3G网络应对大话务量冲击策略

王晓龙， 杨孝最

（中国联通福建分公司， 厦门 361008）

3G网络应对大话务量冲击策略

王晓龙， 杨孝最

（中国联通福建分公司， 厦门 361008）

通过对3G网络大话务量场景的分析，全面描述和总结了在此场景中的一些应对策略，包括大话务量场景的组网策略、各种拥塞情况的处理方法和减轻网络负荷的功能性对策等方面，能够对实际中遇到的问题起到很好的指导作用。

大话务量；负载；拥塞

随着3G网络的进一步发展，特别是智能终端的快速应用，每当有大规模集会。部分区域的话务量就会激增，网络的性能就会受到一定的考验。对于这种超大话务量的场景，除了需要保证硬件的容量之外，更重要的是在网络组网策略、对抗拥塞的新功能以及相关的算法参数方面形成一套特殊的专门针对此场景的对策方案来保证网络的正常运行。

1 多载波负载均衡策略

1.1 组网策略

使用多载波负荷分担的方式对负载进行均衡是最常见的应对网络高话务量的方法，其策略是将预测出现搞话务的区域扩成双载波或者三载波，F1为连续覆盖，F2和F3与同覆盖的F1提供热点覆盖，为了最大化的增加网络容量，各个载波均支持所有业务，既支持R99业务，也支持HSPA业务，以使业务能够进行负载均衡。

1.2 邻区配置

首先同载波之间的邻区配置为同频邻区，不同载波之间小区的各业务优先级一致，因此异频同覆盖的F1、F2和F3之间为了能够进行负载均衡应互配为异频盲切换邻区，同时为了保证业务的移动性，还需配置F2和F3到F1基于覆盖的单向邻区，如图1所示。当用户从F2或F3移动到F1区域时，异频硬切换到F1载波上，当用户从F1移动到F2或F3区域时，只进行F1载波内的同频切换。

图1 多载波组网图

1.3 驻留策略

（1）随机驻留，所有用户随机驻留在F1、F2或F3频点。

（2）倾向驻留，通过配置小区选择和重选参数来使用户倾向驻留在F1频点，但是允许部分用户驻留在F2、F3频点，并在各自的驻留频点发起业务。

（3）强制驻留，即强制用户驻留在F1频点，不允许空闲态的用户驻留在F2频点，但是发起业务的时候，可以根据载频的负载情况或是业务属性来决定在当前F1频点建立还是重试到另外一个频点F2、F3上。

在大话务量场景中，为了避免F1载波上的资源被过快消耗从而导致在F1上出现语音或者数据业务无法接入的问题，建议采用第一种方式进行驻留。

1.4 切换参数设置

不同载波间的异频切换参数设置是多载波组网的重点，因为异频信号比较干净，所以起压模时都是以RSCP为标准的。经过测试验证，在F2和F3上的用户向外切换过程中的2D设置为-95 dBm比较合适，而同时异频切换目标门限RSCP可以设置为-92 dBm，Ec/ Io可以设置为-12 dB，这种设置可以保持掉话率和异系统切换成功率之间的平衡。

1.5 重选和接入参数设置

由于采用了随机驻留策略，在重选参数和接入参数设置上需要进行较为全面的考虑，避免部分用户业务无法进行或者脱网等风险。建议接入设置采用默认的接入，也就是F1/F2/F3均可驻留和接入，而通过重选设置，确保密集用户区域的终端能够动态的选择适合的小区开展业务，所以在各载波小区要进行非BAR参数设置之外，异频重选测量的启动门限提高到了-2 dB，高于同频重现启动门限-6 dB和异系统重选启动门限-16 dB，以便终端在高话务区域活动时能够及时地进行不同载波间的重选驻留。

