WCDMA网络端到端优化中PDP激活时延分析

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发表于《移动通信》2012年06期。付费下载自CNKI论文期刊网。

【作者】

向宏平：硕士毕业于重庆邮电大学电磁场与微波技术专业，现任职于中国联合网络通信有限公司重庆市分公司网络优化中心。

刘俊：本文通讯作者，副教授，通信与信息系统专业硕士，现任职于深圳信息职业技术学院电子通信技术系，主要研究方向为计算机网络、移动通信。

【机构】 中国联合网络通信有限公司重庆市分公司； 深圳信息职业技术学院；

【摘要】 PDP激活是用户进行网页浏览的重要过程之一,文章首先简要介绍端到端数据业务流程,再重点阐述了如何有效开展端到端优化中的PDP激活时延分析及方法研究。

【关键词】 端到端优化； PDP激活时延； RAB指配平均时延； TOP1用户分析； iPhone 4终端；

1   引言

WCDMA网络作为全球三大主流3G技术标准之一，因其高速数据业务承载能力而受到越来越多用户的广泛使用，网页浏览作为用户普遍使用的主要业务之一，其网页打开速度快慢无疑成为影响用户感知的主要因素，为了保证用户数据业务使用感知，积极开展端到端优化已成为运营商优化工作的重点，PDP激活作为端到端数据业务流程中最关键的环节之一，其激活时延大小直接影响网页打开速度，并因此影响用户感知。开展基于WCDMA网络端到端优化中PDP激活时延分析，必将为端到端网络优化的
有效开展提供方法论上的指导作用，本文即对此展开论述。

2   端到端数据业务流程

数据业务端到端指的是终端从发起信令到结束业务的全过程，包含信令和数据传输两个过程。其中，信令过程涉及终端、无线和核心网；数据传输过程涉及终端、无线、核心网、GW和SP。

端到端数据业务流程中，附着和激活为信令流程部分，CONNECT和GET为传输流程部分。

终端通过附着流程进入分组域网络，在附着流程完成后，核心网侧和终端会保留着MM上下文，包含用户IMSI、MSISDN和RA等信息；终端通过激活流程使用业务，在激活流程完成后，核心网侧和终端会保留着PDP上下文，包含PDP类型、PDP地址、APN和接入网类型等信息；终端在使用业务前通过CONNECT流程确定TCP连接，根据双方的IP地址和IP端口确定唯一的TCP连接；终端通过GET流程获取网页内容。

PDP激活时延是体现终端信令接入过程快慢的重要指标，PDP激活时延分析的目的是为了发现终端在接入过程中可能存在的问题，并据此提出解决问题的方法，最终为用户感知的提升服务。

3   PDP激活时延分析

3.1 PDP激活过程

终端激活的过程主要有RAB指配过程和Gn接口的PDP创建过程。

3.2 PDP激活时延统计

通过对2010年12月30日10时～12时和20时～22时共4个小时的现网PDP激活时延统计，发现统计时段内共发生65612次激活请求，分布在3430个小区中。全网的激活时延均值为896ms，小区激活时延均值分布如图1所示，小区时延均值大于1300ms的小区有116个。

图1 PDP激活平均时延统计

从图1可以看出，小区发生PDP激活成功的次数主要集中在200次以内，对于PDP激活平均时延较大的小区通常发生的激活成功次数较少，其中时延均值大于1300ms且激活成功次数大于200的7个小区中的TOP1用户统计如表1所示。

从表1可以看出，7个TOP小区时延大的主要原因是由于相应小区中TOP1用户时延大所致，因此，开展对小区中TOP1用户时延大原因分析成为判断和解决TOP小区时延的关键。

3.3 TOP1用户分析

对小区TOP1用户大于平均时延记录的激活时延、RAB指配时延和PDP创建时延分别取平均值，得到激活平均时延、RAB指配平均时延和PDP创建平均时延，如表2所示。

从表2可以看出，TOP1用户RAB指配平均时延较大，影响了激活平均时延。由于RAB指配环节主要受终端或无线的影响，因此，PDP激活时延较大的原因可定位为无线或者终端。

对于PDP激活时延较大原因的准确定位，可以通过TOP1用户在多个小区的时延统计进行分析判断。如果小区时延与TOP1用户具有相关性，则可以判断时延大的原因为用户终端引起；反之，则为无线原因引起。

TOP1用户在多小区下平均时延统计如表3所示：

从表3可以看出，TOP1用户在多小区下平均时延均较大，因此可以判断引起时延大的原因在于用户终端，通过对7个TOP1用户终端类型进行查询发现有5个用户终端类型为iPhone 4，另两个用户终端类型虽然无法通过后台查询到IMEI确认其终端类型，但通过与用户直接联系确认其类型也为iPhone 4，据此可以确定引起时延大的终端类型全部为iPhone 4，表明这种类型终端具有引起时延大的最大概率。

3.4 iPhone 4时延大原因分析

通过对TOP1用户终端的激活记录进行统计分析，发现这些终端具有激活频率高、激活后无流量产生的共有特性，如IMSI为460012340618165用户1在10时～12时共激活了546次，激活频率约5次/分钟，在全部546次激活中，仅有8次有流量产生。

分析用户的Iu口激活记录和去激活记录如图2、图3所示。由此可看出，用户在图2序号1记录中10∶05∶04发起激活请求，在图3序号1记录中10∶05∶09 去激活。在这期间，用户在图4序号2记录中10∶05∶06发起新的激活请求，在图3序号2记录中10∶05∶09去激活。

图2 用户1PDP激活记录

图3 用户1PDP去激活记录

第一次激活请求时延为700ms，第二次激活请求时延为2519ms，说明该终端在已激活的情况下，再重复发起PDP激活，那么新发起的PDP激活时延将很大。查看网络侧信令负荷均比较正常，因此可定位为iPhone 4终端在已激活的状态下，再发起新的PDP激活请求，由于终端处理能力问题，将导致激活时延较大。

统计全网iPhone 4激活情况，仅有25%的iPhone 4激活后产生流量，说明全网iPhone 4存在大量的自行激活情况。

iPhone 4终端在已存在PDP上下文的情况下，重复发起新的PDP激活请求，由于处理能力问题，将导致PDP激活时延较大，这是导致PDP时延大的根本原因。

由于现网大量iPhone 4终端自行发起激活去激活流程，因此会对网络设备信令负荷形成较大影响。

4   总结

PDP激活时延长是影响网页打开快慢的关键因素之一，其时延大小将直接影响用户数据业务使用感知，通过对现网PDP激活时延分析，发现造成PDP时延大的主要原因是iPhone 4终端的大量自激活所致，这种自激活虽然对用户流量和用户感知不会造成影响，但会加大网络设备负荷，因此，运营商在积极推广iPhone 4的时候，对终端本身存在的自激活对现网设备负荷的影响也不能忽视。

参考文献

[1] 谢瓦利尔,等. WCDMA设计与优化手册[M]. 杨鸿文,刘晓峰,月球,等译. 北京: 人民邮电出版社,2008.

[2] 张长钢,孙保红,李猛,等. WCDMA无线网络规划原理与实践[M]. 北京: 人民邮电出版社,2005.  ★

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用什么工具统计出pdp的延迟哪？