华为技术培训资料-HSPA+特性及优化介绍.ppt

HSPA+特性及优化介绍,华为技术有限公司,Page2,序言,HSDPA是R5引入的特性，下行峰值速率可达14.4MbpsHSUPA是R6引入的特性，上行峰值速率可达5.76MbpsHSPA+是R7引入的新特性，RAN11正式实现，支持的关键技术包括64QAM、L2增强、MIMO、CPC、增强CELL-FACH等。华为RAN12设备（RNC和NodeB）支持软参修改升级HSPA+实现64QAM高阶调制升级HSPA+后优化的关键在于CQI指标的提升联通后续逐渐完成上行16QAM、MIMO、DC、64QAM+MIMO的HSPA+演进,Page3,第一章HSPA+概述第二章HSPA+关键技术第三章HSPA+网优性能分析第四章HSPA+的配置要求第五章HSPA+的优化建议,目录,Page4,HSPA+概述,为什么需要HSPA+,HSPA+是HSDPA的性能增强下行速率提升时延减小容量增大,Page5,HSPA+概述,HSPA+是HSPA的自然演进方向继R5引入HSDPA，R6引入HSUPA后，3GPP于R7开始引入HSPA+，在R8对HSPA+进一步增强。从引入的具体特性看，HSPA+是在HSPA的基础上演进的，没有对HSPA进行大动干戈的修改，只是在物理层增加了几种关键技术，HSPA+对HSPA后向兼容，是HSPA的自然演进。,Page6,HSPA+概述,HSPA+使更多业务变为可能VoIPoverHSPA业务实时游戏类业务高速视频类业务,Page7,HSPA+概述,HSPA+增加市场竞争力随着WiMAx等新的无线接入技术的发展，传统的HSPA技术已出线明显的劣势，HSPA+作为HSPA的自然演进，沿袭了HSPA技术在移动性管理、产业链成熟度等方面的优势的同时，努力增强了传输速率、网络容量、用户体验等能力，使其更具市场竞争力。,Page8,HSPA+概述,HSPA+是在HSPA基础上的演进，在关键技术上，它保留了HSPA的如下特征：快速调度、混合自动重传+软合并（HARQ）、下行短帧2ms、上行10ms/2ms、自适应调整和编码，同时保留了HSPA的所有信道及特征。因此，它向后完全兼容HSPA技术，但为了支持更高的速率和更丰富的业务，HSPA+也引入了更多的新技术：高阶调制（下行64QAM，上行16QAM）2*2MIMO永久在线（CPC）增强CELL_FACH层2增强通过采用这些技术，HSPA+能够支持更高速率、增加系统容量、提升用户体验。,什么是HSPA+,Page9,第一章HSPA+概述第二章HSPA+关键技术第三章HSPA+网优性能分析第四章HSPA+的配置要求第五章HSPA+的优化建议,目录,Page10,DL64QAMRLC层二增强技术DualCellMIMOUL16QAM,提升峰值吞吐率的关键技术,提升系统容量的关键技术,CPC(永远在线技术）增强CELL_FACHCSoverHSPA干扰对消,3GPPR5HSDPA,3GPPR8HSPA+PhaseII,3GPPR7HSPA+PhaseI,3GPPR6HSUPA,峰值速率,DL14.4Mbps,DL14.4MbpsUL5.76Mbps,DL28MbpsUL11Mbps,DL42MbpsUL11Mbps,3GPP分两阶段引入HSPA+各项关键技术,联通现网当前版本,联通本阶段引入,Page11,提升峰值速率的四大HSPA+关键技术,16QAM=64QAM下行速率提升50%,HS-DSCH,HS-DSCH,增加RRU，两天线并行发送数据下行速率提升1倍,两小区载波捆绑发射数据下行速率提升1倍,QPSK=16QAM上行速率提升1倍,下行64QAM调制技术,上行16QAM调制技术,2x2MIMO技术,DualCellHSDPA,两频点相邻,双极化天线,Page12,HSPA+几个标志性速率的来历,下行峰值速率21Mbps64QAM提升下行速率50%：14.4x1.5=21.6Mbps下行峰值速率28MbpsMIMO或DC提升下行速率1倍：14.4x2=28.8Mbps下行峰值速率42Mbps64QAMMIMO或DC:14.4x1.5x2=43.2Mbps上行峰值速率11Mbps16QAM提升上行速率1倍：5.76x2=11.5Mbps,Page13,3GPP定义的HSDPA+终端,12类HSDPA终端,新增12类HSDPA+终端,3GPP协议在原HSDPA终端类型基础上，再新增了12类HSDPA终端,已有多款Cat14HSPA商用终端面世,已有支持MIMO的商用终端面世,Page14,3GPP定义的HSUPA+终端,3GPPR7协议定义了一类支持上行11.5Mbps的HSUPA+终端预计较长时间内，业界暂不会推出此HSUPA+商用终端,6类HSUPA终端,HSUPA+终端,Page15,HSPA+关键技术L2增强,HSPA+数据速率目标：下行28Mbps，上行11.5Mbps（单用户）HSDPA支持最大速率14.4Mbps/5.76Mbps，无法获得更高吞吐率。