50GSMBSS网络性能PSKPI下载速率优化手册精Word格式文档下载.docx
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1.1EGPRS网络在端到端应用中的地位(7
1.2CQT和DT简介(8
1.3EGPRS网络的性能基线(8
1.4信道资源管理算法简介(9
1.5链路质量管理算法简介(12
1.6链路同步/信道同步的机理(15
2下载速率问题定位思路(15
2.1闲时、大文件、CQT下载定位问题(15
2.1.1不能分配四条信道或不能稳定占用四条信道(17
2.1.2不能稳定占用高编码(17
2.1.3误块(18
2.1.4控制块比例过高(19
2.1.5TBF异常释放(22
2.1.6RLC层速率高但应用层速率低(23
2.2CQT下载比拼测试(23
2.3闲/忙时DT下载比拼测试(24
3总结(25
3.1问题定位(25
3.2日常优化(27
4附录(28
4.1附录1:
相关叁数说明(28
4.2附录2:
服务器和便携机优化参数说明(28
图目录
图1GPRS组网图(7
图2GPRS协议栈的有效负荷(9
图3信道分配示例(10
图4理想情况下大文件下载TEMSLOG文件显示信息(16
图5理想情况下大文件下载应用层跟踪文件(16
图6分组上行指配(左和时隙重指配(右消息中指配的时隙(17
图7PacketDownlinkACK/NACK中位图来判断丢块情况(18
图8MS的PDP上下文(19
图9PCU上报给SGSN的MS流控数据(20
图10MS侧跟踪的应用层数据(21
图11通过分组ACK消息来判断是否是TBF异常释放(23
图12搬迁前(左和搬迁后(右无线环境比较(24
图13邻区配置和重选参数不合理导致的频繁重选(25
表目录
表1BEP和编码方式的对应表格(12
表2各种编码方式的空口要求(13
表3各种编码方式Abis口时隙要求(14
文档摘要和缩略语
关键词:
CQT、DT、下载速率、
摘要:
下载是一个从MS端到FTP服务器端的一个端到端的服务过程,GPRS网络在其中充当一个传输层的作用。
本文阐述这样一个端到端的过程,说明如何排查端到端过程中各个节点对下载速率的影响,然后重点说明如何优化GPRS网络。
缩略语清单:
参考资料
[1]《EDGEDT下载速率优化思路和案例汇总》,Support网站,2008-6-26
[2]《TCP/IP详解卷1:
协议》,W.RichardStevens,2008-4
[3]《GPRS网络技术》,摩托罗拉工程学院,2005-6-1
1总体介绍
本文前几章对下载过程,性能分析做比较详尽的阐述。
对于只关心GPRS网络优化的,可直接从第三章看起。
本文说明定位问题的工具主要是TEMS,Ethereal/Wireshark,各网元的消息跟踪和浏览工具。
本文主要基于传输类型为:
Abis口TDM方式,GB接口FR方式。
对其它传输方式后续再补充。
1.1EGPRS网络在端到端应用中的地位
从端到端的应用来说,MS相当于客户端的网卡,通过GPRS网络连接到路由器(GGSN,再连接到Internet。
与我们正常有线上网的网络连接过程是相同的。
区别在于我们通过网线直连路由器的方式变成了通过GPRS网络来连接。
这GPRS网络较之100M(或更高带宽网线来说,有较大的RTT时延,较小的带宽;
且时延容易突变,带宽容易振荡。
而GPRS网络,从下载速率的角度讲,优化的目标就是较大的带宽和较小的时延(小时延对下载小文件是很有利的。
下图是一个GPRS的组网图:
Gb
PCU
BTS
图1GPRS组网图
这是一个比较典型基于E1传输的组网图,其中,每一个接口均可以采用直连方式,GB接口传输也可同Gabis口一样采用时隙交叉设备(简称DXX设备。
PCU如果采用外置,则PCU提供GB接口,PCU与BSC之间存在Pb接口,一般采用E1直连方式。
1.2CQT和DT简介
运营商主要通过CQT和DT两种方式来考核GPRS网络在速率方面的性能。
那运营商为什么要选择CQT和DT来考核网络性能呢?
