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WLAN/TD网络覆盖现状分析
2017-02-20 00:35:47   来源:   评论:0 点击:

随着中国移动客户业务需求的多样化特别是数据业务需求的释放, GSM网络承载的数据流量水涨船高,尤其在一些重点城市,GSM网络的无线综
  随着中国移动客户业务需求的多样化特别是数据业务需求的释放, GSM网络承载的数据流量水涨船高,尤其在一些重点城市,GSM网络的无线综合利用率甚至接近90%,远超70%的警戒线。如何有效分担GSM网络的超负荷,已经成为制约我公司业务拓展的一个瓶颈。
  目前TD和WLAN是两种公认的数据分流技术手段,一般情况下,认为WLAN是公网,产品设备非电信级,且无线路由器的天线的发射功率小,只能覆盖较小的范围。另外,这种无线电波的传送是直线传递,穿透能力有限,容易受干扰,所以不可能大面积的全覆盖。
  笔者基于基于综合对比分析和技术演进,认为中国移动宜逆向思维,针对性地优先采取WLAN技术手段,适当分流数据业务流量。
一、福建公司WLAN/TD网络覆盖现状分析
  实现WLAN/TD有效分担GSM数据流量,业务拓展是前提、网络覆盖是基础、手机终端是关键。这是当前我公司实现“数据分流”的三大短板。
  网络覆盖方面,结合密集城区、一般城区、郊区三种场景,当前福建公司的WLAN/TD主要是在密集城区、一般城区实施覆盖建设,前期重点覆盖的是高校、自营厅、交通枢纽、医院、高速公路休息站点区域等,但也存在热点地区WLAN热点地区无覆盖、TD覆盖不连续等问题。
二、WLAN/TD的对比分析
  通过WLAN/TD有效分担GSM数据流量,需要结合技术和成本分析,进行结构性统筹,二者应实现有主有辅,相辅相成。基于分析比较,我公司当前较为适用“在客户频繁诉求区域,逐步建设WLAN较全面覆盖为主,辅之以TD网热点区域连续深度覆盖”的数据分流定位。
1、性价总体比较
  WiFi不仅是一种成熟的技术,而且具备成本低廉等优势。目前应用最为广泛的IEEE802.11g标准的覆盖半径达到100米左右,最高带宽为54Mbps。除了802.11g外,IEEE又先后推出了802.11n等一系列标准,覆盖半径和带宽进一步提高。 WiFi具有较强的带宽优势,能够满足高带宽的多媒体和视频业务需求,非常适合于无线热点、热区的高速移动互联网业务需求。
  以下笔者就WLAN和TD的性能和成本做一个大致比较。因资料源有限,上述数据是结合理论和实际应用体验整理的数值,仅供参考(详见表一)。
表一:WLAN和TD性能和成本比较表(整理)
类别 项目 单位造价(元) 可承载数据用户数(个) 数据业务适配速率或用户实际上网速率(kbit/s/每用户)
TD载频 综合造价 ≈23000 2 384
  其中:主设备 ≈13000    
AP 直布 <4000 10—15 ≧500(手机上网感知)
  室分合路 <8000    
 
