WAP彩信端到端優化技術研究

單宏華

（中國移動湖州分公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

近幾年移動通信領域里，以手機報為代表的彩信業務獲得了迅猛發展。彩信屬于端到端業務，流程各環節涉及大量網元設備，因而難以定位問題瓶頸。彩信下載的信令過程使用WAP1.0或WAP2.0協議，目前網絡中使用WAP2.0的情況占據了90%。文中以WAP2.0協議簡單說明彩信接收過程[1]：

①手機和WAP網關建立連接，即TCP三次握手；

②手機向WAP網關發送Get消息，含有彩信中心地址及彩信的 Transaction ID，具體網址視用戶會有不同；

③彩信數據下載，第一個報文開始傳遞；

④手機發送TCP ACK報文，直到最后一個ACK報文接收完成；

⑤手機向WAP網關發送m-notifyresp-ind消息，報告接收狀態；

⑥WAP網關將確認消息轉發至彩信中心，彩信中心應答接收報告，狀態碼為200 OK。

⑦結束連接。

湖州移動創新地在GB接口部署信令跟蹤平臺，對彩信業務涉及的諸多環節加以分析，定位短板[2]，隨后在手機、BTS、BSC、SGSN等網元環節總結出了一套系統的優化方案。各項優化案例的成功實踐表明，該方案能有效提升彩信接收成功率和WAP彩信下載速度。

1 優化方案

彩信端到端業務的網元構成如圖1所示。

根據網元結構和GB接口信令跟蹤的分析結果，從以下角度對彩信接收過程進行了端到端優化：

①終端設置優化，針對用戶的問題手機展開短信關懷；

②小區優化，增加空口 PDCH信道、傳輸時隙等資源，優化相關小區參數；

③BSC優化，投放數據業務處理單元PCU，開啟相關BSC參數以發揮設備特性；

④SGSN負荷均衡，避免業務過于集中在某塊UGBI單板；

⑤業務優化，錯開各項手機報的下發時段、避免人為擁塞。

圖1 彩信業務網元構成

1.1 終端設置優化

手機終端型號繁多、性能差異大，對彩信接收的影響體現在以下方面。調制解調芯片是否支持EDGE技術，支持則下載速度快。終端多時隙能力。一般商業終端下行可用 PDCH時隙最多4個，理論下載速率4×59.2=236.8 kb/s。

手機終端的緩存大小及操作系統類別。緩存越小則下載速率越慢，操作系統越智能化則后臺程序的聯網交互頻次越多、越容易影響彩信下載速率。

手機接入點設置及彩信接收中心設置。

借助 GB接口信令跟蹤平臺的統計結果，現網中彩信中心設置錯誤的用戶共計4005人，全網彩信接收成功率為87%。通過客服告知用戶設置方式后，彩信中心設置錯誤的人數下降一半，全網彩信接收成功率上升到89%。

1.2 小區優化

PDCH信道作為業務信道，直接與用戶網速關聯。通常使用Erlang B算法對承載小區相應數據業務量所需的PDCH信道數目進行估算，并結合 PDCH復用度來評估數據業務信道資源是否存在缺口。通過微蜂窩環境，模擬不同數量手機搶占有限的 PDCH資源實驗，用戶能獲得的下載速率如表 1所示。可見通過及時擴容 PDCH信道資源，用戶可獲得更快的WAP彩信下載速率。

表1 網速與PDCH復用度關系

Abis擴展時隙也關系到彩信下載速率。阿爾卡特-朗訊BSC設備具有時隙共享機制，基站BTS配備的Abis擴展時隙可被基站所有的小區共享，從而提升性能?，F網運營中行之有效的Abis擴展時隙評估方法為：

①評估現狀以反映 BTS資源的使用狀態，P472定義為EXTRA_BONUS_ABIS_NIBBLES_FREE時長[3]，P472/36000/4 為BTS平均可用額外時隙數；

②對于P472值低于相關門限的BTS下的所有小區，結合PDCH復用度重新設定PDCH配置；

③根據Extra Abis TS資源算法，配置Abis擴展時隙。

經統計，Abis擴展時隙配置數量從0擴展到20以上的基站，其平均彩信下載速率從30.3 kb/s提升到42.7 kb/s；若Abis擴展時隙進一步增加到30以上，則彩信下載速率可以達到46.77 kb/s。

