CDMA网络拥塞问题分析和解决方案指导书

CDMA网络拥塞分析和处理
指导书
中国电信集团公司
2009年1月
编写说明：
为夯实CDMA网络基础、应对用户大规模发展和新业务开展的需要，改善网络质量及提高用户感知，根据集团公司整体工作安排，无线网络优化中心组织对CDMA 网络拥塞、边界覆盖、高层导频污染、设备显性/隐性故障、网络结构和系统缺陷等问题进行专项分析和优化。

本册为《CDMA网络拥塞分析和处理指导书》，对网络拥塞的主要原因进行分析，针对不同的场景，给出了对应的解决方法，供各省在预防及处理网络拥塞问题时参考。

各设备厂家对应的指标提取及参数调整的操作指南，将作为本指导书的附件一并提供。

在本指导书的编写过程中，江苏省分公司提供了很多支持和帮助，在此谨代表编写组表示衷心的感谢！
本管理办法主要编制人员：
于媛中国电信集团公司无线网络优化中心
刘亚中国电信集团公司无线网络优化中心
陈德金中国电信江苏省公司
陆强中国电信江苏省公司
罗宁中国电信四川省公司
刑博中国电信广东省公司
陈烜中国电信福建省公司
黄毅华中国电信广州研究院
邓博存中国电信广州研究院
毛聪杰中国电信北京研究院
目录
一、概述 (4)
二、网络产生拥塞的原因 (4)
2.1BTS侧 (4)
2.1.1 物理信道资源不足 (5)
2.1.2 逻辑业务信道资源不足 (5)
2.1.3 基站前向功率不足 (5)
2.1.4 寻呼信道资源不足 (6)
2.1.5 接入信道资源不足 (6)
2.2传输侧 (7)
2.3BSC侧 (7)
三、拥塞的发现及预测 (7)
3.1日常监控 (7)
3.2阶段性系统负荷分析 (8)
3.2.1 现网负荷分析 (9)
3.2.2 用户发展引起的负荷增长及拥塞预测 (9)
四、拥塞解决方案 (9)
4.1W ALSH码资源不足 (9)
4.2CE资源不足 (10)
4.3前向功率不足 (11)
4.4寻呼信道资源不足 (11)
4.5接入信道资源不足 (12)
4.6传输链路资源不足 (13)
4.7BSC各板件资源不足 (13)
五、突发高话务拥塞预测及解决方案 (13)
5.1大型集会及活动突发高话务 (13)
5.2节假日期间短信突发高话务 (14)
一、概述
拥塞是所有具备承载业务功能的无线网络系统中常见的问题，是引起网络质量和用户感知下降的重要原因之一。

拥塞对用户感知的影响，主要体现在：呼入呼出困难、多次拨打才可接通、有信号但是无法起呼、容易掉话、通话质量较差等方面。

当前正处在用户快速增长的时期，网络负荷不断增加，如果不注意进行网络的负荷及拥塞分析，容易发生大面积的拥塞事故。

因此，必须采取措施进行拥塞的预防与控制。

本指导书通过分析网络产生拥塞的原因，给出了进行拥塞分析的常用方法，并针对各种拥塞场景给出了解决思路。

各省可参照进行相关的分析及处理，预防及解决网络的拥塞问题，改善网络质量，提升用户感知。

二、网络产生拥塞的原因
CDMA用户的一次呼叫，需要涉及BTS的Walsh码、CE、前向功率、公共信道开销等资源；需要涉及传输链路资源；需要涉及BSC 中信令处理板、声码器等资源。

拥塞产生的主要原因是上述资源不足，以下分别阐述。

2.1 BTS侧
BTS侧拥塞的原因主要包括：物理信道资源不足、逻辑业务信道
资源不足、基站前向功率不足、寻呼信道资源不足、接入信道资源不足等。

2.1.1 物理信道资源不足
物理信道资源主要取决于CE的数量。

CE即Channel Element，用于CDMA系统的信道调制解调。

CE的数量决定基站支持的并发用户数（含软切换）。

CE在基站内的小区及载频间共享。

当配置的CE不足时会引起拥塞。

2.1.2 逻辑业务信道资源不足
逻辑业务信道数主要由Walsh码资源决定。

Walsh码资源和CE资源存在区别，CE资源是整个基站共用，Walsh码资源每载扇只有64个（RC3），当可用Walsh码数量不足时会引起拥塞。

2.1.3 基站前向功率不足
基站前向功率是有限的，前向功率的消耗主要由固定的公共信道消耗和基于用户数及无线环境的业务信道消耗组成。

用户数增加以及用户渐远等因素对基站前向功率的需求增加，但是基站功率是一定的，这就会出现通常所说的功率不够用的情况，拥塞也就在所难免。

前向准入门限设置不合理等因素也会引起基站前向功率不足的拥塞。

2.1.4 寻呼信道资源不足
寻呼信道用于用户寻呼、公共消息广播等。

当寻呼信道负荷过高时，会引起寻呼信道的拥塞。

一般认为当寻呼信道负荷超过70%时，会引起寻呼信道拥塞。

在MSC侧可以设置短信使用业务信道传输的触发门限，字节数小于该门限的短信会在寻呼信道下发，当该类短信较多的时候，会引起寻呼信道的拥塞；
LAC规划不合理，如LAC规划过大，导致寻呼量较大；或LAC 区边界位于高话务区域或人流量较大的交通要道，导致位置更新频繁，同样会引起寻呼信道的拥塞；
寻呼机制配置不合理，也会引起寻呼信道的拥塞。

