基于信令的TD-SCDMA网络数据业务时延优化

裴金栋，张燕，彭鹏（中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司，珠海 519015）

基于信令的TD-SCDMA网络数据业务时延优化

裴金栋，张燕，彭鹏
（中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司，珠海 519015）

分析和优化用户使用数据业务的感知，是目前三大运营商的网络优化人员主要工作之一。业务时延作为与客户感知相关的重要指标之一，对其进行优化，可在一定程度上提高用户的数据业务感知。本文从信令角度出发，分析可能导致用户上网时延较长的原因，并结合实际的测试情况，得出降低RAB建立时长可很大程度降低用户上网时延，并给出和验证降低RAB建立时长的方法。

TD-SCDMA； 数据业务；QoS

1 背景

随着移动互联网的迅速发展，运营商对数据业务的QoS（Quality of Service，服务质量）保障越来越重视。业务时延作为数据业务QoS的一项重要内容，直接影响用户对网络好坏的感知，优化数据业务时延，是当前网络优化人员亟待解决的问题。

本文首先从TD-SCDMA业务呼叫流程入手，分析可能导致业务时长较长的原因；其次对TD-SCDMA的数据业务进行拨测并跟踪信令，分析得出缩短用户的RAB建立时长和PDP上下文建立时长，可在很大程上降低TD-SCDMA用户的数据业务时延；最后给出降低用户数据业务时延的有效方法。

2 TD-SCDMA数据业务呼叫流程

2.1 业务呼叫流程

TD-SCDMA用户注册完成后，发起业务呼叫，需要经历2个阶段：阶段1，建立无线侧的RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）连接、发起业务请求到SGSN并与SGSN完成安全流程；阶段2，完成PDP（Packet Data Protocol，数据分组协议）上下建立，如图1所示［1］，下面分别对对两个阶段进行分析，寻找可优化空间。

阶段1： RRC连接过程为UE和RNC之间建立用于传输信令和数据的无线信道连接，是第一个必要的过程，且由于无线环境复杂多变，不利于对该过程进行优化，故很难通过优化该过程来缩短数据业务时延。3GPP TS33.102［2］指明，安全流程是TD-SCDMA网络的必选流程，故不能为了优化时延而放弃该过程。综合评估阶段一优化空间较少。

阶段2：一方面，用户附着后首次进行业务，需要进行PDP上下文建立，同时，用户已经建立了PDP上下文，但超过PDP上下文有效期未进行任何数据业务，SGSN会发起PDP上下文释放，再发起数据业务，需要重新建立PDP上下文。另一方面，用户已经建立PDP上下文，在PDP上下文有效期内进行业务，可不需进行PDP激活流程。而不管需要不需要进行PDP激活，发起数据业务都需要进行RAB（Radio Access Bearer，无线访问承载）建立过程。

综上所述可以得出，分析和优化RAB建立过程才能有效减低TD-SCDMA数据业务时延。

图1 TD-SCDMA用户业务呼叫流程

2.2 RAB建立流程

RAB是指建立用于UE和SGSN之间传送数据业务的业务承载，根据RL（Radio Link，无线链路）重配置情况，RAB建立流程可分为同步重配置RL与异步重配置RL两种情况［3］，二者的区别在于Node B与UE接收到RNC下发的配置消息后，能否立即启用新的配置参数，如图2所示。同步重配RL过程如下。

（1） SGSN要求RNC建立RAB业务承载。

（2） RNC下发RL重配置准备消息给Node B，要求其准备相关业务承载资源。Node B收到RNC下发的重配置准备消息后，准备好相关的RL资源并反馈给RNC，但Node B的配置参数不能立即生效。

图2 RAB建立流程

（3） RNC收到Node B反馈的RL资源准备完毕消息后，计算UE和Node B同时生效新资源配置的CFN（Connection Frame Number，连接帧号），并同时发送给UE和Node B。

