SDCCH拥塞率高的分析处理
上一篇 / 下一篇 2008-06-04 09:37:04 / 个人分类:mima
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SDCCH拥塞率高的分析处理
前言c,oC&|\ ]i |0我们在谈到网络拥塞时,常常是指信令信道拥塞以及话务信道拥塞。信令信道拥塞也就是我们常说的SDCCH信道拥塞,发生在用户在申请网络服务开始阶段。SDCCH的全称是独立专用控制信道,用于呼叫的建立、位置更新、短信的传输等过程。一般进行的信令交互主要利用SDCCH信道承载,SDCCH信道的分配也称立即指配过程。出现SDCCH信道拥塞是说:在立即指配时,如果网络没有可用的SDCCH信道来分给手机,则系统计一次SDCCH分配失败。SDCCH信道的拥塞会直接影响到基站的性能和用户的感观。在现场用户的感觉是:当用户发出通话或其他网络服务的申请时,大部分手机没有任何反映即返回到空闲状态,有的手机发出有节奏的三声响声。当出现这种情况后,用户比较反感,意见较大。为提高SDCCH的接通率,降低无线信令信道的拥塞,在本文中,笔者主要从出现SDCCH信道拥塞可能的原因入手,提出一些解决SDCCH信道拥塞的方法和思路,以供大家参考。
!F T8a-L|VBe0MSCBSC | 移动通信网[)NU-} F~5q(H
3) SDCCH分配信令流程分析说明MSCBSC | 移动通信网 _M"C A[k{CF
当手机需要同系统建立联系时,要通过随机接入信道(RACH)来向网络发送信道请求消息(channel request)。这个消息中有3比特用来指示手机接入网络原因。当发生信道资源拥塞时,系统可根据这个指示来分别对待不同原因的信道申请。channel request还含有5比特是手机选择的随机数,这个随机数可以让系统区分不同的手机在同一时隙内发送的RACH消息,此后系统向手机发送的立即指派消息中会将该随机数再发给手机,手机将此随机数与自己所发送的随机数相比较,可以识别出来这个立即指配消息是否是网络发送给自己的。
6ns6r'MlhE6T L0BTS的Layer1进程对收到的channel request进行成功解码后(成功解出RACH后对统计ok_acc_proc_suc_rach计数),BTS的ABIS进程负责对RACH指示的原因进行解析(若解出不正确的RACH请求的原因后,对统计inv_est_cause_on_rach计数)。在BTS的RRSM中依据收到不同原因的RACH消息的个数对统计chan_req_cause_atmp进行计量。BTS的CRM进程在收到RRSM送来的channel required received后,将为此次信道请求分配一条空闲的SDCCH信道(触发统计alloc_sdcch)。RSS收到CRM送来的信道激活(channel active)消息后将相应的SDCCH激活,激活成功后将向RRSM返回信道激活响应(channel active ack)。RRSM收到RSS的激活响应后,将会利用AGCH信道发送立即指派(immediate assignment即I.A)消息(Layer1触发access_per_agch统计),此消息包含了已分配的SDCCH信道的情况、初始TA、初始的手机最大发射功率、对应的信道请求消息中的随机数、BTS收到channel request时的TDMA帧号以及基站的跳频情况等消息。RRSM在发immediate assignment后启动T3101计时器,等待手机接入SDCCH信道。MSCBSC | 移动通信网Zd;Y ^C2Y
若CRM发现没有可用的资源后(触发统计alloc_sdcch_fail),将向手机发送立即分配拒绝消息immediate assignment reject,出现这种情况可能的原因有:无可用无线资源、测得的手机TA值超出系统限制、信道激活无应答等。MSCBSC | 移动通信网|b%@'M+Lf