2.1.5 接入信道资源不足
接入信道用于用户接入或登记时的信令交互，过多用户同时接入或登记，会引起接入信道的拥塞。

一般认为当接入信道负荷超过60%时，会引起接入信道拥塞。

REG_ZONE边界位于高话务区域或人流量较大的交通要道，导致位置更新频繁，会引起接入信道的拥塞。

用户登记机制设置不合理，同样会引起接入信道的拥塞。

如TOTAL ZONE设置过小，当用户处于多个位置区的边界时，会频繁登记，导致接入信道拥塞。

2.2 传输侧
传输链路包括BTS与BSC之间的Abis链路、BSC与MSC之间的A2链路及BSC之间的A3链路。

传输链路带宽不足，而吞吐量过大时，会引起传输拥塞。

2. 3 BSC侧
BSC的各处理板CPU负荷过高、声码器及PCF配置不足、信令接口配置不足等，会引起BSC的拥塞。

三、拥塞的发现及预测
3.1 日常监控
日常应建立有效的拥塞监控机制，通过网管指标分析、监察设备告警及日志等手段，及时发现及预防拥塞。

主要有：
通过业务信道拥塞率、Walsh码话务量，Walsh码拥塞次数等统计指标来分析是否出现Walsh码拥塞；
通过业务信道拥塞率、CE话务量，CE拥塞次数等统计指标来分析是否出现CE拥塞；
通过业务信道拥塞率、前向发射功率峰值负荷、前向发射功率忙时平均负荷等统计指标以及功放过激告警等，分析是否出现前向功率拥塞；
通过寻呼信道负荷分析是否出现寻呼信道拥塞；
通过接入信道负荷分析是否出现接入信道拥塞。

由Walsh码、CE及前向功率不足引起的业务信道拥塞是相互关联的，一般来说，分析步骤如下：
3.2 阶段性系统负荷分析
应建立有效的系统负荷定期分析制度，周期性地对空口资源、设备负荷、传输链路负荷等进行分析，并结合用户发展规模预期，评估现网容量，提前做好网络扩容准备工作。

空口资源的相关分析与3.1节基本类似，其他如下：
3.2.1 现网负荷分析
可以通过传输吞吐量峰值负荷及平均值负荷分析是否出现传输链路资源不足；另外，通过CPU负荷、BSC级别各板件利用率来分析是否出现BSC资源不足。

3.2.2 用户发展引起的负荷增长及拥塞预测
根据近期VLR用户数增长趋势、市场部门放号计划及促销活动、增长用户的地理分布，结合现网的配置容量，来预测网络负荷增长及拥塞情况，提前做好网络扩容准备工作。

四、拥塞解决方案
4.1 Walsh码资源不足
在网络相对稳定时，Walsh码资源不足不会出现在成片区域，一般出现在部分小区。

Walsh码资源不足需要结合区域的Walsh码话务量、软切换比例及前向功率负荷等进行分析。

不同场景处理方法不一样，此处列出常见场景的处理方法。

场景1：基站各载频及临近区域基站话务量均很高
解决方案：增加载频或者站点。

对于基站密度较高的区域，可以通过新建独立信源加室内分布系统的方式吸收话务，解决网络拥塞问题。

场景2：基站各载频话务量差异较大
解决方案：通过基于载频话务均衡的算法进行载频间话务动态均衡。

如MOTO通过修改CARRLOADMGT参数进行载频间话务动态均衡。

场景3：基站各载频话务量差异不大，临近基站话务量不高
解决方案：可以通过调整天线的方位角、下倾角、发射功率等方式，收缩拥塞小区的覆盖范围，减少小区话务负荷，解决拥塞。

