1、關于摩托羅拉PCU中PRP板負荷優化原則的應用研究蔡瑋（中國移動通信集團浙江有限公司杭州分公司 杭州 310015）摘要本文在摩托羅拉PCU各種配置原則的基礎上，分析了PRP負荷對數據網絡性能的影響及主要成因，提出了2種PRP負荷優化配置原則，優化原則的有效性得到了現網實施效果的驗證。關鍵詞EGPRS PCUPRP負荷Application & Research On PRP Load Optimizationprinciple of Motorola PCUCaiwei（China Mobile GROUP Zhejiang CO.,LTD.Hangzhou Branch，Hangzhou

2、310012）Abstract :Based on thehardware capabilityof Motorola PCU,we firstly analyze the data networksperformance reducing infectedby the PRP load and the main cause of the high PRP load,then we advance two PRP Load Optimizationprinciples, theseprinciples have been proved tobe effectual in network.Key

3、 word:EGPRS PCU PRP load 隨著中國移動通信集團公司全面推行增強型通用分組無線系統（Enhenced General Packet Radio System，EGPRS）網絡覆蓋以來，用戶對網絡中速率提升的期望不斷增加。但是在實際應用中，我們發現數據網絡的實際速率與理論速率差距較大，用戶對此投訴也較多。如何有效地提升數據網絡各種性能，是擺在所有數據網絡優化人員面前的一個關鍵課題。摩托羅拉PCU設備介紹在摩托羅拉的無線設備中，無線接入網部分處理用戶數據業務（(E)GPRS）的設備稱為PCU，如下圖所示：BSS系統BSS系統BSC基站控制器BTS基站MSC/VLRPSTN公用

4、電話網PCU分組控制單元GGSNGGSNInternet因特網PDN公用數據網SGSNHLR/AUC歸屬位置寄存器用戶鑒權中心圖1 摩托羅拉數據業務網絡結構每一個PCU中主要有兩種硬件模塊：MPROC和DPROC，MPROC模塊為系統處理器板，用于控制整個PCU，通常配置為PSP；DPROC為非系統處理器板，根據具體模塊處理內容的不同，可配置為PICP和PRP，分別處理信令及業務數據。一個典型的PCU硬件配置如下圖所示：圖2 摩托羅拉PCU設備硬件配置面板對于每一個小區，進行數據業務傳輸用的信道稱為PDTCH信道。通常有三種不同傳輸速率的PDTCH信道：16Kbps、32Kbps和64Kbps

5、。對于普通的GPRS業務，PDTCH信道可配置為16K和32K，而EGPRS的PDTCH信道則配置為64K。PRP板就是負責處理各種PDTCH信道數據傳輸的模塊。一個PRP板可以配置兩個PMC，每個PMC可以配置兩條GDS，每條GDS就是一個2M的傳輸鏈路，各小區中的PDTCH信道就是分配在這些GDS上進行數據業務傳輸。圖3PRP板卡配置示例根據摩托羅拉設備使用說明，當摩托羅拉無線設備支持的軟件為GSR7版本時，PCU中各種資源配置限制條件如下：（1）PRP配置情況（根據每PCU單元配置的PRP數規劃PDCH總數）：每個PRP 可配置120 PDCH信道；這些PDTCH信道是不區分普通GPRS

6、信道還是EGPRS信道。設：PRPnum：每個PCU下配置的PRP處理板數；PDCHnum: 理論每個PCU單元可配置的PDCH信道總數；PDCHnum = PRPnum * 120 （2）GDS配置情況(根據每PCU單元配置的GDS數規劃PDCH數)：每GDS可配置30個64K TRAU(數據幀), 即： 30 個 64K PDTCH 信道；60 個 32K PDTCH 信道；120 個 16K PDTCH 信道；（3）PDTCH配置情況：一般情況下每PDTCH信道可容納的用戶數為4，每信道的吞吐速率由用戶共享。根據摩托羅拉的配置原則，每個PRP板可同時激活的PDTCH信道數為30個（與PD

7、TCH信道類型無關），另外每個PRP板實際激活的信道數與PRP負荷有直接的關系。當PRP板上的30個PDTCH信道同時激活時：其負荷統計指標PRP_load_max =100。而如果一個PDTCH信道被14個用戶同時使用時，PRP_load_max統計值在（100400）之間。這將極大的影響用戶的使用速率。下表為PRP管理小區激活的信道數和PRP_Load_max的比較：Number of timeslots pending service in a 20 msec block periodPRP load0-300-10031-60101-20061-90201-30091-120301-4

