GSM-R核心網性能指標PDP激活成功率的研究

蘇婕

GSM-R網絡承載行車調度通信、調度命令和進路預告傳送、列車無線車次號傳送等業務，是高鐵列車正點運行、貨物列車調度有序的重要保障［1］。近日統計發現，GSM-R網絡PDP（通用分組無線子系統性能指標）的激活成功率月平均值僅為74.91%。根據《鐵路通信維護規則——設備維護》要求，PDP激活成功率應大于等于99%［2］，針對出現的差異有必要對該問題進行分析。

1 基本概念

PDP激活是指終端附著到GPRS（通用分組無線業務）網絡后，向GGSN（網關GPRS支持節點）登錄，終端從網絡上得到一個IP地址的過程。PDP激活后，就可以通過GGSN傳送和接收外部網絡的數據信息，即終端可接收調度命令和進路預告信息［3］。

以S6999次列車（機車號：39956999）PDP激活為例，業務流程見圖1。

2 統計分析

以核心網的網管性能統計數據為基礎，結合Gb接口監測網管數據統計，對定位失敗較多的用戶進行信令跟蹤和分析，最終查找出PDP激活失敗原因。

2.1 數值統計

PDP激活成功率=激活會話成功次數/激活會話請求次數［5］

以2020年1—3月核心網網管指標數據為例，PDP激活成功率分別為73.31%、70.37%、81.06%。對PDP激活失敗原因進行統計，用戶鑒權失敗引起的PDP激活失敗次數占總失敗次數的91.54%，由此可判斷用戶鑒權失敗為主要原因。

Gb接 口為SGSN與BSC之 間接口，SGSN通過Gb接口完成同基站子系統之間的通信，實現分組數據傳送、移動性管理、會話管理等方面的功能。通過Gb接口監測可以對PDP激活記錄進行統計分析，包括IMSI、機車號、車次號、用戶名、密碼、小區名稱等。

按用戶APN分類，對Gb接口監測PDP激活失敗記錄進行統計分析，其中GRIS.NN和KYZC.NN用戶占失敗總次數96.79%，是PDP激活失敗的最主要用戶群。

GRIS.NN用戶，包括普鐵機車CIR設備、動車組CIR設備、自輪運轉CIR設備等，其中普鐵機車CIR設備用戶失敗次數占失敗總次數95.53%。

圖1 PDP激活業務流程

KYZC.NN用戶，即客運站車交互系統用戶，多集中在個別用戶在某個時間段頻繁失敗。

通過Gb口接口監測數據，統計出失敗記錄較多的為普鐵機車CIR設備和客運站車交互系統用戶，失敗原因均為用戶鑒權失敗。

2.2 信令跟蹤

2.2.1 普鐵機車CIR用戶

選取失敗記錄較多的普鐵機車CIR用戶進行信令跟蹤分析，進一步分析終端PDP激活失敗的原因。

1）終端（MS）使用為空的用戶名申請PDP激活被RADIUS拒絕。如圖2所示，SGSN接收用戶發送Activate PDP Request消息，SGSN向北京DNS發起APN解析請求，DNS返回GGSN的IP地址，SGSN向GGSN發起PDP激活請求Create PDP Context Request，激活請求消息中用戶名User Name為 空，因 此GGSN向RADIUS發 送Access Request，被RADIUS拒 絕。信 令 流 程見圖2。

2）終端在PDP已經激活成功，網絡分配IP地址情況下，再次發起激活請求被網絡拒絕。如圖3所 示，21：29：07終 端 發 起PDP激 活 請 求 成 功，GGSN給終端分配IP地址，21：30：55終端再次發起PDP激活請求，RADIUS鑒權成功向GGSN分配IP地址，但GGSN發現RADIUS分配的IP地址已經在系統內存在，因此拒絕第2次PDP激活。信令流程見圖3。

2.2.2 客運站車交互系統用戶

選取失敗記錄較多的客運站車交互系統用戶進行信令跟蹤分析，分析終端PDP激活失敗的原因。

圖2 使用為空的用戶名申請PDP激活被RADIUS拒絕信令流程

圖3 拒絕第二次PDP激活信令流程

1）用戶終端在移動網絡設置中，接入點名稱APN協議選項設置為IPv4/IPv6，APN協議正確設置應為IPv4。

2）用戶使用無效的賬號密碼，導致PDP激活失敗。

3 優化措施

1）CIR設備增加用戶名和密碼檢測機制，在PDP激活請求時填入用戶名和密碼后，增加對用戶名和密碼的再次核驗，確保每次PDP激活賬號密碼正確；增加網絡去附著操作，確保每次均在已完成PDP去激活的狀態下發起請求。選取失敗記錄較多的6臺終端設備進行升級優化，連續觀測3周，終端未出現PDP激活失敗現象。

2）客運站車交互系統用戶在終端修改APN協議設置為IPv4，并規范賬號密碼使用，確保賬號密碼的正確性。從接口監測系統中統計問題終端，開展APN協議設置和賬號密碼核對工作，優化設置后客運站車交互系統用戶未出現PDP激活失敗記錄。

4 總結

通過統計分析，找到了出現差異（PDP）的原因，提出優化方案。方案實施后，CIR設備和客運站車交互系統用戶未出現PDP激活失敗現象，連續2個月對PDP激活成功率進行統計，指標大幅提升。

網絡質量統計分析是GSM-R網絡質量管理的基礎，是運維工作質量及網絡質量的考核依據，如何迅速精確分析查找原因，是運維人員的一個重要課題。本文總結了GSM-R核心網性能指標PDP激活成功率的分析方法，通過與用戶溝通，規范使用操作和整治終端問題，PDP激活成功率有所提高。該方法對GSM-R核心網性能指標分析和系統維護有很好的參考價值，也希望為其他網絡性能指標分析處理提供幫助。