GSM-R核心网性能指标PDP激活成功率的研究

苏婕

GSM-R网络承载行车调度通信、调度命令和进路预告传送、列车无线车次号传送等业务，是高铁列车正点运行、货物列车调度有序的重要保障［1］。近日统计发现，GSM-R网络PDP（通用分组无线子系统性能指标）的激活成功率月平均值仅为74.91%。根据《铁路通信维护规则——设备维护》要求，PDP激活成功率应大于等于99%［2］，针对出现的差异有必要对该问题进行分析。

1 基本概念

PDP激活是指终端附着到GPRS（通用分组无线业务）网络后，向GGSN（网关GPRS支持节点）登录，终端从网络上得到一个IP地址的过程。PDP激活后，就可以通过GGSN传送和接收外部网络的数据信息，即终端可接收调度命令和进路预告信息［3］。

以S6999次列车（机车号：39956999）PDP激活为例，业务流程见图1。

2 统计分析

以核心网的网管性能统计数据为基础，结合Gb接口监测网管数据统计，对定位失败较多的用户进行信令跟踪和分析，最终查找出PDP激活失败原因。

2.1 数值统计

PDP激活成功率=激活会话成功次数/激活会话请求次数［5］

以2020年1—3月核心网网管指标数据为例，PDP激活成功率分别为73.31%、70.37%、81.06%。对PDP激活失败原因进行统计，用户鉴权失败引起的PDP激活失败次数占总失败次数的91.54%，由此可判断用户鉴权失败为主要原因。

Gb接 口为SGSN与BSC之 间接口，SGSN通过Gb接口完成同基站子系统之间的通信，实现分组数据传送、移动性管理、会话管理等方面的功能。通过Gb接口监测可以对PDP激活记录进行统计分析，包括IMSI、机车号、车次号、用户名、密码、小区名称等。

按用户APN分类，对Gb接口监测PDP激活失败记录进行统计分析，其中GRIS.NN和KYZC.NN用户占失败总次数96.79%，是PDP激活失败的最主要用户群。

GRIS.NN用户，包括普铁机车CIR设备、动车组CIR设备、自轮运转CIR设备等，其中普铁机车CIR设备用户失败次数占失败总次数95.53%。

图1 PDP激活业务流程

KYZC.NN用户，即客运站车交互系统用户，多集中在个别用户在某个时间段频繁失败。

通过Gb口接口监测数据，统计出失败记录较多的为普铁机车CIR设备和客运站车交互系统用户，失败原因均为用户鉴权失败。

2.2 信令跟踪

2.2.1 普铁机车CIR用户

选取失败记录较多的普铁机车CIR用户进行信令跟踪分析，进一步分析终端PDP激活失败的原因。

1）终端（MS）使用为空的用户名申请PDP激活被RADIUS拒绝。如图2所示，SGSN接收用户发送Activate PDP Request消息，SGSN向北京DNS发起APN解析请求，DNS返回GGSN的IP地址，SGSN向GGSN发起PDP激活请求Create PDP Context Request，激活请求消息中用户名User Name为 空，因 此GGSN向RADIUS发 送Access Request，被RADIUS拒 绝。信 令 流 程见图2。

2）终端在PDP已经激活成功，网络分配IP地址情况下，再次发起激活请求被网络拒绝。如图3所 示，21：29：07终 端 发 起PDP激 活 请 求 成 功，GGSN给终端分配IP地址，21：30：55终端再次发起PDP激活请求，RADIUS鉴权成功向GGSN分配IP地址，但GGSN发现RADIUS分配的IP地址已经在系统内存在，因此拒绝第2次PDP激活。信令流程见图3。

2.2.2 客运站车交互系统用户

选取失败记录较多的客运站车交互系统用户进行信令跟踪分析，分析终端PDP激活失败的原因。

图2 使用为空的用户名申请PDP激活被RADIUS拒绝信令流程

图3 拒绝第二次PDP激活信令流程

1）用户终端在移动网络设置中，接入点名称APN协议选项设置为IPv4/IPv6，APN协议正确设置应为IPv4。

2）用户使用无效的账号密码，导致PDP激活失败。

3 优化措施

1）CIR设备增加用户名和密码检测机制，在PDP激活请求时填入用户名和密码后，增加对用户名和密码的再次核验，确保每次PDP激活账号密码正确；增加网络去附着操作，确保每次均在已完成PDP去激活的状态下发起请求。选取失败记录较多的6台终端设备进行升级优化，连续观测3周，终端未出现PDP激活失败现象。

2）客运站车交互系统用户在终端修改APN协议设置为IPv4，并规范账号密码使用，确保账号密码的正确性。从接口监测系统中统计问题终端，开展APN协议设置和账号密码核对工作，优化设置后客运站车交互系统用户未出现PDP激活失败记录。

4 总结

通过统计分析，找到了出现差异（PDP）的原因，提出优化方案。方案实施后，CIR设备和客运站车交互系统用户未出现PDP激活失败现象，连续2个月对PDP激活成功率进行统计，指标大幅提升。

网络质量统计分析是GSM-R网络质量管理的基础，是运维工作质量及网络质量的考核依据，如何迅速精确分析查找原因，是运维人员的一个重要课题。本文总结了GSM-R核心网性能指标PDP激活成功率的分析方法，通过与用户沟通，规范使用操作和整治终端问题，PDP激活成功率有所提高。该方法对GSM-R核心网性能指标分析和系统维护有很好的参考价值，也希望为其他网络性能指标分析处理提供帮助。