网络拥塞研究专题.ppt

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1、概述,拥塞是无线网络系统中常见的问题，是引起网络质量和用户感知下降的重要原因之一。拥塞对用户感知的影响，主要体现在：呼入呼出困难、多次拨打才可接通、有信号但是无法起呼、容易掉话、通话质量较差等方面。当前正处在用户快速增长的时期，网络负荷不断增加，如果不注意进行网络的负荷分析及拥塞处理，会降低网络质量，影响用户感知，甚至发生大面积的拥塞事故。因此，必须采取措施进行拥塞的预防与控制。,主要内容,网络拥塞产生的原因,BTS侧原因分析,物理信道资源不足分析物理信道资源主要取决于 CE 的数量。CE 即 Channel Element，用于 CDMA 系统的信道调制解调。的数量决定基站支持的并发用户CE

2、数（含软切换）。CE 在基站内的小区及载频间共享。当配置的 CE 不足时会引起拥塞。,BTS侧原因分析,逻辑信道资源不足分析逻辑业务信道数主要由 Walsh 码资源决定。Walsh 码资源和 CE 资源存在区别，CE 资源是整个基站共用，Walsh 码资源每载扇只有 64个（RC3）去除导频、，同步和寻呼信道则最多为 61 个，当可用 Walsh码数量不足时会引起拥塞。,BTS侧原因分析,基站前向功率不足分析基站前向功率是有限的，前向功率的消耗主要由固定的公共信道消耗和基于用户数及无线环境的业务信道消耗组成。用户数增加以及用户渐远等因素对基站前向功率的需求增加，但基站功率是一定的，这就会出现通

3、常所说的功率不够用的情况，拥塞也就在所难免。前向功控参数设置不合理等因素也会引起基站前向功率不足的拥塞。,BTS侧原因分析,寻呼信道资源不足分析寻呼信道用于用户寻呼、公共消息广播等。当寻呼信道负荷过高（通常认为超过 70%）时，会引起寻呼信道的拥塞。在 MSC 侧可以设置短信使用业务信道传输的触发门限，字节数小于该门限的短信会在寻呼信道下发，当该类短信较多的时候，会引起寻呼信道的拥塞；LAC 规划不合理，如 LAC 规划过大，导致寻呼量较大REG_ZONE（一般 LAC 与 REG_ZONE 规划相同）边界位于高话务区域或人流量大的交通要道，REG_ZONE 嵌套等，导致位置更新频繁，同样也会

4、引起寻呼信道的拥塞；寻呼机制配置不合理，也会引起寻呼信道的拥塞。,BTS侧原因分析,接入信道资源不足分析接入信道用于用户接入或登记时的信令交互，过多用户同时接入或登记（一般认为当接入信道负荷超过 60%时），会引起接入信道拥塞。接入参数设置不合理，会引起接入信道的拥塞。REG_ZONE 边界位于高话务区域或人流量较大的交通要道，导致位置更新频繁，会引起接入信道的拥塞。用户登记机制设置不合理，同样会引起接入信道的拥塞。如TOTAL ZONE 设置过小，当用户处于多个位置区的边界时，会频繁登记，导致接入信道拥塞。,传输侧分析,传输链路包括 BTS 与 BSC 之间的 Abis 链路、BSC 与 M

5、SC 之间的 A2 链路及 BSC 之间的 A3 链路。吞吐量过大而传输链路带宽不足时，会引起传输拥塞。,BSC侧原因分析,BSC 的各处理板 CPU 负荷过高、声码器及 PCF 配置不足、信令链路配置不足等，会引起 BSC 的拥塞。,拥塞发现及预测,日常监控,日常应建立有效的拥塞监控机制，通过网管指标分析、监察设备告警及日志等手段，及时发现及预防拥塞。主要有：通过业务信道拥塞率、Walsh 码话务量、Walsh 码拥塞次数等统计指标来分析是否出现 Walsh 码拥塞；通过业务信道拥塞率、CE 话务量、CE 拥塞次数等统计指标来分析是否出现 CE 拥塞；通过业务信道拥塞率、前向发射功率峰值负荷