备注:因资料源有限,上述数据是结合理论和实际应用体验整理的数值。仅供参考。
  首先分析AP的成本和性能。随着单个AC容量的增大,单个AC所能管理的AP也越来越多,早期一个AC可以管理256个AP,现在一个AC可以管理1024、2048甚至更多,而一个AP基本可以承载10-15个并发用户。目前一个直布AP的综合造价基本在3000元左右,一个室分合路的AP,由于要加干放,综合造价约6-7千元(已经考虑AC费用的分摊)。据客户感知调查,在1个AP承载10-15个用户条件下,每用户的速率至少≧500 kbit/s。
  其次分析TD的成本和性能。在GSM/TD共站(宏站)条件下,一般配为3/3/3或2/2/2,每站载频为6-9个;室内分布条件下,载频数为3个。TD的平均每载频综合造价在2.3万元左右(不含传输),主设备每载频约1.3万元。TD现网大多数为3载波的小区(1块主载波,1块R4载波,1块HSDPA载波),最多支持2个用户使用384kbit/s的下行R4数据业务,因工作频率高,衰减也比较厉害。
  通过比较分析,WLAN覆盖有一定的技术可行性、建设容量较大、速率较快。较之TD,WLAN的造价更低、流量容量较大、性价比高,它的应用符合中国移动降本增效的趋势。
2、不同上网条件下WLAN和TD速率比较
  中国移动建设WLAN/TD网络,主要目标是分流手机上网的数据流量,同时兼顾电脑上网的客户。
  手机上网有两种模式,一种是不支持HSDPA的手机,就是384K的手机,TD和WLAN手机在此模式下上网,客户感知是一样的;另一种是支持HSDPA的手机,TD的H单载频是1M多,WLAN则可以做到54M。尽管智能手机数据使用、下载量有限,对于小流量用户感知影响并不大,WLAN的网速优势暂不明显,但是将来P2P等流量带来的数据量翻倍增长,TD的速率劣势则会暴露无遗。
  当前移动用户使用WLAN上网的客户中,手机上网的比例仅20%,电脑上网占了80%。毋庸置疑,电脑上网的客户在WLAN和TD网络环境下的速率差别更是没有可比性。
三、WLAN的技术演进分析
  目前,国内三家运营商在WLAN技术演进试点方面正未雨绸缪,开展“军备竞赛”。中国电信等国内正在加紧对于802.11n标准的小范围试点,中国移动在新的一轮WLAN设备集采测试中也增加了11n相关的测试内容,中国联通也迅速响应,在WLAN的招标中加进了802.11n标准支持。802.11n标准支持条件下,空口速率将提升到最高300mbps,覆盖半径将达到300米,覆盖性能、用户容量等方面均将有很大改进。这也表明未来运营商在部署无线城市中802.11n标准逐渐成为趋势。
  国内外一些运营商已将目光锁定wi-fi技术与智能天线技术相结合的wi-fi基站方案,届时wi-fi基站的覆盖半径有望达到500米到1000米,可以利用已有的2g/3g部署包括乡村在内的无线覆盖,满足特殊群体的数据业务需求。与此同时,一些厂商业在积极研究抗干扰技术。由于WLAN工作在免许可频段,因此蓝牙、微波炉等设备都会对WLAN的通讯产生干扰,降低用户的接进速率甚至造成用户无法上网,研究厂家采用支持波束赋形的智能天线技术,通过天线阵列形成动态波束,波束跟踪与基站通讯的用户终端,提供2~4倍于普通AP的通讯间隔,屏蔽干扰信号,保障通讯快捷。
四、WLAN针对性优先分流数据流量建议
  事实上,国内三大运营商都已经把WLAN作为2011年的运营重点。一般的做法是通过开展无线城市建设、加快WLAN热点覆盖、模糊网络差异,达到有效分担2G甚至是3G网数据流量的目的。据悉,电信、联通已经将WLAN作为快速提升无线接入能力,释放3G网络压力的手段。
  放眼国外,用WIFI应对数据流量“爆炸”性增长也是一种通行的做法。例如韩国SK电信不仅发展WCDMA网络,而且还在发展WiFi以及wimaX;美国AT&T为分流iPhone等智能终端带来的流量压力,不断扩建WLAN。其中SK高层给出的解释是:“韩国移动数据流量增长是185%,根据对未来的预测,无论什么技术,只是凭借一种都不可能满足如此爆炸的增长。”
  环视国际、国内通信环境,并观数据业务发展实际,并结合上述的WLAN/TD的技术性能、成本、不同上网条件下的TD速率分析,技术演进分析,我公司比较适合的数据分流定位为:“在客户频繁诉求区域,逐步建设WLAN较全面覆盖为主,辅之以TD网热点区域连续深度覆盖”,即针对性重点采取WLAN技术手段,适当分流数据业务流量。
 
