WCDMA PDP激活成功率的優(yōu)化探討

程 松

(中國聯(lián)通西安分公司，陜西 西安710075)

隨著WCDMA網(wǎng)絡(luò)的開通和智能移動(dòng)終端的普及，有更多用戶使用手機(jī)上網(wǎng)。WCDMA網(wǎng)絡(luò)PS域的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量將直接影響3G用戶上網(wǎng)感知。PDP激活成功率指標(biāo)不僅是衡量WCDMA網(wǎng)絡(luò)PS域質(zhì)量的重要指標(biāo)，而且影響到3G用戶上網(wǎng)感知。自2010年8月起，陜西聯(lián)通啟動(dòng)了WCDMA PDP激活成功率指標(biāo)優(yōu)化工作，通過核心網(wǎng)、無線網(wǎng)互聯(lián)動(dòng)，提升WCDMA PDP激活成功率指標(biāo)。

1 WCDMA PDP激活流程、指標(biāo)定義及指標(biāo)解釋

1.1 WCDMA PDP激活流程

現(xiàn)網(wǎng)中PDP激活流程基本都是由用戶發(fā)起的激活，包括二次PDP激活流程，基本流程如圖1所示。

1.2 指標(biāo)定義

PDP上下文激活成功率（不含用戶行為）=（由MS發(fā)起的PDP上下文激活程序的成功次數(shù)＋由于用戶原因引起的PDP上下文激活失敗次數(shù)）/由MS發(fā)起的PDP上下文激活嘗試次數(shù)×100%。

1.3 指標(biāo)解釋

1.3.1 由MS發(fā)起的PDP上下文激活嘗試次數(shù)

由MS發(fā)起的PDP上下文激活嘗試次數(shù)為一個(gè)時(shí)間段內(nèi)SGSN執(zhí)行轄區(qū)內(nèi)MS發(fā)起的PDP Context激活過程(包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài))次數(shù)。統(tǒng)計(jì)SGSN接收到 MS發(fā)來的“Activate PDP Context Request”消息的次數(shù)。

1.3.2 由MS發(fā)起的PDP上下文激活程序的成功次數(shù)

由MS發(fā)起的PDP上下文激活成功次數(shù)為一個(gè)時(shí)間段內(nèi)SGSN成功執(zhí)行轄區(qū)內(nèi)MS發(fā)起的PDP上下文激活過程(包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài))次數(shù)。統(tǒng)計(jì)MS發(fā)送到SGSN的“Activate PDP Context Accept”消息的次數(shù)。

2 造成PDP激活成功率低的原因

2.1 用戶原因

用戶原因有以下幾種：未知APN、PDP地址和類型不正確、鑒權(quán)失敗、服務(wù)不支持、請求服務(wù)未簽約等。

2.2 網(wǎng)絡(luò)原因

網(wǎng)絡(luò)原因引起的PDP上下文激活失敗次數(shù)是影響指標(biāo)的關(guān)鍵因素，而網(wǎng)絡(luò)原因主要包含以下3個(gè)方面：

(1)未知原因

SGSN在拒絕PDP激活請求的消息中包含了除#26、27、28、29、31、32、33、34、35、96、100（3G）之 外 的 Cause Code和原因。目前來說主要是RAB指派失敗或超時(shí)的問題。

(2)由于選擇的服務(wù)亂序?qū)е碌募せ钍　?/p>

(3)系統(tǒng)資源不足。

3 陜西聯(lián)通WCDMA PDP激活成功率網(wǎng)絡(luò)失敗原因

3.1 核心網(wǎng)側(cè)原因分析

通過SGSN的性能統(tǒng)計(jì)，WCDMA PDP激活失敗主要由于RAB指派無響應(yīng)、RAB指派失敗導(dǎo)致。從激活流程上分析，RAB指派處于激活流程(如圖2所示)中的第3步，是建立無線承載鏈路的過程。SGSN向RNC發(fā)起RAB指派請求，RNC在返回SGSN RAB響應(yīng)中攜帶錯(cuò)誤的cause值或SGSN在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到RNC返回的消息，導(dǎo)致SGSN激活失敗。

根據(jù)RNC廠家分布情況，進(jìn)一步確定指標(biāo)優(yōu)化的重點(diǎn)RNC，陜西聯(lián)通WCDMA無線部分共分為中興、諾西兩大業(yè)務(wù)區(qū)。