我们假设物理层的能力足够，空口没有任何丢包，那速率的瓶颈在哪里？最大下发速率=窗口长度PDU大小/往返时延,RLC将数据发送之后，如果等不到UE的ACK，最多发送一个窗口的数据后就停止发送新数据,Page16,HSDPA：窗口长度=2048PDU大小=656bit往返时延=80ms因此，最大下发速率=窗口长度PDU大小/往返时延=16.8Mbps可能的解决方案：法一：增大窗口大小，该方法会存在用户信道质量很好的情况下，一个MAC-hsPDU中复用较多的RLCPDU，RLCPDU数据头会带来较多的冗余信息，降低了空口数据的传输效率。法二：减小往返时延，空口时延基本不可控。法三：增大PDU大小，可以有效的提高吞吐率大小。,HSPA+关键技术L2增强,Page17,HSPA+技术采用了方法三的思路，采用L2增强技术提高下行传输效率。RLCAM模式支持fixedsize和flexiblesize支持flexiblesize时，需要配置最大的RLCsize（最大1500bytes，对应最大12032bits的MAC-dPDU）RLCLI长度由高层配置支持分段和级联,HSPA+关键技术L2增强,Page18,应用场景L2增强本身并不像64QAM和MIMO那样能够直接提高传输速率，但却是64QAM、MIMO、E-FACH能够实现的前提，即可间接提高传输速率。设备影响L2增强属于软特性，主要通过软件实现，无需更换硬件。华为RAN11.0开始支持该特性，此前版本只需要软件升级即可支持。,HSPA+关键技术L2增强,Page19,R99下行采用QPSK调制方式，HSDPA除了支持QPSK之外，还增加了16QAM，而HSPA+又在HSDPA的基础上增加了64QAM的调制方式。QAM调制实际上是幅度调制和相位调制的组合，相位+幅度状态定义了一个数字或数字的组合。xQAM中，x=2n，n表示每个符号包含的比特数，因此符号率越高，则调制的效率越高。对于16QAM，n=4，因此有16个符号，每个符号代表4bit。对于64QAM，n=6，因此有64个符号，每个符号代表6bit。因此64QAM具有更高的传输速率，是16QAM的1.5倍。,HSPA+关键技术下行64QAM,Page20,符号率是指各种调制方式下一个符号所代表的Bit数。符号速率（kbps）=3840/SF比特速率（kbps）=符号速率*符号率,HSPA+关键技术下行64QAM,下表是HS-DSCH信道的速率映射：,Page21,除了以上介绍的本阶段联通要使用的HSPA+关键技术外，还有一些其他关键技术：2*2MIMO通过下行双天线发送双流增加下行容量，提供下行28Mbps的峰值下载速率。64QAM+MIMO两种技术单独使用时峰值速率分别可以达到21Mbps和28.8Mbps，未来将会同时采用64QAM+2*2MIMO，使得峰值速率达到42Mbps。增强CELL_FACH将让处于CELL_FACH状态的用户信道映射在HS-DSCH信道上，从而提供更高的下载速率，CELL_FACH状态下可达1Mbps。DUAL_CELL对于存在两个载波的扇区，UE可以同时从这两个载波分别接收数据，从而达到提高传输速率的目的。永久在线CPC通过连接状态下上下行的非连续发送接收和HS-SCCH的非固定发射，减小干扰提升系统容量。,HSPA+关键技术其他技术,Page22,第一章HSPA+概述第二章HSPA+关键技术第三章HSPA+网优性能分析第四章HSPA+的配置要求第五章HSPA+的优化建议,目录,Page23,城区HSPA64QAM下行链路增益仿真,HSPA应用于信号条件好的环境当Ior/Ioc12dB时，网络可启动64QAM高阶调制方式宏蜂窝环境下，10%区域可享受到64QAM带来的吞吐率增益微蜂窝环境下，30%区域可享受到64QAM带来的吞吐率增益,HSPA+与Ior/Ioc关系的仿真曲线,Ior/Ioc：本小区信号强度和邻区信号强度之比表征终端与基站的距离,启动64QAM的区域比例,宏蜂窝环境,微蜂窝环境,30%区域的Ior/Ioc12dB,10%区域的Ior/Ioc12dB,GeometryFactorDistributionCDF,Page24,城区HSPA+64QAM下行容量增益仿真,HSPA+对微蜂窝小区的容量增益，优于宏蜂窝小区,28,21,小区优势用户吞吐