6、、前向发射功率忙时平均负荷等统计指标以及功放过激告警等，分析是否出现前向功率拥塞；,阶段性系统负荷分析,应建立有效的系统负荷定期分析制度，周期性对空口资源、设备负荷、传输链路负荷等进行分析，并结合用户发展规模预期，评估现网容量，提前做好网络扩容准备工作。,阶段性系统负荷分析,现网负荷分析可以通过传输吞吐量峰值负荷及平均值负荷分析是否出现传输链路资源不足；另外，通过 CPU 负荷、BSC 各板件利用率来分析是否出现 BSC 资源不足。,阶段性系统负荷分析,用户发展引起的负荷增长及拥塞预测 根据近期 VLR 用户数增长趋势、市场部门放号计划及促销活动、增长用户的地理分布，结合现网的配置容量，来预测

7、网络负荷增长及拥塞情况，提前做好网络扩容准备工作。,拥塞解决方案,拥塞解决方案,WALSH码资源不足在网络相对稳定时，Walsh 码资源不足不会出现在成片区域，一般出现在部分小区。Walsh 码资源不足需要结合 Walsh 码话务量、CE 负荷、软切换比例及前向功率负荷等进行分析，避免解决该类资源不足时引起其他资源拥塞。不同场景处理方法不一样，此处列出常见场景的处理方法。,拥塞解决方案,WALSH码资源不足场景 1：基站各载频及邻近区域基站 Walsh 码负荷均很高解决方案 1：增加载频或者新站点，同时可以根据实际情况，采用小区分裂方式。对于基站密度较高的区域，可以通过新建独立信源，加室内分布

8、系统的方式吸收话务，解决网络拥塞问题。解决方案 2：如果小区的软切换及更软切换区域位于话务密集区，会因软切换及更软切换占用大量资源，可通过调整天线方位角等方式，调整小区边界，解决拥塞。解决方案 3：如果小区的软切换比例过高，可以调整本小区及相邻各小区的切换参数或采用动态软切换算法，来降低软切换比例，解决拥塞。但降低软切换比例通常会减弱小区的边界覆盖或抗信号突变能力，须谨慎使用。,拥塞解决方案,WALSH资源不足场景 2：基站各载频 Walsh 码负荷差异较大解决方案：首先要检查有无设备故障，其次可采用载频间负荷动态均衡方法，解决拥塞。场景 3：基站各载频 Walsh 码负荷差异不大，邻近基站

9、Walsh码负荷不高解决方案 1：可以通过调整天线的高度、下倾角、发射功率等方式，收缩拥塞小区的覆盖范围，并根据实际情况扩大相邻空闲小区的覆盖范围，减少拥塞小区话务负荷，解决拥塞。解决方案 2：如果小区的软切换及更软切换区域位于话务密集区，会因软切换及更软切换占用大量资源，可通过调整天线方位角等方式调整小区边界，解决拥塞。解决方案 3：如果小区的软切换比例过高，可以调整本小区及相邻各小区的切换参数或使用动态软切换算法，来降低软切换比例，解决拥塞。但降低软切换比例通常会减弱小区的边界覆盖或抗信号突变能力，须谨慎使用。,拥塞解决方案,WALSH资源不足场景 4：高速数据业务占用 Walsh 码资源

10、过多解决方案：限制高速数据业务的接入，同时考虑语音业务及数据业务之间的平衡。如 场景 5：Walsh 码资源不足，但功率不受限解决方案：可谨慎使用 RC4 配置方式。RC4 使用场景的建议：RC3 用于语音以及数据 FCH，RC4 用于 SCH。,拥塞解决方案,CE资源不足CE 资源不足需要结合 Walsh 码话务量、CE 负荷、软切换比例及前向功率负荷等进行分析，避免解决该类资源不足时引起其他资源拥塞。,拥塞解决方案,CE资源不足场景 1：基站及邻近基站 CE 负荷均很高解决方案 1：增加 CE 资源或者增加站点。对于基站密度较高的区域，可以通过新建独立信源加室内分布系统的方式吸收话务，解决

