基于Iu-ps數(shù)據(jù)優(yōu)化GGSN最大空閑時間設(shè)置的探討

肖旭旭，羅 丹，唐琳鈞（中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司，四川成都610041）

0 前言

網(wǎng)絡(luò)規(guī)則是由網(wǎng)元的各參數(shù)為整個網(wǎng)絡(luò)制定的運行規(guī)則。網(wǎng)元參數(shù)設(shè)定需要從設(shè)備間參數(shù)配合、改善業(yè)務(wù)質(zhì)量、有效降低網(wǎng)絡(luò)負荷、提升用戶感知等角度出發(fā)進行設(shè)定，才能讓網(wǎng)絡(luò)更加高效運行。在GGSN 信令控制參數(shù)中，為了防止個別用戶激活PDP上下文后，長時間不使用PS 業(yè)務(wù)而占用系統(tǒng)資源，GGSN 配置一個最大空閑時間（Idle-Timeout），在這個時間內(nèi)如果用戶沒有流量，則GGSN 可以主動去激活此PDP上下文。

本文從C市Iu-ps實時話單數(shù)據(jù)入手，著重分析了用戶PDP 去激活原因值為“Regular deactivation”的正常去激活后在1 min 后再次激活的情況，提出了一種對GGSN“最大空閑時間計時器Idle-Timeout”優(yōu)化設(shè)置的分析方法。

1 研究背景

1.1 智能終端滲透率高，頻繁產(chǎn)生PD P 激活與去激活

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展和4G 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋深入，各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層出不窮，正在逐漸改變著人們的生活。但是這些應(yīng)用大部分在沒有進行業(yè)務(wù)或曾開啟過軟件時，后臺也會自動運行一些心跳程序與網(wǎng)絡(luò)側(cè)產(chǎn)生報文交互，產(chǎn)生不同大小的流量數(shù)據(jù)包。這樣，會導致智能終端產(chǎn)生頻繁的PDP激活，增加空口和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信令開銷。近些年，C 市智能終端數(shù)量逐年上升，占據(jù)了絕大多數(shù)的用戶滲透率。根據(jù)C 市語音和數(shù)據(jù)話單記錄中的IMEI 信息進行終端屬性匹配后發(fā)現(xiàn)（約有60%的用戶能匹配出終端信息），其中95%以上的用戶均為HS智能終端。

1.2 G G S N最大空閑時間介紹

在GGSN 信令控制參數(shù)中，為了防止個別用戶激活PDP上下文后，長時間不使用PS業(yè)務(wù)而占用系統(tǒng)資源，GGSN配置一個最大空閑時間（Idle-Timeout），用于配置指定APN 實例的空閑上下文時長功能。對于長時間沒有流量的用戶，為防止出現(xiàn)垃圾上下文和浪費無線側(cè)資源可以配置該功能，去激活該用戶或向SGSN發(fā)起Update PDP Context Request 消息以探測SGSN 上是否存在該上下文，當SGSN 上沒有該用戶或者SGSN沒有響應(yīng)時，GGSN 主動去激活該用戶。對于GTPv0用戶不支持GGSN 主動發(fā)起Update PDP Context Re?quest消息，當GTPv0用戶空閑時長到時，GGSN會主動向SGSN 發(fā)起Delete PDP Context Request 消息去活用戶。

現(xiàn)網(wǎng)主流廠家最大空閑時間取值范圍如表1 所示。

2 基于Iu-ps數(shù)據(jù)分析的優(yōu)化方法討論

2.1 C 市G G S N現(xiàn)網(wǎng)配置情況

C 市現(xiàn)有8 個GGSN，其中3 個為行業(yè)GGSN，5 個為公共GGSN。所有GGSN 的Idle-timeout 均設(shè)置為15 min。配置PDP激活數(shù)、激活PDP忙時利用率、IP地址使用率等負荷類指標如表2所示。

2.2 Iu-ps數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表

Iu-ps 數(shù)據(jù)各業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)表是通過在SGSN 和RNC之間掛接服務(wù)器采集后進行信令數(shù)據(jù)解析后獲取的，包含豐富的信令面及用戶面信息。本次數(shù)據(jù)采集使用上海瑞元采集設(shè)備，匯聚承載類信息的表結(jié)構(gòu)包含：附著：GB_ATTACH；去附著：GB_DETACH；PDP 激活：GB_PDP_ACTIVATION；PDP 去激活：GB_PDP_DEAC?TIVATION；路 由 區(qū) 更 新：GB_RAU；尋 呼（GB）：GB_PAGING_FLOW；鑒 權(quán) ：GB_AUTH；BSSGP：GB_BSSGP；小區(qū)頻繁更新：CELL_UPDATE_FREQ；小區(qū)重選：CELL_UPDATE_GE；IUPS 尋呼：IUPS_PAG?ING；應(yīng)用層RAB：IU_RAB；Ping：GB_Ping；TCP 三握手：TCP_LINK_SETUP；TCP性能—上行：GB_RTT_UL；TCP性能—下行：GB_RTT_DL。共計16張結(jié)構(gòu)表。利用上述結(jié)構(gòu)表，進行多表關(guān)聯(lián)分析可以得到多維度、多視野、多業(yè)務(wù)疊加的分析結(jié)果。

