吳珍妮

中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司合肥市分公司，安徽 合肥 230061

引言

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，智能手機(jī)、各類(lèi)型App的廣泛應(yīng)用，移動(dòng)用戶數(shù)量迅速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、信令流隨之劇增，直接對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大的負(fù)載壓力。RNC（Radio Network Controller，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器）屬于UTRAN（UMTS 地面無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)）的一部分。UTRAN 無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)或多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（RNS）， 一個(gè)RNS 由一個(gè)RNC和一個(gè)或多個(gè)Node B 構(gòu)成。RNC主要負(fù)責(zé)無(wú)線資源的管理。它一方面通過(guò)Iu 接口同電路域和分組域核心網(wǎng)相連；一方面負(fù)責(zé)管理和控制Node B，并負(fù)責(zé)空中接口與UE 之間的L1 以上的協(xié)議處理[1]。在無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中，RNC處于承上啟下的關(guān)鍵地位。作為無(wú)線側(cè)主設(shè)備，提供移動(dòng)性管理、呼叫處理、鏈接管理和切換機(jī)制，是流量匯集、轉(zhuǎn)換、軟硬呼叫轉(zhuǎn)移及智能小區(qū)和分組處理的重點(diǎn)網(wǎng)元。面對(duì)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)帶來(lái)的擁塞威脅，最直接的做法是增加RNC設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)處理能力；但在投資有限無(wú)法新增RNC設(shè)備的情況下，如何控制現(xiàn)網(wǎng)RNC的硬件負(fù)荷，提高資源利用率，減少硬件處理能力帶來(lái)的瓶頸，是本方案討論的主要內(nèi)容。

1 負(fù)荷影響因素

影響RNC硬件負(fù)荷的原因有：

（1）基站/小區(qū)數(shù)：覆蓋受限場(chǎng)景下，基站不斷擴(kuò)容，平均每個(gè)基站的用戶數(shù)和業(yè)務(wù)量都很低，此時(shí)基站/小區(qū)維度會(huì)成為瓶頸。（2）在線用戶數(shù)：在線用戶數(shù)很多，平均每用戶的業(yè)務(wù)量不大，此時(shí)在線用戶數(shù)會(huì)成為瓶頸。（3）控制面處理能力：如果用戶移動(dòng)頻繁，或采用智能手機(jī)，有大量信令，則控制面處理能力（BHCA）會(huì)成為瓶頸。（4）用戶面處理能力：如果控制面信令正常，而用戶面話務(wù)量或數(shù)據(jù)量較大，則用戶面處理能力（話務(wù)量/數(shù)據(jù)流量）會(huì)成為瓶頸。

2 負(fù)荷控制方案描述

針對(duì)信令面負(fù)荷帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)影響，以某市運(yùn)營(yíng)商的RNC設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，主要體現(xiàn)在IUR口負(fù)荷偏高。Iur 接口是兩個(gè)RNC 之間的邏輯接口，用來(lái)傳送RNC 之間的控制信令和用戶數(shù)據(jù)。如果RNC之間相鄰邊界處切換量大，則承載Iur接口業(yè)務(wù)的CMP模塊以及Iur物理接口負(fù)荷會(huì)偏高。若RNC邊界規(guī)劃靠近交通干道或大型活動(dòng)場(chǎng)所，則易受用戶行為影響產(chǎn)生突發(fā)性的負(fù)荷沖高。針對(duì)此問(wèn)題，可對(duì)Iur接口進(jìn)行IP化改造。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，RNC間互聯(lián)Iur口采用155 M傳輸方式互聯(lián)，采用MTP3協(xié)議。IP化改造后，Iur口均采用GE口互聯(lián)，M3UA協(xié)議，既可以節(jié)約局間155 M電路，又可使負(fù)載IUR口業(yè)務(wù)的RNC硬件模塊負(fù)荷降低。

