降低Paging負(fù)荷優(yōu)化方法之RACode調(diào)整

1、 降低Paging負(fù)荷優(yōu)化方法之RA Code調(diào)整安順網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化室2010年10月19日目錄一、概述2二、調(diào)整RA Code的合理性3RA的劃分原則4引入RA Color的設(shè)置6RA Color的測(cè)試7三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果10修改數(shù)據(jù)前后的路測(cè)對(duì)比情況10修改數(shù)據(jù)前后的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況12RA調(diào)整的應(yīng)用場(chǎng)景14四、規(guī)避措施15五、總結(jié)16一、概述目前現(xiàn)網(wǎng)中，Paging負(fù)荷的問題較為突出，尋呼負(fù)荷高直接導(dǎo)致了尋呼消息丟棄（mc925h），影響了尋呼成功率，造成大量二次撥號(hào)，直接影響到終端用戶的感受。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，對(duì)PCH信道的負(fù)荷也帶來了很大的影響。而裂變LAC則會(huì)造成基站密集區(qū)域產(chǎn)生大量的位置更

2、新，造成較多未接通，如何應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長，降低PS（數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）尋呼對(duì)網(wǎng)絡(luò)的沖擊，成為目前解決整體尋呼負(fù)荷的一個(gè)思考方向?，F(xiàn)安順市區(qū)有兩個(gè)LAC，其中LAC34100晚忙時(shí)的尋呼量已經(jīng)超過20萬，尋呼丟棄數(shù)量最高達(dá)到5000次以上，具體數(shù)據(jù)如下：計(jì)數(shù)器MC8aMC925hP53a NB_PS_PAGING_REQ_PCHP53b NB_CS_PAGING_REQ_PCH平均值209414123313325376161最大值235335514314924286093最小值1636052117265290953該LAC下面的三個(gè)BSC的尋呼量如下表：BSC名稱MC8aMC925hP53a NB_P

3、S_PAGING_REQ_PCHP53b NB_CS_PAGING_REQ_PCHANSBSC112032352871288 148058 87229 ANSBSC112091636401102 105833 57808 ANSBSC112172351491322 149207 85942 從上述數(shù)據(jù)分析可見，導(dǎo)致該LAC下面所有小區(qū)的尋呼量過大的主要原因是PS業(yè)務(wù)的尋呼量過大造成的，而CS業(yè)務(wù)的尋呼量并不是很大。而由于GPRS的尋呼量不一致，導(dǎo)致這三個(gè)BSC的尋呼量不一致。我們將安順市區(qū)所有小區(qū)的數(shù)據(jù)等效話務(wù)量形成覆蓋圖，如下：可見高數(shù)據(jù)流量區(qū)域都很集中，等效數(shù)據(jù)話務(wù)量高于10erl的小區(qū)在

4、市區(qū)的所有小區(qū)比例中占比超過40%，這些都是GPRS的熱點(diǎn)地區(qū)。當(dāng)該RA進(jìn)行尋呼時(shí)發(fā)生的信令交換量使設(shè)備處理能力趨于飽和，建議對(duì)熱點(diǎn)地區(qū)RA的劃分更為細(xì)致,減少paging時(shí)產(chǎn)生的信令負(fù)荷。對(duì)于這種情況，我們考慮利用RA Code的合理調(diào)整來降低尋呼負(fù)荷情況。將LAC34100下面的三個(gè)BSC的RA進(jìn)行了修改，修改之后整個(gè)LAC的尋呼量下降41%，從最高25萬降低到13萬，尋呼丟棄MC925H從1391次降低到0次，降幅100%。并且修改RA之后三個(gè)BSC的GPU負(fù)荷沒有增加反而略有下降，同時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)保持穩(wěn)定并略有提升?？紤]到還對(duì)修改RA后會(huì)增加路由更新，對(duì)市區(qū)的主干道進(jìn)行數(shù)據(jù)DT，測(cè)試速率從

