多CCCH信道功能应用研究

多CCCH功能开通应用课题研究中国移动 湘西自治州分公司2010-6-28多CCCH功能开通应用课题研究一、 研究的方向与计划在数据业务集中区域，由于过多的小流量业务的大量使用，导致AGCH信道上的立即指派（或立即指派拒绝）消息大量增加，占用了过多的PCH寻呼信道资源，进而导致寻呼消息因为PCH信道资源不足而大量丢失。数据业务集中区域由于CCCH信道（CCCH信道包含AGCH和PCH）资源不足的问题往往会导致明显的无法做被叫，无法接受短消息等网络问题，对用户的感知度影响较为明显。本课题主要通过研究扩大CCCH信道容量，进而实现单位时间内寻呼消息和立即指派消息最大传送，从而解决数据业务集中区域由于空口寻呼传输瓶颈带来的一系列网络问题。具体的研究计划包括：1、确定用于评估CCCH信道负荷的评估方法。明确寻呼丢失率、AGCH丢失率等重要的评估CCCH信道负荷KPI的定义，同时明确需要其他用于评估CCCH负荷的重要KPI或者计数器；2、搜集目前中兴设备业务区开通多CCCH信道情况的信息，包括设备硬、软件版本，开通规模以及重要的KPI性能等情况。了解目前中兴多CCCH功能开通应用的背景。3、选择多个不同话务模型的热点区域（商业区，高校），通过评估方法找到CCCH空口严重拥塞区域。通过对数据的分析和统计找到CCCH信道拥塞与寻呼量、立即指派消息量的关系。4、通过CCCH信道拥塞与寻呼量、立即指派消息量的关系，得到CCCH信道扩容的工程实践依据，即在何种情况下需要扩容，需要扩容几条CCCH信道。5、对吉首现场CCCH空口拥塞的小区按照扩容计划完成扩容，并观察寻呼丢失率等指标是否明显改善。同时观察对其他CS关键性能指标是否存在影响。二、CCCH信道负荷的评估方法公共控制信道CCCH由允许接入信道AGCH、寻呼信道PCH组成，AGCH信道承载小区语音业务和数据业务立即指派（或立即指派拒绝）信息，PCH信道承载小区语音业务和数据业务寻呼信息。在中兴系统中，若PCH信道过载，则会出现寻呼消息丢失问题。而AGCH信道过载，则可能出现大量占用PCH信道情况，严重时也可能出现立即指派消息丢失。因此评估CCCH信道负荷的重要指标包括：寻呼丢失率，寻呼消息量，立即指派消息数量，AGCH丢失率等。寻呼消息量和立即指派消息量两个指标具体是需要关注CS、PS业务总和。寻呼丢失率，AGCH丢失率主要是用来评估CCCH信道空口上丢失的寻呼消息、立即指派消息现象是否严重；寻呼消息量和立即指派消息量则是用来评估CCCH信道空口上实际承载的业务量情况。相关公式的定义和含义介绍如下： 寻呼丢失率 该指标表示在CCCH空口上丢失的寻呼消息占下发寻呼消息的百分比，具体公式如下： 寻呼丢失率 =(C901640001+C901640002)/(C900060152+C900060153+C900060154)*100% 其中： C901640001 因队列满而丢弃的PS寻呼消息计数；（IBTSTRX）C901640002 因队列满而丢弃的CS寻呼消息计数； （IBTSTRX）C900060152统计BSC发送的Abis口消息中来自A口的寻呼命令消息的个数； （CELL CS）C900060153统计BSC发送的Abis口消息中来自Gb口的CS寻呼命令消息的个数； （CELL CS）C900060154统计BSC发送的Abis口消息中来自Gb口的PS寻呼命令消息的个数；（CELL CS） AGCH丢失率 该指标表示在CCCH空口上丢失的立即指派消息占下发寻呼消息量的百分比，指标定义如下：AGCH丢失率 = C901280038/(C900060152+C900060153+C900060154)*100%；其中： C901280038 DELETE INDication消息数目，表示当BTS发觉由于下行CCCH信道拥塞而删除了一条IMMEDIATE ASSIGN COMMAND消息时，发送一条DELETE INDication消息通知BSC。本计数器统计BSC收到的Abis口消息中删除指示消息的个数由于中兴的立即指派消息优先级高于寻呼消息，所以AGCH丢失的现场一般不太容易出现，该指标目前建议仅仅做参考指标。 寻呼消息量该指标统计在Abis口上下发的寻呼消息数量，包含CS和PS业务寻呼量。具体的公式定义为寻呼消息量=C900060152+C900060153+C900060154；其中C900060152，C900060153为CS业务的寻呼量， C900060154为PS业务的寻呼量。具体的计数器解释请参考寻呼丢失率。 立即指派消息量该指标统计在Abis口上下发的CS、PS业务的立即指派消息之和，具体的公式定义为：立即指派消息量= C901280040+ C901280066；其中：C901280040表示CS业务的下发的立即指派消息数量，C901280066表示PS业务下发的立即指派消息数量。三、中兴业务区开通多CCCH信道情况通过与中兴业务区进行了解，目前中兴主要在重庆移动，湖南移动开通了多CCCH功能。其中重庆移动开通多CCCH信道的规模较大，涉及到6个县，开通BSC数量达到8个。