华为T8830Pro终端RAB指派接入异常的案例
评价平均分:8.31
关键字 华为T8830Pro;T2定时器;RAB两次指派
专业 无线.TD无线网优化.参数
设备类型 RNC
设备型号 TDR3000
设备厂家 大唐
软件版本 V4.10.40.20.10
 
故障描述
  2013年3月初,为了降低 “Iu release request (RB Setup Failure)”,提升RAB接通率,黑龙江组织将大唐T2定时器由1(10ms)改为40(400ms),参数修改后七台河地区出现客户投诉,反映部分型号终端无法正常呼叫,投诉终端多数是华为T8830Pro。
 
故障诊断
 
  利用CDG软件终端数据分析功能,提取Timer T2调整后三天的数据,查看七台河终端存量和该终端KPI表现,如下表:
华为T8830Pro终端存量与KPI指标对比
地市 CS域核心网厂家 华为T8830终端数量 RAB建立请求次数 RAB建立成功率 CS接通次数 掉话率 系统间切换请求次数 系统间切换成功率
七台河 华为 599 184758 86.58% 20548 0.11% 1024 92.77%
表1华为T8830Pro终端存量与KPI指标对比
  通过上表看出,华为T8830Pro的存有量在黑龙江大唐区域七台河数量较多。查询核心网后七台河核心网CS域均为华为设备,从RAB等建立成功率系统间切换成功率上看该终端两项指标很差。
  对华为T8830Pro呼叫其它类型终端,均出现接不通现象,考虑到终端行为及网络覆盖情况,依据Timer T2 取值不同,分10种情形进行测试分析,可以总结出如下表结果:
Timer T2设置测试结果
Timer T2 设置测试结果
编号 TimerT2 网络选择 主叫 被叫 RAB建立成功
1 40(400ms) 双T网 华为T8830Pro 金立TD100 主叫无彩铃音
2 金立TD100 华为T8830Pro 成功
3 华为T8830Pro 华为T8830Pro 成功
4 1(10ms) 双T网 华为T8830Pro 金立TD100 成功
5 金立TD100 华为T8830Pro 成功
6 华为T8830Pro 华为T8830Pro 成功
7 40(400ms) T8830Pro T网,TD101 G网 华为T8830Pro 金立TD100 成功
8 金立TD100 华为T8830Pro 成功
9 1(10ms) T8830Pro T网,TD100 G网 华为T8830Pro 金立TD100 成功
10 金立TD100 华为T8830Pro 成功
  由上表可以看出,测试失败的情况在于编号1,即Timer T2=40,主被叫均为T网,且华为T8830Pro做主叫,金立TD100做被叫的情况。这种情况就是客户投诉打不了电话的情形,后续对这一场景失败的原因详细分析。

解决措施
  1. 信令分析
1)异常信令表象分析
针对异常主叫无彩铃音的情况进行分析,测试主叫UEID=104036的UE TRACE解码如下:

  主叫异常二次RAB指派
  通过上图可以知道,主叫终端进行了两次RAB指派,第一次指派结果报给核心网后,又收到了第二个RAB,该RAB对应的RB 重配置的时间非常短,约370ms左右,之后终端未收到核心网下发的Alerting消息,最终超时收到CN侧Disconnect信令,本次呼叫失败。
  根据经验涉及RAB二次指派的内容,是因为主被叫终端通信所使用语音编码方式不一致造成,编码器类型不一致,会导致双方无法通信,所以核心网发起二次指派,把双方的编码器修改相同,才能进行通信。通过对比主叫两次RAB的内容IE发现,存在两处不一致的情况,一次RAB IE内容为:
nAS-SynchronisationIndicator '0110'B,    “0110”代表语音12.2K编码采用UMTS AMR2      
iuTransportAssociation bindingID : '00224E23'H  
  第二次RAB IE内容为:
nAS-SynchronisationIndicator '0101'B, “0101”代表语音12.2K编码采用UMTS AMR
iuTransportAssociation bindingID : '00205C1B'H
被叫仅出现一次RAB建立请求,其关键IE为:
nAS-SynchronisationIndicator '0101'B, “0101”代表语音12.2K编码采用UMTS AMR
iuTransportAssociation bindingID : '00205C1B'H
  通过IE信息NAS层同步指示信息看以看出,华为T8830Pro终端支持的语音编码方式为UMTS AMR/ UMTS AMR2,而金立TD100支持的语音编码方式仅为UMTS AMR,二者可供核心网调度选择的编码方式不一样,这是造成二次指派的根源,既然终端已经回复RB重配消息,核心网为何没有下发Alerting信令,是不是RNC将其丢弃,或者核心网未处理?需要分析处理。
2)正常信令分析
  分析正常情形下UEID=102324的跟踪信令,和异常流程一样,同样进行了二次RAB指派,但是二次RB重配约1s后,终端收到CN下发的alerting信令,说明网络交互是正常的。如下图所示。

