关于摩托罗拉PCU中PRP板负荷优化原则的应用研究
蔡玮
（中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司 杭州 310015）
摘 要 本文在摩托罗拉PCU各种配置原则的基础上，分析了PRP负荷对数据网络性能的影响及主要成因，提出了2种PRP负荷优化配置原则，优化原则的有效性得到了现网实施效果的验证。 关键词 EGPRS PCU PRP负荷
Application & Research On PRP Load Optimization
principle of Motorola PCU
Caiwei
（China Mobile GROUP Zhejiang CO.,LTD.Hangzhou Branch，Hangzhou 310012）
Abstract :Based on the hardware capability of Motorola PCU,we firstly analyze the data networks performance reducing infected by the PRP load and the main cause of the high PRP load,then we advance two PRP Load Optimization principles, these principles have been proved to be effectual in network.
Key word : EGPRS PCU PRP load
随着中国移动通信集团公司全面推行增强型通用分组无线系统（Enhenced General Packet Radio System，EGPRS）网络覆盖以来，用户对网络中速率提升的期望不断增加。但是在实际应用中，我们发现数据网络的实际速率与理论速率差距较大，用户对此投诉也较多。如何有效地提升数据网络各种性能，是摆在所有数据网络优化人员面前的一个关键课题。
1 摩托罗拉PCU设备介绍
在摩托罗拉的无线设备中，无线接入网部分处理用户数据业务（(E)GPRS）的设备称为PCU，如下图所示： PDN公用数据网PSTN公用电话Interne精品文档，欢GGSN精GGSN精品文MSC/VLRHLR/AUC 归属位置寄品文档，精品文PCU 精品文档，欢迎下载使用！ BSC 基站控制BTS 基站SGSN精品文档，BSS系统精品精品文档，欢迎
图1 摩托罗拉数据业务网络结构
每一个PCU中主要有两种硬件模块：MPROC和DPROC，MPROC模块为系统处理器板，用于控制整个PCU，通常配置为PSP；DPROC为非系统处理器板，根据具体模块处理内容的不同，可配置为PICP和PRP，分别处理信令及业务数据。一个典型的PCU硬件配置如下图所示：
图2 摩托罗拉PCU设备硬件配置面板
对于每一个小区，进行数据业务传输用的信道称为PDTCH信道。通常有三种不同传输速率的PDTCH信道：16Kbps、32Kbps和64Kbps。对于普通的GPRS业务，PDTCH信道可配置为16K和32K，而EGPRS的PDTCH信道则配置为64K。PRP板就是负责处理各种PDTCH信道数据传输的模块。
一个PRP板可以配置两个PMC，每个PMC可以配置两条GDS，每条GDS就是一个2M的传输链路，各小区中的PDTCH信道就是分配在这些GDS上进行数据业务传输。
图3 PRP板卡配置示例
根据摩托罗拉设备使用说明，当摩托罗拉无线设备支持的软件为GSR7版本时，PCU中各种资源配置限制条件如下：
（1）PRP配置情况（根据每PCU单元配置的PRP数规划PDCH总数）：
每个PRP 可配置120 PDCH信道；这些PDTCH信道是不区分普通GPRS信道还是EGPRS信道。
设：PRPnum：每个PCU下配置的PRP处理板数；
PDCHnum: 理论每个PCU单元可配置的PDCH信道总数； PDCHnum = PRPnum * 120
（2）GDS配置情况(根据每PCU单元配置的GDS数规划PDCH数)：
每GDS可配置30个64K TRAU(数据帧), 即： 30 个 64K PDTCH 信道； 60 个 32K PDTCH 信道； 120 个 16K PDTCH 信道； （3）PDTCH配置情况：
一般情况下每PDTCH信道可容纳的用户数为4，每信道的吞吐速率由用户共享。
根据摩托罗拉的配置原则，每个PRP板可同时激活的PDTCH信道数为30个（与PDTCH信道类型无关），另外每个PRP板实际激活的信道数与PRP负荷有直接的关系。
当PRP板上的30个PDTCH信道同时激活时：其负荷统计指标PRP_load_max =100。而如果一个PDTCH信道被1－4个用户同时使用时，PRP_load_max统计值在（100－400）之间。这将极大的影响用户的使用速率。
下表为PRP管理小区激活的信道数和PRP_Load_max的比较：
Number of timeslots pending service in a 20 msec block period PRP load 0-30 31-60 61-90 91-120 0-100 101-200 201-300 301-400 2 PRP负荷及其对数据业务的影响
2.1 PRP负荷对数据业务的影响分析
随着杭州地区EGPRS工程的不断推进，关于数据用户投诉
根据摩托罗拉的设备手册说明，当PRP_load_max>100时，单块PRP板卡上实际需要处理的PDTCH信道数将大于30，而单块PRP板的同时可激活能力为30，由此可推断，此时部分用户是分时共享数据业务服务的。这也就意味着，当PRP_load_max>100时，用户数据业务是存在延时性的，速率也会有所下降。