可以通过调整本小区及相邻小区的切换参数，减少因软切换占用的Walsh码资源，解决拥塞。

场景4：高速数据业务占用Walsh码资源过多
解决方案：限制高速数据业务的接入，同时考虑语音业务及数据业务之间的平衡。

如MOTO设备可以设置语音业务Walsh码预留个数，或数据业务的最高速率，来限制高速数据业务，解决拥塞。

场景5：Walsh码资源不足，但功率不受限
解决方案：使用RC4配置方式。

RC4使用场景的建议：RC3用于语音以及数据FCH，RC4用于SCH。

4.2 CE资源不足
场景1：基站各载频及临近区域基站话务量均很高
解决方案：增加CE资源或者增加站点。

对于基站密度较高的区域，可以通过新建独立信源加室内分布系统的方式吸收话务，解决网络拥塞问题。

场景2：本站话务量高，临近基站话务量不高
解决方案：可以通过调整天线的方位角、下倾角、发射功率等方式，收缩拥塞基站的覆盖范围，减少基站话务负荷，解决拥塞。

可以通过调整本基站小区及相邻小区的切换参数，减少因软切换占用的CE资源，解决拥塞。

4.3 前向功率不足
场景1：基站前向功率不足，话务量也很高
解决方案：增加载频或者增加站点。

对于基站密度较高的区域，可以通过新建独立信源加室内分布系统的方式吸收话务，解决网络拥塞问题。

场景2：基站各载频话务量差异较大，前向功率负荷差异也较大解决方案：通过基于载频话务均衡的算法进行载频间话务动态均衡。

场景3：基站各载频话务量差异不大，临近基站话务量不高
解决方案：可以通过调整天线的方位角、下倾角、发射功率等方式，收缩拥塞小区的覆盖范围，减少小区话务负荷，解决拥塞。

可以通过调整本小区及相邻小区的切换参数，减少因软切换占用的前向功率资源，解决拥塞。

4.4 寻呼信道资源不足
场景1：LAC区规划不合理引起寻呼信道拥塞
解决方案：LAC区的规划不应该过大，同时LAC区的边界不应位于高话务区域或人流量大的交通要道。

对于LAC区规划不合理引起的寻呼信道拥塞，应重新调整LAC区的大小及边界，解决拥塞。

场景2：话务量过高引起寻呼信道拥塞
解决方案：增加载频或者增加站点解决寻呼信道拥塞。

场景3：寻呼机制不合理引起寻呼信道拥塞
解决方案：优化寻呼机制。

如通过减少一次寻呼的范围，来降低寻呼信道的负荷，同时可采用扩展LAC区寻呼的机制以避免寻呼成功率下降。

场景4：短信引起寻呼信道拥塞
解决方案1：在MSC侧降低短信走业务信道的触发门限，减少短信对寻呼信道的占用。

解决方案2：如果是因为SP群发短信引起的寻呼信道拥塞，可以在核心侧通过短信流量控制手段来缓解拥塞。

解决方案3：在话务量不高的情况下可以根据实际情况增加寻呼信道数量，但考虑增加寻呼信道到对其他资源（前向功率、Walsh码等）的影响，须谨慎使用。

4.5 接入信道资源不足
场景1：REG_ZONE规划不合理引起接入信道拥塞
解决方案：REG_ZONE的规划不应该过小，同时REG_ZONE的边界不应位于高话务区域或人流量大的交通要道。

对于REG_ZONE
规划不合理引起的接入信道拥塞，应重新调整REG_ZONE的大小及边界，解决拥塞。

场景2：登记机制设置不合理引起接入信道拥塞
解决方案：优化登记机制。

如调整TOTAL ZONE、ZONE TIMER，改善多个位置区交界处频繁登记现象，解决拥塞。

4.6 传输链路资源不足
扩容增加相应资源。

4.7 BSC各板件资源不足
场景1：BSC承载话务量较高
解决方案：对于BSC的帧处理板、声码器及PCF板件等资源板件负荷过高，资源不足的情况，可以通过增加相应板件解决BSC拥塞。

场景2：部分参数设置不合理
解决方案：优化参数设置。

如REG_PRD设置过小，当用户规模较大时，登记次数过多引起信令处理板负荷过高及相关信令链路拥塞。

可以根据实际情况适度增大REG_PRD。

五、突发高话务拥塞预测及解决方案
5.1 大型集会及活动突发高话务
通过预测区域的忙时峰值人数、忙时峰值人数中CDMA用户所
占比例以及忙时CDMA用户人均话务量，来预测区域的突发话务量，并与设备当前容量进行对比，分析是否存在资源不足的情况。

与日常拥塞的解决思路不一样，可预见性的大型活动的拥塞问题，主要通过临时增加板件、载频等方式来解决。

同时，通信应急车也是较有效的解决方案之一。

5.2 节假日期间短信突发高话务
首先要提前检查系统的负荷控制机制是否正常，防止出现宕机风险。

如检查MOTO 设备的RATEOVLD和CAPOVLD是否与厂商推荐值一致。

其次，可以通过在短信中心调整短信发送机制和限制SP群发短信数量，来缓解短信突发高话务引起的网络拥塞，
最后，可以通过在MSC侧降低短信走业务信道的触发门限参数，减少短信对寻呼信道的占用，避免寻呼信道拥塞。