当收到立即指派拒绝消息后,手机启动T3122,在T3122所规定的时间内,不允许手机接入网络,同时手机将进入空闲模式并监听寻呼信道的消息。到T3122超时后,手机才可以发新的channel request。
U)MuFZR f0当手机收到立即指派消息后,手机将收到的I.A消息与自己发出的信道请求中的消息字段进行比较,用于判断这个立即指配消息是否是给自己的。如果收到的立即指配是给自己的,则手机将信道调整到所分的SDCCH上,再利用SABM消息(设置异步平衡模式)通知网络手机已经成功占上SDCCH,SABM包括手机申请信道的原因、用户身份及移动设备的特性。此时手机使用的TA和发射功率来自于I.A消息的指示。Layer2(数据链路层)的SABM消息用于建立异步平衡模式,其服务接入点类别SAPI=0,Layer2工作于证实模式下。SABM承载的Layer3消息initial message是第三层的业务请求消息。BTS的Layer1在收到SABM消息后,将向MS发一个内容与initial message一样的UA消息(无序号证实),只有MS收到的UA消息的内容与SABM消息的完全一样,手机的接入才正确。UA的作用是为了处理多个手机在同一时间发送内容一样的信道请求消息的情况,以区分出不同的手机的消息。BTS的Layer1在收到Layer2的SABM后将向RRSM发送建立指示消息即establish indication,RRSM收到此消息后将T3101停止计时,触发统计ok_access_proc。此统计可以区分出用户申请服务不同的原因,包括:Connection Management的业务请求(呼叫建立即主叫、短信息、附加业务管理等)、位置更新请求(正常位置更新、周期性位置更新、IMSI附着)、IMSI分离、紧急呼叫及寻呼响应。另外,在T3101的时间内,如果手机不能正常占用SDCCH,则RRSM将触发统计chan_req_ms_fail。
X ql$zv$| [0下一步RRSM会向BSC的SSM发出三层业务请求消息(initial layer3 information),SSM再向MSC发CR消息(connection request),用来申请与MSC建立SCCP层连接,CR中含有申请CM业务的原因、该手机的一些物理特征以及该MS的MSISDN。在MSC收到此消息后,即向BSC的SSM发出CC消息(connection confirmed),这样MS与MSC 之间的信令链路就建立起来了,MSC已经能够控制RR管理的传输特性,BSS处于监视传输质量和随时准备切换的运行状态。MSCBSC | 移动通信网0`N&FO(~,w6[:~[
6JF7E0I~!k)]&T:~0备注:MSCBSC | 移动通信网^L6ZHe fW
为方便理解上述流程,可参考以下备注:
*?#|-I/in]-W\:`N0BSS的呼叫处理Call Processing(CP)是L2和L3的系统应用进程的集合,用于MS呼叫的高层信令控制。CP包括
~ dS.s4I f8yA.G0 MTP L3/SCCP preprocessor (MTP L3).
Tv3U9v t6m/W1K0 Connectionless manager (CLM). MSCBSC | 移动通信网&bMZe$o!wk
SCCP state machine (SSM).
+V%O8C.n)V0 Switch manager (SM).
6_&}D7^:UD1l0 Cell resource manager (CRM).
"E+e+H}(J&n'|0 Radio resource state machine (RRSM).