为了验证以上推论，我们选取了两组小区进行现场测试，第一组现场测试小区，满足以下条件：
（1）小区均已开通EGPRS功能；
（2）为保证小区无线环境良好，测试小区均为信号覆盖良好的室内分布小区； （3）小区对应的拥塞指标性能良好，未见明显拥塞；
（4）小区所在的PRP板满足：PRP_load_max>100
第二组测试小区，除了不满足前面提到的第4点以外，其余条件均同第一组。
在对以上各小区测试结果分析发现：第一组小区FTP平均下载速率约在60Kbps左右；而第二组小区的FTP平均下载速率均在120Kbps以上。由此可见，PRP负荷是影响数据业务速率的关键因素之一。
2.2 PRP超负荷原因分析
获得以上结论后，进一步对各种超负荷的PRP板分析可发现，造成这种超负荷的现象主要有两种情况：
情况一：整个PCU下数据业务繁忙
这种情况下：整个PCU下的数据业务较忙，PDCH信道配置较多，此时PCU下的各prp板负荷普遍偏高；现网中该情况的示例如下表：
PCU PCU01 PCU01 PCU01 PCU01 PCU01 PRP_ID 3 4 5 6 11 PMC挂一个GDS的总数 2 2 2 2 2 PMC挂两个GDS的总数 PRP_load_max 120 110 103 120 120 PRP_load_mean 24.86 26.598 22.701 35.435 38.114 PCU01下共有5块PRP板。这些PRP板的负荷虽然比较均衡，但负荷都在100以上，这说明目前所有的PRP板都十分繁忙，这会造成PRP板上承载的小区数据速率下降。
在此情况下需新增PRP板以分担每块PRP板的负荷。 情况二：PCU下PRP板配置不均衡
这种情况下是由于同一个PCU中的PRP板分配资源不均衡，导致某些PRP板的负荷较重，而其他的板卡负荷较低。现网中该情况的示例如下表：
PCU PCU02 PCU02 PCU02 PCU02 PCU02 PRP_ID 3 4 5 11 12 PMC挂一个GDS的总数 2 2 2 PMC挂两个GDS的总数 4 4 PRP_load_max_max PRP_load_mean_max 100 143 196 83 83 16.583 32.298 51.869 18.353 15.369 PCU02共有5块PRP板，从上表可见PRP 4 和PRP 5的负荷明显比其他PRP板要高出40以上，而仔细核对PRP板的硬件配置，除了这两块PRP板配置了4条GDS之外，其他PRP板均只配置了2条GDS。这说明由于摩托罗拉设备软件缺陷，不能自动将小区时隙配置在下挂时隙较少的PRP板上。当PCU中各PRP板的硬件配置不均衡时，部分PRP板常常会出现超负荷的现象，从而导致不同PRP板上承载的小区瞬时吞吐能力出现明显差异。
在这种情况下，需对PRP板配置进行扩容及调整，以保证PRP板配置的均衡。
3 PRP板负荷优化配置原则
原则一
通过以上分析，要提高小区数据传输速率，首先需要解决PRP超负荷问题。目前市场上十分普遍的手机类型为class10，此类手机每个用户最多可同时占用4个PDCH信道进行数据业务的下行传输。对于EGPRS信道而言，每个PDCH信道为64Kbps的速率，如果要达到用户的吞吐量在100kbps左右，则用户手机最少需占用2个PDCH（2*64K）信道或占用4个PDCH(4*32K)信道但和另外一个用户共享。
虽然每个PRP板可配置120个PDCH信道，但每个PRP板同时最多只能激活30个PDCH信道。在实际的配置中，一个PRP板下不可能只配置30个PDCH，该PRP管理下的小区也不可能最多只有30个用户。
我们通过对现网中的PCU03的分析来说明PCU中PRP板配置原则：PCU03共配置了5个PRP板，每个PRP板中分别配置了2个GDS，下表为负荷优化前各PRP板中的小区，PDCH信道及PRP负荷均值的分布情况：
PCU PRP PCU03 1103 PCU03 1104 PCU03 1105 PCU03 1106 PCU03 1107 携带基站信息 3,5,6,7 3,4,7,66,90 2,20 1,3,4,89,90 1,4,16 携带小区数 7 6 5 6 5 配置PDCH数 43 45 43 58 41 峰值负荷 36.4 47.2 55.8 154.13 60.53 结合上表及现场实际测试发现：管理60个左右PDCH的PRP 6（1106）负荷非常繁忙，严重影响其管理下的小区中的数据业务下行速率；而管理40多个PDCH的其他PRP板的性能非常稳定，CQT和DT的效果也非常理想。PRP板的实际负荷与这些PDCH的忙闲程度有关。
根据这些分析，结合实际测试情况，我们认为：当每个PRP板实际管理的PDCH信道数在40－50个之间，且PRP的最大负荷不超过70％时（考虑余量），PRP负荷和实际的现场测试都处于较理想的情况。
根据这一原则每个PCU配置的PRP理论数应满足： 原则一：PRPnum?roundup(?PDTCH/45)
cell原则二
如果考虑以一个PRP板可同时处理的PDCH信道数来计算现网各PCU所需的PRP数，则换算公式如下：
需求PRP数＝BSC中实际PDCH信道占用总数/单个PRP处理能力
根据摩托设备使用手册的说明：每个PRP板可同时激活的PDCH信道数为30个；同时BSC中实际PDCH信道占用总量可以用BUSY_PDTCH_MEAN来表示，又因为通常情况下，数据业务传输主要在下行链路中，故可以用下行的BUSY_PDTCH_MEAN来表示BSC中实际PDCH信道占用数。
综上，有：
PRPnum?roundup(?DL_BUSY_PDTCH_MEAN/30)
cell
摩托罗拉PCU中PRP板负荷优化原则的应用探讨