量增益,Page25,广州联通HSPA+最高峰值速率20M以上,海珠区HSPA+测试环境仿真图,17面积可启动64QAM,广州测试满足64QAM启动条件覆盖面积17,CQI路测均值23.98CQI50大于25,主要交通干线50可启动64QAM,广州联通现网指标优异，全网具备64QAM条件,现网统计满足64QAM启动条件覆盖面积17(交通道路50),Page26,广州联通：64QAM相对16QAM的容量增益为37.7新加坡Starhub：64QAM容量增益为35增益估算方法：根据现网UE上报CQI统计，结合CQI对应增益仿真结果，估算出总增益,广州统计:64QAM实际容量提升35以上,Page27,第一章HSPA+概述第二章HSPA+关键技术第三章HSPA+网优性能分析第四章HSPA+的配置要求第五章HSPA+的优化建议,目录,HSPA+配置要求,从HSPA升级到HSPA+，我们需要关注以下几个方面的内容：,Page28,1）设备硬件的要求2）数目配置的要求3）CE资源的要求4）传输资源的要求5）其他要求,HSPA+配置要求设备硬件,Page29,仅上行支持11Mbps需要增加硬件,HSPA+配置数据配置,Page30,HLR修改用户SIM卡开户速率，可支持HSPA+最大速率SGSN修改SGSN指派最大速率修改GGSN和RNC对应的协议版本为R7RNC打开RNC级64QAM开关打开小区算法中64QAM和L2增强开关NodeB打开NodeB64QAMLicense修改NodeB可用HSDPA码字数（尽量满足15*小区数）,修改1个协议版本、2个最大速率、2个License限制、3个算法开关,HSPA+配置CE配置,Page31,下行64QAM在下行链路上不消耗额外的CE，主要是因为相对于HSDPA，其容量的增加是通过调制方式的变化。但下行速率的增加会带来上行伴随传输的速率增加，一般来说，上下行速率比大约在0.25%。,HSDPA时上行最大只需指配至256kbps,HSPA+时上行最大可达到608kbps,HSPA+配置要求Iub带宽,Page32,E1传输:20%开销IP传输:10%开销,对于常规的三扇区站点而言，由于三个扇区共享传输，建议Iub带宽不低于35M，组网以IP传输为主。,HSPA+配置要求其他设置,Page33,要使HSPA+单用户峰值吞吐率达到最大，需要最大化的提供系统资源，除上述的必要配置外，在做极限测试时，建议：HS-DSCH信道码字License：HS-DSCH信道码字配置最大，目前站点License的普遍配置为10*小区数，而HSPA+达到最大吞吐率需要15码字，则除保证小区无其他R99用户外，NodeBLicense配置的码字数需保证为15*小区数HS-SCCH信道个数：目前普遍配置为4个，表示最多可同时调度4个HSDPA用户，但4个HS-SCCH却占用了两个SF16的扩频码资源，从而导致HSPA可用码字只有14个，理论最大速率也只有20M，损失了约1.44M速率资源。,最大化的提供系统资源,Page34,第一章HSPA+概述第二章HSPA+关键技术第三章HSPA+网优性能分析第四章HSPA+的配置要求第五章HSPA+的优化建议,目录,Page35,HSPA+的优化建议需要改善CQI,Ec/Nt：业务信道功率与干扰之比，表征业务信道信号质量,CQI=Ec/Nt+10log16+4.5+MPO,小区近点,小区边缘,近点正交性好，邻区干扰可以忽略Ec/Nt高，所以CQI高，大于25负载增加，CQI变化不大,远点正交性差，邻区干扰占主要部分Ec/Nt低，所以CQI差，915负载增加，CQI迅速恶化,64QAM跟网络负载的关系小区近点，负载增加，CQI变化不大明显小区边缘，负载增加，CQI迅速恶化,CQI大于25可以启动64QAM,CQI达到25是判断64QAM的启动条件,Page36,现网统计:满足64QAM启动条件用户比例20左右,根据现网统计，满足64QAM启动条件的用户数广州联通，CQI=25比例为74.5，启动64QAM概率为25.5（路测数据采样点24190）新加坡StarHub，CQI=25比例为79.7，64QAM概率为20.3（话统数据采样点506,137,779）,现网统计满足64QAM启动条件的用户在20左右,现网手机上报的CQI分布图,Page37,CQI问题UE上报CQI与NodeB调度CQI,CQI的计算方式：UE上报CQI=(Ec/Nt)CPICH+10*lg(16)+MPO+4.5调度CQI=（HS-PDSCH可用功率PCPICHPowerMPO）+UE上报的CQI注：MPO=Min(13,CellMaxPower-PcpichPowerMPO常数),UE上报的CQI,NodeB用于数据调度的CQI,CQI,1、CQI并不直接反应数据业务信道质量；2、在MPO不变的情况下，CQI的变化可以反应信道质量的变化；,MPO常量影响UE上报的CQI大小，却不影响调度CQI大小，因此对数据调度并没有用处。