中国联通HSPA+技术介绍.ppt

中国联通HSPA+技术介绍,HSPA+technologyintroduction,1,中国联通HSPA+技术介绍,中国联通HSPA+技术介绍,2,HSPA+新技术的介绍中国联通HSPA+网络部署及规划设计中国联通HSPA+网络优化思路及案例分析,HSPA+新技术的介绍,3,中国联通HSPA+技术介绍,中国联通前期采用的是R6版本的HSPA，未来将向HSPA+、LTE方向发展。,中国联通HSPA+技术介绍,4,HSPA+新技术的介绍,中国联通HSPA+技术介绍,5,各主流运营商根据自身实际情况决定技术演进路线选择,直接选择LTE的运营商：没有W/HSPA网络，目前在产业链和技术竞争中处于劣势。（如Verizon、CMCC）拥有现成的LTE频谱资源。（如Verizon、TeliaSonera）WCDMA运营时间很长，成本已经回收、追求新技术。（如NTTDoCoMo)初期部署规模小、热点纯数据覆盖。,先选择HSPA+的运营商：老牌GSM/WCDMA运营商，目前在产业链和技术竞争中处于优势。HSPA及HSPA+技术目前完全可以满足短期内用户业务接入带宽需求。受全球金融危机影响，资金链紧张，WCDMA投资还在回收期内。对LTE的态度更多是关注、技术跟踪和小规模的技术试验网络。,HSPA+新技术的介绍,6,HSPA+各功能间依赖关系,HSPA+新技术的介绍,中国联通HSPA+技术介绍,中国联通HSPA+技术介绍,7,HSPA+新技术的介绍,演进路线,中国联通HSPA+技术介绍,8,HSPA+新技术的介绍,演进路线,中国联通HSPA+技术介绍,9,HSPA+新技术的介绍,全球57个国家103家运营HSPA+的运营商中有79张使用下行64QAM调制。,支持下行64QAM的HSPA+商用终端产品达到34款,中国联通于2011年5.17在全国56个城市首先升级HSPA+下行64QAM,中国联通HSPA+技术介绍,10,HSPA+新技术的介绍,HSPA+关键技术,中国联通HSPA+技术介绍,11,HSPA+新技术的介绍,HSPA+提升速率的四大关键技术,下行峰值速率21Mbps（64QAM提升下行速率50%）:14.4*1.5=21.6Mbps下行峰值速率28Mbps（MIMO或DC提升下行速率1倍）:14.4*2=28.8Mbps下行峰值速率42Mbps（64QAM+MIMO或DC）:14.4*2*1.5=43.2Mbps上行峰值速率11Mbps（16QAM提升上行速1倍）:5.76*2=11.5Mbps,中国联通HSPA+技术介绍,12,HSPA+新技术的介绍,峰值速率提升50%，达到14.4x6/4=21.6Mbps,R7以前HSDPA的调制方式采用QPSK、16QAMQPSK：2216QAM：2464QAM：26峰值速率比=1：2：3,64QAM,中国联通HSPA+技术介绍,13,HSPA+新技术的介绍,假设物理层能力足够强，空口没有任何丢包最大下发速率=窗口长度*PDU大小/往返时延,L2增强,RLC将数据发送完毕后，如果能不到UE发送的ACK，最多发送1个窗口长度的数据后就会停止发送新的数据,中国联通HSPA+技术介绍,14,HSPA+新技术的介绍,HSDPA：窗口长度=2048PDU大小=656bit往返时延=80ms,L2增强,因此HSDPA的最大下发速率=2048*656/80ms=16.8Mbps,提高速率的思路：增加窗口长度：该方法会使无线环境良好的用户的MAC-hsPDU中复用较多的RLCPDU，而RLCPDU数据头会带来冗余信息，降低空中传输效率减小往返时延：不可实现增大PDU大小：可以有效提高吞吐率,中国联通HSPA+技术介绍,15,HSPA+新技术的介绍,R7以前，RLCPDUsize采用固定大小，320bits或640bitsHSPA+支持可变大小的RLCPDU模式：在保留定长PDU同时，在下行RLC的AM/UM模式下引入可变大小的RLCPDU，当配置了flexibleRLCPDUsize时，RLC的PDUsize可变，但不超过maximumRLCPDUsize；当SDU长度超过maximumRLCPDUsize时，可以执行RLC的分段。