CQT即定点测试,一般选择无线环境比较好,且C/I波动较小的地方进行测试,闲时的CQT测试,可以验证从Um口到Gi口所有网元、传输有没有问题,此时的CQT测试可以绝对的反映设备性能;
忙时的CQT测试,还可以验证资源(如信道、abis资源、Gb资源等管理算法的优劣。
但忙时的CQT测试,也带来了很大的随机性,比如当测试时有另外一个用户也在做下载业务,下载速率就可能会受到较大影响,此时的CQT测试不能绝对的反映设备性能,因为资源配置多少影响较大,只能用于搬迁前后对比。
DT,即DriveTest,较之CQT来说,存在较大的C/I波动;
存在小区重选。
较之CQT测试的考察对象来说,还可以考察无线覆盖、干扰等情况;
可以考察编码方式调整算法的优劣;
可以考察小区重选时PCU处理上的优劣(基于现在还未实现PS切换的功能。
但也带来一定的随机性,比如遇到红灯时,处于C/I较好还是深衰落点对整个DT的平均速率有较为明显的影响。
说明
编码方式调整算法,也称之为链路质量控制算法,或IR/LA算法。
调整的原因是各种编码方式需要的无线质量(C/I是不同的。
对于一定的C/I条件,选择一个合理的编码方式,可以在单位时间内发送的数据量和重传率方面取得一个最好的平衡。
从而使速率最大化。
1.3EGPRS网络的性能基线
首先要计算一个在资源保证的情况下,产品的性能是可以达到的理论极限值的。
假设服务器与手机协商的TCP的MSS值为1460(此为以太网上运行的TCP/IP的默认数据段长度,采用Ethernet封装,加上20字节长的默认TCP包头和20字节长的默认IP包头;
且中间网络MTU值均为1500,即不会分片;
手机与SGSN协商的LLCPDU的长度为506;
空口采用MSC9编码方式,数据拆分和封装如下图所示:
FTP
IP
TCP
SNDCP
LLC
RLC/MAC
MCS9编码
RF
图2GPRS协议栈的有效负荷
实际上,如果MSS值为1450字节,正好拆成3个SNDCP包,封装效率最高。
可以计算,当MSS值为1460字节时,至LLC层效率为:
1460/(1460+20+20+13+24=94.99%;
当MSS值为1450字节时,LLC层效率为:
1450/(1450+20+20+10+18=95.52%。
我们知道,对于EGPRS,采用MCS9编码,单信道的理论速率为59.2Kbps,如果采用4个信道来传输,有一个信道作为控制信道,在未合入“上行扩展模式下UplinkACK/NACK优化方案”时,控制消息大概占该信道数据的19%;
合入优化方案时大概占2%。
所以,速率为59.2*(4-2%=235.616kbs,再乘以LLC层的效率,则理想情况下的应用层最大速率为235.616kbps*95.52%=225.06kbps。
那么,什么情况下,才能接近这个理论值呢:
首先要下载一个大文件,因为在下载文件的初期,TCP连接刚建立,TCP采用慢启动机制,所谓慢启动,可以认为是TCP层在不了解网络传输带宽和质量,以及已知网络传输带宽变小或质量变差时,采用缓慢下发数据以保证不会导致网络拥塞。
所以,初始下发数据量是不够的。
其次每一个环节都尽可能不丢包/帧/块,如图1所示,包括IPBB、核心网、GB接口、PCU、Gabis口、BTS和Um。
再次,每一个接口流控都不应控制到数据不够空口带宽发送的程度。
最后,要保证无线口的带宽:
占用尽可能多的信道(现在大部分测试手机多时隙能力为10或11,下行最多占4时隙;
无其它手机复用;
并且能稳定采用MCS9编码方式。
1.4信道资源管理算法简介
给MS分配尽可能多的信道是保证无线口带宽的一个基础。
现在信道资源管理算法基于手机的最大能力进行分配(即手机的多时隙能力对应几个信道,则尽可能的给它分几个信道,尽可能的
使TBF在信道间均衡。
块资源的分配基于保证GBR用户的基础上,公平性最好的原则,即对复用在一个信道的所有TBF采用轮流调度。
整个信道资源管理算法体系包括:
信道分配、动态信道转换/释放和负载均衡。
信道资源包括CS的信道池(CSD和PS的信道池(PSD,在配置完成以后,静态PDCH信道被划为PSD中,动态信道被划到CSD中。
动态信道转换就是把CSD中的部分信道划到PSD中,包括由于多时隙能力不满足、EGPRS手机分配到GPRS信道上、以及负荷超过“上/下行复用动态信道转换门限”等原因触发;
信道分配就是在PSD中寻找到最优的信道组分配给MS;
负载均衡则是在一个定时周期内对所有的TBF进行一次重分配,尽量使每个信道上的负荷达到均衡。
信道资源管理算法非常复杂,我们采用一个典型配置,手机做下载过程为例来说明。
下图给出了一个信道分配示例。
配置:
“小区下最大PDCH比率门限”=100;
“上/下行复用动态信道转换门限”=12/12;
“PDCH上/下行复用门限”=70/80;
“载频上最大的PDCH数”=8;
TS0
1
TS7
2
3
4
5
6
EDGE信
道GPRS信
道
BCCH/SDCCH
空闲的TCH信道
D
静态信道
EGPRSTBF
GPRSTBF
图3信道分配示例
1初始接入时(此时不管是否知道手机的多时隙能力,PSD中仅有一条信道,则将上下行均分配在该信道上。
并且发现不满足多时隙能力,多时隙能力支持下行4时隙,但现在仅占1时隙,开始动态转换,将3个TCH信道转成PDCH信道。
2经过4.5S后触发负载均衡的流程,对该TBF再一次进行信道分配,由于此时一般流量检测还检测不出来,认为属于中性业务,按3(下行+2(上行的形式进行分配,此时分配5、6、7给手机的下行。
3经过4.5S后的业务类型判断,此时判断为下载业务,重新给该手机指配为4+1的形式,分配4、5、6、7给该手机的下行。
4此时,又一个手机接入,初始为中性,分配4、5、6给该手机。
(因为上行6时隙已经被第一个手机占用,该手机来时,会尽量上行不复用在一起,故会先配置5时隙给该手机,然后依据多时隙的限制,分配4、5、6给该手机的下行。
5此时发现不满足该手机的多时隙能力,需要再转一条信道过来,于是根据优先级,将时隙3转过来,对该手机触发一次时隙重分配。
6此时,所有信道上的TBF总数为8个,占用信道5个,所以,复用度为8/5=1.6>
1.2,由负荷高开始触发动态信道转换,转换数目为8/1.2-5+1=2(即“小区中总的TBF数/动态信道转换门限-已经占用的PDCH数目+1”,其中1是为了取整考虑,且满足“小区下最大PDCH比率门限”和“载频上最大的PDCH数”的限制,则将时隙1,2转过来,在对该TBF进行负载均衡时,触发将该TBF分配到1,2,3,4上去。
最后说明一下,信道分配的约束条件,当信道分配不满足MS的多时隙能力,可从以下这些情况进行考虑:
信道类型,如果配
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