,Page38,CQI问题现网测试MPO、CQI、Throughput的关系,CQI值和吞吐率呈现背离，说明人为修改MPO来改善CQI实际对吞吐率并没有任何增益,Page39,CQI较低的原因和优化方式,CellMaxPower为43dBm，PcpichPower为33dBm，MPO常数目前缺省配置为2.5dB,EcIo较差从CQI的公式中可以看出，CQI与Ec/Io直接相关，且仅与EcIo相关，因此UE上报的CQI较低直接原因就是EcIo较差；RF优化改善EcIo服务小区变更不及时CQI上报所参考的EcIo并非激活集中质量最好的小区，而是提供HS-DSCH信道的小区（主服务小区），因此主服务小区变更的及时性也决定了较好CQI上报的及时性。这点与语音业务差别很大。RF优化改善路面主导小区修改1D延迟触发时间,Page40,引入HSDPA后，一个用户与网络同时存在两类连接：HSDPA连接在同一时间，一个用户最多只能与网络间存在一条HSDPA连接，用于实际的数据传输。DCH连接DCH连接也称为伴随信道连接，只用于进行DCH的软切换和信道估计。对于HSDPA用户的切换，我们使用“HS-DSCH服务小区更新”来描述HS-DSCH的切换，而使用“切换”来描述DCH的切换。,CQI的优化服务小区变更（1）,CELL1,CELL2,小区2触发IA事件,小区2触发ID事件，完成服务小区更新,CELL1,CELL2,HS-DSCH,HS-DSCH,DCH,DCH,Page41,服务小区的变更是把双刃剑，过快过慢都会造成一定的问题：变更过快由于HS-DSCH信道是硬切换，因此在切换间的吞吐率波动是难以避免的，过于频繁的服务小区变更，将导致HSDPA速率始终在速率底部难以回升。变更过慢CQI的上报是根据服务小区所在的信道质量进行评估，服务小区变更过慢，会导致CQI上报过低，影响速率的调度。,CQI的优化服务小区变更（2）,CQI的优化，归根结底是主服务小区EcIo的优化,Page42,海外经验共享（1）多个HSPA+局点积累了丰富经验,自2008年,华为在全球陆续建设HSPA+实验局截至目前，华为和爱立信已在全球部署数十个HSPA+商用和预商用网络，解决方案领先业界一年全球已推出超过10款HSPA+商用数据卡，华为推出6款,新加坡StarHub(09.03.27)希腊Vodafone(09.05.20)香港PCCW(09.06)埃及Etisalat(09.06)新加坡M1(09.07),日本eMobile(09.07.24)土耳其Vodafone(09.07.30)土耳其Avea(09.07.30)葡萄牙optimus(09.08.03)沙特STC(09.09.14),华为已获得全球36个HSPA+商用合同，其中20个已商用,Page43,海外经验共享（2）组网策略,多载波业务分层建议通过多载波，业务分层的方式改善HSPA+用户感知，同时降低一载波负载，提升语音业务载波层的EcIo；,二载波通过业务分层后，对H载波采用差异化数据配置，由于R99用户很少，因此可将H的最小码字设置至5甚至更多，从而保证H的可用码字资源。必要时，热点区域可采用三载波，可以将HSPA+与HSPA载波分开，对支持HSPA+用户提供更多的系统资源。,Page44,A,B,C,对于高速的数据业务来说，大多数是在室内产生，因此，室内覆盖的优化是扩充64QAM用户的主要区域，针对室内覆盖的特点，建议可以通过以下几个方面来改善室内覆盖：,主设备,室内分布系统,室外站,海外优化经验（3）加强室分建设,充分发挥64QAM优势,采用室内与室外异频方案，避免室外信号对室内信号造成干扰，导致CQI下降；通过室内微蜂窝多小区的组网方式扩大室分容量。室分小区对于CE，尤其是上行CE的资源需求较室外宏基站更多，对于室分小区，CE资源的保障需更加充足。室分系统需要注意室分器件或与其他系统合路引入的干扰，极可能因上行速率不足影响HSPA+下行速率。,Page45,海外优化经验（4）最大化利用上下行容量,下行功率资源NodeB调度时TBsize是由CQI、码字和功率等共同决定的，而功率资源则是下行最关键的容量资源。需最大化提高H业务的可用功率。,通过RNC侧跟踪确定功率是否受限,提高小区总功率在某些热点区域，下行干扰水平良好区域，可在保持导频功率不变的情况下将小区总功率增加至40W，从而