WCDMA PDP激活成功率的優化探討

程 松

(中國聯通西安分公司，陜西 西安710075)

隨著WCDMA網絡的開通和智能移動終端的普及，有更多用戶使用手機上網。WCDMA網絡PS域的網絡質量將直接影響3G用戶上網感知。PDP激活成功率指標不僅是衡量WCDMA網絡PS域質量的重要指標，而且影響到3G用戶上網感知。自2010年8月起，陜西聯通啟動了WCDMA PDP激活成功率指標優化工作，通過核心網、無線網互聯動，提升WCDMA PDP激活成功率指標。

1 WCDMA PDP激活流程、指標定義及指標解釋

1.1 WCDMA PDP激活流程

現網中PDP激活流程基本都是由用戶發起的激活，包括二次PDP激活流程，基本流程如圖1所示。

1.2 指標定義

PDP上下文激活成功率（不含用戶行為）=（由MS發起的PDP上下文激活程序的成功次數＋由于用戶原因引起的PDP上下文激活失敗次數）/由MS發起的PDP上下文激活嘗試次數×100%。

1.3 指標解釋

1.3.1 由MS發起的PDP上下文激活嘗試次數

由MS發起的PDP上下文激活嘗試次數為一個時間段內SGSN執行轄區內MS發起的PDP Context激活過程(包括靜態和動態)次數。統計SGSN接收到 MS發來的“Activate PDP Context Request”消息的次數。

1.3.2 由MS發起的PDP上下文激活程序的成功次數

由MS發起的PDP上下文激活成功次數為一個時間段內SGSN成功執行轄區內MS發起的PDP上下文激活過程(包括靜態和動態)次數。統計MS發送到SGSN的“Activate PDP Context Accept”消息的次數。

2 造成PDP激活成功率低的原因

2.1 用戶原因

用戶原因有以下幾種：未知APN、PDP地址和類型不正確、鑒權失敗、服務不支持、請求服務未簽約等。

2.2 網絡原因

網絡原因引起的PDP上下文激活失敗次數是影響指標的關鍵因素，而網絡原因主要包含以下3個方面：

(1)未知原因

SGSN在拒絕PDP激活請求的消息中包含了除#26、27、28、29、31、32、33、34、35、96、100（3G）之 外 的 Cause Code和原因。目前來說主要是RAB指派失敗或超時的問題。

(2)由于選擇的服務亂序導致的激活失敗。

(3)系統資源不足。

3 陜西聯通WCDMA PDP激活成功率網絡失敗原因

3.1 核心網側原因分析

通過SGSN的性能統計，WCDMA PDP激活失敗主要由于RAB指派無響應、RAB指派失敗導致。從激活流程上分析，RAB指派處于激活流程(如圖2所示)中的第3步，是建立無線承載鏈路的過程。SGSN向RNC發起RAB指派請求，RNC在返回SGSN RAB響應中攜帶錯誤的cause值或SGSN在規定時間內未收到RNC返回的消息，導致SGSN激活失敗。

根據RNC廠家分布情況，進一步確定指標優化的重點RNC，陜西聯通WCDMA無線部分共分為中興、諾西兩大業務區。

中興RNC業務區部分RNC指標完成情況不達標，其中西安RNC3的業務量最大，指標完成最差，對整體指標影響最大，西安RNC3作為中興業務區指標提升的重點。

諾西全部RNC指標均不達標，其中咸陽RNC指標完成情況最差，因此咸陽RNC作為諾西業務區指標分析與提升的突破口。

為進一步分析RAB指派失敗的原因，通過在SGSN側打開失敗觀察，發現中興RNC RAB指派響應返回錯誤的cause值主要為Failure in the Radio Interface Procedure(14)和 Radio Connection With UE Lost(46)，諾西 RNC RAB指派響應返回錯誤的cause值主要為Unspecified Failure(115)。