11、网络拥塞问题。优化时，需要考虑全网 CE 利用率，对现有基站进行调整，将闲基站的过剩 CE 资源调配到忙基站，使 CE 资源得到更为合理的利用，也达到降低拥塞的目的。解决方案 2：如果基站小区的软切换区域位于话务密集区，会因软切换占用大量资源，可通过调整天线方位角等方式调整基站的小区边界，解决拥塞。解决方案 3：如基站的软切换比例过高，可以调整本基站小区及相邻基站小区的切换参数或使用动态软切换算法，来降低软切换比例，解决拥塞。但降低软切换比例通常会减弱小区的边界覆盖或抗信号突变能力，须谨慎使用。,拥塞解决方案,CE资源不足场景 2：本基站 CE 负荷高，邻近基站 CE 负荷不高解决方案 1：可

12、以通过调整天线的高度、下倾角、发射功率等方式，收缩拥塞基站的覆盖范围，并根据实际情况扩大相邻空闲基站的覆盖范围，减少拥塞基站话务负荷，解决拥塞。解决方案 2：如果基站小区的软切换区域位于话务密集区，会因软切换占用大量资源，可通过调整天线方位角等方式调整基站的小区边界，解决拥塞。解决方案 3：如果基站的软切换比例过高，可以调整本基站小区及相邻基站小区的切换参数或使用动态软切换算法，来降低软切换比例，解决拥塞。但降低软切换比例通常会减弱小区的边界覆盖或抗信号突变能力，须谨慎使用。,拥塞解决方案,前向功率不足前向功率资源不足需要结合 Walsh 码话务量、CE 负荷、软切换比例及前向功率负荷等进行分

13、析，避免解决该类资源不足时引起其他资源拥塞。,拥塞解决方案,前向功率不足场景 1：基站前向功率不足，其他资源（Walsh 码、CE 等）负荷也很高解决方案：增加载频或者增加站点。对于基站密度较高的区域，可以通过新建独立信源加室内分布系统的方式吸收话务，解决网络拥塞问题。场景 2：基站各载频话务量差异较大，前向功率负荷差异也较大解决方案：首先检查有无设备故障或者干扰，其次可进行载频间负荷动态均衡，解决拥塞。,拥塞解决方案,前向功率不足场景 3：基站各载频话务量差异不大，邻近基站前向功率负荷不高解决方案 1：可以通过调整天线的高度、下倾角、发射功率等方式，收缩拥塞小区的覆盖范围，并根据实际情况扩大

14、相邻空闲基站的覆盖范围，减少小区话务负荷，解决拥塞。解决方案 2：如果基站小区的软切换及更软切换区域位于话务密集区，会因软切换及更软切换占用大量资源，可以通过调整天线方位角等方式来调整基站小区边界，解决拥塞。解决方案 3：如果小区的软切换比例过高，可以调整本小区及相邻各小区的切换参数或使用动态软切换算法，来降低软切换比例，解决拥塞。但降低软切换比例通常会减弱小区的边界覆盖或抗信号突变能力，须谨慎使用。场景 4：功控等功率参数设置不合理引起前向功率不足解决方案：前向功率控制参数设置不合理，会导致发射功率过大，浪 费 前 向 功 率，如 FPC_INIT_SETPT，FPC_MIN_SETPT，F

15、PC、MAX_SETPT，FPC_FER，FPC_SUBCHAN_GAIN 等参数。另外，前向每 FCH、SCH 的最大功率和最小功率设置也会影响前向功率资源的消耗，导致拥塞。因此，可通过优化功率控制以及业务信道允许的最大及最小发射功率等参数，减少不必要的功率消耗，解决拥塞。,拥塞解决方案,寻呼信道资源不足场景 1：LAC 区规划不合理引起寻呼信道拥塞解决方案：LAC 区的规划不应该过大，其边界不应位于高话务区域或人流量大的交通要道，同时应避免 LAC 区嵌套现象。对于 LAC区规划不合理引起的寻呼信道拥塞，应重新调整 LAC 区的大小及边界等，解决拥塞。场景 2：寻呼机制不合理引起寻呼信道拥

16、塞解决方案：优化寻呼机制。如可结合 Cluster Paging 及 IS Paging方式，优化寻呼策略；也可采用优化登记周期等参数，减少寻呼信道负荷，解决拥塞。场景 3：短信引起寻呼信道拥塞解决方案 1：在 MSC 侧降低短信走业务信道的触发门限，减少短信对寻呼信道的占用。解决方案 2：如果是因为 SP 群发短信引起的寻呼信道拥塞，可以在核心网侧通过短信流量控制手段来缓解拥塞。解决方案 3：在话务量不高的情况下可以根据实际情况增加寻呼信道数量，但考虑增加寻呼信道对其他资源（前向功率、Walsh 码等）的影响，须谨慎使用。,拥塞解决方案,接入信道资源不足场景 1：REG_ZONE 规划不合理

