LAPD concentration与LAPD multiplexing对小区性能的影响

摘　要：随着移动通信技术的发展和业务的多样化，数据业务需求的不断增加，EDGE技术的广泛应用，使得BTS至BSC的传输资源的需求量随之增大，在传输资源不足的情况下，LAPD concentration 及LAPD multiplexing就成为了不二的选择，这两种方法节约了传输资源，但同样存在着负面影响，本文就LAPD concentration与LAPD multiplexing对小区性能的影响结合沧州实际GSM网络进行了讨论。

关键词：LAPD concentration；LAPD multiplexing；小区性能
1 概述及基本原理
　　我们知道LAPD concentration及LAPD multiplexing都是通过减小LAPD在Abis口上的传输带宽来实现Abis口传输设备利用率的提升。随着近年来数据业务的突增，EDGE技术的广泛应用，由BTS至BSC的传输资源的需求量随之增大，在传输资源不足的情况下，LAPD concentration 及LAPD multiplexing就成为了不二的选择。使用上述两种方法固然是节约了传输资源提高了设备利用率，但对于话务存在一定的负面影响，我们对这两种方法在沧州GSM网络无线利用率很高，数据业务量大的情况下，对其所造成的影响进行讨论。
1.1 LAPD concentration原理
　　LAPD concentration通过让多个TRX与CF共享一条64kb/s的Abis传输来实现Abis设备的节约。哪些DCP在LAPD concentrator中被压缩，以及哪些DCP被用作压缩路径，在CON配置时即被配置了。而CON, TRXC以及ABIS路径在IS中的数字连接点在IS配置的时候被配置。
　　LAPD concentration能够在不同的TG中独立被使用。而一个concentrator只能在TG内被使用。
　　最大的压缩因子通过参数CONFACT在每个TG中设置。当TG进行service状态，最大的压缩因子就不能低于当前TG内使用的最大压缩因子。而最大TRX共享一条64kbit/s的值由CONFACT决定与CF是否使用压缩无关。
1.2 LAPD multiplexing原理
  LAPD multiplexing是一种能够显著提高接入网BTS至BSC传输利用率的功能。

    如上图所示，一条16kbit/s的子速率物理信道(B)与语音信道（S）通过子速率交换以及GS组成一条64kbit/s的连接。LAPD multiplexing较 LAPD concentration的优点就是能够更灵活的进行复用，但缺点是较LAPD concentration有更大的时延。
2 使用两种功能对小区性能的影响
　　通过LAPD的复用，LAPD链路的带宽被降低，这也就导致部分对LAPD链路要求较高的活动受到影响。LAPD链路的负荷主要由寻呼、信令以及测量报告组成，那么这两种功能的使用也就主要对他们或者对与他们相关的一些通信行为造成了负面的影响。下面就结合现网中反应的一些问题具体分析这些影响。
2.1对寻呼及立即指配的影响
　　我们知道BCCH上产生的LAPD信令是在BCCH载频的Abis信令链路上传输的，它包括BSC下发到BTS的系统信息、寻呼消息、立即指配命令以及BTS发送至BSC的信道请求等。所以在BCCH载频的信令链路上，将产生大量的LAPD负荷，而在忙时这种负荷将更大，这也就对LAPD的吞吐率提出了较高的要求。而当BCCH载频的LAPD信令采用压缩或复用时，LAPD的吞吐率就不能得到保证。
　　我们以采用4倍信令压缩的CZG426A小区为例，具体分析上述功能对寻呼以及立即指配性能的影响。下表为3月19日至30日9点至10点的部分统计指标：
日期时段小区CS立即指配次数CS立即指配拒绝PS立即指配次数PS立即指配拒绝可用率上行TBF建立成功率无线接入性1003190900-1000CZG426A2982052401799.92%99.89%98.91%1003200900-1000CZG426A3193074130100.00%100.00%100.06%1003210900-1000CZG426A3228065380100.00%100.00%99.97%1003220900-1000CZG426A3056047270100.00%100.00%99.82%1003230900-1000CZG426A3034044240100.00%100.00%99.97%1003240900-1000CZG426A2919046400100.00%100.00%100.03%1003250900-1000CZG426A3010141375028188.64%96.73%88.47%1003260900-1000CZG426A3028047210100.00%100.00%99.86%1003270900-1000CZG426A3174059380100.00%100.00%99.97%1003280900-1000CZG426A3575052740100.00%100.00%100.06%1003290900-1000CZG426A2919057530100.00%100.00%99.97%1003300900-1000CZG426A2963041840100.00%100.00%100.03%
　　3月25日9时至10时的指标明显较其他更差，出现了较多的立即指配拒绝的情况，同时也出现了载频工作不稳定，TCH可用率不足的情况。
　　CZG426A BCCH载频为TRX0, Abis设备复用情况如下图：

