的差别。数据业务的开通时间也不长，但数据业务的增长非常迅速，而且数据业务的重要性越来越突出，因此，做好数据业务的优化就显得非常重要。参考文献：1 TIA/EIA/IS2000-5.aUpper Layer(Layer3)Signaling Standard for cdma2000 standards for Spread Spectrum Systems；2 CDMA 2000 Data optimization，Qualcomm university；3 2000 1x FTP 呼叫分析,Innowireless Technology;作者简介：李建光 1975年12月出生 北京人 学士学位 工作单位 中国联通北京分公司移动网络技术维护部 多年从事GSM网络与CDMA网络的优化工作。地址 北京市海淀区羊坊店3路9-号 邮编 100036李辉友 1976年5月出生 贵州桐梓人 2000年毕业于电子科技大学 学士学位 工作单位 中国联通北京分公司移动网络技术维护部 主要从事CDMA网络的优化工作。地址 北京市海淀区羊坊店3路9-号 邮编 100036