17、引起接入信道拥塞解决方案：REG_ZONE 的规划不应该过小，其边界不应位于高话务区域或人流量大的交通要道，同时应避免 REG_ZONE 嵌套。对于 REG_ZONE 规 划 不 合 理 引 起 的 接 入 信 道 拥 塞，应 重 新 调 整REG_ZONE 的大小及边界等，解决拥塞。场景 2：登记机制设置不合理引起接入信道拥塞解决方案：优化登记机制。如调整 TOTAL ZONE、ZONE TIMER等参数，改善多个位置区交界处频繁登记现象；或优化 REG_PRD 等参数，优化登记周期，解决拥塞。场景 3：接入参数设置不合理引起接入信道拥塞解决方案：优化接入信道参数如接入初始功率偏置、功率增量

18、、接入试探数、最大接入消息信息包长度、接入信道前缀长度等，减少接入碰撞概率，提高接入信道容量及性能，解决拥塞。,拥塞解决方案,传输资源不足扩容增加相应传输链路资源。BSC板件资源不足场景 1：BSC 承载话务量较高解决方案：对于 BSC 的帧处理板、声码器及 PCF 板件等资源板件负荷过高，资源不足的情况，可以通过增加相应板件解决 BSC 拥塞。场景 2：部分参数设置不合理解决方案：优化参数设置。如 REG_PRD 设置过小，当用户规模较大时，登记次数过多，会引起信令处理板负荷过高及相关信令链路拥塞。可以根据实际情况适度增大 REG_PRD。,突发高话务拥塞预测及解决方案,大型集会及活动突发高

19、话务通过预测区域的忙时峰值人数、忙时峰值人数中 CDMA 用户所占比例以及忙时 CDMA 用户人均话务量，来预测区域的突发话务量，并与设备当前容量进行对比，分析是否存在资源不足的情况。与日常拥塞的解决思路不一样，可预见性的大型活动的拥塞问题，主要通过临时增加板件、载频等方式来解决。同时，通信应急车也是较有效的解决方案之一。节假日期间短信突发高话务首先要提前检查系统的负荷控制机制是否正常，防止出现宕机风险。其次，可以通过在短信中心调整短信发送机制和限制 SP 群发短信数量，来缓解短信突发高话务引起的网络拥塞。,CDMA 设备拥塞分析和处理操作指南,相关指标的提取方法阿尔卡特朗讯 CDMA 系统采

20、用的话统工具 Smarter 统计出无线侧和系统侧的相关指标，对于 Smarter 中统计不到项可以采用 PegCount 进行计算。Peg Count 提取方法在阿尔卡特朗讯系统中，可以使用 SMsmdump 命令来提取计数器，在 OMP 中运行命令：SMsmdump H 11 C 44 t query.txt,拥塞相关指标的提取及分析,（1）业务信道拥塞率关于业务信道拥塞率，具有如下相关统计：2G/3G O/T Block Rate due to CE,PP and WC(%)2G/3G HO Block Rate due to CE,PP and WC(%)2G/3G HO Block

21、Rate due to Power Control Overload(%)TCH Blocks(Total)TCH Blocks(Forward Power Control)TCH Blocks(Reverse Power Control)TCH Blocks(CE/PP)TCH Block Rate(Forward Power Control)(%)TCH Block Rate(Reverse Power Control)(%)TCH Block Rate(CE/PP)(%)TCH Block Rate(Total)(%),拥塞相关指标的提取及分析,（2）Walsh 码话务量语音业务 Wal

22、sh 码话务量的相关统计指标如下：2G/3G Voice Primary Traffic Code Channel Usage2G/3G Voice Call Total Traffic Code Channel Usage3G Primary Walsh Code Usage3G Total Walsh Code Usage 2G Primary Walsh Code Usage2G Total Walsh Code Usage数据业务 Walsh 码话务量的相关统计指标如下：2G/3G Packet Data Call Total Walsh Code Usage2G/3G Packet