中興RNC業(yè)務(wù)區(qū)部分RNC指標(biāo)完成情況不達(dá)標(biāo)，其中西安RNC3的業(yè)務(wù)量最大，指標(biāo)完成最差，對整體指標(biāo)影響最大，西安RNC3作為中興業(yè)務(wù)區(qū)指標(biāo)提升的重點(diǎn)。

諾西全部RNC指標(biāo)均不達(dá)標(biāo)，其中咸陽RNC指標(biāo)完成情況最差，因此咸陽RNC作為諾西業(yè)務(wù)區(qū)指標(biāo)分析與提升的突破口。

為進(jìn)一步分析RAB指派失敗的原因，通過在SGSN側(cè)打開失敗觀察，發(fā)現(xiàn)中興RNC RAB指派響應(yīng)返回錯(cuò)誤的cause值主要為Failure in the Radio Interface Procedure(14)和 Radio Connection With UE Lost(46)，諾西 RNC RAB指派響應(yīng)返回錯(cuò)誤的cause值主要為Unspecified Failure(115)。

3.2 無線網(wǎng)側(cè)對RNC RAB指派失敗原因分析

西安部分RNC業(yè)務(wù)量的持續(xù)增長，使得RNC的負(fù)荷過重，直接導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)擁塞次數(shù)的增加，造成RAB建立失敗，嚴(yán)重影響了用戶感知。

部分小區(qū)IUB口傳輸帶寬不足，資源受限導(dǎo)致業(yè)務(wù)建立遭拒絕，從而影響RAB建立成功率，造成無線RAB建立失敗次數(shù)較高。

個(gè)別小區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋弱、CE及功率擁塞也是導(dǎo)致RAB建立失敗的重要原因。

WCDMA PDP激活成功率與無線側(cè)、核心網(wǎng)側(cè)均有關(guān)系。核心網(wǎng)側(cè)需通過調(diào)整與RAB指標(biāo)相關(guān)的參數(shù)，做好與無線網(wǎng)絡(luò)的流程配合。無線網(wǎng)側(cè)需要重點(diǎn)優(yōu)化解決Failure in the Radio Interface Procedure(14)和Radio Connection With UE Lost(46)導(dǎo)致的RAB指派失敗問題。

4 WCDMA PDP激活成功率指標(biāo)提升的主要措施及效果評(píng)估

核心網(wǎng)SGSN通過參數(shù)調(diào)整降低RAB指派失敗、無響應(yīng)引起的激活失敗次數(shù)，其主要涉及參數(shù)有SGSN等待RAB響應(yīng)定時(shí)器、RAB指派失敗是否給RNC發(fā)送RAB釋放消息等，無線側(cè)通過RNC業(yè)務(wù)分裂及RCP負(fù)荷均衡、IUB口擴(kuò)容等措施進(jìn)一步提高WCDMA PDP激活成功率[1]。

4.1 修改SGSN等待RAB響應(yīng)定時(shí)器

4.1.1 參數(shù)調(diào)整原因

表1列出了參數(shù)調(diào)整前3G用戶RAB指派失敗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（取全天24 h數(shù)據(jù)），由表1可以看出，由于 RAB指派無響應(yīng)造成的失敗次數(shù)占比最高。從無線側(cè)了解到，西安地區(qū)RNC已經(jīng)開啟了呼叫重建立功能，該功能主要解決一些終端收到RAB建立消息后，向網(wǎng)絡(luò)側(cè)返回RAB建立完成消息，但由于NodeB解碼異常，RNC側(cè)無法收到RAB建立完成的消息。而當(dāng)此功能開啟時(shí)，按照無線側(cè)的設(shè)計(jì)，無線側(cè)信令流程需要約10 s～14 s完成。而實(shí)際上PS核心網(wǎng)SGSN等待RAB響應(yīng)默認(rèn)參數(shù)為10 s，導(dǎo)致該流程會(huì)在中途收到核心網(wǎng)側(cè)釋放消息，無線側(cè)呼叫重建立過程被“打斷”，造成失敗。

4.1.2 參數(shù)調(diào)整方案

根據(jù)無線側(cè)參數(shù)設(shè)置，適當(dāng)調(diào)整核心網(wǎng)SGSN上等待RAB響應(yīng)定時(shí)器，由10 s增大為15 s。

