GSM网络负荷和安全性分析

GSM网络负荷和安全性分析河南NOKIA无线网络规划和优化GSM和GPRS网络负荷和安全的主要内容网络负荷和安全性分析的背景

网络负荷的概念和范畴GSM无线网络负荷和安全分析NSS网络负荷和安全分析GPRS网络负荷和安全分析监测方法和工具

针对无线侧紧急预案网络负荷和安全性分析的背景网络话务量和用户在持续、快速增长；移动网络业务在不断丰富；移动通信市场竞争激烈，各种市场促销手段层出不穷，造成话务量急剧增长，且难以预测；由于网络扩容、建设的力度及速度受到投资以及人员的限制，很难跟上市场容量的需求，网络负荷在各个网络环节上都节节攀升；政府及民间的各项活动频繁，特别是在传统的节假日，以及恶劣天气、交通拥堵等意外情形，突发性的话务增长在所难免；网元的软硬件升级、优化调整等产生的意外情形；短信的冲击，使网络负荷不再局限于话务量，信令的超负荷对网络更具有杀伤力；较大面积的基站、传输中断等；其它。。。；网络负荷和安全问题日趋重要，网络负荷需持续、长期关注网络负荷的概念和范畴网络负荷是一个全局的概念，我们不能单独就某一点进行分析，应该综合考虑！GSM无线网络负荷和安全分析BSC容量BSC单元负荷LAC寻呼负荷A接信令负荷Abis接口负荷无线信令信道的负荷（RACH、AGCH等）GSM无线网络负荷和安全分析

------BSC容量BSC2i最大可以容纳512TRX（未考虑半速率），可以处理的最大话务量为3040Erl（经验值）；BSC3i最大可以容纳660TRX（未考虑半速率），可以处理的最大话务量为3920Erl（经验值）；在BSC容量达到80％时就需要考虑扩容或BSC分裂以及基站的位置调整；具体情况还要根据各个地方的话务模型来确定；BSC容量还需要考虑ET板（amaximumof62ET2-unitsinactiveuse）、BCSU单元处理能力；GSM无线网络负荷和安全分析

------BSC单元负荷BCSU（最大安全值为60％，70％为临界状态）MCMU（最大安全值为60％，70％为临界状态）OMU（最大安全值为60％，70％为临界状态）MB（最大安全值为60％，70％为临界状态）系统的灵敏度系统负荷可以通过184报告得BSC各单元负荷。NOKIA可以根据用户提供的输入，模拟出各个处理器的负荷。系统负荷与系统灵敏度之间的关系，可以看出如果系统负荷超过了正常标准，系统灵敏度下降很快，严重时会造成系统重启。GSM无线网络负荷和安全分析

------LAC寻呼负荷对于16Kbite/s的LAPD信令链路，LAC相关安全门限是：（1）Paging消息为100K;（2）用户数为10万；（3）话务量为1500Erl;对于32Kbite/s的LAPD信令链路，LAC相关安全门限是：（1）Paging消息为140K;（2）用户数为16万；（3）话务量为2300Erl;（1）寻呼方式有:（2）寻呼间隔和寻呼次数GSM无线网络负荷和安全分析

------LAC寻呼负荷（PCH信道容量计算）Uncombined方式：AG=2，所以用作PCH的BLOCK为7个，每个BLOCK可以发送的Paging消息数为3个（采用TMSI+IMSI方式）。假设PCH信道每小时能够发送的Paging消息数为X个，则：经过计算得出的PCH信道每小时可以发送的Paging信息数为321702个。极端情况下：如果全部采用IMSI，则为214468个。对于32Kbit/sec的Abis接口信令链路，最大的平均信令负荷为2000bytes/sec，其中60％用来发送寻呼消息，每个寻呼消息为21bytes（包括FCS和flags），则每小时Abis接口信令链路能够发送的最大平均寻呼消息个数为：2000×0.6/21×3600＝205714个；GSM无线网络负荷和安全分析

------LAC寻呼负荷（Abis接口信令链路发送Paging信息的最大容量）从上面的计算我们可以看到发送Paging消息的瓶颈主要在Abis接口信令链路上，无线信道不存在问题。下面我们计算LAC能够承载的话务量和用户数主要以Abis接口信令链路为标准。GSM无线网络负荷和安全分析