5、97kbyte/s增加到103kbyte/s，可見路由更新對(duì)整體下載速率影響不大。二、調(diào)整RA Code的合理性什么是RA呢？RA就是路由區(qū)域（Routing Area）。對(duì)于話音業(yè)務(wù)來說，處于空閑模式的移動(dòng)終端設(shè)備作為被叫，網(wǎng)絡(luò)會(huì)對(duì)整個(gè)位置區(qū)域（LA）內(nèi)的所有移動(dòng)終端發(fā)起PAGING，因此，所有的信令交換就會(huì)被限制在一個(gè)特定的區(qū)域LA內(nèi)。同樣，對(duì)于分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，在一個(gè)下行的TBF建立時(shí)，SGSN會(huì)對(duì)整個(gè)路由區(qū)域內(nèi)（RA）的所有處于STANDBY狀態(tài)的移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行尋呼。對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來說，同時(shí)要負(fù)荷GSM和GPRS的PAGING所產(chǎn)生的信令交換。通過劃分LA與RA，解決設(shè)備信令處理的負(fù)荷

6、，所以對(duì)LA和RA進(jìn)行合理的規(guī)劃是非常必要的。GPRS網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)管理是由(LAC,CI)、RA Code和RA Colour來表征，其中：RA Code : Routing Area Code , 范圍 0.255RA Colour : Routing Area Colour, 范圍 0.7手機(jī)通過監(jiān)聽BCCH的廣播信息來獲知該小區(qū)是否支持GPRS業(yè)務(wù)以及路由信息。RA Code和RA Colour標(biāo)識(shí)了服務(wù)小區(qū)與鄰小區(qū)的RA關(guān)系，即是否是屬于同一個(gè)路由區(qū)域。RA Code標(biāo)識(shí)了一個(gè)路由區(qū)域，那RA Colour的作用是什么呢？RA Code包含在系統(tǒng)信息13中，而RA Colour包含在系

7、統(tǒng)信息3、4中，RA Colour廣播周期比RA Code要短, 因此，RA Colour有益于手機(jī)及時(shí)的偵聽到路由區(qū)域更新的信息。RA的劃分原則依據(jù)網(wǎng)絡(luò)成長性設(shè)計(jì)，我們分成幾個(gè)階段來進(jìn)行規(guī)劃階段一：網(wǎng)絡(luò)中GPRS/E-GPRS低話務(wù)設(shè)定RA范圍等同于LA范圍，屬于同一個(gè)LA區(qū)域的小區(qū)分配唯一的RA Code，其中每個(gè)小區(qū)RA color相同，每個(gè)LA區(qū)域只有一個(gè)RA color.圖：RA范圍等同于LA范圍階段二：網(wǎng)絡(luò)中GPRS/E-GPRS中等話務(wù)在中等話務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)LA區(qū)域最多劃分8個(gè)RA；對(duì)LA內(nèi)的每個(gè)RA區(qū)域分配唯一的RA Code。對(duì)于理想的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，我們推薦每個(gè)RA區(qū)域包

8、含的小區(qū)數(shù)達(dá)到平衡，但是由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量分布不均，網(wǎng)絡(luò)中往往劃分了包含不同數(shù)量小區(qū)的RA,在熱點(diǎn)地區(qū)，推薦劃分較小的RA區(qū)域。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長時(shí)，建議將LA區(qū)域劃分為幾個(gè)RA區(qū)域。圖：一個(gè)LA區(qū)域劃分為8個(gè)RA階段三：網(wǎng)絡(luò)中GPRS/E-GPRS高話務(wù)針對(duì)一個(gè)高業(yè)務(wù)量的密集型GPRS網(wǎng)絡(luò)，建議將一個(gè)LA區(qū)域劃分多個(gè)RA，最多可達(dá)到256個(gè)RA,在1個(gè)LA劃分大于8個(gè)RA的情況下，RA CODE必須進(jìn)行復(fù)用，相鄰的RA必須分配不同的RA COLOR。圖：一個(gè)LA區(qū)域劃分為多個(gè)RA（大于8個(gè)）隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的增加，推薦劃分多個(gè)RA區(qū)域，RA區(qū)域越小，信令負(fù)荷越少，但是RA越小，當(dāng)用戶在快速移