1.6 异频负载均衡

基于多载波的HSDPA负载均衡的DRD算法可以根据用户数，对不同载波上的HSDPA进行平衡。当小区的HSDPA负载余量低于HSDPA用户触发负载平衡DRD的下行负载门限时，算法便开始生效，之后计算两个载波的H用户数的差值，当其差值小于另一个门限时，H用户便会被DRD到用户数较少的小区中去，而这个门限等于HSDPA的DRD负载平衡偏置与小区HSDPA最大用户数的乘积。

对于大话务量区域来说，不同载波都支持H业务，为了使H业务能够在他们之间平均分配，可以设置HSDPA用户触发负载平衡DRD的下行负载门限为100%，这样只要小区中存在H用户，则算法便生效；另外设置HSDPA的DRD负载平衡偏置为1%，设置小区的HSDPA用户数为64，这样只要两个载波的H用户数差值大于1（64×1%），H业务就会开始均衡。

2 常见拥塞问题及应对策略

2.1 功率拥塞应对策略

2.1.1 降低导频功率

目前小区的导频功率是33 dBm，在大话务场景中可以考虑适度的降低小区的导频功率以释放部分功率资源，因为小区的导频及其它公共信道功率占小区总功率的大概20%，又因为其它公共信道基本都是导频信道的偏置，因此在降低导频功率的同时也降低了其它公共信道的功率，使得小区的整体覆盖收缩，通过这种办法可以降低小区的用户负荷，但需要注意在多载波区域应保持小区同覆盖的导频功率的一致。

2.1.2 释放基站的功率余量

在功率使用上，HSPA业务的用户占用了绝大多数功率资源，基站在给HSPA业务分配功率资源的同时还余留了部分资源供突发性的DPCH使用，在大话务量场景中，这部分资源可以释放出来使用，以保证尽可能的提供功率资源。基站余留的功率余量一般是小区总功率的10%，释放时可以酌情考虑释放出5%或者全部来供用户使用。

2.1.3 修改小区过载和准入门限

根据网络相关功能性算法，与功率资源相关的还有以下几个参数：

UlOlcTrigThd：上行OLC触发门限，若小区的上

OPERATION AND MAINTENANCE行负载占上行容量的百分比高于或等于该门限，并且持续时间大于上行负载状态转移迟滞门限，则小区上行进入OLC状态（过载拥塞状态），执行OLC动作以降低小区负载，参数默认为95%。

DlOlcTrigThd：下行OLC触发门限，若小区的下行负载占上行容量的百分比高于或等于该门限，并且持续时间大于下行负载状态转移迟滞门限，则小区下行进入OLC状态（过载拥塞状态），执行OLC动作以降低小区负载，参数默认为95%。

UlCellTotalThd：上行总功率准入门限，当小区的上行总功率小于此门限值时才允许准入。此参数默认为83%。

DlCellTotalThd：下行总功率准入门限，当小区的下行总功率小于此门限值时才允许准入。此参数默认为90%。

MaxTargetUlLoadFactor：最大上行负载因子目标值，是指Node B通过HSUPA功率控制使上行负载达到的上行负载目标值，参数默认为75%。

2.2 码拥塞应对策略

码拥塞主要是由于网络中使用的用户数过多造成，或者是R99中数据业务的用户过多，另外还包括负载不均衡、切换比例过高等原因，优化的方案有以下几种：

2.2.1 负载重整

当小区负载超过初级拥塞门限时，小区进入初级拥塞状态，在这种情况下，系统通过负载重整触发相应的动作降低小区负载。设置负载重整时第一动作为码数重整，这样负载重整时可以很快减轻码资源的负荷。

2.2.2 负载均衡

负载均衡与前面的内容类似，是基于负载对网络不同小区的负荷进行均衡。在空闲态，可以通过驻留参数进行控制，在接入时，可以通过小区用户数来均衡；接入后还可以通过负载重整来均衡（详见上条）。空闲态驻留参数如下。

2.2.3 软切换比例

软切换比例过大会过多的占用网络资源，特别是在大话务场景中，因此如果能够降低软切换比例就能够有效的释放资源，避免拥塞。降低小区软切换比例相关参数如下。

2.3 CE资源拥塞应对策略

大话务量时出现上下行的CE拥塞是最常见的拥塞方式，在3G网络中，R99业务和HSUPA业务对CE的占用最为严重，因此可以通过以下几种方式来控制它们的工作方式，释放相应的CE资源。