8、00PRP負荷及其對數據業務的影響2.1PRP負荷對數據業務的影響分析隨著杭州地區EGPRS工程的不斷推進，關于數據用戶投訴根據摩托羅拉的設備手冊說明，當PRP_load_max100時，單塊PRP板卡上實際需要處理的PDTCH信道數將大于30，而單塊PRP板的同時可激活能力為30，由此可推斷，此時部分用戶是分時共享數據業務服務的。這也就意味著，當PRP_load_max100時，用戶數據業務是存在延時性的，速率也會有所下降。為了驗證以上推論，我們選取了兩組小區進行現場測試，第一組現場測試小區，滿足以下條件：（1）小區均已開通EGPRS功能；（2）為保證小區無線環境良好，測試小區均為信號覆蓋良

9、好的室內分布小區； （3）小區對應的擁塞指標性能良好，未見明顯擁塞； （4）小區所在的PRP板滿足：PRP_load_max100第二組測試小區，除了不滿足前面提到的第4點以外，其余條件均同第一組。在對以上各小區測試結果分析發現：第一組小區FTP平均下載速率約在60Kbps左右；而第二組小區的FTP平均下載速率均在120Kbps以上。由此可見，PRP負荷是影響數據業務速率的關鍵因素之一。2.2 PRP超負荷原因分析獲得以上結論后，進一步對各種超負荷的PRP板分析可發現，造成這種超負荷的現象主要有兩種情況：情況一：整個PCU下數據業務繁忙這種情況下：整個PCU下的數據業務較忙，PDCH信道配置較

10、多，此時PCU下的各prp板負荷普遍偏高；現網中該情況的示例如下表：PCUPRP_IDPMC掛一個GDS的總數PMC掛兩個GDS的總數PRP_load_maxPRP_load_meanPCU013212024.86PCU014211026.598PCU015210322.701PCU016212035.435PCU0111212038.114PCU01下共有5塊PRP板。這些PRP板的負荷雖然比較均衡，但負荷都在100以上，這說明目前所有的PRP板都十分繁忙，這會造成PRP板上承載的小區數據速率下降。在此情況下需新增PRP板以分擔每塊PRP板的負荷。情況二：PCU下PRP板配置不均衡這種情況下

11、是由于同一個PCU中的PRP板分配資源不均衡，導致某些PRP板的負荷較重，而其他的板卡負荷較低?，F網中該情況的示例如下表：PCUPRP_IDPMC掛一個GDS的總數PMC掛兩個GDS的總數PRP_load_max_maxPRP_load_mean_maxPCU023210016.583PCU024414332.298PCU025419651.869PCU021128318.353PCU021228315.369PCU02共有5塊PRP板，從上表可見PRP 4 和PRP 5的負荷明顯比其他PRP板要高出40以上，而仔細核對PRP板的硬件配置，除了這兩塊PRP板配置了4條GDS之外，其他PRP板均

12、只配置了2條GDS。這說明由于摩托羅拉設備軟件缺陷，不能自動將小區時隙配置在下掛時隙較少的PRP板上。當PCU中各PRP板的硬件配置不均衡時，部分PRP板常常會出現超負荷的現象，從而導致不同PRP板上承載的小區瞬時吞吐能力出現明顯差異。在這種情況下，需對PRP板配置進行擴容及調整，以保證PRP板配置的均衡。PRP板負荷優化配置原則原則一通過以上分析，要提高小區數據傳輸速率，首先需要解決PRP超負荷問題。目前市場上十分普遍的手機類型為class10，此類手機每個用戶最多可同時占用4個PDCH信道進行數據業務的下行傳輸。對于EGPRS信道而言，每個PDCH信道為64Kbps的速率，如果要達到用戶的

13、吞吐量在100kbps左右，則用戶手機最少需占用2個PDCH（2*64K）信道或占用4個PDCH(4*32K)信道但和另外一個用戶共享。雖然每個PRP板可配置120個PDCH信道，但每個PRP板同時最多只能激活30個PDCH信道。在實際的配置中，一個PRP板下不可能只配置30個PDCH，該PRP管理下的小區也不可能最多只有30個用戶。我們通過對現網中的PCU03的分析來說明PCU中PRP板配置原則：PCU03共配置了5個PRP板，每個PRP板中分別配置了2個GDS，下表為負荷優化前各PRP板中的小區，PDCH信道及PRP負荷均值的分布情況： PCU PRP攜帶基站信息攜帶小區數配置PDCH數峰