3.2 無線網側對RNC RAB指派失敗原因分析

西安部分RNC業務量的持續增長，使得RNC的負荷過重，直接導致了網絡擁塞次數的增加，造成RAB建立失敗，嚴重影響了用戶感知。

部分小區IUB口傳輸帶寬不足，資源受限導致業務建立遭拒絕，從而影響RAB建立成功率，造成無線RAB建立失敗次數較高。

個別小區無線網絡覆蓋弱、CE及功率擁塞也是導致RAB建立失敗的重要原因。

WCDMA PDP激活成功率與無線側、核心網側均有關系。核心網側需通過調整與RAB指標相關的參數，做好與無線網絡的流程配合。無線網側需要重點優化解決Failure in the Radio Interface Procedure(14)和Radio Connection With UE Lost(46)導致的RAB指派失敗問題。

4 WCDMA PDP激活成功率指標提升的主要措施及效果評估

核心網SGSN通過參數調整降低RAB指派失敗、無響應引起的激活失敗次數，其主要涉及參數有SGSN等待RAB響應定時器、RAB指派失敗是否給RNC發送RAB釋放消息等，無線側通過RNC業務分裂及RCP負荷均衡、IUB口擴容等措施進一步提高WCDMA PDP激活成功率[1]。

4.1 修改SGSN等待RAB響應定時器

4.1.1 參數調整原因

表1列出了參數調整前3G用戶RAB指派失敗數據統計（取全天24 h數據），由表1可以看出，由于 RAB指派無響應造成的失敗次數占比最高。從無線側了解到，西安地區RNC已經開啟了呼叫重建立功能，該功能主要解決一些終端收到RAB建立消息后，向網絡側返回RAB建立完成消息，但由于NodeB解碼異常，RNC側無法收到RAB建立完成的消息。而當此功能開啟時，按照無線側的設計，無線側信令流程需要約10 s～14 s完成。而實際上PS核心網SGSN等待RAB響應默認參數為10 s，導致該流程會在中途收到核心網側釋放消息，無線側呼叫重建立過程被“打斷”，造成失敗。

4.1.2 參數調整方案

根據無線側參數設置，適當調整核心網SGSN上等待RAB響應定時器，由10 s增大為15 s。

4.1.3 效果評估

2010年 8月26日00：00將 SM等待 RAB響應定時器由10 s增大為 15 s，參數修改后 3G用戶 RAB指派失敗數據統計如表2(取全天24 h數據)所示。

表1 3G用戶RAB指派失敗數據統計（參數調整前）

從統計數據分析來看，將SM等待RAB響應定時器由10 s增大為15 s后，激活失敗次數變化情況如下：

(1)RAB指派失敗引起的激活失敗次數增多，增加幅度為80.6%，這部分失敗原來統計到RAB指派無響應中，現在由于定時器變大，失敗的響應次數也相應增多，但這部分變化不影響指標；

(2)RAB指派無響應引起的激活失敗次數減少，降幅為98.22%,說明定時器延長后絕大部分的RAB指派都得到了響應；

(3)整體因RAB指派、無響應失敗引起的激活失敗次數減少，降幅為21.33%，達到了降低因RAB指派、無響應失敗引起的激活失敗次數、提升WCDMA PDP激活成功率的目的。

表2 3G用戶RAB指派失敗數據統計（參數調整后）

4.2 SGSN打開RNC發送RAB釋放消息參數

4.2.1 參數調整原因

用戶RAB重建過程中，部分RNC在收到一次RAB指派消息時沒有響應，RNC認為該用戶已經存在一條失敗的RAB鏈路，將不再響應該用戶新的RAB指派消息，并且不主動釋放失敗的RAB指派，這會導致用戶不能成功建立第二條RAB指派，從而造成用戶PDP激活失敗，影響PDP激活指標和用戶感受。圖3為參數調整前的RAB指派流程。

4.2.2 參數調整方案

變量23由0修改為1。變量23為激活過程中由于RAB指派失敗是否給RNC發送RAB釋放消息 [縮寫:bRlsRabInPdpActFail]，0表示否，1表示是。圖 4為參數調整后的RAB指派流程。

4.2.3 效果評估

表3為變量23修改前后WCDMA PDP激活成功率指標對比。

4.3 關閉SGSN RAB重建參數

4.3.1 參數調整原因

陜西聯通現網PS域核心網為中興設備，無線網絡設備出自中興和諾西兩個廠家，其中中興SGSN和諾西RNC配合時，諾西所有RNC的激活成功率均未達標。以咸陽RNC為例進行分析，2011年6月8日20:00～21:00 SGSN側統計的RAB指派失敗次數為74次，而在 RNC側統計的次數為21，無線 RNC和核心網SGSN在RAB建立失敗計數方面存在較大差異。