在運(yùn)營(yíng)中，以某主流通信設(shè)備廠商的 RNC設(shè)備為例，信令面負(fù)荷具體表現(xiàn)為RCB板的CPU負(fù)荷。RCB（RNC和針對(duì)性擴(kuò)容。在機(jī)框槽位資源受限、無(wú)法擴(kuò)容單板Control plane processing Board）為呼叫控制處理板，連接在交換單元上，完成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層的控制面信令協(xié)議（RRC、NBAP、RANAP、RNSAP）處理和無(wú)限資源管理功能[2]。RCB處理板又分為CMP模塊和DMP模塊。DMP負(fù)責(zé)處理UE相關(guān)的無(wú)線過(guò)程，DMP采用資源池工作方式，輪選的均衡機(jī)制。CMP模塊為基站/小區(qū)服務(wù)，并處理Iu/Iur接口的無(wú)連接消息，每個(gè)必須歸屬在某一個(gè)CMP上，CMP采用主備工作模式，和基站及Iu口間是固定關(guān)聯(lián)的。當(dāng)CMP存在負(fù)荷不均時(shí)，可根據(jù)Iu口和基站負(fù)荷情況，手動(dòng)調(diào)整CMP的基站歸屬。

用戶面負(fù)荷造成的負(fù)載壓力，具體表現(xiàn)為 RUB板的CPU負(fù)荷。RUB（RNC User plane processing Board）為用戶面處理板，處理用戶面協(xié)議，提供以太網(wǎng)端口和交換單元的二級(jí)交換子系統(tǒng)相連，完成對(duì)于CS 業(yè)務(wù)FP/MAC/RLC/UP 協(xié)議棧的處理和 PS 業(yè)務(wù)FP/MAC/RLC/PDCP 的處理，也要完成對(duì)于 PS 業(yè)務(wù)的GTP-U 的協(xié)議處理功能。硬件上采用DSP 加以實(shí)現(xiàn)，采用資源池工作方式和輪選的均衡機(jī)制。在具體 RNC設(shè)備中，RUB單板可能分布在幾個(gè)機(jī)框中。若要減少框間交換，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷均衡，可針對(duì)每個(gè) IUB局向，以指定某一框的RUB為優(yōu)先選擇，并根據(jù)不同RNC所負(fù)載業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)量，基于現(xiàn)有RNC配置對(duì)其進(jìn)行拆閑補(bǔ)忙的情況下，對(duì)于全天負(fù)荷峰值高于或接近 70%的 RUB單板，采用更換 RUB單板的方法降低負(fù)荷，將其更換成新版本 RUB板卡，在負(fù)擔(dān)同樣的業(yè)務(wù)情況下，增強(qiáng)型RUB單板表現(xiàn)出的較低負(fù)荷值。

表1 用戶面忙時(shí)負(fù)荷均值

表2 信令面忙時(shí)負(fù)荷均值

3 效果呈現(xiàn)

以某市某電信運(yùn)營(yíng)商某年4月對(duì)比12月的開(kāi)站情況為例，單載波基站總數(shù)量增加30%、雙載波基站增加50%、微蜂窩增加54%。對(duì)比當(dāng)年4月與12月最后一周全日3G話務(wù)量、流量情況，話務(wù)量增長(zhǎng)22.6%，上行流量增長(zhǎng)72.86%，下行流量增長(zhǎng)31.69%。12月最后一周屬全年的業(yè)務(wù)高峰，觀察各 RNC用戶面及信令面硬件負(fù)荷情況，忙時(shí)均值均未超過(guò)50%。

[1]李紅志，劉桂英.RNC實(shí)際承載能力分析[J].通訊世界，2015（16）：217-219.

[2]譚韻瑩. A市RNC至B市MME局向不可達(dá)故障案例分析[J/OL].（2016-08-08）.http://cnki.net/kcms/detail/44.1522.TH.20160808.1700.102.htm.