H0I,LU/X p\x0 Radio channel interface (RCI). MSCBSC | 移动通信网#Jx'FPsEN
其中:MSCBSC | 移动通信网0aM(V0A"Pg2~E
MTP L3/SCCP preprocessor (MTP L3)处理A接口上的收发消息的协议适配,还通过分析消息的包头并进行寻址,来决定消息的目标进程。MSCBSC | 移动通信网x!BsZ{:C f[|
Connectionless manager (CLM)处理BSS的global控制,这个进程负责处理C7信令协议中无连接的部分。
wsf#SN!Y0Zk5S0SCCP state machine (SSM)负责处理C7信令协议中面向连接的部分,它协同处理所有intra-BSS 和 intra-cell的切换,它要确保目的小区收到了切换请求且为手机预留了资源。这个进程产生所有与切换相关的信令,当进程结束后要通知MSC,当切换成功结束后要通知源小区,让源小区释放相应的资源。MSCBSC | 移动通信网a1S|/Hj3x)X A\2\3Mb
Switch manager (SM)用于控制从MSC至MS的陆地链路(由MSC指派)到MS的无线链路(由BSS中的CRM负责分配)的连接。
L5|0E5B-? u+i&?0Cell resource manager (CRM)负责当MS接入系统时给它分配无线资源,它保留和维护着表征其管辖范围内每个信道状态的动态数据库,并根据RSS提供的信道干扰信息来分配在最好的资源,还分配用于区分每个呼叫的SCCP reference number。当一个BTS或小区的话务过高时,CRM会触发Flow Control,当话务负荷减轻时Flow Control会停止。CRM还产生空中接口上传输的系统消息。
4Ul"qPLh0Radio resource state machine (RRSM)负责激活和维护物理连接,它激活由CRM分配的无线信道,当MS不再需要该信道后,由RRSM负责关闭此信道。
V(hj"p:X0Radio channel interface (RCI)用于将RSS中MS的地址(无线信道号)转换成Call Processing中Layer 3进程识别MS的地址(SCCP reference number)。
\+u1Z,Z4g]#D{.i0RSS是BSS radio subsystem的缩写,是系统应用程序的一个集合。用于管理BSS的RF硬件和与MS通信的无线链路。它包括五个进程:
:x.O!h2HCFI0 Configuration and fault management.
q+Mk;jn,m3_0 Layer 1 interface. MSCBSC | 移动通信网Ms'M4ML8C| B
Layer 2 protocol. MSCBSC | 移动通信网HNq@k'JO/X
Abis interface.
d)M {YB:j-g.t0 Handover Detection and Power Control(HDPC).
\&ph3Kno0其中:MSCBSC | 移动通信网#exq$[W t
Configuration and fault management控制与它相关的无线资源的配置,并提供BTS故障管理系统的接口。
X4U f;TA5G P0Layer 1 interface用于RSS软件与channel coding进程之间消息协议的转换,它还负责存贮paging 消息和access granted 消息,直至等到控制信道上该消息相应的时隙出现。
Us"z)^9d*}X$Q0Layer 2 protocol用于将以MS为目的地的信令信息翻译成在空中接口上传送的以时隙为单位GSM信令,还处理MS的LAPDm信令;它还负责为MS建立连接,以在空中接口上传送MS的SMS数据(MO或MT)。MSCBSC | 移动通信网d1P J\)kM
Abis interface用于将RSS内产生的消息翻译成Abis格式,以传送给Layer3应用程序。这个进程要对收到的消息进行校验来确保消息的完整性,它还对RACH信道上收到的access bursts进行计数,计数的周期可在数据库中设置,如果计数值超过了预设的门限,则此进程会通知Layer3的应用软件,由Layer3的应用软件通过Bar住某个接入级别的MS,以减少RACH上的access burst的个数。
qYX*qmm0Handover Detection and Power Control(HDPC)用于以时隙为单位控制MS的发射功率(Uplink)和相应的基站发射功率(Downlink)。这个进程还负责控制MS的timing advance以让MS能够在其所属的时隙中工作。此进程还负责触发MS的切换,依据不同的标准判决有无切换的必要。当TCH空闲时,此进程还负责测量其收到的噪声,计算出平均的噪声等级,并将数值通知Call Processing,用于在信道分配时提供参考。当MS的呼叫已经建立后,此进程还监测收到MS的SACCH消息的情况,若连续未收到某个MS一定数量(可由数据库设置)的SACCH消息,此进程要通知Call Processing来释放这个MS有关的资源。MSCBSC | 移动通信网|#N H9w @ Pf'?
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(Z.c I(TkO-_0SDCCH拥塞率计算公式