4.1.3 效果評(píng)估

2010年 8月26日00：00將 SM等待 RAB響應(yīng)定時(shí)器由10 s增大為 15 s，參數(shù)修改后 3G用戶 RAB指派失敗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2(取全天24 h數(shù)據(jù))所示。

表1 3G用戶RAB指派失敗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（參數(shù)調(diào)整前）

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析來看，將SM等待RAB響應(yīng)定時(shí)器由10 s增大為15 s后，激活失敗次數(shù)變化情況如下：

(1)RAB指派失敗引起的激活失敗次數(shù)增多，增加幅度為80.6%，這部分失敗原來統(tǒng)計(jì)到RAB指派無響應(yīng)中，現(xiàn)在由于定時(shí)器變大，失敗的響應(yīng)次數(shù)也相應(yīng)增多，但這部分變化不影響指標(biāo)；

(2)RAB指派無響應(yīng)引起的激活失敗次數(shù)減少，降幅為98.22%,說明定時(shí)器延長后絕大部分的RAB指派都得到了響應(yīng)；

(3)整體因RAB指派、無響應(yīng)失敗引起的激活失敗次數(shù)減少，降幅為21.33%，達(dá)到了降低因RAB指派、無響應(yīng)失敗引起的激活失敗次數(shù)、提升WCDMA PDP激活成功率的目的。

表2 3G用戶RAB指派失敗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（參數(shù)調(diào)整后）

4.2 SGSN打開RNC發(fā)送RAB釋放消息參數(shù)

4.2.1 參數(shù)調(diào)整原因

用戶RAB重建過程中，部分RNC在收到一次RAB指派消息時(shí)沒有響應(yīng)，RNC認(rèn)為該用戶已經(jīng)存在一條失敗的RAB鏈路，將不再響應(yīng)該用戶新的RAB指派消息，并且不主動(dòng)釋放失敗的RAB指派，這會(huì)導(dǎo)致用戶不能成功建立第二條RAB指派，從而造成用戶PDP激活失敗，影響PDP激活指標(biāo)和用戶感受。圖3為參數(shù)調(diào)整前的RAB指派流程。

4.2.2 參數(shù)調(diào)整方案

變量23由0修改為1。變量23為激活過程中由于RAB指派失敗是否給RNC發(fā)送RAB釋放消息 [縮寫:bRlsRabInPdpActFail]，0表示否，1表示是。圖 4為參數(shù)調(diào)整后的RAB指派流程。

4.2.3 效果評(píng)估

表3為變量23修改前后WCDMA PDP激活成功率指標(biāo)對比。

4.3 關(guān)閉SGSN RAB重建參數(shù)

4.3.1 參數(shù)調(diào)整原因

陜西聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)PS域核心網(wǎng)為中興設(shè)備，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出自中興和諾西兩個(gè)廠家，其中中興SGSN和諾西RNC配合時(shí)，諾西所有RNC的激活成功率均未達(dá)標(biāo)。以咸陽RNC為例進(jìn)行分析，2011年6月8日20:00～21:00 SGSN側(cè)統(tǒng)計(jì)的RAB指派失敗次數(shù)為74次，而在 RNC側(cè)統(tǒng)計(jì)的次數(shù)為21，無線 RNC和核心網(wǎng)SGSN在RAB建立失敗計(jì)數(shù)方面存在較大差異。

表3 變量23修改前后WCDMA PDP激活成功率指標(biāo)對比

通過RNC log，可以發(fā)現(xiàn)大部分的RAB指派失敗是由于SGSN在Multi-RAB業(yè)務(wù)中重復(fù)指派ID和內(nèi)容相同的RAB請求，導(dǎo)致RNC發(fā)送RAB指派失敗的消息。在SGSN發(fā)送第一次RAB Assignment Request消息時(shí)，指派的RAB-ID為A，RNC相應(yīng)地指派RAB成功，其后MS再次發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請求，SGSN則連續(xù)發(fā)送了兩條RAB Assignment Request消息，其中一條信息的RAB-ID為B，RNC響應(yīng)指派成功，但另一條信息的RAB-ID為之前已經(jīng)分配的A，故RNC認(rèn)為RAB-ID為A的已經(jīng)建立成功，新的RAB-ID為A建立請求是非法的，回送RAB指派失敗原因?yàn)?15的消息，SGSN在收到RNC的RAB建立請求失敗消息后，進(jìn)行PDP激活，但是RAB連接仍然保留。在隨后用戶再次發(fā)起PDP激活請求時(shí)，SGSN再次發(fā)送RAB-ID為A的RAB指派請求，這時(shí)RAB指派會(huì)因?yàn)樵蠷AB連接仍然保留而再次失敗，從而導(dǎo)致PDP激活請求失敗，在被保留的RAB連接因超時(shí)而釋放之前，該用戶發(fā)起的對應(yīng)該RAB連接的PDP激活均會(huì)失敗。

