查看: 10622|回复: 5

[论文与期刊] QQ短数据业务对无线资源的需求及影响 [复制链接]

admin

管理员

Rank: 9 Rank: 9

电梯直达

楼主

发表于 2013-4-30 17:17:25 |只看该作者 |倒序浏览

一键分享

本文摘自《硅谷》2010年22期。【作者】张柘宏；

【机构】河北移动通信有限公司唐山分公司；

【摘要】数据业务的快速发展对无线资源提出了更高的需求。目前我们本地网数据业务话务量占比已达到52%。在一些话务集中区域,比如城市的高校附近,手机数据业务需求更加明显。以QQ业务为例对网络承载的不同数据业务对无线控制信道、小区数据业务信道、PCU资源的占用情况,从而更好的规划高校周边的数据网络资源。

【关键词】 QQ；短数据业务；无线资源；需求影响；

本文内容已上传到论坛城通网盘（http://gprshome.400gb.com/)。本文直接下载地址是：http://www.400gb.com/file/19313974。

1 手机业务分析
1.1业务类型
通过对Gb口数据的分析，当前网络的数据业务类型有Wap, Web,MMS, QQ，飞信，流媒体等等.本文以常见的手机QQ短数据业务进行主要分析.
1.2流量分析
TSBS38在2010年4月份每日各业务数据流量情况(Gb口IP包的数据量，单位Mb)如下表:

WAP2.0	WAP1.0	WEB	MMS	流媒体	QQ	FTP	飞信
827.44	176.59	235.6	20.41	49.78	125.9	0.03	2.87

2资源分析
2. 1 CCCH资源分析
CCCH信道中主要有AGCH和PCH, AGCH用于手机的接入，而PCH是用于寻呼手机。所有PS的接入及寻呼均与CS共享信道.Immediate assignment(CS和PS)，Immediate assignment eject (CS和PS)都是在AGCH上发射，而所有的CS和PS的paging group都是在PCH上发射。而且手机接入比寻呼优先级高，也即在AGCH不够的情况下，会占用更多的CCCH(相对而言
PCH信道就少了).
对CCCH资源的评估，主要是看是否出现immediate assignment (immediate assignment eject)信息丢失，以及是否出现寻呼丢失等.
2.2寻呼丢失率
寻呼丢失主要是由于小区的寻呼队列已满而导致的丢失(PAGPCHCONG)以及在小区寻呼队列中排队时间过长而导致的丢失(PAGTOOOLD):

月份	时段	Paging discarded rate(%)
4月	10:00-11:00	50.64%
4月	20:00-21:00	7.98%

此BSC在忙时出现了大量的寻呼丢失，主要是来自TSGO11B小区，由于此小区覆盖理工大学(大学中拥有大量的的短数据业务)，使得TSGO11B出现严重的CCCH拥塞.
2. 3 AGCH丢失率
AGCH丢失率主要是由于小区的队列已满而导致PS和CS的immediate assignment或者immediate assignment eject信息丢失.由于AGCH优先级是高于PCH的，所以虽然在CCCH很高负荷的情况下，AGCH的丢失率还是比较低的.而这些immediate assignment以及immediate assignment eject的丢失也主要来自TSGO11B小区。由于此区域的大量短数据业务，TSGO11B在早忙时的PS immediate assignment和immediate assignment eject信息已近13万条。
像手机QQ这样的短数据业务以及像WAP浏览等业务需要不断地发起channel request，使得网络需要不断地下发immediate assignment或者imMediate eject信息，两类占据了大部分CCCH信道，因而导致寻呼信息的丢失。

2. 4 PDCH资源分析
网络分配多少PDCH信道给发起申请的MS，主要取决于两个方面:
1)手机能力
当前大部分的手机支持下行4时隙的.手机的能力决定了手机上下行同时可拥有多少信道，也即影响数据业务的质量等。
2) PDCH资源
TSBS38 PDCH的分配情况如下表:

月份	时段	PDCH_Average	PDCH_Act_Average	PDCH_Peak
4月	10:00-11:00	2123	1693	2639
4月	20:00-21:00	2300	1899	2826

每个小时平均分配的PDCH大概在2300左右，则大概有288个载波在用作数据业务，占整个BSC的载波数的30%.
PDCH共享因子是指同一个PDCH同时可以承载多少个TBF，这个指标也是与小区信道资源以及参数设置有很大关系的.共享因子越大则肯定导致每个用户的速率要小.从BSC整体来看，EDGE下行信道的共享因子比较大，其他PDCH还是不高的.晚忙时比早忙时共享因子要大些。
CS抢占PS资源的情况:

月份	时段	PREEMPTPDCH	PREEMPTTBF
4月	10:00-11:00	2228	1752
4月	20:00-21:00	4507	819

上表中REEMPTPDCH为一个小时中PDCH被清空抢占的次数，而PREEMPTTBF则为一个小时中TBF由于essential PDCH被清空抢占而释放的次数。TSBS38的CS业务很高，较多小区存在CS拥塞，导致大量的PDCH被抢占，严重影响了PS的业务。
从短数据业务模型看，像手机QQ，虽然每次申请传输的数据量很小需要PDCH的时间也比较短，但由于用户的绝对数量很大而且信道申请的频率比较高，这就导致大量的PDCH的信道申请.
2.5 PCU资源分析
PCU的负荷主要是取决于BSC有多少分配的PDCH.我们知道每一个BPDCH需要一个16KGSL，而一个EPDCH需要一个64K GSL; PDCH分配的多少也影响RPP的负荷。如果GSL负荷、RPP负荷过高以及PCU出现拥塞就要考虑增加RPP板.我们就对PCU资源进行了分析，争把TSBS38的RPP板从19块扩容到25块。衡童PCU资源的使用情况主要有下面四个指标:

月份	时段	GSLLoadOver80（%）	RPPLoadOver80（%）	RPPCongestionRate（%）	PCUCongestionRate（%）
4月	10:00-11:00	0	0.08	0	0
4月	20:00-21:00	0	0.01	0	0

BSC38的PCU资源是完全足够的.
3 短消息业务对资源占用的分析
手机QQ业务是典型的短数据业务，每次发送或者接收的信息一般为0.2KB左右，但是每一次的发起或者接收信息都是一次完成的信道申请以及分配过程.而且手机的还有一个很重要的方面，这就是QQ的“心跳”(系统自动刷新)，目前版本的QQ心跳时间为3m，而以前版本的QQ心跳时间则为30s. TSBS38区域使用手机的的用户就占到了总户的40%左右.这个用户
群体对教据业务网络是至关重要的.

QQ	心跳周期（S）	每次心跳时长（S）	每次心跳下行数据量（KB）	系统信息或者好友信息时长（S）	系统信息或者好友信息数据量（KB）	每次发送数据时长（S）
新版QQ	180	3	0.3	2.5	0.05-0.6	3
旧版QQ	30	3	0.08	2.5	0.05-0.6	3

从Gb口的数据分析我们得到一个小时内手机QQ用户平均上线时间约为8分钟。我们可以估计出一个手机QQ用户申请数据业务信道的量.因而我们这里只能得出一个大概的手机QQ用户模型.根据手机QQ的模拟测试情况，我们假设一下的手机QQ使用模型如下:
每分钟发送/接收2条信息;
每次登录手机QQ，平均接收8条系统信息(包括登录QQ后的信息更新，QQ的广告，QQ通知等等);系统主动刷新周期:新版QQ 3m，旧版30s,其他一些消息如群消息，好友上线消息等等.
以手机的使用模型来分析对CCCH以及PDCH资源的需求。
1)CCCH
一个小时内一个MS占用immediate assignment(或者immediate assignment eject)数量为:
新版QQ: 2*8+2*8+8+8/3二43条
旧版QQ: 2*8+2*8+8+8*60/30二56条
我们假设新版QQ和旧版QQ用户比例各占50%。
那么BSC38的手机的用户(平均每小时为13146个用户)占用的immediate assignment(或者immediate assignment eject)为:13146*50%*43+13146*50%*56 =650727条，占总立即分配信息(CS和PS)的39.6%，而占PS立即分配信息的51.8%.
而像手机QQ用户最多的TSGO11B小区晚忙时用户为660左右，此小区的手机的的立即分配信息量为:660*50%39+660*50%*52=32670条，占总立即分配信息(CS+PS)的36.1%，而占PS立即分配信息的49.6%.

手机的业务带来的大量立即指配信息占据了大量的CCCH资源，导致了一些小区出现寻呼丢失以及AGCH的丢失。
2) PDCH
当前大部分的手机按下行3时隙来计算，当前网络的时隙满足率约为72%。下面我们就按照上面提出的手机囚模型计算对PDCH的占用。
新版因:2*8*3+2*8*2.5+8*2.5+8/3*3=118s
旧版的:2*8*3+2*8*2.5+8*2.5+8*60/30*3=158s
一小时内手机QQ平均上线时间为8分钟，而其中每一个手机QQ用户在8分钟的上线时间中，占用3个下行时隙的时间:新版的为108s，旧版QQ为148s.
按TSBS38的平均下行PDCH共享因子2.85来计算的话， BSC区域的总手机QQ用户(13146)就需要很大盈的PDCH资源.一些小区(如TSGO11B)数据业务用户很多以及加上本身资源的不足，使得PDCH的共享因子达到7,8甚至超过10.
4 总结
从上面的分析，可以得出下面几个观点:
1)由于现在数据业务中，类似手机QQ的短数据业务占大部分，这种短数据业务因不断地发起信道申请而大量增加了CCCH的负荷，在一些高校周边小区CCCH出现过载，并导致寻呼以及立即分配的丢失:根据用户的数量以及基本的用户行为模型可以计算出立即分配消息的需求量，再加上CS业务的立即分配消息，就能算出各个小区的立即分配信息量，并结合寻
呼信息量，就可以估算出CCCH的负荷。
2)对于高校周边的小区，规划上应考虑到CCCH的负荷，可以通过调整小区理盖范围合理化idle mode用户的驻留;当然也评估寻呼信息量(如LAC里话务过高则需考虑LAC的重新评估规划)以及寻呼策略(LAC寻呼和Global寻呼方式).
对于PDCH的需求规划，可以从现网络的各项统计(PDCH共享因子，PDCH分配数童，TBF建立成功率，IP层数率以及CS抢占PS资源等)来分析资源现状，并结合区域内各种类型的用户分布以及发展情况，给信道资源给出一定的余量来满足对PDCH信道的需求。