具体的开通情况可见下表：表1：中兴多CCCH信道功能开通情况统计厂家 多CCCH功能支持情况 现网试点情况 测试效果评价 硬件平台 软件版本 试点时间 开启城市 开启前各小区CCCH信道配置 开启后各小区CCCH信道配置 开启区域BSC数量 提升了哪些性能 有无问题，如有，请简述 中兴iBSC6.1 6.10.32 2009-4-5云阳131解决了热点区域无法做被叫、无法接收短信的问题关键性能KPI稳定，无明显投诉。中兴iBSC6.1 6.10.32 2009-4-18开县142同上同上中兴iBSC6.1 6.10.32 2009-5-6巫山121同上同上中兴iBSC6.1 6.10.32 2009-5-5巫溪121同上同上中兴iBSC6.2 6.20.10 2009-6-10彭水122同上同上中兴iBSC6.2 6.20.10 2009-7-16石柱121同上同上中兴iBSC6.2 6.20.60 2010-6-10吉首121解决热点区域寻呼丢失率高问题关键性能KPI稳定，无明显投诉。目前中兴支持最多4条CCCH信道配置，并且在目前重庆开县移动热点区域已经配置了4条CCCH信道，应用效果良好。解决了寻呼大量丢失导致的无法做被叫，收不到短信等问题 从重庆和湖南的具体应用情况来看，多CCCH功能影响对网络的无明显负面影响，关键CS KPI指标保持稳定。四、CCCH信道容量的理论计算为了找到CCCH信道规划，扩容的标准，我们首先需要通过理论计算初步得出CCCH信道中PCH，AGCH信道相应能够承载的消息量最大值作为参考，为后续对现场数据的分析和统计做出指导。1、中兴公共控制信道消息优先级中兴iBSC/BSC系统中，同一个CCCH块上，优先级的安排（由高到低）：立即指派消息立即指派拒绝消息PS业务的立即指派消息PS业务的寻呼消息CS业务的寻呼消息需重发的CS立即指派消息需重发的CS寻呼消息PCH上发送填充消息AGCH上发送填充消息。由此可见，中兴的立即指派（拒绝消息）优先级高于寻呼消息，故AGCH块用完后，立即指派消息便会开始占用PCH块发送。2、CCCH信道容量的理论计算对于配置1条CCCH信道的情况下，寻呼量主要与CCCHConf，AGBLKRES参数相关。目前中兴网络的CCCHConf参数通常均配置为非组合BCCH，AGBLKRES参数设置通常设置为2。在此种情况下：PCH信道承载的寻呼量可由下列公式计算： 对于非组合BCCH：P =（9-AGB）/0.2354（寻呼块/秒） X （寻呼次数/寻呼块） 采用IMSI 寻呼机制：对非组合BCCH，当AGB=2时，P= 59.47 寻呼次数/秒，相当于214468次寻呼/小时 采用TMSI寻呼机制：对非组合BCCH，当AGB=2时，P=118.95 寻呼次数/秒，相当于428936次寻呼/小时 AGCH信道承载的立即指派消息量可由下列公式计算：P =AGB/0.2354（立即指派消息/秒） X （立即指派消息/AGCH块）当AGB=2时，P=8.49次立即指派消息/秒，相当于30586 立即指派（拒绝）消息/小时 。一个AGCH块只能发送一条立即指派消息/立即指派拒绝消息，但一条立即分配消息可为最多2个移动台分配信道（如SDCCH等），一条立即分配拒绝消息可最多拒绝4个移动台的信道请求。由于中兴的立即指派（拒绝消息）优先级高于寻呼消息，立即指派消息超过上述计算结果后，也并不会出现丢失，但会占用PCH块资源，导致寻呼消息发送丢失。若小区配置了2条CCCH信道，相应的PCH，AGCH块容量增加一倍，则相应承载的寻呼、立即指派消息量会增加一倍。3、考虑工程极限下CCCH信道的理论容量由于寻呼消息和立即指派消息的下发在实际工程中是不可能保持稳定的，在某个短时间内若业务量突然增加，超过了理论计算的极限，则便会出现CCCH信道过载。为了保证系统的问题，若考虑工程极限为理论计算的70%，则：PCH信道寻呼块数工程极限为：采用IMSI 寻呼机制：当AGB=2时，工程极限为70%，P= 59.47*0.7=41.62寻呼次数/秒，相当于14，9865次寻呼/小时。采用TMSI寻呼机制：当AGB=2时，工程极限为70% ，P=118.95*0.7=83.24 寻呼次数/秒，相当于29，9728次寻呼/小时。AGCH信道立即指派消息量工程极限为：当AGB=2时，工程极限为70% P=8.49*0.7=5.94次立即指派消息/秒，相当于21394 立即指派（拒绝）消息/小时。