　　提取该时段DEV=RBLT-3310的LAPD统计。
DEVCBADFRAME CTRIFRAMECRECIFRAMECRETRANSMCOVERLOADCLINKFAILCPROCOLERR331029212162510694566359206031　　可以看出该时段出现了严重的LAPD高负荷的情况，coverload长达359秒，收到了2921次坏帧，重传了566次，链路失败2060次，链路错误31次。所以我们认为在话务热点时段，由于信令的压缩或复用已经造成了LAPD吞吐率不足的情况，严重影响了BCCH上PCH及AGCH的性能。
　　这些负面的作用直接反映到了小区指标与小区性能之上。

　　CZG426A属于CZBS2，小区的寻呼负荷决定于CZBS2 LAC区内CS paging与PS paging的寻呼量，我们无法统计在Abis接口上的寻呼丢失的具体数量，但可从LAPD的负面统计中了解到其对寻呼造成的不良影响。另外根据爱立信提出的网络操作模式为2的寻呼负荷计算公式，NP，Cell，j= Rh * NPS, P, LAi + Rp*NCS, P, Lai， 3月25日9时至10时的寻呼量=155763+51483=207246次，计算得出Np，cell=80次/S，该BSC的热点寻呼负荷已经很高，已不建议使用压缩因子为4的传输复用方式。
　　信令的压缩与复用对于立即指配性能也造成了严重的影响，如上表所示CS与PS分别出现了141次与281次的立即指配拒绝，我们根据上图的信令流程不难分析出，由于BCCH载频上的LAPD带宽的不足，LAPD overload，由BTS至BSC的CH_REQD, CH_ACT, CH_ACT_ACK, IMM_ASS_CMD这些环节均有可能出现问题，随即导致CS的SDCCH 或者PS temporary block period的分配失败，出现立即指配拒绝等情况，这直接会影响到我们关心的无线接入性、上行TBF建立成功率等指标。上表反映出无线接入性指标仅为88%,而上行TBF建立成功率仅为96%。　　
2.2对SDCCH上的信令活动的影响
　　SDCCH上进行的无线活动包括登记、位置区更新、SMS、call-set up等。我们知道SDCCH的Abis连接是通过的载频的LAPD链路。在LAPD链路负荷较高的情况下，SDCCH会出现较大量的掉话，严重影响 小区的性能与用户的感知。
日期时段BSC小区SD掉话数SD掉话率1003190900-1000CZBS2CZG426A60.20%1003200900-1000CZBS2CZG426A20.06%1003210900-1000CZBS2CZG426A20.06%1003220900-1000CZBS2CZG426A20.07%1003230900-1000CZBS2CZG426A00.00%1003240900-1000CZBS2CZG426A00.00%1003250900-1000CZBS2CZG426A672.39%1003260900-1000CZBS2CZG426A10.03%1003270900-1000CZBS2CZG426A00.00%1003280900-1000CZBS2CZG426A00.00%1003290900-1000CZBS2CZG426A00.00%1003300900-1000CZBS2CZG426A20.07%　　LAPD链路负荷过大，不仅会导致较多的SDCCH的掉话，还会由于LAPD错帧、重传、链路失败等导致位置区更新失败、登记失败、call-set up失败,SMS失败等情况的出现。这就会在一定程度上影响交换上的指标如位置区更新成功率、手机收发短信成功率等。
　　
2.3对维持通话持续性的影响
　　LAPD链路负荷的另一重要组成部分，上行方向的测量报告，测量报告的量直接决定于小区内busy TCH与 SDCCH的数量。测量报告由BTS经过LAPD链路发送至TRH，在TRH进行处理。在LAPD链路overload时，Abis口的N200*T200就可能超时出现掉话，同样的也可能出现较多测量报告丢失的情况而导致掉话，掉话的原因则决定于N200*T200与RLINKUP谁先到时。上述掉话被统计为突然掉话。LAPD链路负荷过高也会出现载频工作不稳定的情况，TCH可用率不足而导致大量的其他掉话，这些一般为硬件故障引起。