2.3.1 关闭2 ms TTI

由于HSUPA工作的特点，为了获取更多的上行速率，和其它业务的帧结构相比，其调度时间除了10 ms之外还加入了2 ms的工作方式，在2 ms时，网络对终端的调度加快，终端可以得到更快的上传速率。相应的，在2 ms时，其所占用的CE数会比较大，在大话务量场景中，如果能够关闭掉2 ms TTI，则会释放掉大量的CE资源，同时对小流量数据业务并不会产生多大的影响。

2.3.2 限制HSUPA用户

因为在各种业务中，如果资源充分，HSUPA工作时所占用的CE相比其它业务是比较多的，因此如果话务量变大时，可以使用提高HSUPA门限的方式来限制过多的HSUPA用户对于CE的占用。

2.3.3 减小切换区域

因为HSUPA是可以进行软切换的，如果过多的HSUPA用户长时间停留在切换区域，就会占用额外的小区资源的CE资源。因此可以通过减小切换区域的方式来减小HSUPA用户对CE资源的占用。

2.4 IUB拥塞应对策略

IUB口的拥塞也是常见的拥塞方式，由于E1或者FE配置不足导致的拥塞会在业务建立时出现多次失败，一般表现在RAB的建立失败上。对于这种拥塞，可以通过以下几种方式来进行优化。

2.4.1 调整激活因子

数据业务在最开始准入时对准入带宽会进行计算，计算的方式是：准入带宽 = 业务的传输层带宽×激活因子/100，当所计算得到了IUB口带宽大于准入带宽时，业务才能建立，因此我们可以通过调整激活因子的方式来调整准入带宽。具体方式是调小各种主要的数据业务激活因子来减小拥塞的概率。下面参数的默认值都为40。

2.4.2 RRC连接定时器

当网络出现大量的拥塞时，可以通过修改RRC建立定时器等相关参数从概率上来增加业务建立的可能性，比如RRC连接拒绝消息中的等待时间，可以通过延长这个时间增加接入概率。

2.5 RTWP抬升应对策略

在话务量场景中，HSPA用户的增加会大幅提升系统的底噪，而底噪的抬升会使得网络的上行负荷抬升，从而造成系统的拥塞。

2.5.1 打开背景噪声更新开关

上行负荷的计算是在背景噪声的基础上计算的，背景噪声的准确与否会直接影响到系统对于负荷的判断。默认情况下系统的底噪设置为-105.9 dBm，但此值对网络中所有小区不是普遍适用的，为了提高网络负荷的准确性，可以打开背景底噪自动更新开关，使系统自动对底噪进行更新。

2.5.2 关闭H业务

相比于R99业务，HSUPA更能占用系统的资源，使上行的RTWP快速抬升，因此在一些大话务场景中可以在出现严重拥塞的时候关闭HSUPA业务来减轻上行的负荷。此功能会对用户的感受产生影响，需谨慎使用。

以上是对网络运行中出现的较为常见的拥塞处理方法，但这些应对方法所对应的拥塞情况并不是绝对的，也就是说其中一个方法的应用可能会对几种其它情况的拥塞都起作用。因此上面只是对相应的拥塞处理方法的大致分类。

3 减轻网络负载其它功能性方法

3.1 CS抢占PS功能

在R12之后，华为系统实现了CS抢占PS的功能，该算法分别由两个开关控制，第一个是RSVDBIT4，打开此开关表示CS RRC只能抢占有抢占能力的PS；另一个开关是RSVDBIT5，打开此开关表示CS RAB不考虑抢占属性直接抢占PS。各种业务的抢占能力如表1所示。