14、值負荷PCU0311033,5,6,774336.4PCU0311043,4,7,66,9064547.2PCU0311052,2054355.8PCU0311061,3,4,89,90658154.13PCU0311071,4,1654160.53結合上表及現場實際測試發現：管理60個左右PDCH的PRP 6（1106）負荷非常繁忙，嚴重影響其管理下的小區中的數據業務下行速率；而管理40多個PDCH的其他PRP板的性能非常穩定，CQT和DT的效果也非常理想。PRP板的實際負荷與這些PDCH的忙閑程度有關。根據這些分析，結合實際測試情況，我們認為：當每個PRP板實際管理的PDCH信道數在405

15、0個之間，且PRP的最大負荷不超過70時（考慮余量），PRP負荷和實際的現場測試都處于較理想的情況。根據這一原則每個PCU配置的PRP理論數應滿足：原則一：原則二如果考慮以一個PRP板可同時處理的PDCH信道數來計算現網各PCU所需的PRP數，則換算公式如下：需求PRP數BSC中實際PDCH信道占用總數/單個PRP處理能力根據摩托設備使用手冊的說明：每個PRP板可同時激活的PDCH信道數為30個；同時BSC中實際PDCH信道占用總量可以用BUSY_PDTCH_MEAN來表示，又因為通常情況下，數據業務傳輸主要在下行鏈路中，故可以用下行的BUSY_PDTCH_MEAN來表示BSC中實際PDCH信

16、道占用數。綜上，有：但是實際使用PCU的過程中我們還發現，當PCU硬件均衡后，PRP板的負荷還受其管轄小區的業務繁忙程度影響較大：即使兩塊信道數配置相同PRP板，如果配置在同一個PRP上的多個小區均很忙，而且忙時重疊，而另一個PRP板上的各小區數據業務較空閑時，前者PRP板的負荷也會明星高于后者PRP板。而目前摩托羅拉設備軟件僅能當PRP板的PRP_load_max 170（該值不可調），且同一PCU下存在PRP_load_max70（該值不可調）的PRP板時，才會對負荷較大的PRP下的小區進行均衡，將部分小區調整到其他的PRP板上。在實際測試中，PRP_load_max大于170時，小區PD

17、CH實際速率下降很大，因此，目前摩托羅拉設備的軟件實際上根本無法真正達到各PRP板之間的均衡。為保證數據業務的高速率，就必須要求PRP的負荷均處于較低的水平，若按照上面提到的上限方式配置PDCH信道將無法保證數據業務的高速率下載。據此，在綜合考慮到數據業務存在突發性和PRP板本身無法完全自動均衡的特性，PCU所需PRP的計算公式修改為：原則二：PRP板負荷優化效果根據以上原則，我們選擇了PCU04進行負荷優化實施，在負荷優化前該PCU的配置及負荷如下表所示：PCUPRP_IDPMC掛一個GDS的總數PMC掛兩個GDS的總數PRP_load_maxPRP_load_meanPCU04110312

18、14637.585735PCU04110429613.193432PCU04110528615.044473PCU041106217336.546009PCU04110b28316.751869PCU04110c416339.74284從上表可見該PCU下的各PRP板負荷嚴重不均衡，其PRP硬件配置也極其不均衡。在此配置情況下，我們對PCU04下的部分場所進行了CQT測試，根據集團要求，CQT達標速率為135Kbps，其測試數據如下：地點類型覆蓋小區歸屬BSC平均下載速率（Kbps）是否達標BL大廈商務場所10449HZBSC01142.8達標HZ大酒店酒店10599HZBSC01148.6達

19、標RH大酒店酒店18279HZBSC0166.8未達標SKX大樓商務場所10120HZBSC01100.054未達標YT百貨大樓商場、休閑區19789HZBSC0182.60 未達標ZJ大酒店酒店10479HZBSC0148.6 未達標ZD廣場商務場所10279HZBSC0151.684未達標結合當時的配置，根據原則一及二PCU04分別需要的PRP板數為10和7，PCU04目前各PRP負荷都已較高，我們根據原則一安排了PCU04的擴容。擴容完成后PCU04中各PRP板卡負荷如下表所示：BSCPRP_IDPMC掛一個GDS的總數PMC掛兩個GDS的總數PRP_load_maxPRP_load_meanPCU04329011.47PCU04429312.79PCU04528315.57PCU046210017.95PCU041229612.55PCU041326614.65PCU041427617.96PCU0415210018.91PCU041629013.94從上表可見，擴容后的PRP板負荷較均衡，且都未超