《浙江-网络部-关于摩托罗拉PCU设备负荷优化原则的应用研究-蔡玮.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江-网络部-关于摩托罗拉PCU设备负荷优化原则的应用研究-蔡玮.docx（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、关于摩托罗拉PCU中PRP板负荷优化原则的应用研究蔡玮（中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司 杭州 310015）摘 要 本文在摩托罗拉PCU各种配置原则的基础上，分析了PRP负荷对数据网络性能的影响及主要成因，提出了2种PRP负荷优化配置原则，优化原则的有效性得到了现网实施效果的验证。关键词 EGPRS PCU PRP负荷Application & Research On PRP Load Optimization principle of Motorola PCU Caiwei（China Mobile GROUP Zhejiang CO.,LTD.Hangzhou Branch，Han
2、gzhou 310012）Abstract :Based on the hardware capability of Motorola PCU,we firstly analyze the data networks performance reducing infected by the PRP load and the main cause of the high PRP load,then we advance two PRP Load Optimization principles, these principles have been proved to be effectual i
3、n network.Key word : EGPRS PCU PRP load 随着中国移动通信集团公司全面推行增强型通用分组无线系统（Enhenced General Packet Radio System，EGPRS）网络覆盖以来，用户对网络中速率提升的期望不断增加。但是在实际应用中，我们发现数据网络的实际速率与理论速率差距较大，用户对此投诉也较多。如何有效地提升数据网络各种性能，是摆在所有数据网络优化人员面前的一个关键课题。1 摩托罗拉PCU设备介绍在摩托罗拉的无线设备中，无线接入网部分处理用户数据业务（(E)GPRS）的设备称为PCU，如下图所示：BSS系统BSC基站控制器BTS基站M
4、SC/VLRPSTN公用电话网PCU分组控制单元GGSNGGSNInternet因特网PDN公用数据网SGSNHLR/AUC归属位置寄存器用户鉴权中心图1 摩托罗拉数据业务网络结构每一个PCU中主要有两种硬件模块：MPROC和DPROC，MPROC模块为系统处理器板，用于控制整个PCU，通常配置为PSP；DPROC为非系统处理器板，根据具体模块处理内容的不同，可配置为PICP和PRP，分别处理信令及业务数据。一个典型的PCU硬件配置如下图所示：图2 摩托罗拉PCU设备硬件配置面板对于每一个小区，进行数据业务传输用的信道称为PDTCH信道。通常有三种不同传输速率的PDTCH信道：16Kbps、3
5、2Kbps和64Kbps。对于普通的GPRS业务，PDTCH信道可配置为16K和32K，而EGPRS的PDTCH信道则配置为64K。PRP板就是负责处理各种PDTCH信道数据传输的模块。一个PRP板可以配置两个PMC，每个PMC可以配置两条GDS，每条GDS就是一个2M的传输链路，各小区中的PDTCH信道就是分配在这些GDS上进行数据业务传输。图3 PRP板卡配置示例根据摩托罗拉设备使用说明，当摩托罗拉无线设备支持的软件为GSR7版本时，PCU中各种资源配置限制条件如下：（1）PRP配置情况（根据每PCU单元配置的PRP数规划PDCH总数）：每个PRP 可配置120 PDCH信道；这些PDTC
6、H信道是不区分普通GPRS信道还是EGPRS信道。设：PRPnum：每个PCU下配置的PRP处理板数；PDCHnum: 理论每个PCU单元可配置的PDCH信道总数；PDCHnum = PRPnum * 120 （2）GDS配置情况(根据每PCU单元配置的GDS数规划PDCH数)：每GDS可配置30个64K TRAU(数据帧), 即： 30 个 64K PDTCH 信道；60 个 32K PDTCH 信道；120 个 16K PDTCH 信道；（3）PDTCH配置情况：一般情况下每PDTCH信道可容纳的用户数为4，每信道的吞吐速率由用户共享。根据摩托罗拉的配置原则，每个PRP板可同时激活的PDT
7、CH信道数为30个（与PDTCH信道类型无关），另外每个PRP板实际激活的信道数与PRP负荷有直接的关系。当PRP板上的30个PDTCH信道同时激活时：其负荷统计指标PRP_load_max =100。而如果一个PDTCH信道被14个用户同时使用时，PRP_load_max统计值在（100400）之间。这将极大的影响用户的使用速率。下表为PRP管理小区激活的信道数和PRP_Load_max的比较：Number of timeslots pending service in a 20 msec block periodPRP load0-300-10031-60101-20061-90201-3
