华为外置PCU资源利用效率提升优化
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【摘要】目前广东的华为设备普遍存在外置pcu资源紧张的问题,忙时PDCH激活数量少,使得TBF建立成功率较低。文章分析了GPRS/EGPRS各种调制编码方式的PCIC资源的利用效率,得出CS3/CS4编码方式降低了PCIC资源利用效率的结论,并进行了关闭CS3/CS4编码方式的优化试验,大幅改善了TBF建立成功率等性能指标,提高了EGPRS下载速率,增加了数据流量。
【关键词】TBF建立成功率PCUPCICCS3/CS4PDCH
1 引言
华为外置PCU每块RPPU板最多可支持220条PCIC,资源较少。R8C11版本之前的外置PCU不能实现小区迁移,小区无法从一块忙的RPPU板迁移到另一空闲的RPPU板,这进一步降低了PCU的利用效率。随着业务量的增长,外置PCU资源越趋紧张,TBF建立成功率较低,提高外置PCU利用效率已成为当务之急。
2 PCIC资源利用分析
现网华为网络GPRS业务开启了CS1、CS2、CS3、CS4四种编码方式,各种编码方式的吞吐率与C/I值变化曲线如图1所示:
图1 GPRS编码方案吞吐率图
由于各编码方式速率不同,因而对Pb口的承载要求也有所不同,各编码资源需求如下:
表1GPRS各编码方案资源需求
从表1可知,CS2需要绑定1条PCIC,其最大空口速率可以达到12kbps;而CS4需要绑定2条PCIC,其最大速率可以达到20kbps,平均每条PCIC支持的最大空口速率为10kbps,比CS2编码方式小了2kbps,从CS2提升到CS4增加一条PCIC的边际效益只有8kbps。
从图1可以看出CS2的抗干扰能力要远强于CS4,如C/I值等于20dB时,CS2的速率仍在12kbps左右,而此时CS4的速率已下降到约17kbps;平均每PCIC支持的空口速率下降到8.5kbps,比CS2编码方案要小3.5kbps,增加一条PCIC的边际效益下降到只有5kbps。随着C/I值的下降,CS4与CS2的PCIC资源利用效率差距会越来越大,增加一条PCIC的边际效益也越来越小。
另外,由于PDCH会进行多用户复用,有可能出现采用CS4的用户与采用CS2的用户使用同一PDCH的情况;而PDCH由于有CS4编码方式的存在,需要绑定2条PCIC。这使得绑定了2条PCIC的PDCH在某些时刻传输CS2用户的数据,这种复用会使PCIC资源利用效率进一步降低。
EGPRS的资源需求如表2所列:
从表2可知EGPRS的PCIC利用情况:
绑定1条PCIC时,空口最高速率为MCS2即11.2kbps;
绑定2条PCIC时,空口最高速率为MCS6即29.6kbps,每PCIC速率为14.8kpbs,2条PCIC比1条PCIC增加边际效益为18.4kbps;
绑定3条PCIC时,空口最高速率为MCS7即44.8kbps,每PCIC速率为14.9kbps,3条PCIC比2条PCIC增加PCIC边际效益为15.2kbps;
绑定4条PCIC时,空口最高速率为MCS9即59.2kbps,每PCIC速率为14.8kbps,4条PCIC比3条PCIC增加边际效益为14.4kbps。
3 PCU资源优化分析
综上可以得到各种情况下使用1条PCIC的边际效益表(假设C/I值达到理想状态),具体如下:
表3 PCIC边际效益表
从空口吞吐率的角度分析,假如RPPU板有一条空闲的PCIC,根据上表我们可以知道,让其绑定到GPRS信道来达到CS3/CS4编码方式产生的边际效益最低,也就是说吞吐率增长最少。如果再综合考虑C/I值和信道复用的影响,这种方式的边际效益比其它方式边际效益更低。
从信道数量的角度分析,激活的PDCH信道数决定了可以接纳的最大用户数。将一条空闲的PCIC用来激活一条新的GPRS PDCH信道,可以增加激活的PDCH数量,使得同时可以接入的用户数增多。而将一条空闲的PCIC用来使GPRS信道从CS2上升为CS4并不会增加信道数量,同时可以接入的用户数不变。
由此可以得出以下结论:CS3/CS4编码方式的引入,从无线信道资源的角度考虑提高了空口的峰值吞吐率,但从PCIC资源的角度考虑则降低了PCU的资源利用效率,并抑制了激活PDCH信道数的增加。
为提高现网PCU资源的利用效率,可以尝试关闭CS3/CS4的编码方式。从理论上分析,关闭CS3/CS4编码方式后将有以下好处:
(1)提高PCIC利用效率
CS3/CS4的PCIC利用效率较低,关闭CS3/CS4的编码后平均每PCIC承载的空口速率将得到提升。
(2)提高PCIC申请成功率
由于GPRS信道绑定的PCIC减少,空闲的PCIC数量将增多,PCIC申请成功率将有所提升。
(3)增加激活的PDCH信道数,提高TBF建立成功率