表1 各种业务的抢占能力

表1表示当网络由于第一列原因出现拥塞时，能够抢占的业务类型。“是”表示可以被抢占；“否”表示不能被抢占。

3.2 快速休眠功能

快速休眠功能是3G网络特有的解决小流量数据业务、节约网络资源、减轻网络负荷的有效方法。快速休眠的过程是指当终端结束其PS业务之后，会发送SCRI（Signalling Connection Release Indication）这条信令给网络侧，在RNC没有打开快速休眠功能的情况下，RNC则会按照这条信令指示释放UE，UE进入IDLE状态，当UE再次接入的时候需要重新发起RRC连接。如果快速休眠功能打开，对于R5到R8版本终端带SCRI原因值为“UE Requested PS Data Session End”的终端，RNC将这些终端迁移到CELL_PCH状态，当UE再次有数传需求的时候通过P2F2D2F2P或者P2F2P的方式来完成数传，从而减少信令开销，节约系统资源。对于其它原因值或者不带原因值的终端，直接释放，UE回到IDLE状态。

此功能能够大大降低网络的信令交互，使得网络的RRC建立次数、RAB建立次数、上下行CE的利用率和系统的信令单板负荷都有不同程度的下降，在大话务量区域能够很好的起到降低网络负荷的作用，是一种很好的应对大话务量冲击的对策。

3.3 状态迁移功能

UE有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式。当UE完成RRC连接建立时，UE才从空闲模式转移到连接模式：CELL_FACH或CELL_DCH状态。UE的连接模式，也叫UE的RRC状态，反映了UE连接的级别以及UE可以使用哪一种传输信道。当RRC连接释放时，UE从连接模式转移到空闲模式。UE运行模式如图2所示。

图2 状态迁移示图

UE在连接模式下，一共有如下4种状态：

3.3.1 CELL_DCH状态

（1）UE在空闲模式下，RRC连接建立在专用行道上，因此UE从空闲模式进入CELL_DCH状态。

（2）UE处于CELL_FACH状态下使用公共传输信道，通过信道切换后使用专用传输信道，UE从CELL_ FACH状态进入到CELL_DCH状态。

3.3.2 CELL_FACH状态

没有给UE分配专用传输信道，UE连续监听一个下行FACH信道，为UE分配了一个默认的上行公共信道或上行共享传输信道（例如RACH），使之能够在接入过程中的任何时间内使用。

在CELL_FACH状态下，如果数据业务在一段时间里未被激活，UE将进入CELL_PCH状态，以减少功率的损耗。并且，当UE暂时脱离CELL_PCH状态执行小区更新，更新完成后，如果UE和网络侧均无数据传输需求，它将返回CELL_PCH。

3.3.3 CELL_PCH 状态

UE使用非连续接收（DRX）技术，在某个特定的寻呼时刻监听PCH传输信道上的信息，根据DRX周期监听寻呼时刻，并接收PCH上的寻呼消息，监听当前服务小区的BCH传输信道，以解码系统信息，在该状态下不能使用DCCH逻辑信道。如果网络试图发起任何活动，它需要在UE所在小区的PCCH逻辑信道上发送一个寻呼请求。

UE转换到CELL_FACH状态的方式有两个，一是通过UTRAN寻呼，二是通过任何上行接入。

上面所述的终端在空闲态和不同连接态的转换就称之为状态迁移。目前现网中只有CELL_DCH状态，使得每个业务系统都要分配专用的信道，而不管业务速率的大小，这对于部分小区存在大量小数据流量业务的情况，会非常浪费系统资源，造成系统过负荷，因此，开启状态迁移，可以提高系统资源使用，减轻负荷。

Principle of resolving the big traffic problem in 3G network

WANG Xiao-long, YANG Xiao-zui
(Fujian Branch of China Unicom, Xiamen 361008, China)

According to analyze the case of big traffic in network, describe and summarize the principle of resolving the problem completely, including the way of the network working, resolving the congestion problem and reducing the network load, it can be the guide the work in real.

big traffic; load; congestion

TN929.5

A

1008-5599（2013）02-0053-05

2012-10-16