在小區級別的優化中，除了PDCH和Abis擴展時隙等資源擴容手段外，還可以通過開啟網絡輔助重選 NACC、上行TBF擴展等優化功能。在開啟NACC功能前，手機在做小區重選時會先接收系統消息，時長約 1 s。手機在重選到新小區后，在BCCH信道上接收新小區的系統消息又會消耗0.8 s。即不打開NACC功能時，手機在小區重選耗時為1.8 s。打開NACC功能后，手機從原小區到新小區建立下行TBF的時間間隔為0.8 s，節約了1 s的重選時間。其原因在于手機沒有占用新小區的BCCH信道聽取系統消息，而是在PACCH信道聽取系統消息。彩信下載為大數據量業務，所用的時間比其他 WAP業務長，遇到小區重選的概率較大，因此開啟 NACC功能會減少由于小區重選造成的無線時延，提升彩信速率。

而上行TBF擴展功能[4]對彩信下載速率的提升作用，是針對彩信下載流程中手機發送的確認包。彩信下載速率快慢取決于手機發送上行確認包是否及時，上行TBF擴展功能可以長時間保持上行TBF不釋放，提高手機發送上行確認包的及時性，提升彩信下載速率。

1.3 BSC優化

BSC的數據業務處理單元PCU，直接關系到該BSC覆蓋范圍內所有小區的數據業務性能。當 PCU數量不足、負荷過高時，會導致彩信下載速率較低。通過擴容 PCU單板數量，可以明顯提升彩信下載速率?，F網中湖州對某BSC擴容1塊PCU后，彩信下載速率提升幅度達8.5%，證明該方法簡單有效。

除資源擴容外，BSC參數優化也很重要。BSC的LLC-REROUTING未開啟，手機在同BSC下進行小區重選時，SGSN里的路由數據會被刪除、需要重新向SGSN申請。開啟LLC-REROUTING功能后，小區重選過程中的路由數據轉移無需經過SGSN，在BSC內部即可完成。由于彩信下載遇到小區重選的概率較大，因此開啟LLC-REROUTING功能會顯著減少因小區重選導致的無線側時延，從而提升彩信下載速率。

1.4 SGSN負荷均衡

SGSN是數據核心網的主要設備之一，其負荷情況直接影響了大范圍的用戶感知。以華為SGSN設備B版為例，其UGBI單板的處理能力為 8.4 Mb/s，當單板的數據流量負荷達到60%以上時，數據業務性能會出現明顯下降。通過業務均衡，湖州將SGSN10啟用的UGBI單板從6塊直接擴展到12塊，單板負荷下降近一半。據統計，相應區域的WAP彩信下載從36 kb/s提升到42 kb/s，效果明顯。

1.5 業務優化

通過GB接口的信令跟蹤結果，湖州地區訂購手機報業務的匯總情況如表2所示。

表2 手機報業務情況示意

由表 2得知，在手機報業務下發集中的時段，如17:00-17:30，在有限的時間段內集中下發手機報業務，就會造成互相爭搶網絡資源的現象、影響手機報下載速率。例如“手機報-21財經晚報”與“浙江手機報晚報”存在同時間段下發現象，導致“手機報-21財經晚報”的下載速率比同時段內的“浙江手機報晚報”低 7 kb/s左右；而“新聞晚報”的下發時段完全沒有其他手機報業務爭奪資源，下載速率比“浙江手機報晚報”又要快8 kb/s。因此非常有必要進行手機報下發時段的合理規劃，減少此類因素導致的彩信下載速率較低問題。

通過現網統計，湖州移動現網一天的彩信總量中超過90%的比例都屬于手機報業務，遠遠超出點對點彩信數量。合理規劃手機報的下發時段，對提升下載速率和下載成功率具有顯著的推動作用。

2 結語

綜上所述，用GB接口跟蹤信令的方法可以快速定位WAP彩信端到端業務的性能瓶頸，再通過以上系統化的方法對WAP彩信加以端到端優化，從終端設置、小區參數、BSC參數、SGSN負荷、業務自身等多個角度開展針對性優化，可以立竿見影地提升彩信接收成功率、加快彩信下載速度。湖州移動現網的運營經驗證明這些優化方法行之有效，對用戶感知的提升效果明顯。整套方案具有良好的可操作性和移植性，因而可以容易地移植到其它對彩信優化需求旺盛的地區。

[1] 劉婭.彩信業務運行質量分析系統的設計與實現[D]. 北京:北京郵電大學, 2010:13-16.

[2] 馬曉民，王文騏.關于 WAP over GPRS的解決方案的研究[J].2002,21(01):44.

[3] 陳亮，趙曙光，付鵬.一種基于IP的彩信收發模塊設計[J].通信技術，2011,44(03)83-84.

[4] 季靚.數據業務中公共控制信道的優化方法[J].通信技術，2010,43(05):76-77.