具体来讲，RNC规定允许的最大RLCPDUSize需要结合业务传输速率来定，即不同业务速率对应不同的最大PDUSize；其次，PDU头里有7个bit或15个bit用来指示PDU块的大小，对于较小的数据块用7bit表示，对于较大的数据块用15bit表示，基于此就可以灵活表示每个PDU块的大小。引入增强的MAC-hs实体，即MAC-ehs,L2增强,中国联通HSPA+技术介绍,16,HSPA+新技术的介绍,灵活的RLCPDU大小和MAC分割将给用户峰值速率和层二的效率带来一系列的好处：RLC的数据包头比例降低了，对于40字节的RLC数据，2字节的包头占5%,当RLC数据增加到1500字节时，包头比例降显著得下降到0.2%以下。包头比例的下降可以相对提高应用数据的吞吐量。根据每种应用可以灵活选择RLCPDU的大小.这种灵活性避免了不必要的和过多的补零，保证了系统的效率。减少了RNC和终端处理层二数据的负荷。,L2增强,中国联通HSPA+技术介绍,17,HSPA+新技术的介绍中国联通HSPA+网络部署及规划设计中国联通HSPA+网络优化思路及案例分析,中国联通HSPA+技术介绍,18,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,对RNC的影响：要求L2支持可变的PDUSize，即FlexiblePDUSize。可变RLCPDUSize的基本思想就是：数据块尽量不要分割或级联，而是一次性完整地完成RLC层的传输，从而匹配更高的传输速率，提高空口传输效率。对NodeB的影响：要求配置MAC-ehs实体，用于实现MAC层数据块串接分割增强功能。以前的MAC-hs只支持几种高层配置的固定RLCPDU长度，而MAC-ehs支持定长和可变长RLCPDU操作。对核心网的影响R6版本的HLR和CN核心网对上行和下行的最大限速是基于R6协议的，上行最大限速为8Mbps，下行最大限速为16Mbps；在R7下行引入64QAM后，HLR和CN核心网需要针对R7协议版本做相应的调整，支持下行21M的速率。,64QAM对现网设备的影响,中国联通HSPA+技术介绍,19,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,64QAM对系统资源配置的影响,中国联通HSPA+技术介绍,20,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,64QAM对系统资源配置的影响,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,21,中国联通HSPA+技术介绍,小区内下行64QAM调制方式的TTI个数,在NodeB端统计当调制方式为64QAM时的调度TTI个数,小区内下行使用64QAM调制方式的平均用户数,统计周期内，小区内下行使用64QAM调制方式的平均用户数,网管系统需要对64QAM技术的应用情况进行测量和统计，以便运营商进行网络管理和部署。,基于现有的网管体系，引入HSPA+64QAM相关的测量统计,64QAM对网管的影响,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,22,中国联通HSPA+技术介绍,在主小区和邻小区都空载的情况下，拉远距离最大为534米，小区加载时则因无线信号原因有波动，整体来讲，各种加载情况下，小区拉远距离都在500米以上。随着用户向小区边缘移动，64QAM调制比例逐渐减少，空载情况下64QAM覆盖半径可以达到337米，为小区半径的63在小区边缘基本无法使用64QAM调制方式，开启HSPA+基本不影响原HSPA的覆盖。,各种加载场景下的拉远距离以及64QAM调制方式大于50的路线占总路线的百分比,64QAM对覆盖的影响,中国联通HSPA+技术介绍,23,在小区中心信号好点，64QAM相对16QAM增益明显。室外单用户峰值速率受主小区加载影响大，受邻区加载几乎无影响。建议：HSPA+64QAM网络优化主要考虑降低本小区用户间干扰，其次考虑降低邻小区用户对本小区用户的干扰。