8、0091-120301-4002 PRP负荷及其对数据业务的影响2.1 PRP负荷对数据业务的影响分析随着杭州地区EGPRS工程的不断推进，关于数据用户投诉根据摩托罗拉的设备手册说明，当PRP_load_max100时，单块PRP板卡上实际需要处理的PDTCH信道数将大于30，而单块PRP板的同时可激活能力为30，由此可推断，此时部分用户是分时共享数据业务服务的。这也就意味着，当PRP_load_max100时，用户数据业务是存在延时性的，速率也会有所下降。为了验证以上推论，我们选取了两组小区进行现场测试，第一组现场测试小区，满足以下条件：（1）小区均已开通EGPRS功能；（2）为保证小区无线
9、环境良好，测试小区均为信号覆盖良好的室内分布小区； （3）小区对应的拥塞指标性能良好，未见明显拥塞； （4）小区所在的PRP板满足：PRP_load_max100第二组测试小区，除了不满足前面提到的第4点以外，其余条件均同第一组。在对以上各小区测试结果分析发现：第一组小区FTP平均下载速率约在60Kbps左右；而第二组小区的FTP平均下载速率均在120Kbps以上。由此可见，PRP负荷是影响数据业务速率的关键因素之一。2.2 PRP超负荷原因分析获得以上结论后，进一步对各种超负荷的PRP板分析可发现，造成这种超负荷的现象主要有两种情况：情况一：整个PCU下数据业务繁忙这种情况下：整个PCU下的
10、数据业务较忙，PDCH信道配置较多，此时PCU下的各prp板负荷普遍偏高；现网中该情况的示例如下表：PCUPRP_IDPMC挂一个GDS的总数PMC挂两个GDS的总数PRP_load_maxPRP_load_meanPCU013212024.86PCU014211026.598PCU015210322.701PCU016212035.435PCU0111212038.114PCU01下共有5块PRP板。这些PRP板的负荷虽然比较均衡，但负荷都在100以上，这说明目前所有的PRP板都十分繁忙，这会造成PRP板上承载的小区数据速率下降。在此情况下需新增PRP板以分担每块PRP板的负荷。情况二：PC
11、U下PRP板配置不均衡这种情况下是由于同一个PCU中的PRP板分配资源不均衡，导致某些PRP板的负荷较重，而其他的板卡负荷较低。现网中该情况的示例如下表：PCUPRP_IDPMC挂一个GDS的总数PMC挂两个GDS的总数PRP_load_max_maxPRP_load_mean_maxPCU023210016.583PCU024414332.298PCU025419651.869PCU021128318.353PCU021228315.369PCU02共有5块PRP板，从上表可见PRP 4 和PRP 5的负荷明显比其他PRP板要高出40以上，而仔细核对PRP板的硬件配置，除了这两块PRP板配置
12、了4条GDS之外，其他PRP板均只配置了2条GDS。这说明由于摩托罗拉设备软件缺陷，不能自动将小区时隙配置在下挂时隙较少的PRP板上。当PCU中各PRP板的硬件配置不均衡时，部分PRP板常常会出现超负荷的现象，从而导致不同PRP板上承载的小区瞬时吞吐能力出现明显差异。在这种情况下，需对PRP板配置进行扩容及调整，以保证PRP板配置的均衡。3 PRP板负荷优化配置原则原则一通过以上分析，要提高小区数据传输速率，首先需要解决PRP超负荷问题。目前市场上十分普遍的手机类型为class10，此类手机每个用户最多可同时占用4个PDCH信道进行数据业务的下行传输。对于EGPRS信道而言，每个PDCH信道为
13、64Kbps的速率，如果要达到用户的吞吐量在100kbps左右，则用户手机最少需占用2个PDCH（2*64K）信道或占用4个PDCH(4*32K)信道但和另外一个用户共享。虽然每个PRP板可配置120个PDCH信道，但每个PRP板同时最多只能激活30个PDCH信道。在实际的配置中，一个PRP板下不可能只配置30个PDCH，该PRP管理下的小区也不可能最多只有30个用户。我们通过对现网中的PCU03的分析来说明PCU中PRP板配置原则：PCU03共配置了5个PRP板，每个PRP板中分别配置了2个GDS，下表为负荷优化前各PRP板中的小区，PDCH信道及PRP负荷均值的分布情况： PCU PRP携
14、带基站信息携带小区数配置PDCH数峰值负荷PCU0311033,5,6,774336.4PCU0311043,4,7,66,9064547.2PCU0311052,2054355.8PCU0311061,3,4,89,90658154.13PCU0311071,4,1654160.53结合上表及现场实际测试发现：管理60个左右PDCH的PRP 6（1106）负荷非常繁忙，严重影响其管理下的小区中的数据业务下行速率；而管理40多个PDCH的其他PRP板的性能非常稳定，CQT和DT的效果也非常理想。PRP板的实际负荷与这些PDCH的忙闲程度有关。根据这些分析，结合实际测试情况，我们认为：当每个PR
