GPRS/EDGE优化
随着GPRS/EDGE网络的开通和不断发展,网络优化将面临新的挑战。根据数据业务的自身特点,如何确立反映终端用户所感知的服务质量的指标体系;如何体现无线网络、核心网络对数据业务的支持能力;如何进行端对端的问题定位;如何调整网络参数和结构;如何利用网络资源以实现对GPRS/EDGE业务的最大化支持新功能的不断开通及新应用的推广,与数据业务相关的网络性能日益成为热点话题。这就需要对GPRS/EDGE网络进行性能优化,以保证其对数据业务的良好支撑。
GPRS/EDGE的网络结构:
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EDGE是对GPRS功能的增强—EGPRS, 提高数据传输速率;其继续使用GPRS网络和节点
EDGE的关键技术:
EDGE关键技术1:采用8PSK调制方式
EDGE主要是在GSM系统中采用了新的空中接口调制方法,即8PSK(八进制相移键控)调制技术。8PSK不同于原来的GMSK,是一种多电平调制方式,有更高的频谱利用率。8PSK与GMSK两种调制方式的符号率(symbol rate)都是270kbit/s,而调制比特率(modulation bit rate)分别为270kb/s(GMSK)和810kb/s(8PSK),使得每时隙的数据速率(radio data rate per time slot)分别为22.8kbit/s (GMSK)和69.6kbit/s(8PSK)。
EDGE关键技术2:改变分组重传机制
EDGE在重发机制上采用了"链路适配"和"增量冗余"功能,数据重发成功率较之GPRS平均提高10-20%,在GPRS中重传的编码速率不会改变,但在EDGE中支持重传选择更好的编码速率,以提高速率。
EDGE关键技术3:采用链路适配功能
链路适配功能在不同MCS之间根据实时的无线链路质量及时调整最适合的MCS 方案。正常数据块传输正确情况下转换可以在9种数据速率之间进行以获得传输质量与吞吐率的最佳平衡。当无线环境恶化而导致数据块错传而需重传时,编码速率可以但只能在同一组内的具有包含关系的几种MCS之间互相转换,前后数据块所携带的冗余信息因此具有足够的相关性以便于解调;而GPRS没有链路状况适配机制,且仅能按照前次CS重发,因此重发成功的概率完全被动地依赖于无线环境的变化,在多数情况下只会加重网络的负担、浪费网络资源且无法改善传输质量而导致不断重发、系统效率急剧恶化。
EDGE关键技术4:采用增量冗余功能:
"增量冗余"即EDGE在重发信息中加入更多的冗余信息从而提高接收端正确解调的概率。当接收端检测到故障帧时,GPRS会删除收到的故障数据块,并要求发送端再次重发相同的数据块(使用相同的CS), EDGE会在接收端存储故障数据块而不是删除,发送端重发一个使用同组内不同MCS数据块,接收端综合前次故障数据块中的信息比特、冗余信息,本次信息比特、冗余信息等多方信息进行综合纠、检错分析后作相关解调接收,以"冗余"的信息量提高接收成功率。
EDGE关键技术5:改变了分组寻址窗口
数据传输的信息窗口大小也是影响数据重发效率的一个重要因素。GPRS仅能提供最大值为64的RLC窗口大小,当传播环境急剧恶化时,如快速移动环境下,对于多时隙能力的MS便会出现窗口迟后效应,导致大量的重发现象。EDGE可以提供基于不同时隙支持能力的MS所分配的时隙数而定义相应的数据重传窗口大小,变化范围从对应于一个业务时隙的最大64个RLC块到对应于8个业务时隙的1024个RLC块,弱化了快速移动时对数据吞吐速率的影响
GPRS/EDGE的优化方向:
GPRS/EDGE主要是围绕着网络层和业务层进行优化,而网络层主要从接入性、稳定性、完整性三方面进行优化,业务层主要从可用性、服务质量两方面进行优化。
优化方向 | 关注指标
| 公式 |
网 络 层 | 接入性 | 附着成功率
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附着成功次数/ 总的附着尝试次数
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PDP激活成功率
| PDP激活成功次数/ 总的PDP激活尝试次数
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稳定性 | PDP掉线率
| PDP丢失次数/ 总的激活的PDP上下文数
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小区更新成功率
| 更新成功次数/ 更新尝试次数*100%
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SGSN内部RAU成功率
| SGSN包交换寻呼成功次数/ 总的SGSN包交换寻呼更新尝试次数
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SGSN之间RAU成功率
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SGSN寻呼成功率
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稳定性 | 附着时延
| 附着确认时间-附着申请时间
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PDP激活平均时延
| PDP激活确认时间-PDP激活申请时间