,室外单用户峰值速率,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,中国联通HSPA+技术介绍,24,室外64QAM平均速率-近点,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,中国联通HSPA+技术介绍,25,室外64QAM平均速率-中点,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,中国联通HSPA+技术介绍,26,室外64QAM平均速率-远点,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,中国联通HSPA+技术介绍,27,室外64QAM平均速率分析,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,随着小区加载比例的提高，远中近用户速率都有所降低，近点受邻区加载影响比较小，中点和远点影响较大。综合来说，室外平均吞吐率还是受本小区负载影响较大，受邻区负载影响相对较小。各种加载测试场景下，64QAM均优于16QAM，近点的增益来源于64QAM调制方式和更多的码字资源，中点和远点的增益来源于更多的码字资源和层二增强。,中国联通HSPA+技术介绍,28,室外独立载波小区吞吐率,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,中国联通HSPA+技术介绍,29,室外独立载波小区吞吐率,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,WCDMA系统是个软容量系统，它的功率效率和容量之间是可以转换的。单用户近点接入时，可以最大化功率效率，使得小区吞吐率最大化；随着中点的第二个用户的接入，功率效率被中点用户拖拽，小区吞吐率下降了；而在远点的第三个用户接入后，由于要满足远点用户的吞吐率需求，功率效率被进一步降低，所以此时小区吞吐率出现一个局部的低谷；近点的第四个用户接入后，由于此时近点一共有两个用户，它们的总调度机会更大，功率效率利用更高，所以吞吐率有所提升；中、远点的第五、六用户接入后，功率效率逐渐减弱，小区吞吐率进一步下降。,中国联通HSPA+技术介绍,30,室外共载波小区吞吐率,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,中国联通HSPA+技术介绍,31,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,近点、中点、远点同时接入UE1、UE2、UE3三个PS用户，然后在近点、中点、远点依次接入1对CS64K的用户，再次近点、中点、远点直到接入6对CS64K用户。由于现网的R99语音业务和GBR用户对资源的占用是抢占的，所以能够保证语音业务和GBR业务的接入和服务质量。小区每接入1对CS64K用户，减少1个SF16的码子，最后当6对CS64K全部接入，共PS使用的SF16的码子为9个，随着CS64K用户的接入码子不断减少，小区吞吐率也在不断减少，每减少1个SF16的码子，小区速率下降1Mbps左右,室外共载波小区吞吐率,中国联通HSPA+技术介绍,32,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,室内小区64QAM吞吐率分布,中国联通HSPA+技术介绍,33,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,室内小区64QAM比例分布,室内无线环境好，办公室、会议室、大堂使用64QAM调制方式的比例分别为99.11%、97.39%、99.62%。室内场景下90以上区域的吞吐率在14Mbps以上。建议：室内相对外场环境无线条件好，使用64QAM调试方式增益明显，优先考虑升级到HSPA网络,中国联通HSPA+技术介绍,34,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,中国联通规范,2011年年初，网建部下发中国联通2011年WCDMA网HSPA+升级工程技术规范书，对HSPA+64QAM建设升级提出了规范：,引进新的无线功能包括：下行64QAM：支持64QAM，功放输出功率不回退从而不影响网络规划。