五、现场CCCH负荷统计数据分析1、湖南吉首现场统计数据通过对湖南吉首现场连续3*24小时（6月7日9日）统计出现寻呼丢失的小区，同时统计寻呼消息和立即指派消息数进行统计，发现吉首如下小区出现了寻呼丢失现象（丢失率由高到低排序）：表2：吉首出现寻呼丢失现象小区统计小区时段寻呼丢失率立即指派消息量CS立即指派消息数目PS立即指派消息数目寻呼消息量吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时44.13%3289362462664769396吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时42.82%3040047932560757593吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时31.56%3278244502833269308吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时30.27%2931049032440766155吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时27.80%2939647872460973112吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时12.12%2899442552473964852吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时11.93%3067250292564369731吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时11.27%2825345802367362721吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时10.12%2440639782042857791吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时9.79%2793051172281366155吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时9.42%1492543671055855729吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时9.02%2541343742103966602吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时8.59%3161842942732467056吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时8.56%2529042942099663929吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时7.88%2743444202301457794吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时6.05%1663436361299868274吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时5.80%1720538511335465861吉首吉大体育馆3小区 (ID:3)1小时4.34%101013950615166099吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时4.14%108424338650457787吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时4.14%96604193546769357吉首畜牧局1800M3小区 (ID:3)1小时3.56%84303937449366110吉首吉大体育馆3小区 (ID:3)1小时3.49%76812913476855110吉首吉大体育馆1小区 (ID:1)1小时3.45%65901839475169367吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时3.25%2560740962151155126吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时2.95%2814842252392367816吉首体育馆1800M2小区 (ID:2)1小时2.80%82733141513268251吉首新吉大1小区 (ID:1)1小时2.74%1672831771355156215吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时2.48%111274510661757765吉首火车南站3小区 (ID:3)1小时1.98%89751577739866561吉首畜牧局1800M3小区 (ID:3)1小时1.97%76433095454868674吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时1.79%121564424773262440吉首吉大体育馆3小区 (ID:3)1小时1.67%104973888660968276吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时1.62%144175582883567062吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时1.61%137784809896968690吉首新世纪3小区 (ID:3)1小时1.58%108804862601871053从上表可看出，吉首城区出现寻呼丢失的小区业务都较为繁忙（通常为高校，商业区等），特别是PS业务。