（4） UE和Node B在相同的CFN生效新的配置参数。

而异步重配RL时，Node B收到RNC下发的重配置准备消息后，准备好资源并立即启用新的配置参数，即Node B比UE早启用新的配置参数。通过对比两种流程，同步RL重配时，Node B和UE分别要等待一定的时间以同时生效配置参数，该部分时间存在很大的优化空间。故可以通过以下“两步走”的方法来优化，步骤1，确认现网TD-SCDMA网络是否是使用同步重配置RL的方式建立RAB承载；步骤2，通过分析RNC计算CFN的原理，来缩短Node B和UE的等待参数生效时间，进而缩短TD-SCDMA用户的数据业务感知。

表1 参数优化评估

3 时延优化分析

3.1 时延优化思路

为验证上述理论分析，通过对A市的TD-SCDMA用户进行测试并对该拨测用户进行信令跟踪。信令跟踪结果表明，网络采用同步重配RL的方法建立RAB承载。用户数据业务建立的时延为2360ms，其中阶段1的时延为430ms，阶段2时延为1790ms，而RAB建立时延为1510ms，占比阶段2时延84%，如图3所示，验证了上述分析结果，优化RAB建立时延可很大程度降低TD-SCDMA数据业务的时延。

图3 实测用户的信令

3.2 时延优化措施和效果

A市使用的RNC设备的TD-SCDMA小区配置中，存在CFN偏移相关参数（单位为10 ms）会影响RNC计算CFN，通过修改该参数为不同值，可在不同程度上降低RAB建立时长和PDP上下文建立时长。通过修改A市的一个RNC进行测试，分析不同参数值对应的RAB建立时长和PDP上下文建立时长。如表1所示，其中RAB建立时长和PDP上下文建立时长是依据信令系统采集的Iu-PS 口信令计算得出，PS域无线接通率通过网管系统统计得出，所有数据均取自参数优化后第二天的全量用户的平均值（如4月10日凌晨优化参数，指标取值为4月11日的0：0-23：59）。

综合分析可知，一方面，修改CFN偏移需要兼顾TD-SCDMA的PS域接通率。CFN偏移参数值越小，表明UE和Node B需要越快生效新的配置参数，太小可能导致UE或Node B还没来得及生效新的参数配置，而导致RAB建立失败，进而影响到PS域的无线接通率。对A市的测试结果表明，该参数最好设置为30，而对于无线环境很好的地市，进行此参数优化时，也可继续降低到0。另一方面，RAB建立流程可分为同步重配置RL与异步重配置RL两种情况，是3GPP TS25.402标准规定，使用同步重配置RL时，UE和Node B要在RNC指定的CFN时刻同时生效新的配置参数。各个厂家在进行CFN计算时，可能存在差别，其中，A市的RNC设备相关参数为 “RNC内高速信令PS RB重配CFN偏移”。

4 总结

如今用户对网络的感知已经逐渐从传统的语音域转到数据域，即从关注电话是否能打得通到关注上网速度是否快，分析和优化用户数据业务感知，是目前三大运营商的网络优化人员主要工作之一。本文从信令角度出发，分析可能导致用户进行数据业务感知差原因，并结合实际测试情况，得出降低RAB建立时长可很大程度提高用户的数据业务感知，并给出和验证A市降低RAB建立时长的方法，优化效果十分显著。

［1］ 3GPP. TS 23.060 V11.4.0， Service description （Stage2， Release 11）［M］. 2012，12.

［2］ 3GPP. TS 33.102 V12.1.0， Security architecture （Release 12）［M］. 2014，6.

［3］ 3GPP. TS 25.402 V12.1.0， Synchronisation in UTRAN （Stage2，Release 12）［S］. 2014.

Optimizing the delay of packet service in TD-SCDMA based on signal

PEI Jin-dong， ZHANG Yan， PENG Peng
（China Mobile Group Guangdong Co.， Ltd. Zhuhai Branch， Zhuhai 519015， China）

Analyzing and optimizing the QoS about packet service， is one of the most main staff for the network optimization in Telecommunications Operator. The delay of packet service is one of the most important KPI about QoS， and optimizing the delay of packet service can improve the QoS of consumer. The paper analyze the signal of packet service in TD-SCDMA， and combine with the actual test， then prove that reducing the delay of RAB process will improve the QoS about packet service， and give the method to reduce the delay of RAB process.

TD-SCDMA； PS； QoS

TN929.5

A

1008-5599（2016）07-0056-04

2015-06-24