日期时段小区掉话总次数实际可用率全速率其它掉话全速率上行信号强度弱掉话全速率上行信号质量差掉话全速率双向信号强度弱掉话全速率双向信号质量差掉话全速率突然掉话1003190900-1000CZG426A399.92%0000031003200900-1000CZG426A2100.00%0100011003210900-1000CZG426A1100.00%0000011003220900-1000CZG426A0100.00%0000001003230900-1000CZG426A1100.00%1000001003240900-1000CZG426A2100.00%0000021003250900-1000CZG426A17188.64%772000891003260900-1000CZG426A0100.00%0000001003270900-1000CZG426A0100.00%0000001003280900-1000CZG426A1100.00%0000011003290900-1000CZG426A2100.00%0000001003300900-1000CZG426A0100.00%000000　　如上表所示，在LAPD负荷过高时段，CZG426A小区出现了大量的突然掉话与其他掉话。网络中使用信令压缩或复用的小区，在高话务忙时由于LAPD链路拥塞，出现Abis N200*T200超时，测量报告丢失，载频工作不稳定等情况导致的掉话一定程度上影响了掉话率的指标。
3 与其他无线功能的作用
3.1 ACLC功能。当信令负荷较高的时候，该功能可能增加SDCCH信道，信令压缩或复用方式的使用，可能会导致LAPD 超负荷。为了应对SDCCH拥塞，沧州网络部分小区使用了ACLC的功能。
3.2 单载频承载的SDCCH数。 单载频能承载的SDCCH数，由参数MAXNOSDCCHTRX决定，根据爱立信alex的描述，单载频的TRX所承载的SDCCH/8数大于1时，LAPD复用所产生的LAPD的带宽很可能不能满足该载频上SDCCH信道对LAPD 吞吐率的要求。目前沧州网络CZBS16,CZBS19该参数设置为3， 其余BSC设置为2。由于沧州SDCCH话务量较高，较多小区存在单载频带2个SDCCH/8的情况，所以我们认为LAPD使用非压缩或复用模式，更能保证网络的稳定。
3.3 动态半速率。该功能将增加与TCH业务相关的LAPD负荷，如小区能将有可能存在更多的busy TCH信道。沧州网络忙时无线利用率持续在95%以上，半速率的使用率也较高，特别是农村地区和县区，而这些区域LAPD 复用与压缩的情况较多，这给网络增加了不稳定的因素。
4 总结
　　LAPD concentration与LAPD multiplexing 这两种功能，通过复用abis 64kb/s传输的方式，能够为我们节约资源和成本，但这两者的使用必须要遵循一定的原则，如寻呼量、载频数、SDCCH数、话务量等等，若使用不合理，就将会对网络带来较大的负面影响。网络中目前已发现较多类似CZG462A的小区，他们以忙时突发形式出现，在闲时问题又消失。而不合理的使用LAPD concentration 与 LAPD multiplexing的小区还较多，这些小区在LAPD 超负荷时，将很有可能会对网络带来较大的负面影响。