15、P板实际管理的PDCH信道数在4050个之间，且PRP的最大负荷不超过70时（考虑余量），PRP负荷和实际的现场测试都处于较理想的情况。根据这一原则每个PCU配置的PRP理论数应满足：原则一：原则二如果考虑以一个PRP板可同时处理的PDCH信道数来计算现网各PCU所需的PRP数，则换算公式如下：需求PRP数BSC中实际PDCH信道占用总数/单个PRP处理能力根据摩托设备使用手册的说明：每个PRP板可同时激活的PDCH信道数为30个；同时BSC中实际PDCH信道占用总量可以用BUSY_PDTCH_MEAN来表示，又因为通常情况下，数据业务传输主要在下行链路中，故可以用下行的BUSY_PDTCH_
16、MEAN来表示BSC中实际PDCH信道占用数。综上，有：但是实际使用PCU的过程中我们还发现，当PCU硬件均衡后，PRP板的负荷还受其管辖小区的业务繁忙程度影响较大：即使两块信道数配置相同PRP板，如果配置在同一个PRP上的多个小区均很忙，而且忙时重叠，而另一个PRP板上的各小区数据业务较空闲时，前者PRP板的负荷也会明星高于后者PRP板。而目前摩托罗拉设备软件仅能当PRP板的PRP_load_max 170（该值不可调），且同一PCU下存在PRP_load_max70（该值不可调）的PRP板时，才会对负荷较大的PRP下的小区进行均衡，将部分小区调整到其他的PRP板上。在实际测试中，PRP_l
17、oad_max大于170时，小区PDCH实际速率下降很大，因此，目前摩托罗拉设备的软件实际上根本无法真正达到各PRP板之间的均衡。为保证数据业务的高速率，就必须要求PRP的负荷均处于较低的水平，若按照上面提到的上限方式配置PDCH信道将无法保证数据业务的高速率下载。据此，在综合考虑到数据业务存在突发性和PRP板本身无法完全自动均衡的特性，PCU所需PRP的计算公式修改为：原则二： 4 PRP板负荷优化效果根据以上原则，我们选择了PCU04进行负荷优化实施，在负荷优化前该PCU的配置及负荷如下表所示：PCUPRP_IDPMC挂一个GDS的总数PMC挂两个GDS的总数PRP_load_maxPRP
18、_load_meanPCU0411031214637.585735PCU04110429613.193432PCU04110528615.044473PCU041106217336.546009PCU04110b28316.751869PCU04110c416339.74284从上表可见该PCU下的各PRP板负荷严重不均衡，其PRP硬件配置也极其不均衡。在此配置情况下，我们对PCU04下的部分场所进行了CQT测试，根据集团要求，CQT达标速率为135Kbps，其测试数据如下：地点类型覆盖小区归属BSC平均下载速率（Kbps）是否达标BL大厦商务场所10449HZBSC01142.8达标HZ大酒
19、店酒店10599HZBSC01148.6达标RH大酒店酒店18279HZBSC0166.8未达标SKX大楼商务场所10120HZBSC01100.054未达标YT百货大楼商场、休闲区19789HZBSC0182.60 未达标ZJ大酒店酒店10479HZBSC0148.6 未达标ZD广场商务场所10279HZBSC0151.684未达标结合当时的配置，根据原则一及二PCU04分别需要的PRP板数为10和7，PCU04目前各PRP负荷都已较高，我们根据原则一安排了PCU04的扩容。扩容完成后PCU04中各PRP板卡负荷如下表所示：BSCPRP_IDPMC挂一个GDS的总数PMC挂两个GDS的总数P
20、RP_load_maxPRP_load_meanPCU04329011.47PCU04429312.79PCU04528315.57PCU046210017.95PCU041229612.55PCU041326614.65PCU041427617.96PCU0415210018.91PCU041629013.94从上表可见，扩容后的PRP板负荷较均衡，且都未超过100。在扩容后，我们对相关EGPRS测试保障区进行了复测，数据业务下载速率如下：地点类型覆盖小区归属BSC平均下载速率（Kbps）是否达标BL大厦商务场所10449HZBSC01147.108达标HZ大酒店酒店10599HZBSC01
21、164.842达标RH大酒店酒店18279HZBSC01145.592达标SKX大楼商务场所10120HZBSC01175.456达标YT百货大楼商场、休闲区19789HZBSC01156.51 达标ZJ大酒店酒店10479HZBSC01152.13 达标ZD广场商务场所10279HZBSC01166.642达标从扩容前后各测试区域的速率变化来看，PRP板扩容及负荷优化对于速率提升效果十分显著。根据这个调整情况来看PRP的配置原则一较符合现网实际情况。5 结束语EGPRS网络给用户带来的最明显体验就是较GPRS网络有12倍的速率提升。现网优化发现：对于摩托罗拉无线数据网络而言，通过优化PCU中PRP板卡配置及负荷，可有效提升网络速率，保证实际速率接近理论值。中国移动浙江分公司结合现网实际提出了两种PRP负荷优化的配置原则，原则的有效性得到了现网实施效果的验证，为今后EGPRS网络日常优化提供了有效的理论和实践指导，从而更好的保证了EGPRS网络的良好运行,进一步提升了网络客户感知度。作者简介：蔡玮（1974）： 2005年毕业于华中科技大学，目前在中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司网络部无线网优中心工作，主要负责杭州地区数据网络的日常优化及维护工作。