GPRS/EGPRS无线优化探讨

摘要　GSM系统引入分组交换后，通过分组交换技术使无线传输速率得到极大提升，无线数据通信从此为传统的无线通信网络打开了多媒体移动应用的大门。文章就中国移动业已商用的GPRS/EGPRS网络的无线优化策略进行了探讨。

随着社会信息化的持续推进，简单的话音通信已经无法满足用户的基本需求，各大移动通信运营商为适应日益增大的数据业务需求并在数据通信领域插上自己的旗帜，纷纷推出基于2代移动通信网络的升级版本。中国移动也将继续对GPRS网络进行升级改造，以缩小无线通信在带宽、速率上与有线通信的差距。

GPRS首次在GSM系统中引入分组交换模式，实现了无线通信和数据网络的融合。EGPRS则在GPRS网络的基础上，通过调制方式的变革将通信带宽和速率得到再次提升。

无论是GPRS还是EGPRS网络，均实现了从无线部分到有线部分提供端到端的分组数据传输。有线部分通过SGSN/GGSN等节点的引入实现了分组数据交换，而无线部分则完全颠覆了传统的电路交换概念，通过引入PCU节点和BSS系统的软件升级完成分组交换的实现，无线信道配置和系统消息等均发生较大变化，故在网络优化策略和方法上应该采用不同于GSM的优化体系。

1、无线网络优化介绍

全网性网络优化包括对无线网络、交换网络、传输网、数据网、信令网、同步网等在内的多网络优化，其中无线侧的设备性能变化最复杂，投资最大，是最能体现网络质量的重要环节，故成为网络优化工作的重点。

1.1　无线网络优化定义

无线网络优化工作是对正式投入运行的网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络质量的原因，并且通过参数调整和采取某些技术手段，使网络达到最佳运行状态，使现有网络资源获得最佳效益。

1.2　无线网络优化目的

（1）减少用户投诉，提高网络服务质量：解决并且处理用户的投诉，提高用户的满意度和对网络服务的使用率；通过对网络的监控和分析，在用户投诉之前发现并解决网络问题。

（2）发现并解决影响网络运行维护质量的问题和隐患：提高网络运行的可靠性和安全性；增强网络对突发事件和大话务量冲击的承受力。

（3）降低网络损耗通过对网络的监控和分析，解决网络中存在的拥塞现象，减少服务失败，例如对信令拥塞、话务拥塞、上下行链路不均衡等进行优化，使网络运行在一个高效稳定的状态。

（4）提高网络收益：通过对用户行为的分析，为不同的用户群设计并提供不同的有针对性的网络设置，提高网络的运营收入。

（5）增强运营商和网络的竞争力。

1.3　GPRS/EGPRS无线优化难点

（1）用户终端类型的不确定性：按照多时隙能力进行分类，目前市场上较多见CLASS8-10类型的终端，具备的上下行信道捆绑能力各有不同，网络信道配置如何为所有用户提供最为优化的设置是最大的难点。

（2）业务的不确定性：不同的业务对于上下行能力的需求不同，例如彩信的发送为上行主导的业务，产生的上行流量大于下行流量；流媒体类则为下行主导的业务，产生的下行流量远大于上行流量。

（3）话务情况的不确定性：由于动态信道的存在，使得数据业务信道的数量受制于服务小区的话务信道占用情况。在话音业务较闲时数据业务信道数配置高，在话音业务繁忙时数据业务信道配置数小。

2、无线数据网优化策略

2.1　完善资源管理体系

网络资源是制约数据网传输速率最为关键的因素，网络资源能力与各节点之间具有较大的关联性，找到并打开网络资源瓶颈点是数据网优化最基础的手段。而在GPRS/EGPRS无线优化方面则需要将数据业务信道配置、Abis传输资源、PCU配置、Gb时隙配置进行统筹，确保各节点间资源不相互制约。

（1）信道配置管理

在不同的国家和不同的地区，用户的数据业务使用习惯具有一定的差异性，而且不同的运营商对数据业务有着个性化的要求，二者都会对信道配置产生影响。

数据业务信道配置应在满足运营商要求的前提下，根据组网结构和使用的无线设备厂商的系统特性进行制定。如要求GPRS永远在线，则数据业务信道的配置需适当宽裕，因为用户一旦附着网络，正常情况下，无论是否PDP激活，在进行位置移动时均需进行移动性管理，移动性管理产生的信令开销需占用数据业务信道进行传送，此时虽然信道被占用，但并未产生计费信息。如未要求GPRS永远在线，则可通过控制去附着时长（DETACH TIME）和周期性路由区更新时长（PERIOD RAU TIME）两个计数器参数，使用户在无数据传送需求后的一定时间内自动去附着网络，这样可节约部分移动性管理开销。