諾西RNC不會(huì)將上述RAB建立失敗計(jì)入RNC統(tǒng)計(jì)，因?yàn)镽NC認(rèn)為這個(gè)RAB已經(jīng)建立成功，新的RAB建立請求是非法的。而SGSN側(cè)，因這個(gè)RAB失敗是在PDP激活請求之后，因此PDP激活請求會(huì)遭受拒絕。這也是RNC和SGSN兩邊RAB建立失敗計(jì)數(shù)相差很大的原因。

表4 RAB重建參數(shù)修改前后WCDMA PDP激活成功率指標(biāo)對比

4.3.2 參數(shù)調(diào)整方案

中興SGSN“業(yè)務(wù)請求過程中是否對已經(jīng)存在RAB的PDP上下文進(jìn)行RAB重建”參數(shù)默認(rèn)設(shè)置為“是”，使得SGSN對已經(jīng)存在的RAB連接下發(fā)RAB指派請求。通過將該參數(shù)設(shè)置為“否”，避免上述PDP激活失敗。

4.3.3 效果評(píng)估

表4為“業(yè)務(wù)請求過程中是否對已經(jīng)存在RAB的PDP上下文進(jìn)行RAB重建”參數(shù)修改前后WCDMA PDP激活成功率指標(biāo)對比。

通過參數(shù)修改，諾西業(yè)務(wù)區(qū)RAB指派失敗引起的激活失敗次數(shù)大幅減少，WCDMA PDP激活成功率得到提升。

4.4 無線側(cè)優(yōu)化措施

4.4.1 RNC業(yè)務(wù)分裂及RCP負(fù)荷均衡

為解決部分RNC負(fù)荷過重的問題，結(jié)合建設(shè)部工程安排，實(shí)施西安RNC業(yè)務(wù)分裂，RCP負(fù)荷均衡。

對西安RNC3實(shí)施了站點(diǎn)遷移，RCP板負(fù)荷均衡后，RAB建立成功率和RRC建立成功率均有所提升,當(dāng)天WCDMA PDP激活成功率達(dá)到99.25%。

4.4.2 IUB口擴(kuò)容

為解決IUB資源不足，對小區(qū)IUB口擁塞情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，逐步對資源條件滿足的NODEB進(jìn)行擴(kuò)容[2]。

以西安為例，部分小區(qū)IUB口擁塞導(dǎo)致RAB失敗次數(shù)較高。對西安RNC3下的1個(gè)基站進(jìn)行IUB口擴(kuò)容，調(diào)整后IUB口資源受限明顯減小，基站RAB建立成功率明顯得到提升。

WCDMA PDP激活成功率雖然是核心網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，但與無線網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)。陜西聯(lián)通采取核心網(wǎng)、無線網(wǎng)相互配合、聯(lián)動(dòng)，通過核心網(wǎng)參數(shù)調(diào)整，無線網(wǎng)RNC業(yè)務(wù)分裂、IUB口擴(kuò)容等措施，同時(shí)無線側(cè)每日提取與PDP激活失敗相關(guān)的設(shè)備及傳輸告警站點(diǎn)，及時(shí)處理告警，解決單站引起用戶反復(fù)嘗試，造成大量RAB指派失敗問題。目前陜西省WCDMA PDP激活成功率從97%左右逐漸提升至99.32%左右，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)而且使用戶感知得到了有效的改善。

[1]彭木根，王文博.3G無線資源管理與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化[M]．北京：人民郵電出版社，2008.

[2]姜正新.WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的業(yè)務(wù)分析[J].現(xiàn)代電信科技，2004(5)：33-34.