表3 變量23修改前后WCDMA PDP激活成功率指標對比

通過RNC log，可以發現大部分的RAB指派失敗是由于SGSN在Multi-RAB業務中重復指派ID和內容相同的RAB請求，導致RNC發送RAB指派失敗的消息。在SGSN發送第一次RAB Assignment Request消息時，指派的RAB-ID為A，RNC相應地指派RAB成功，其后MS再次發起數據業務請求，SGSN則連續發送了兩條RAB Assignment Request消息，其中一條信息的RAB-ID為B，RNC響應指派成功，但另一條信息的RAB-ID為之前已經分配的A，故RNC認為RAB-ID為A的已經建立成功，新的RAB-ID為A建立請求是非法的，回送RAB指派失敗原因為115的消息，SGSN在收到RNC的RAB建立請求失敗消息后，進行PDP激活，但是RAB連接仍然保留。在隨后用戶再次發起PDP激活請求時，SGSN再次發送RAB-ID為A的RAB指派請求，這時RAB指派會因為原有RAB連接仍然保留而再次失敗，從而導致PDP激活請求失敗，在被保留的RAB連接因超時而釋放之前，該用戶發起的對應該RAB連接的PDP激活均會失敗。

諾西RNC不會將上述RAB建立失敗計入RNC統計，因為RNC認為這個RAB已經建立成功，新的RAB建立請求是非法的。而SGSN側，因這個RAB失敗是在PDP激活請求之后，因此PDP激活請求會遭受拒絕。這也是RNC和SGSN兩邊RAB建立失敗計數相差很大的原因。

表4 RAB重建參數修改前后WCDMA PDP激活成功率指標對比

4.3.2 參數調整方案

中興SGSN“業務請求過程中是否對已經存在RAB的PDP上下文進行RAB重建”參數默認設置為“是”，使得SGSN對已經存在的RAB連接下發RAB指派請求。通過將該參數設置為“否”，避免上述PDP激活失敗。

4.3.3 效果評估

表4為“業務請求過程中是否對已經存在RAB的PDP上下文進行RAB重建”參數修改前后WCDMA PDP激活成功率指標對比。

通過參數修改，諾西業務區RAB指派失敗引起的激活失敗次數大幅減少，WCDMA PDP激活成功率得到提升。

4.4 無線側優化措施

4.4.1 RNC業務分裂及RCP負荷均衡

為解決部分RNC負荷過重的問題，結合建設部工程安排，實施西安RNC業務分裂，RCP負荷均衡。

對西安RNC3實施了站點遷移，RCP板負荷均衡后，RAB建立成功率和RRC建立成功率均有所提升,當天WCDMA PDP激活成功率達到99.25%。

4.4.2 IUB口擴容

為解決IUB資源不足，對小區IUB口擁塞情況進行統計，逐步對資源條件滿足的NODEB進行擴容[2]。

以西安為例，部分小區IUB口擁塞導致RAB失敗次數較高。對西安RNC3下的1個基站進行IUB口擴容，調整后IUB口資源受限明顯減小，基站RAB建立成功率明顯得到提升。

WCDMA PDP激活成功率雖然是核心網的統計指標，但與無線網絡密切相關。陜西聯通采取核心網、無線網相互配合、聯動，通過核心網參數調整，無線網RNC業務分裂、IUB口擴容等措施，同時無線側每日提取與PDP激活失敗相關的設備及傳輸告警站點，及時處理告警，解決單站引起用戶反復嘗試，造成大量RAB指派失敗問題。目前陜西省WCDMA PDP激活成功率從97%左右逐漸提升至99.32%左右，不僅提高了網絡質量指標而且使用戶感知得到了有效的改善。

[1]彭木根，王文博.3G無線資源管理與網絡規劃優化[M]．北京：人民郵電出版社，2008.

[2]姜正新.WCDMA網絡規劃中的業務分析[J].現代電信科技，2004(5)：33-34.