9、動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致了大量的路由區(qū)域更新，增加信令流量，并且使數(shù)據(jù)傳輸速率降低。在一個(gè)高話務(wù)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)RA的合理劃分是非常必要的。為了避免不必要的路由區(qū)域更新，合理的RA_COLOR規(guī)劃也是非常必要的。針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)LAC尋呼負(fù)荷較高的問題，可以對(duì)一個(gè)LAC下包含2個(gè)或者2個(gè)以上BSC的進(jìn)行RA Code和RA Color的合理調(diào)整設(shè)置，改變現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)一的一個(gè)LAC一個(gè)RA的設(shè)置原則。由于現(xiàn)網(wǎng)的PS Paging是按照RA的范圍進(jìn)行發(fā)送的，所以如果縮小LAC內(nèi)的RA范圍，可以減少該LAC內(nèi)的重復(fù)無效的PS Paging，從而減少重復(fù)無效的PS Paging對(duì)PCH信道的負(fù)荷，降低尋呼負(fù)荷，提高尋呼成功率，

10、改善終端用戶的感受。引入RA Color的設(shè)置在合理調(diào)整RA Code的設(shè)置的同時(shí)，需要相應(yīng)的調(diào)整RA Color的設(shè)置。規(guī)范中對(duì)RA Color的定義如下（包含在SI3/4中）：RA COLOUR (3 bit field)If the mobile station receives different values of the RA COLOUR field in different cell, the mobile station shall interpret the cell re-selection information as if the two cells belong t

11、o different routeing areas.即在RA Color的設(shè)置中，建議如下：1. LAC邊界，相應(yīng)的RA Color應(yīng)該設(shè)置為不一樣的值；2. LAC內(nèi)，如果所有BSC的RA Code設(shè)置一致，RA Color也要設(shè)置一致；3. LAC內(nèi)，如果所有BSC的RA Code設(shè)置不一致，RA Color也要設(shè)置不一致；RA Color的測(cè)試針對(duì)RA Color是否在LAC內(nèi)的BSC邊界真正起作用，我們選取ANSBSC11203和ANSBSC11217的邊界進(jìn)行路測(cè)。邊界情況如下圖所示；Case1：邊界為RA Code不一致RA Color不一致（空閑狀態(tài)），如下圖所示。結(jié)果為CRH

12、在小區(qū)重選時(shí)起作用。Case2：邊界為RA Code不一致RA Color不一致（業(yè)務(wù)狀態(tài)，F(xiàn)TP下載狀態(tài)），如下圖所示。結(jié)果為CRH在小區(qū)重選時(shí)起作用。Case3：邊界為RA Code不一致RA Color一致（空閑狀態(tài)），如下圖所示。結(jié)果為CRH在小區(qū)重選時(shí)不起作用。Case4：邊界為RA Code不一致RA Color一致（業(yè)務(wù)狀態(tài)，F(xiàn)TP下載狀態(tài)），如下圖所示。結(jié)果為CRH在小區(qū)重選時(shí)起作用。通過RA Color的實(shí)際測(cè)試，結(jié)果匯總?cè)缦拢篊ASERA Color是否使CRH起作用邊界為RA Code不一致RA Color不一致（空閑狀態(tài)）是邊界為RA Code不一致RA Color不一

13、致（業(yè)務(wù)狀態(tài)）是邊界為RA Code不一致RA Color一致（空閑狀態(tài)）否邊界為RA Code不一致RA Color一致（業(yè)務(wù)狀態(tài)）是即合理的設(shè)置RA Color可以使手機(jī)在空閑狀態(tài)下同LAC內(nèi)做跨BSC的小區(qū)重選時(shí)考慮CRH參數(shù)的作用，避免空閑狀態(tài)下BSC邊界上的乒乓小區(qū)重選，從而導(dǎo)致頻繁RA Update引起的相關(guān)的資源開銷。由于LAC內(nèi)多個(gè)BSC的RA Code值設(shè)置不一樣，必然會(huì)增加BSC邊界部分的RAU次數(shù)，由于一次RAU過程中最多會(huì)有3次UL信令過程，每次UL信令過程均需要進(jìn)行UL TBF的請(qǐng)求，故合理的設(shè)置RA Color值可以在BSC邊界小區(qū)重選時(shí)引入CRH的作用，減少BSC