------LAC寻呼负荷（河南实际话务模型）类别符号参数每用户话务量A0.014Erl每个呼叫保持时长B55.5主叫的比例C48%被叫的比例D52%没有寻呼响应的比例E35%每个用户每小时发送或接收短消息个数F0.3接收短消息用户占总的使用短消息用户的比例G55%GSM无线网络负荷和安全分析

------LAC寻呼负荷（LAC相关容量计算）假设LAC可以承载的理论话务量为X，根据上一张表我们可以得到：（1）LAC下的用户数＝X/A（2）忙时BHCA次数＝X*3600/B（3）做被叫的呼叫次数＝忙时BHCA次数*D（4）接收短消息的次数＝LAC下的用户数*F*GLAC下需要发送的总的Paing消息数＝（做被叫的呼叫次数+接收短消息的次数）×（1＋E）（考虑到寻呼未相应情况）＝（X*3600/B*D+X/A*F*G）×（1＋E）LAC下需要发送的总的Paing消息数<=Abis接口信令链路发送Paging信息的最大容量（X*3600/B*D+X/A*F*G）×（1＋E）<=205714（X*3600/55.5*52%+X/0.014*0.3*55%）×1.35<=205714解出X为：3347Erl，用户数为239135个（32Kbit/s情况下）如果在16Kbit/s情况下，LAC下的用户数为119253个，话务量为1669Erl。GSM无线网络负荷和安全分析

------LAC寻呼负荷（LAC规划建议）考虑到以下情况：（1）突发短信冲击；（2）突发高话务量冲击；（3）话务量增长迅速；（4）LAC割接工程需要一定的准备时间；（5）另外考虑到我们计算的是理论平均最大值而不是瞬时最大值；所以我们建议在理论计算的基础上预留30％的空间，那么我们建议的安全门限如下：（1）LAC可以承载的话务量为：2300Erl;（2）LAC可以承载的用户数为：16万；（3）LAC下的Paging信息量为：140KPaging消息数；GSM无线网络负荷和安全分析

------A接口信令和话务负荷A接口信令负荷的安全门限是0.2Erl/Link（可以通过BSC命令在BSC上用ZOLT命令取得，只能取前半个小时的数据）；一般超过0.2Erl/Link会出2720告警（用ZAHO可以看到：补充信息00:BCSUunitoverloaded；01:LAPDlinkoverloaded）A接口话音负荷的安全门限是0.7Erl/Link（网管中心可提供数据）；GSM无线网络负荷和安全分析

------Abis信令负荷Abis信令负荷安全门限TRANSMITTEDTOTALOCTETCOUNT（1000000for16kbit/sand3500000for64kbit/s.）IfTRANSMITTEDTOTALOCTETCOUNTexceedsinahalf-hourperiodmorethan1800000(incaseof16kbit/s)or7000000(incaseof64kbit/s),theLAPDoverloadproblemmostprobablythenalreadyexitsandtheAlarm2133isactivated用ZDMF:P,,P:A,P:D:;可以看到。GSM无线网络负荷和安全分析

------RACH信令信道负荷RACH信道对于系统来说非常重要。RACH接入原因通常有5种：主叫起呼、紧急呼叫、位置更新、寻呼响应、呼叫重建。（randomreference只是用来区别不同移动台发出的信道请求）；RACH负荷高的原因：外部干扰、高话务和硬件问题。控制RACH的两个参数：maxretrans和TX-INTEGER降低RACH的方法：减少RACH的重发次数和尽量使重发间隔较远、系统规定的时间内（T3122）禁止移动台接入网络，利用限制用户接入类别来控制网络的拥塞，这是最有效但也是一种损害用户权益的办法，因而不建议使用。InBSCasoftwareapplicationintheBCSUchecksthenumberoffreemessagebuffersintheunit.Twolimitsaredefined.Whenthelowerlimitisexceeded,thecausesmoc_data,location_update,other_cases,andre_establishmentwillbeomitted.Whentheupperdefinedlimitisexceeded,thennocauseswilltriggerchannelreservationintheBSC.003039BCSUoverloadlowerlimit（onlyemergencycall）003040BCSUoverloadupperlimit003041BCSUoverloaddeletedrachGSM无线网络负荷和安全分析