由于不同的厂商设备在数据业务信道配置方式上存在较大差异，数据业务信道的静态信道、动态信道以及信道释放条件均有不同，特别是存在不同厂商设备混合组网的网络结构，故在信道配置上更需兼顾各厂商的信道配置特性来制定信道配置策略。

最后，信道配置还需要兼顾用户终端的多时隙能力情况，在后面的章节将详细描述。

（2）系统参数管理

系统参数分为BSC级别和CELL级别两大类，设备不同使具体设置存在一定的差异，如西门子系统的TBFLIMIT为小区级参数，在爱立信系统中则为BSC参数。只有合理的系统参数设置才能使资源利用最大化。

（3）终端类型分析

终端多时隙能力将影响信道配置策略，文章将就终端多时隙能力和网络信道配置进行分析。

GPRS用户接入网络进行数据传送的Um口信令流程如下：

◆MS发起信道请求（channel request）信令向网络请求占用资源。

◆网络侧在收到MS发起的信道请求（channel request）后下发立即指派（immediate assignment）消息，此时网络将一个时隙指派给MS。

◆之后网络根据手机上报的CLASS类型，通过下行分组接入（packet downlink assignment）消息给MS指派下行信道，通过上行分组接入（packet uplink assignment）消息给MS指派上行信道。

最大时隙熟（Maximum number of slots）有个Sum值，也就是指上下行能同时使用的时隙总数，如表1所示。CLASS 12类型的终端上下行的最大时隙捆绑能力均为4，但是能够同时使用的时隙数为5，也就是说如果下行占用了4个时隙，则上行只能占用1个时隙，此时上行的信道捆绑能力并不能用足。

表1　终端多时隙能力

结合信令流程，假设现在有一部CLASS 12类型的终端，网络信道配置数大于4信道，来看一下信道的占用情况：

◆信道接入（channel request）

由MS发起的上行channel request要求网络提供一个PDCH信道（one PDCH is needed）。

◆立即指派（immediate assignment）

网络侧在收到MS发起的channel request后，按照MS要求提供一个PDCH信道给MS。在下行immediate assignment消息当中告知MS应该占用的时隙号。

◆下行分组接入（Packet downlink assignment）

网络通过下行Packet downlink assignment消息给MS下行指派了四个时隙，并告知四个具体时隙号。同时也通过该信令告知MS一些信息，如MS取得的TLLI和网络功控参数等。

◆上行分组接入（Packet uplink assignment）

网络通过下行Packet uplink assignment消息给MS上行指派了一个时隙并告知其相应的USF。因为下行已经有四个信道在使用，所以终端此时只有1个时隙能力能够用在上行方向。

通过上述实例，知道了CLASS12类型的终端在网络资源充足的情况下，永远是下行占用4个时隙而上行占用1个时隙，那么CLASS12类型的终端是否只能发挥4+1的能力呢?当然不是，部分厂商的BSS设备具有资源重分配功能，当网络发现终端以上行业务为主导业务时，会和终端进行资源重分配的协商，将下行信道部分释放而增加相应的上行信道数。所以在资源管理体系中提到的信道配置，系统参数，终端类型存在一定的内在联系，在优化作业中需综合考虑。

2.2　建立质量评估体系

建立一套完整的GPRS/EGPRS性能评估指标体系，可以用于评估终端用户所感知的网络应用服务质量。利用网络话务及信令的全程监测手段，开展端对端的网络问题定位及性能评估，建立起可行的端到端性能优化的流程和方法。

GPRS/EGPRS性能评估体系可分为性能评估和测试评估两大类。性能指标的获取主要来源于OMC统计的采集，如吞吐率、丢包率等。测试评估类主要来源于用户投诉、端到端测试和信令采集等，主要为时延、成功率等指标。

3、GPRS/EGPRS无线网络优化原则

GPRS/EGPRS网络的优化应以对电路交换网络（GSM）不造成损害为前提，提供尽可能高的数据吞吐率，提高系统吞吐量，使更多的GPRS/EGPRS移动台可享受高级的编码方案和更高的实际数据传输速率，使用户只感受到轻微的延迟，并经常保持足够的余量。

由于GPRS/EGPRS与GSM之间相互关联、相互制约的关系，考虑到两种业务的特征和当前的业务量比例，GPRS/EGPRS网络优化过程中应遵循以下原则：

（1）GPRS/EGPRS的引入需在不影响电路交换网络性能的情况下提高GPRS的分组交换性能。

（2）制定优化方案时，要综合考虑该方案对电路和分组业务的影响，尽量选用对两者都有利的方案。在两者出现矛盾时，通常采用对话音业务有利的手段。但是在一些特殊地区，特殊时间，允许向分组业务倾斜。

（3）调整覆盖，提高整体载干比是提升GSM，GPRS/EGPRS业务质量的共同需要。