EGPRS最高可以绑定4条PCIC,对PCIC资源需求很大,如果GPRS信道也绑定2条PCIC,最后RPPU板上可以激活的信道将更少。激活的信道数减少将使得无信道资源导致TBF建立失败次数增多。
(4)提高EGPRS下载速率
空闲的PCIC增多使EGPRS可以得到更多的PCIC资源以确保可以使用高速率编码方式,EGPRS下载速率将会得到提升。
(5)提高无线资源的利用率
现网华为网络一般在郊区等话务密度较小的区域,资源相对充足,无线利用率偏低。关闭CS3/CS4的编码后,激活的PDCH数增多,占用的PDCH数也会相应增加,这有利于提高华为网络的无线资源利用率,改善资源平衡系数指标。
(6)优化措施适合现网情况
汕尾华为网络特点是无线利用率低,PCU资源紧张,数据业务的瓶颈主要在于PCU。关闭CS3/CS4的编码可以提高PCU利用效率,又可以提高华为网络无线利用率,一举两得。
关闭CS3/CS4编码方式后可能带来的负面影响是,部分只支持GPRS的手机用户会感受速率有所下降,可能引起投诉。
4 优化措施
登录PCU修改SupportCS34参数,将其修改为no。为确保优化效果,须做好以下工作:
(1)将GPRS信道与EGPRS信道分离
配置的原则是,每个小区尽可能不少于4条EGPRS信道,在保证EGPRS信道资源充足的前提下,将其它PDCH信道配置为GPRS信道,配置时尽量为EGPRS信道选用较优频点。信道分离后,可避免GPRS业务占用EGPRS信道。
(2)检查PDCH配置数量是否足够
将小区的PDCH配置数与统计的忙时激活的PDCH数量作比较,若激活的比例极高且无信道资源而导致TBF建立失败次数较多,则需多配置PDCH信道,确保有足够的PDCH可以被激活。
5 优化效果
选取汕尾一个PCU的1号RPPU板进行优化试验。在5月25日关闭此RPPU板下所有小区的CS3/CS4编码功能,优化前数据取21日～24日忙时20点数据,优化后数据取25日～29日忙时20点数据。
5.1 忙时TBF建立成功率
图2 忙时TBF建立成功率变化图
忙时TBF建立成功率从优化前的平均71.98%上升到优化后的78.38%,上升幅度达6.4%。为了剔除手机无响应导致TBF建立失败次数变化的影响,用无信道资源导致TBF建立失败比例的变化能更客观评价优化效果。
图3 忙时无信道资源导致TBF建立失败比例
无信道资源导致TBF建立失败比例由优化前的平均23.07%下降到优化后的14.47%,下降幅度达8.6%,表明我们的优化措施对于减少无信道资源导致的TBF建立失败次数有显著的效果。
5.2 PCIC申请成功率
图4忙时PCIC申请成功率变化图
PCIC申请成功率从优化前的86.67%上升到99.94%,上升幅度达到13.27%,表明PCIC资源由优化前的紧缺变成优化后的富余,较高的PCIC申请成功率使得EGPRS下载速率更加有保障。
5.3 平均已激活PDCH数
图5 忙时平均已激活的GPRS PDCH数变化图
平均已激活的GPRS PDCH数由优化前的76.24条上升到优化后的89.40条,增加了13.16条,增幅达17.26%。激活的GPRS PDCH数增加使得无信道资源导致TBF建立失败的次数大大减少。
5.4 数据流量
图6 忙时EGPRS流量变化图
EGPRS流量从优化前的平均37.11MB上升到优化后的44.96MB,增加了7.85MB,上升幅度达21.15%,流量大幅上升间接反映了EGPRS性能得到改善。
图7 忙时GPRS流量变化图
GPRS流量从优化前的平均29.75MB上升到优化后的34.40MB,增加了4.65MB,上升幅度达15.61%。虽然关闭CS3/CS4后GPRS峰值速率受到影响,但由于PCIC利用更加高效合理,激活的PDCH信道增多,TBF建立成功率大大提升,这使得优化后GPRS流量不降反升。
5.5 下载速率
为进一步确定优化措施对实际下载速率的影响,我们选取公平2小区近站处进行优化前后的ftp下载速率测试对比,测试结果如下:
表4优化前后ftp下载速率对比
由于PCU资源利用更加合理,使得EGPRS的PCIC资源更加充足,优化后下载速率提升了32.49%,符合理论分析预期。而GPRS下载速率由于关闭了CS3/CS4下载速率而出现下降,但下降幅度不足10%;这是由于关闭CS3/CS4后可以激活的PDCH信道数增加了,平均占用的时隙数也会增加,有助于抵消关闭CS3/CS4造成的速率下降。而事实上,用GPRS不足10%的下载速率损失来换取EGPRS超过30%的下载速率提升,是很值得的,更何况还可以提升TBF建立成功率等性能指标。
6 总结
在进行优化时须结合网络实际情况制定具体优化措施,有以下几个建议:
(1)在PCU资源比较富余时,建议开启CS3/CS4编码,有助于提高空口吞吐率;
(2)在PCU资源比较紧张时,建议关闭CS3/CS4编码,有助于提高数据业务容量和性能指标,对GPRS的影响也是比较小的;
(3)建议修改CS3/CS4的开启或关闭属性时,先找一个PCU进行试验,以验证优化效果。