PS业务的立即指派消息数量远远大于CS业务，通常达到CS业务的35倍如果对寻呼丢失率分成4个等级，分别统计相应的寻呼量，CS，PS立即指派消息数量，得到如下的表格：表3：寻呼丢失率与立即指派，寻呼量的分段统计寻呼丢失率比例寻呼丢失率 立即指派消息量 CS立即指派消息数 PS立即指派消息数 PCH信道寻呼消息量 05% 2.75%123073809849964542510% 8.14%23306429419012639251020% 11.36%280814461236216377420% 35.32%3095650362592067113为了更好的观察寻呼丢失率与立即指派消息数量间的关系，将寻呼丢失率与立即指派消息数量制作成散点图，得到下图：图1:寻呼丢失率Vs立即指派消息数在吉首BSC102忙时寻呼量稳定在65000次/小时情况下，可以看出： 当立即指派消息（不含立即指派拒绝）达到12000次/小时以上时，可能出现寻呼丢失现象。 当立即指派消息（不含立即指派拒绝）达到17000次/小时以上时，就很容易出现明显寻呼丢失现象（5%)，即此时CCCH信道资源已经出现了瓶颈。 在寻呼丢失率10%情况下，寻呼丢失率与立即指派消息量有接近线性关系。 当立即指派消息（不含立即指派拒绝）达到26000次/小时以上时，寻呼丢似乎现象会明显加剧，达到30000次/小时以上后，会出现严重的寻呼丢失现象。2、重庆云阳现场统计数据为了得到更为清晰的寻呼丢失率、立即指派消息量和寻呼量三种间的关系，现场又获取到重庆云阳现场云阳磨盘寨1800小区数据。该小区配置了3条CCCH信道，但在业务忙时，仍有一定的寻呼丢失率，主要原因是PS业务量过于大，立即指派消息量达到了CS业务的10倍左右。表4：重庆云阳现场寻呼丢失、立即指派消息量统计数据小区CCCH信道数量 寻呼丢失率立即指派消息数量CS立即指派消息数目PS立即指派消息数目寻呼消息总数云阳磨盘寨18001 (ID:1)382.51%85552544580107139347云阳磨盘寨18001 (ID:1)34.77%50552317347379140207云阳磨盘寨18001 (ID:1)31.31%45774366442110137380云阳磨盘寨18001 (ID:1)37.08%44107321940888141717云阳磨盘寨18001 (ID:1)30.00%38547401434533131590重庆云阳BSC的寻呼量相对湖南较高，总体忙时寻呼量在135000次/小时左右，通过云阳数据可以看出 重庆云阳云阳磨盘寨1800小区数据显示，在配置了3CCCH信道的情况下，立即指派消息（不含立即指派拒绝）达到40000次/小时以上时，可能出现寻呼丢失现象，即立即指派消息有时出现占用了过多PCH块 由于3CCCH信道的空口容量应当为单CCCH的3倍左右，若转化为单CCCH信道容量情况下即为：寻呼消息在45000次/小时，立即指派消息在13500次/小时情况下则可能出现寻呼丢失； 六、CCCH信道配置、扩容的工程建议1、CCCH负荷与寻呼量、立即指派消息量的关系CCCH信道负荷主要和寻呼消息和立即指派消息数量相关。根据湖南和重庆典型寻呼丢失小区的性能数据，单CCCH信道可能出现轻微寻呼丢失现象下的寻呼和立即指派消息数量统计如下表： 表5：可能出现轻微寻呼丢失的寻呼量与立即指派消息量立即指派消息数/每小时（含CS和PS） 寻呼消息数/每小时（含CS和PS） 12000650001350045000若我们考虑CCCH负荷采用以下公式计算：CCCH负荷=立即指派消息*x+寻呼消息*y其中x，y为立即指派消息和寻呼消息量的权重。若使用表5中的数据进行拟合，并考虑出现轻微拥塞时CCCH负荷达到100%，即可以到系数 x和y： x=0.005926 y=0.000444即用于计算CCCH信道可能轻微拥塞的计算公式为：CCCH负荷=立即指派消息*0.005926+寻呼消息*0.000444.公式A由于公式A中系数是针对可能出现寻呼丢失情况数据计算所得，实际现场满足以上条件是只是有一定几率出现CCCH拥塞。 根据湖南现场出现明显拥塞时立即指派消息数量，相对容易出现明显拥塞时立即指派消息可以有40%冗余（从12000次/小时到17000次/小时）。由于每个地区的话务模型均不相同，使用容易出现寻呼丢失时的立即指派消息量作为扩容CCCH信道标准更为准确。2、CCCH信道配置、扩容的工程建议 根据以上数据可以估算出需要单CCCH信道出现拥塞时的的寻呼量和立即指派消息量的关系。根据不同的业务模型假设寻呼量从315万次每秒，并计算相应寻呼下能够承受的立即指派消息数，作为参考。