14、邊界的乒乓RAU過程，從而一定程度的降低由于RA Code設(shè)置而帶來的UL TBF請(qǐng)求數(shù)的增加。RAU過程的信令流程圖如下：因此在調(diào)整RA的時(shí)候，需要考慮將RA Colour進(jìn)行搭配調(diào)整，用以區(qū)分邊界的RA。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果修改數(shù)據(jù)前后的路測(cè)對(duì)比情況由于新增了路由區(qū)導(dǎo)致市區(qū)BSC邊界新增了路由更新，為此我們進(jìn)行了修改數(shù)據(jù)前后的數(shù)據(jù)FTP下載測(cè)試。10月16日凌晨，對(duì)市區(qū)的LAC34100進(jìn)行了RA的修改，修改完成之后進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。16日上午對(duì)整個(gè)城區(qū)的EDGE路測(cè)FTP下載速率為103k，較修改前測(cè)試的97k有所提升。測(cè)試指標(biāo)如下：測(cè)試日期平均應(yīng)用層吞吐率(KB/s)LLC層吞吐率kbyte/s

15、下行TBF Open比例下行平均時(shí)隙數(shù)量1個(gè)時(shí)隙比例2個(gè)時(shí)隙比例3個(gè)時(shí)隙比例4個(gè)時(shí)隙比例10月8日11.7293.7286.1%3.940.8%0.9%2.5%95.9%10月16日13.16105.3088.9%3.951.2%0.3%0.3%98.1%然后我們?cè)倏葱略龅穆酚蓞^(qū)分布，修改路由區(qū)之前的安順市LAC34100下面三個(gè)BSC的RA Code和RA Colour的分布情況：修改路由區(qū)之后LAC34100下面小區(qū)的RA Code和RA Colour分布情況：下面是數(shù)據(jù)FTP下載過程中產(chǎn)生的路由更新對(duì)比情況：修改數(shù)據(jù)前的測(cè)試結(jié)果，共產(chǎn)生9次路由更新，如下修改數(shù)據(jù)之后，進(jìn)行全網(wǎng)數(shù)據(jù)FTP下

16、載測(cè)試共產(chǎn)生13次路由更新：對(duì)比修改RA前后的測(cè)試結(jié)果共增加了4次路由更新（平均每次路由更新時(shí)間1.25秒，對(duì)全網(wǎng)3個(gè)小時(shí)的測(cè)試基本沒有產(chǎn)生影響），整體下載速率沒有下降，因此新增的幾次路由更新對(duì)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)DT不會(huì)產(chǎn)生明顯影響。修改數(shù)據(jù)前后的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況觀察RA Code和RA Color修改后的Paging負(fù)荷、UL_TBF建立成功率的變化情況。取12至15日的數(shù)據(jù)為修改前數(shù)據(jù)，16至18日的數(shù)據(jù)為修改后數(shù)據(jù)，分別取當(dāng)天一天最忙時(shí)的2個(gè)時(shí)間段（20點(diǎn)和21點(diǎn)）進(jìn)行對(duì)比。日期最忙時(shí)LACBSCmc925hmc8ap53ap76ap77ap402UL_TBF建立成功率2010/10/1220:00

17、34100ANSBSC1120302152009980258179095.31%ANSBSC112098492092081421385588115096.73%ANSBSC112175912151889977639161097.49%2010/10/1221:0034100ANSBSC112030248269142179629824595.22%ANSBSC112091521636209980358378169393.17%ANSBSC11217444724826714210747366097.36%2010/10/1320:0034100ANSBSC112030216665992555778

18、0095.96%ANSBSC11209737215069149200553804697.49%ANSBSC112175922166399923640861097.83%2010/10/1321:0034100ANSBSC112030257376149200640814096.72%ANSBSC112091521608909927060080139093.01%ANSBSC11217599925735214917447565097.52%2010/10/1420:0034100ANSBSC112030214990102994606824598.11%ANSBSC11209873203340148

19、4525698146096.63%ANSBSC11217121021500210299843864097.62%2010/10/1421:0034100ANSBSC11203025055314845563681598.37%ANSBSC112096115404310299159980186692.70%ANSBSC11217374725053114845650666097.33%2010/10/1520:0034100ANSBSC1120302184979248154875097.90%ANSBSC1120917762184979669648569097.23%ANSBSC1121702184