------AGCH信令信道Ifthebufferingcapacityisexceeded,aDELETE_INDmessageisreturnedtotheBSCforeachdeletedAGCHmessage.OnreceivingaDELETE_INDmessagetheBSCwilldiscardthecorrespondingcallset-upattempt.AlsonoIMMEDIATE_ASSIGNMENT_REJECTmessagewillbesentinanycase.AGCHblockingrate:100*sum(del_ind_msg_rec)/sum(imm_assgn_rej+imm_assgn_sent)allcountersfromp_nbsc_res_accNSS网络安全负荷和安全分析BusyHourCallAttempts(BHCA)ofMSCwherethehandlingcapacitywillbeassessedtoseeifitcanabsorbtheadditionalvoiceandtelemetric(SMS)traffic.VisitingLocationRegister(VLR)Capacitywhetherthecapacitymargincancopewiththemobilityofsubscribersduringthefestival.ControlunitsofMSCincludingBSU,CCSUandVLRUwhicharemuchinfluentialtothetrafficchanges.LinkcapacityincludeVoicetrunkandsignalinglink.NSS网络安全负荷和安全分析

-----建议ImplementOverloadControl(i.e.,WAC,BLCandACC)functioninallMSCsandalsoothernetworkelementslikeTandemMSCandSTP.WindowAccessControl(WAC)，BufferLimitControl(BLC)，AutomaticCongestionControl（ACC);ImplementUnitLoadBalancinginallMSCandHLR.DeactivateAuthenticationCheckforunnecessarilyGSMevent.ThiswillnotonlysavetheprocessingresourceoftheMSCbutalsosavetheRFresourceofthenetwork.DeactivateIMEICheckinwholenetwork.ThiswillnotonlysavethepreciousprocessingresourceoftheMSCbutalsosavetheRFresourceofthenetwork.Reservecapacityofsignallinglinksetandcircuitgroupby25%tocopefortheupsurgeduringfestivalseason.NSS网络安全负荷和安全分析

-----行动计划AlarmMonitoringACCCongestionLevelhasbeenchanged(0025)、ProcessorLoadRateAlarmLimitExceeded(1014)、AccessServiceRejectRateLimitExceeded(0004)、AccessServiceIsOverloaded(0003)、ProtocolMessageQueueFull(1645)、UnhandledMessagesOverflow(1667)、Calloverloadintheexchange(2098)CheckingtheComputerUnits’ProcessorLoadRate（ZDOI:<computerunit>::;）CheckingtheMeasurementReport（1）numberofcircuitsavailableonaverageduringthemeasurementperiod(AVECR)（2）numberofcallattempts（3）answeredcalls（4）numberofcallattemptsoverflownfromthecircuitgroup(callcongestion)（5）timecongestion（6）numberofsuccessfulcallattemptsandcallattemptsterminatedinvarioustypesoferrors（7）trafficintensity（8）minimumamountoffreecircuitsinthecircuitgroupCheckingtheClearCodeSwitchingEquipmentcongestion(0813)、CircuitCongestion(080F)、OutgoingCircuitCongest(0804)GPRS网络安全负荷和安全分析

SGSN各个处理器单元负荷（MCHU、OMU、PAPU、SMMU等）SGSN单元容量（PAPU、SMMU）各个接口负荷（Gb/Gn/Gi/Gr等）(243报告）Gb接口：64K带宽，GB链路利用率不超过30％；128K带宽，GB链路利用率不超过45％；196K带宽，GB链路利用率不超过55％。PCU容量（64Cell、128TRX、256TS，但是未考虑EGPRS）

PAPU9PAPU10PAPU11PAPU12PDFU0PDFU1CLBU1PAPU6PAPU7PAPU5PAPU16SMMU0SMMU1SMMU2SMMU3SMMU4PAPU8PAPU13PAPU14PAPU15CLSUPAPU1PAPU2GSW0GSW1PAPU3PAPU4MCHU0MCHU1PAPU0ET0(32*ET2E/A)0123456789SDMCHU0SDMCHU1PDFU0PDFU1SDOMU0SDOMU1OMU1OMU0ET1(28*ET2E/A)10CLBU0SGSN负荷控制FEATURE与MSC负荷控制基本相同，另外增加了FR链路负荷分担功能网络负荷监测方法和工具介绍用哪一种工具需要根据实际需要和用途来定网络负荷监测方法和工具介绍

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