23、Data Call Primary Walsh Code Usage2G/3G Packet Data Call Secondary Walsh Code Usage,拥塞相关指标的提取及分析,（3）CE 话务量语音 CE 码话务量的相关统计指标如下：3G Primary CE Traffic Load in Erlangs3G Secondary CE Traffic Load in Erlangs3G CE Traffic Load in Erlangs2G Primary CE Traffic Load in Erlangs2G Secondary CE Traffic Load in

24、Erlangs2G Total CE Traffic Load in Erlangs数据 CE 码话务量的相关统计指标如下：Data Call Reverse FCH Usage（4）由于 CE 不足、PP 不足和 Walsh 码不足引起的拥塞次数当前系统中，载频级的阻塞 Peg Count 主要包含以下 5 个：CDMA-CARR1：CDMA Handoff OverflowCDMA-CARR2：2G CDMA Origination/Termination OverflowCDMA-CARR3：CDMA Origination/Termination Overflow due to PP

25、BlockingCDMA-CARR4：CDMA Handoff Overflow due to PP BlockingCDMA-CARR5：3G Origination/Termination Overflow,拥塞相关指标的提取及分析,（5）前向发射功率峰值负荷关于前向发射功率的峰值和均值，可以采用相关 Peg Count 进行计算：（6）前向发射功率忙时平均负荷（7）功放过激告警（8）寻呼信道负荷关于寻呼信道负荷，具有如下相关统计：Paging Channel Occupancy(%)Peak Paging Channel Occupancy(%)（9）接入信道负荷在阿尔卡特朗讯系统中，接

26、入信道过载会在 ROP 中记录相关告警信息(ACOC，即Access Channel Overload Control)，通过 ROP 信息能够得知存在接入信道过载现象.,拥塞相关指标的提取及分析,（10）传输吞吐量峰值CDMA-PP 11：Peak Packet Pipe Occupancy in the Forward DirectionCDMA-PP 12：Peak Packet Pipe Occupancy in the Reverse Direction（11）传输吞吐量平均值CDMA-PP 5：Average Packet Pipe Occupancy in the Forward

27、 DirectionCDMA-PP 6：Average Packet Pipe Occupancy in the Reverse Direction（12）BSC 各板件（信令处理板等）CPU 负荷（13）BSC 各板件（声码器、PCF 等）利用率,拥塞相关指标的提取及分析,指标分析1、当前系统中由 CE 不足、PP 不足和 Walsh 码不足引起的拥塞问题判断具体的阻塞原因：CDMA-CARR1：CDMA Handoff OverflowCDMA-CARR2：2G CDMA Origination/Termination OverflowCDMA-CARR3：CDMA Origination

28、/Termination Overflow due to PP BlockingCDMA-CARR4：CDMA Handoff Overflow due to PP BlockingCDMA-CARR5：3G Origination/Termination Overflow同时结合PCARR-54：Peak number of Walsh Codes in Use。判断哪类类型的拥塞。从经验上，CE 占用率达到 85%就应该开始考虑增加 CE 的配置。存在 CE 拥塞的基站，已经影响到了终端用户的业务，包括语音业务和数据业务，主叫和被叫用户无法接入系统，而切换用户无法进行正常的切换从而导致话音

29、质量下降，所以对于这类基站，建议及时进行扩容。,拥塞相关指标的提取及分析,拥塞相关指标的提取及分析,2、通过接入信道过载通知判断是否出现接入信道拥塞在阿尔卡特朗讯系统中，接入信道过载会在 ROP 中记录相关告警信息(ACOC，即 Access Channel Overload Control)，通过 ROP 信息能够得知存在接入信道过载现象。,拥塞相关指标的提取及分析,3、在 Smarter 中，可以用相关统计来确认是否存在前向功率阻塞：(1)TCH Blocks(Forward Power Control)(2)TCH Block Rate(Forward Power Control)(%)4、通过寻呼信道负荷判断是否出现寻呼信道拥塞；寻呼信道平均负荷=paf23/10000*100%paf23=CDMA Paging Channel Occupancy.(CDMA-PAF 23)平均负荷 70，即可能出现拥塞,拥塞处理操作指南,载频间的负荷均衡和设置：切换参数及覆盖参数调整：SCH速率调整门限参数设置：RC3与RC4使用和设置：LAC区规划和设置：寻呼机制及短信发送设置：登记参数调整,