  1. Timer T2定时器
对比分析异常和正常信令发现,二者在测试方式上主被叫均为T网,华为T8830Pro做主叫,金立TD100做被叫的情况,唯一的区别在于Timer T2设置时间的长度。由此看来该参数极有可能是造成七台河终端接入异常的原因;该值标参为40,对应400ms,实际在30版本中大部分都是1,即10ms。OMT设置位置如下:

该定时器实现机制:RNC发送RB重配/建立/释放、TRCH重配、PHY重配后均会启动该定时器,里面都带有激活时间,而且消息长度比较长,需要多包才能全部发送给终端,当网络侧发了空口消息后,终端如果回复完成消息,都应该在T2定时器超时后,认为如果T2超时前收到完成消息是不正常的,所以T2超时前如果收到完成消息,就会丢弃。
异常状态下RB重配置时间大约为370ms(CPU Tick值:2663915344-2663914974=370ms),所用Timer T2界面值为40,即400ms,可以看出RB重配命令发出到完成的时间要小于400ms,如下图:

正常状态下RB重配置时间大约为330ms(2174-1844=330),所用Timer T2界面值为1,即10ms,可以看出RB重配命令发出到完成的时间要大于10ms,如下图:

正常二次RB重配时间
通过RB重配时间可以看出周期非常短,原因在于RAB二次指派过程中的RB重配,只修改空口消息的RAB info,不存在RNC与UE的同步生效,所以空口消息中也不带激活时间(不带激活时间默认一收到就生效),而且消息很短,一包就能发完,终端很快收到后立即生效,向网络发送完成消息,网络侧按照流程,当T2=1(10ms)时,RB重配置时间远大于T2值,RNC认为该配置是有效的,完成信令可以发往核心网,进行后续操作,接通正常;当T2=40(400ms)时,RB重配置时间基本小于T2值,RNC认为在T2定时器前收到的信令,该消息作丢弃处理,空口超时释放,最终空口超时释放,导致未接通。RB重配时长与T2时长作用关系如下图所示

 RB重配时间和T2时长
3、T2定时器取值调整
  • 主被叫同时占用T网;
  • 主叫语音编码方式UMTS AMR/UMTS AMR2,被叫语音编码方式UMTS AMR;
  • Timer T2定时器设置大于RB重配时间;
  • 核心网RAB二次指派语音编码方式UMTS AMR2优先分配。
  考虑现场RB重配时间在200—300ms的范围间,Timer T2的配置取该范围的下限即200,对应界面值20较为合理(时间既不能太长,也不能太短),因此修改该值为20,通过拨测,发现异常终端全部恢复正常。
  另外该问题的本质是由二次指派引起,解决此问题的根本方式需建立在华为核心网与我大唐设备RNC对协议理解一致的基础上,后续通过CDG终端可考虑关闭CN侧的二次指派功能,通过默认AMR分配方式,解决此问题;亦可以通过后续升级大唐RNC版本,以求解决。