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全程(Round Trip)时延
| 收到数据包回应消息-发送数据包的请求消息
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业务层 | 可用性 | Web 连接成功率
| 成功连接的Web session次数/ 总的Web session的次数
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Web响应成功率
| 成功Web响应次数/总的Web请求次数
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Web下载成功率
| 成功Web下载次数/总的Web下载请求次数
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FTP服务器响应成功
| 成功FTP服务器响应次数/总的FTP请求次数
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FTP下载成功率
| 成功完成FTP下载次数/总的FTP下载尝试次数
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服务质量 | Web连接建立延迟
| Web服务器开始发送第一个数据包的时间- 用户终端发出HTTP请求消息(HTTP Request)的时间
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Web平均下载吞吐率
| web下载文件大小/完成下载文件的所用时间
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FTP服务器响应延迟
| FTP服务器开始发送第一个FTP数据包的时间- FTP服务器开始建立FTP-DATA连接的时间
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FTP下载吞吐率
| FTP下载文件大小/完成下载文件的所用时间
|
GPRS/EDGE的优化方法:
对于EDGE的优化,单一测试方式或者传统的计数器统计方式很难全面地评估EDGE的整体性能,我们一般从主动测试,被动测试和计数器统计三种方式进行全面收集优化。数据采集分别在Um接口<>Gb接口<>Gi接口,及核心网网元上同时执行,然后在后台进行分析处理。
主动测试:
主动测试是在Um接口进行,如可采有TEMS Investigation、CDS等测试终端及设备。 主动测试的目的是为了更好地得到用户感知的网络及应用性能。在主动测试的同时,使用商用的GPRS/EDGE终端手机和上网卡进行相同环境下的性能测试与对比,从多角度发现网络问题及体现用户感知。
主动测试包括的内容有:
•WAP业务业务
•FTP下载业务
•HTTP浏览业务
•GPRS附着
•PDP激活
•PING
被动测试:
被动测试分别在Gb接口<->Gn/Gi接口上同时进行。Gb/Gn/Gi接口利用专业的信令分析仪表/分析软件将log文件以用户为索引追踪分析其信令流程,常用的信令仪表有泰克和中创。
被动测试包括的内容有:
•ATTACH成功率
•PDP激活的成功率
•RA更新的成功率
•EDGE终端每小区渗透率
•丢包分析
•CPU负载分析
•防火墙分析
计数器统计:
通过计数器统计就是读取OMC_R中的数据,然后进行相关的转变分析,最终了解网络的情况,结全主动和被动测试,综合分析网络的各种状况。
计数器统计包括的内容有:
•IP的容量
•IP的吞吐量
•IP的丢容量
GPRS/EDGE的案例:
案例分析1—TCH拥塞导致PDCH分配失败率高
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动态PDCH来自空闲TCH,当语音忙或出现拥塞时,空闲TCH较少,PDCH指派失败次数增加,PDCH分配成功率指标就会变差,从上图不难看了,PDCH分配失败率与TCH的拥塞率基本成正比,其随TCH的拥塞增加而增加。
案例分析2—PCU负荷高导致PDCH分配失败
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PCU的处理能力实际上就是RPP的处理能力,那么在PCU中,RPP主要是对PDCH信道数的进行处理,当PCU处理负荷过高时,必然会造成RPP对PDCH信道的处理能力降低,因而会造成PDCH分配失败。
案例分析3—小区重选频繁导致流量低或断流
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当手机附着在GPRS/EDGE系统后,无论是在Packet Idle或者是在PacketTransfer模式下均由手机自行完成小区重选,手机进行小区重选的,目的是为了驻留在最合适的小区,由于没有PBCCH,判决算法为C1/C2算法。当手机进行小区重选时必须停止传送数据,等待完成小区重选后再恢复传送,期间数据传输暂停历时约3秒钟。当手机进行路由区更新时必须停止传送数据,等待完成路由区更新后再恢复传送,期间数据传输暂停历时约15秒钟。因此频繁的小区重选很显然会降低数据传送的平均速率,而频繁的路由区更新会更严重恶化这一指标。根据测试统计经验,下载一个2M大的文件,在一般情况下,如果发生3次路由区更新,则平均速率会降低约12%。