下行层2增强功能：支持采用大小、类型更加灵活的PDUSize，灵活匹配无线质量变化，提升空口传输速率CPC：包括4项技术：DTX/DRX、新的上行DPCCH时隙格式、减少CQI报告、HS-SCCH-less操作下行增强CELLFACH：使得网络和UE间可以在CELL_FACH状态下利用HS-DSCH信道进行下行高速数据传输，缩短UE的状态迁移时延，提升终端用户感受下行增强F_DPCH：支持利用F-DPCH承载多个UE用户的TPC功率控制信息，且TPC信息在F-DPCH信道上的时隙位置无需固定，以支持SRBoverHSDPA，降低下行伴随DCH信道导致的码资源开销，提升系统容量,由于终端等原因，本次暂未开通,中国联通HSPA+技术介绍,35,中国联通HSPA+网络部署及规划设计,64QAM升级区域,中国联通HSPA+技术介绍,36,HSPA+新技术的介绍中国联通HSPA+网络部署及规划设计中国联通HSPA+网络优化思路及案例分析,由于TFRC算法等属于设备内部实现，因此现网优化的主要方面在于无线环境、资源相关以及容量及负荷的控制。,64QAM优化基本原则,37,HSPA+网络优化思路及案例分析,中国联通HSPA+技术介绍,HSPA+网络优化思路及案例分析,中国联通HSPA+技术介绍,38,64QAM的启动条件,39,64QAM的调制方式判决条件相对苛刻，无线环境也就提出了更高的要求。3GPPTS25.214的规定，支持64QAM调制方式的终端目前有Category13/14/17/18四类，这四类终端网络侧支持64QAM的条件下，会按照以下两表上报CQI,两张表中可看出，CQI25是64QAM启动的基本条件,HSPA+网络优化思路及案例分析,中国联通HSPA+技术介绍,UE基于当前无线信道的情况进行CQI值的估算并通知基站，其含义是给出一套可变的参数组合，期望在特定的无线环境下满足一定的传输质量要求(BLER)。网络侧根据UE报告的CQI进行TFRC选择，实现基于当前无线信道的情况进行信道传输方案的配置。3GPP规范中未对CQI算法进行统一，不同终端厂家的CQI算法可能会有不同。,模拟公式：CQIUE=Ec/NtPCPICH+MPO+10log(SF=16)+4.5dB+,CQI和无线环境的关系,根据3GPP的提案，业务信道HS-PDSCH的SNR和与对应的CQI之间存在线性关系SNR=-4.5dB+CQIUE,SNR=Ec/NtHS-PDSCH+10log(SF=16),PHS-DSCH=PPCPICH+MPO+,Ec/NtHS-PDSCH=Ec/NtPCPICH+MPO+,HSPA+网络优化思路及案例分析,40,中国联通HSPA+技术介绍,CQI和无线环境的关系,41,CQIUE=Ec/NtPCPICH+MPO+10log(SF=16)+4.5dB+,Nt=(1-a)*Ior+Ioc+Noa为正交化因子，Ior为本小区信号，Ioc为邻区干扰信号，No为底噪而Io=Ior+Ioc+No在小区边缘，忽略正交化因子的影响，对P-CPICHEc/Nt可以近似认为等于P-CPICHEc/Io。,HSPA+网络优化思路及案例分析,中国联通HSPA+技术介绍,MPO（MeasurementPowerOffset）为测量功率偏移，指HS-PDSCH的功率与CPICH的功率的比值（dB）相同无线环境中，MPO上升1dB，CQI也会随之上升1，反之亦然；相同无线环境中，MPO的调整对最终的HSDPA吞吐速率影响不大；如果MPO参数设置不合理，可导致NodeBMAC-ehs在对应的时刻无法调度该用户或者无法充分利用信道条件的差异来对多用户进行调度；但是过高的MPO值并不一定保证更好速率，因为NACK的块的数量大大增加了，反而浪费了网络资源，降低了CQI对无线环境反映的准确程度。,影响CQI的因素,Ec/Io从CQI的公式中可以看出，CQI与Ec/Io关系非常密切，因此UE上报的CQI较低直接原因就是Ec/Io较差；RF优化改善Ec/Io,HSPA+网络优化思路及案例分析,42,中国联通HSPA+技术介绍,无线环境优化,中国联通HSPA+技术介绍,43,HSPA+网络优化思路及案例分析,主服务小区变更优化,主服务小区变更,HSPA+网络优化思路及案例分析,44,中国联通HSPA+技术介绍,功率提升,提升功率,HSPA+网络优化思路及案例分析,45,中国联通HSPA+技术介绍,码资源利用率提升,在HSDPA网络下，以Cat6和Cat8终端为主，码资源还较为宽松，64QAM部署后，随着Cat14类终端的增多，则需进行优化以尽可能充分利用HS-DSCH信道,准动态码字分配