预防、监控措施

  目前TD网络深度覆盖进一步加强,终端驻留T网的概率进一步加大;另外终端UMTS AMR2作为一种提升语音通话质量较为先进的编码方式,后续终端对此编码方式使用可能是个趋势。而核心网侧对于主被叫采用编码方式不一致的情况,华为软交换支配默认编解码方式为AMR,所以部分终端进行二次RAB指配的情形肯定会存在。发现目前存在AMR2/AMR两种编码方式的终端越来越多,目前已知的华为T8830Pro和HTC Z710t等终端都存在此种问题,后续需要特别关注。

 
业务优先级差别导致TD下载速率偏低的故障案例
评价平均分:8.45
关键字 ARP;SPI;THP;背景类;交互类
专业 无线.TD无线网优化.数据业务
设备类型  
设备型号 B8300
设备厂家 中兴
软件版本  
 
故障描述
  
  
省公司巡检从7月10日开始,最新测试的7个网格,占比均低于83%,FTP下载速率在900kbps左右,其中16Qam占比以及HSDPA调度率想相较以往下滑严重,如下所示。而佛山6月份16Qam的比例均要高于86%,HSDPA调度率为90%。


故障诊断
  
  那么是什么原因导致编码方式16Qam,HSDPA的调度率迅速下滑?下面以7月10日网格4的FTP测试数据为例进行多方面分析。
1、无线环境排查
以7月10日网格4 FTP测试数据为例,该网格的覆盖率良好,没有出现异常导致16QAM以及HSDPA调度率恶化,基本排除覆盖原因导致下载速率下滑。


2、无线资源分析
H载波独占比例如果偏低将直接导致16Qam、HSDPA调度率降低,从而影响整体的FTP下载速率。以网格4为例,该网格在7月10日测试500占比为79.75%,分析每个文件的H载波频点,发现占用H载波10096高达98%时候,其500k占比依旧为70%左右,排除H独占载波比例导致的64QAM比例、HSDPA调度率下滑。速率下滑跟资源关系不大。

3、SIM卡签约速率分析
UE的签约类型为上行512k,下行2M,比较正常,sim卡的签约速率不是导致速率波动的原因,如下所示:




4、调度参数SPI分析
  首先,我们需要看看我们RNC的调度机制,除了跟THP、ARP有关外,还跟不同业务的初始基本优先级有关。用户与业务分级功能,针对不同的业务特性和用户需求,提供不同的服务资源和质量保证,实现不同的用户体验。
RNC综合考虑 RAB指派携带的 Traffic class、ARP、THP、速率等多种Qos相关参数,来映射RNC侧的优先级:
  首先,RNC基于ARP优先级、THP优先级和Traffic class,映射出业务基本优先级;
  其次,RNC基于业务基本优先级,映射出调度优先级SPI;
  再次,RNC基于业务基本优先级和相关速率信息,映射出名义速率、负荷控制/拥塞控制优先级。
因此,我们通过对比5月初集团考核的FTP信令文件,发现本次省公司巡检测试,NBR设置与SPI根本不起作用。目前省公司FTP下载用户的NBR设置为上行64k,下行512k。我们来看看信令的对比情况。
        以下为5月份集团测试的信令抓图:


   集团测试的时候,NBR下行=512k,上行64k,同时SPI=16
      本次省公司巡检FTP信令抓图:

  本次省巡检spi为0,低于普通用户5,其中NBR也不是设置的上行64k,下行512k,检查了RNC的参数配置,没有问题。通过比对spi=0的情况只有在背景类业务才如此设置。怀疑RRCConnectionRequest类型为背景类,查看信令果然是由于FTP的呼叫类型改变,从而导致SPI值改变。

  SPI优先级,即为业务基本优先级。SPI优先级是影响HSPA业务调度的重要因素,SPI优先级越高,NodeB的调度保证越好。
  如果用户升速效果还不明显,可进一步提高测试用户的基本优先级配置,最大可配置为15。同时也可以减小普通用户的基本优先级配置,最小可配置为0。
因此,本次省公司巡检使用的spi优先级最低,这也能解释为何16Qam比例、HSDPA调度率偏低,至此,导致本次FTP下载速率异常的原因已经找到,解决的方法就是将背景类的spi优先级改为15或者更改ATU测试设备FTP呼叫类型为交互类。