本次多表關(guān)聯(lián)分析重點使用字段結(jié)構(gòu)（見表3）。

2.3 Iu-ps多表關(guān)聯(lián)的優(yōu)化分析方法

本次分析先選用一天的“PDP 去激活：GB_PDP_DEACTIVATION”結(jié)構(gòu)表。首先，通過DI?RECTION 字段選取由網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)的PDP 去激活事件。然后，根據(jù)SM_CAUSE 字段選擇由“Regular deac?tivation”原因值激發(fā)的去激活事件。隨后，根據(jù)IMSI用戶標識挑選出此類用戶，并統(tǒng)計在一天的時間周期內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生“Regular deactivation”的次數(shù)。接下來，選用同天的“PDP 激活：GB_PDP_ACTIVATION”結(jié)構(gòu)表。用去激活表中挑選出的IMSI 匹配在網(wǎng)絡(luò)正常去激活后，用戶1 min 內(nèi)隨即又產(chǎn)生業(yè)務(wù)流量，產(chǎn)生PDP激活的次數(shù)。

表1 現(xiàn)網(wǎng)主流廠家最大空閑時間取值范圍

表2 C市GGSN負荷現(xiàn)狀

表3 分析字段列表

圖1 關(guān)聯(lián)分析流程圖

圖1示出的是關(guān)聯(lián)分析流程。

2.4 基于該方法的優(yōu)化建議

利用數(shù)據(jù)分析工具關(guān)聯(lián)分析后發(fā)現(xiàn)C市智能手機PDP 激活的連接需求頻繁，一天PDP 去激活原因值為Regular deactivation 次數(shù)總計573 萬，但是517 萬的去激活的用戶都會在1 min的時間內(nèi)重新激活網(wǎng)絡(luò)。這部分用戶重新激活的次數(shù)占全天去激活次數(shù)的90%。智能手機用戶在如此短時間內(nèi)的重新激活從側(cè)面反映了網(wǎng)絡(luò)側(cè)15 min產(chǎn)生PDP 去激活的設(shè)置過短，徒增不必要的反復去激活、激活信令開銷。

根據(jù)前述，因為C 市各GGSN 的峰值IP 地址利用率和CPU峰值負荷均不高，可以考慮設(shè)備負荷在可接受范圍內(nèi)的前提下，降低空口和網(wǎng)絡(luò)側(cè)信令開銷。所以，建議C 市將GGSN 的Idle-timeout 參數(shù)修改為默認值“不主動去激活”。修改后，可主要觀察前后PDP激活連接總次數(shù)、PDP激活連接響應(yīng)次數(shù)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的PDP去激活次數(shù)、各GGSN的激活PDP忙時利用率、各GGSN 的峰值IP 地址利用率5個指標。若成功率沒有明顯劣化且用戶發(fā)起的PDP 激活連接總次數(shù)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的PDP 去激活次數(shù)減少，則說明優(yōu)化效果明顯，提升了用戶感知。

表4 C市PDP去激活與激活情況

3 結(jié)束語

現(xiàn)在，智能終端頻繁產(chǎn)生的PDP 激活對運營商網(wǎng)絡(luò)相關(guān)網(wǎng)元參數(shù)設(shè)置提出了越來越高的要求。本文提出的分析方法和優(yōu)化建議具有大數(shù)據(jù)多維度關(guān)聯(lián)分析特點，著眼現(xiàn)網(wǎng)用戶使用習慣，挖掘用戶行為數(shù)據(jù)的特征，從而為GGSN Idle-timeout 時長設(shè)置和PDP 激活相關(guān)的分析提供了一種方法。

面對大數(shù)據(jù)時代的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化工作，通過Iups信令解析數(shù)據(jù)中蘊藏的大數(shù)據(jù)資源，做好深度數(shù)據(jù)挖掘的分析工作，往往能通過不同數(shù)據(jù)組合，從新角度分析既有的規(guī)劃、優(yōu)化難點。進而為中國聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、優(yōu)化實施提供切近用戶行為的良好分析支撐。

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