20、599250841658097.34%2010/10/1521:0034100ANSBSC1120302030849669459476097.92%ANSBSC112094172030879247752370097.30%ANSBSC1121702030849672546862097.24%修改LAC34100的RA之后指標(biāo)對(duì)比情況2010/10/1620:0034100ANSBSC1120301235401917249068098.30%ANSBSC1120981418472003851071097.48%ANSBSC1121701291073749545562097.79%2010/10/

21、1621:0034100ANSBSC1120301199703827553970098.34%ANSBSC112092138172247455407397.30%ANSBSC1121701274172750940157097.64%2010/10/1720:0034100ANSBSC1120301188512065249368098.32%ANSBSC11209513786121730549792397.67%ANSBSC1121701247674007540160097.52%2010/10/1721:0034100ANSBSC1120301168436244346561098.09%ANS

22、BSC112093131502265576027913095.26%ANSBSC1121701236002850745963097.41%2010/10/1821:0034100ANSBSC112030 127842 23265 530 74 0 98.38%ANSBSC112091 131082 40719 528 77 130 97.36%ANSBSC112170 129888 27515 421 61 0 97.17%2010/10/1821:0034100ANSBSC112030 115943 23609 586 75 0 97.97%ANSBSC112090 113776 33062

23、 541 71 1080 94.47%ANSBSC112170 119632 29336 465 62 0 97.45%統(tǒng)計(jì)這三個(gè)BSC修改EA前后的的20點(diǎn)和21點(diǎn)忙時(shí)的平均值如下：LAC忙時(shí)BSCmc925hmc8ap53ap76ap77ap402UL_TBF建立成功率3410020:00:00ANSBSC112031660228065116383601801796.94%ANSBSC112096521713351163785597770195.53%ANSBSC11217186022659311637344763097.47%3410121:00:00ANSBSC112030120504

24、3123651769098.23%ANSBSC112090122959278095457527396.59%ANSBSC1121701233753174043461097.50%通過數(shù)據(jù)匯總，得出在修改RA Code和RA color之后，LAC34100忙時(shí)的尋呼負(fù)荷均得到了一定程度的緩解。LACBSCmc925h減少比例mc8a減少比例p53a減少比例p76a負(fù)荷減少比例p77a負(fù)荷減少比例UL_TBF建立成功率增加比例3410020:00:00ANSBSC11203100.00%47.16%52.84%12.79%4.09%1.34%ANSBSC11209100.00%28.23%71.

25、77%3.07%-1.84%1.11%ANSBSC11217100.00%45.55%54.45%3.25%4.64%0.03%通過平均統(tǒng)計(jì)可以看出，該LAC在修改后整改LAC的尋呼量從16日之前的208665次降低122279次，降幅41%；統(tǒng)計(jì)該LAC下面所有小區(qū)的MC925H平均值從1391次降低到0次，降幅100%。從P76a上來看，調(diào)整前后對(duì)GPU/GP的負(fù)荷減少6.37%。即修改前后GPU/GP負(fù)荷基本保持不變并略有下降。從UL_TBF建立成功率來看，修改后整體增加比例在0.82%左右。從評(píng)估數(shù)據(jù)可見，本次RA修改對(duì)三個(gè)BSC的整體指標(biāo)提升效果非常明顯，同時(shí)還有效降低了系統(tǒng)負(fù)荷。RA調(diào)整的應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)LAC尋呼量超過告警值18萬（各個(gè)地區(qū)根據(jù)BS_AG_BLK_RES設(shè)置不同來預(yù)估LAC尋呼量的告警值），且MC925h超過1000，分析LAC尋呼量過高主要原因：BS_AG_BLK_RES設(shè)置不同的尋呼負(fù)荷（一個(gè)CCCH塊，Not combined結(jié)構(gòu)）。BS_AG_BLK_RES尋呼量60%冗余5245106 147064 4306383 183830 3367660 220596 2428936 257362 1490213 294128 0551489 330894 計(jì)算公式：（9-BS_AG_BLK_RES）*尋呼組用戶數(shù)*（3600/0.235）在1個(gè)Pagin