具体计算结果如下表：表6：单CCCH信道出现拥塞时寻呼量和立即指派消息量关系可能出现CCCH拥塞 容易出现CCCH拥塞 立即指派消息量小时 寻呼消息量/小时 立即指派消息量/小时 寻呼消息量/小时 562515000078751500009375100000131251000001237560000173256000014625300002047530000如上表所示，当寻呼量在100000次/小时的情况下，立即指派消息在9300次/小时的情况下便可能出现寻呼丢失，当立即指派消息达到13000次/小时以上是，则很容易出现寻呼丢失的现场。在这种情况下就应当建议再开通一条CCCH信道。同样根据公式A，我们可以计算2,3,4条CCCH信道出现拥塞时寻呼量和立即指派消息量，并作为是否需要扩容或者其他优化手段的依据。根据不同的业务模型假设寻呼量从830万次每秒，并计算相应寻呼下能够承受的立即指派消息数，作为参考。表7：配置24条CCCH信道出现拥塞时寻呼量和立即指派消息量关系CCCH信道数可能出现CCCH拥塞 容易出现CCCH拥塞 立即指派消息量/小时寻呼消息量/小时立即指派消息量/小时寻呼消息量/小时2187502000002625020000022500150000315001500002625010000036750100000277508000038850800003318752500004462525000035625200000498752000003937515000055125150000431251000006037510000044500030000063000300000487502500006825025000052500200000735002000005625015000078750150000如上表所示，当寻呼量在150000次/小时的情况下，若小区配置了2条CCCH信道，当立即指派消息数量达到22000/小时左右，则可能出现寻呼丢失问题；当立即指派消息数量达到31000/小时左右，则比较容易出现寻呼丢失问题。七、吉首现场效果验证通过对湖南吉首现场连续一周出现寻呼丢失的小区进行统计，筛选出寻呼丢失最为严重的小区。发现这些小区最大立即指派消息数量基本都超过10000次/小时。其中吉首新吉大1小区CCCH信道拥塞较为严重，其他小区均基本处于轻微寻呼丢失的情况。 根据CCCH信道建议，建议对这8个小区扩容一条CCCH信道。表8：吉首寻呼消息丢失严重小区 小区 6月7日至6月11日丢失寻呼消息数量 6月4日至6月7日丢失寻呼消息数量 立即指派消息最大值 吉首新吉大1小区 (ID:1) 20320212475832893吉首吉大体育馆1小区 (ID:1) 86041434025722吉首新世纪3小区 (ID:3) 17208956020868吉首吉大体育馆3小区 (ID:3) 11950908221595吉首体育馆1800M2小区 (ID:2) 11950478011493吉首畜牧局1800M3小区 (ID:3) 6214143411020吉首火车南站3小区 (ID:3) 334695610584根据现场在6月11日下午对上述小区开通双CCCH信道配置，并开始跟踪开通双CCCH后寻呼丢失情况。我们主要重点跟立即指派消息量超过20000次/小时，寻呼丢失率相对较稳定的3个业务超忙小区，观察开通后的寻呼丢失问题是否消除。开通双CCCH前后三天的这些小区的在系统忙时的寻呼丢失率最大值指标如下：表8：吉首开通双CCCH小区前后对比小区寻呼丢失率最大值 立即指派消息数寻呼消息量开通双CCCH信道前3天 吉首新吉大1小区 (ID:1) 44.13%3289369396吉首新世纪3小区 (ID:3) 9.42%1492555729吉首吉大体育馆3小区 (ID:3) 4.34%1010166099开通双CCCH信道后3天 吉首新吉大1小区 (ID:1) 0.00%3212655930吉首吉大体育馆3小区 (ID:3) 0.00%2148535098吉首新世纪3小区 (ID:3) 0.00%2086853051图2:开通双CCCH信道前后寻呼丢失比较通过对比我们发现3个小区在开通双CCCH信道后再未出现寻呼丢失现象，同时3个小区下的立即指派消息数量保持基本稳定。说明开通双CCCH信道有效了增加了CCCH空口容量，解决了PS业务繁忙小区寻呼丢失的问题。八、结论通过对多CCCH信道功能的分析和应用实践，可以得到以下一些结论： 1、根据吉首现场忙时统计数据（忙时寻呼量稳定在65000次），发现在寻呼丢失率不太高（5%)； 2、联合分析重庆开启多CCCH小区数据，使用公式：CCCH负荷=立即指派消息*x+寻呼消息*y 公式进行拟合，可以得到系数 x=0.005926 y=0.000444。根据此公式可计算出可能出现寻呼丢失问题时小区能够承载的寻呼量和立即指派消息数；3、根据实际统计数，容易出现寻呼丢失时的立即指派消息量可以超过可能出现轻微寻呼丢失时立即指派消息量的40%。使用容易出现寻呼丢失时的立即指派消息量作为扩容CCCH信道的工程标准应当更为准确； 4、判断是否需要配置多CCCH信道，首先需要观察忙时是否出现明显的寻呼丢失率，并结合判断小区忙时的寻呼量和立即指派消息量是否达到了容易出现寻呼丢失时的标准。若满足，则建议增加配置一条CCCH信道。完14