解决措施

1、RNC上临时更改背景类的基本优先级为15,如下图所示:


2、ATU终端设备上更改
       由于呼叫类型是由终端决定的,因此,做业务的时候可以手动在ATU终端设备上修改业务类型为交互类,因为交互类业务RNC默认基本业务等级最高,有利于提升其调度率。

预防、监控措施

  做FTP业务过程中,还需要重点关注UE发起业务的类型,保障我们FTP下载获得网络最优资源。今后要形成定期检查log文件,观察各项与QoS相关的参数有无发生变动更改。
作者 许时彰;
 
华为OLT双上行保护配置对业务的影响案例
评价平均分:8.11
关键字 双上行;业务倒换不成功
专业 传输网.本地接入层传输设备.PON
设备类型 华为PON
设备型号 MA5680T
设备厂家 华为
软件版本  
 
故障描述

  江苏连云港“板浦2” 华为OLT(MA5680T)中断,网管上报网元脱管告警,同时装维人员反映下挂小区业务也全部中断。
故障诊断
一、查看相关台账发现该OLT的组网图示如下:

组网介绍:“板浦2”华为OLT双上行通过裸纤分别上行到“任三庄PTN3900”和“新坝四里PTN3900”归属到两台不同的BAS。
二、从上图可以看出,“板浦2”OLT上行具备双路由,归属两台不同的BRAS,故障处理判断过程如下:
1.怀疑是电源问题造成,但是通过查看动力网管,发现同一基站内其他设备正常,基本排除电力问题造成本次故障。
2.查看PTN网管,发现与OLT对接的“灌云综合楼PTN3900”对应的光口上报LOS告警,其余PTN对接光口正常。
3.管理路由为“灌云综合楼BRAS”方向。
从上述情况分析发现,主用路由中断,理论上应该造成的故障现象是网元脱管,小区业务通过自动倒换应该不受影响,但是现场维护人员反映小区业务也受到了影响,故障现象异常。

解决措施

1、维护人员到达告警上报站点后,发现时故障是由于灌云综合楼机房对应的光模块故障造成,更换BRAS设备的光模块后故障恢复正常。
2、为了彻查故障倒换不成功的原因,查看MA5680T配置,发现该OLT设备配置了“protect-group”保护模式,查看相关资料发现:该配置模式下的OLT将主、备两个工作路由划分成一个为work路由,一个为protect路由,work路由和protect路由在业务正常运行时只有一个光模块是发光状态,另一个光模块是关闭状态,并且该保护配置模式下OLT两个路由切换的条件是只有OLT的工作路由收不到光时才能将业务切换到备用路由上去。
3、找到初步怀疑点,在征得省网管同意并做好客户通知工作后,于第二天晚上0点开始安排维护人员现场做了实验,还原第一次故障时现象,通过拔掉OLT侧的工作路由的尾纤发现虽然OLT网元脱管,但是,小区业务可以恢复正常,人工倒换成功。
4.将OLT上的protect-group保护组配置删除后,模拟第一次故障现象,不需要任何人工操作,业务可以自动倒换至备用路由,。
  结论:由于华为MA5680T的protect-group配置模式设计的初衷是针对“双裸纤上行”组网时的应用,但是,为了提升网络的安全性,现网中OLT采用的上行多为PTN上行,通过本次故障发现“protect-group”配置模式是不适合PTN组网的,“删除现网OLT的保护组配置模式”不会对设备的正常运行造成任何隐患,相反采用PTN上行,配置了保护组模式的OLT是有问题的,是没有必要的,需将保护组配置删除。
注:查看OLT保护组和删除OLT保护组命令:

预防、监控措施
  
对全网华为MA5680T设备进行普查,将配置了“protect-group”保护模式的OLT统计出来,并及时的加以整改,具备一定的借鉴意义。

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