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中国移动设计院马奔腾:让3G网络无懈可击

http://www.sina.com.cn  2006年09月27日 17:39  赛迪网

  【赛迪网讯】

  中国移动集团设计院马奔腾

  对于3G网络这样超级复杂的网络,无论相对哪一种标准,讨论其可靠运营都是一项浩大而系统的工作。在网络设计之初,我们就要综合考虑网络提供各种业务的质量、网络的可靠性以及网络的存活特性。这三者侧重点不同,在实际运营中相互关联相互影响。

  对于3G网络,例如WCDMA系统(下文如不做特殊说明3G网络特指WCDMA网络)经过多年的完善,对于失败的界定、功能的完备以及输出的连接或服务都有较为严格的界定,所以我们对3G网络的可靠性考虑集中在失败概率、条件和时间三个方面,这三个方面恰如其分地和3G中QoS的保证相对应。

  接入层可靠性要素

  我们所说的3G运营可靠性可以简单抽象地认为一个新呼叫从产生经过接纳到自然终止这样一个连接的完整过程的可靠性,但是从系统科学的原理我们得知,保证这样一个连接的可靠性并不能保证整个网络系统的整体涌现特性是可靠和稳定的,即简单子系统的和不等于复杂系统或复杂巨系统的表征。通过对3G标准架构中QoS的保证我们可以看到这个现象:

  3G系统为了确保网络可靠性,在整个架构中突出并加强了无线资源管理。将其接入层面的可靠性基本纳入无线资源管理(RRM)功能中。

  很多学者通过对3G现有可靠性的考虑,已经发现了3G目前基于简单、基于单连接功率调节的方法远不能适应大规模3G网络的调整和可靠运营,同时在实际运营中,我们会发现面向全局的RRM仅停留在面向单小区层面也是不足的,应进一步做扩大控制范围的尝试,并改进控制手段和估量判决的方法,由此我们组合出了许多新的可靠性控制方案,特别是在面向全局的RRM方面有所突破。

  需要从移动台向基站反馈信息

  从对3G发挥其现有优势,补足其不足的起点出发,3G在速率适配和SINR预测和估量方面有所加强,如HSDPA预约方式或动态信息自适应方式基本上开始考虑基于连接的质量和系统负载估量,目前的实用预约和速率自适应方式在简单功率估量的基础上进了一步,开始依靠SINR或等价信息的综合估量,通过一系列手段完成速率自适应,如HSDPA中的自适应编码、混合ARQ、未来将使用的多发多收技术等等。

  另一角度在决策信息区域类型和颗粒方面,我们理解面向半全局(如若干个集簇小区)的RRM方案相比较更能贴近网络实际情况,同时不同小区间的信息交互使得半全局的RRM成为可能,也使得RNC以及RNC与RNC间的交互作为通程可靠性的元素更加重要,实际中无线资源池的使用将进一步加强这种趋势。

  通程可靠性保证

  我们看到大部分的稳定控制是在一定的条件下进行的。例如最优的接入控制方案通常考虑的是满足服务质量要求的同时最大化资源利用率,控制手段越多,网络可靠条件越多,导致在信令方面的开销和强壮性受到考验,业务连接的可靠性要求转移到信令交互连接的可靠性和估量的准确性两个方面,从而进一步提出了从非接入层(NAS)至接入层通程可靠性保证的思想。

  实际上在2G(GSM)当中已经有了这种初步构想,例如在GSM交换系统中的跟踪(Trace)功能(GSM12.08中定义),在对单连接做全程操作记录的基础上虽然没有进一步的分析和优化功能,但是对网络可靠运营来说,在此基础上形成通程的智能化控制和决策成为可能。这种传统方法实质上是网管系统的加强形式。

  对于3G网络,这样方法是远远不足的,OMC通常不能有效反映出NodeB的所有问题。目前3G的OMC也不能给出所有的参数。以WCDMA为例,信令比2G(GSM)增加了很多,如DCCC从判决到执行的整个信令流程,具有多次信令反复,因此很有必要做信令的接口测试,从信令消息的大量统计中发现有问题的小区,这是进一步分析的基础。如果想获得实效的测试结果,应对Uu和Iub进行实际跟踪测试。同时,对测试的结果结合IuPS和IuCS的信息进行后台的综合分析处理。为此OMC结合RNC信令的设计方案更能适应通程管理。

  这种工具最终应该根据网络现状,以历史统计数据为基础,分析运营商3G网络性能状况,同时应具备进行必要的进一步分析测试(网络拓扑结构分析、网络规划数据的审查、Iub、IuPS和IuCS以及今后的Iur统计测试、数据库参数分析、拨打和路测、告警的过滤、预测、网络资源瓶颈的分析等功能,可以生成各项历史数据图表,趋势图,为稳定网络提供方法论等。这种工具应该结合现有网络运行统计数据和一段时间内的网络运行统计历史数据、图表等结果,对3G网络的各项整体指标的变化和趋势进行比较分析和预测。特别是就各项指标的合理范围给出建议,识别确认网络问题之所在,对潜在的问题提出预防性措施和建议,针对各省市地中存在的普遍性问题,将给出问题的描述和解决方法,对网络的个别突出性问题,工具应有适当的进一步分析测试功能,从而能够具有一定解决特殊场景和问题的能力。更高的要求例如具有学习和联想能力等等将复杂化这种工具,目前在3G用户和业务处于初始发展的阶段,开发还有待时日。但是我们可以认为对于复杂的2G/3G混合组网以及3G网络不断演进变化,通程可靠性综合考虑的思想必将催生这种类似的智能工具,并把智能管理的思想带入网络运营当中。

  通过对3G协议基本设计思想和网络实际演进的综合分析,我们看到资源的分配和管理、控制判决的属性、控制和业务层面的均衡以及通程质量控制等是网络侧可靠运营的基本要素。这些要素决定了我们在开展3G运营之初,在理论上必须经过相当一段时间、相当的用户、业务规模的试用,才能积累足够的控制和业务层面的知识,协调好几方面的关系,最终确保3G网络可靠稳定运转。

  链接:根据传统系统定义可靠性

  *失败的界定:每个连接或服务都至少存在成功和失败两种根本性能表征,成功和失败的界定应该是无歧义的。

  *失败概率:有了完备的失败界定,可以进一步以失败的发生概率来度量可靠性。

  *输出连接或服务:网络提供的连接和服务作为整个系统的输出应该有完整定义。

  *功能的完备:网络提供的连接和服务作为整个系统的输出在系统内部应有明确的发起方和终结方。

  *条件:网络提供的连接和服务作为整个系统的输出时所必备的条件。

  *时间:网络提供连接和服务作为整个系统输出的有效时间或需要度量成功或失败的有效时间。(n101)

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