WCDMA无线接通率.docx

WCDMA 无线接通率=RRC建立成功率*RAB建立成功率RRC建立成功率= RRC建立成功次数/RRC尝试次数 RAB建立成功率= RAB建立成功次数/RAB尝试次数RRC 连接建立的过程主要包括几个步骤：1. UE 通过 RACH 信道发送 RRC Connection Request 消息；2. RNC 通过 FACH 信道发送 RRC Connection Setup 消息；l 如果RRC建立在DCH信道，则UE 在建立下行专用信道并同步后通过上行专用信道发送 RRC Connection Setup CMP 消息。l 如果RRC建立在CCH信道，则UE直接在RACH上发送RRC Connection Setup CMP 消息。RRC建立失败主要分如下几种场景：l UE发出RRC Connection Request消息，RNC没有收到l RNC收到了UE发送的RRC Connection Request消息，下发了RRC Connection Setup消息，而UE没有收到l RNC 收到 UE 发的RRC Connection Request消息后，下发了 RRC Connection Reject 消息l UE 收到 RRC Connection Setup 消息而没有发出RRC Setup Complete 消息l UE 发出 RRC Setup Complete 消息而 RNC 没有收到 一般RRC建立成功率问题主要通过RNC话统统计发现或者用户投诉（路测）发现。UE发出RRC Connection Request消息而RNC收不到的场景只能通过用户投诉或者路测发现，其他场景能通过话统Counter得到。RRC 建立失败一般有下面几类原因：l 上行RACH 的问题l 下行覆盖问题l 小区重选参数问题l 下行同步问题l 上行同步问题l 资源拥塞问题l 设备异常问题 其中，资源拥塞包括了功率、CE、码、传输资源拥塞，对于此类失败，首先需要检查一下资源的实际利用情况，分析拥塞门限、配置设置的正确性。上行RACH问题、下行覆盖问题、下行同步问题、小区重选参数、上行同步问题等原因造成的失败，表现出来的都是RRC建立空口无响应，这种失败一般是RRC建立失败的主要原因，也是影响RRC建立成功率的关键因素。RAB 连接建立的过程主要包括几个步骤：1. CN 通过IU向RNC发送 RAB ASSIGNMENT REQUEST消息；2. RNC接收RAB ASSIGNMENT REQUEST消息并判断需要建立新的RAB，首先需要进行RNC资源准入；3. 如果资源准入失败，则向CN返回失败的RAB指派响应消息RAB ASSIGNMENT RESPONSE；4. 如果资源准入通过，则向UE发送RADIO BEARER SETUP消息；如果RADIO BEARER建立失败，UE会向RNC返回RADIO BEARER SETUP FAILURE消息，RNC收到RADIO BEARER SETUP FAILURE消息或者等待UE响应无应答时，将向CN返回失败的RAB指配响应消息RAB ASSIGNMENT RESPONSE。RAB建立失败主要分如下几种场景：lRNC收到RAB ASSIGNMENT REQUEST消息，码、CE、传输或者功率资源准入失败；lRNC收到RAB ASSIGNMENT REQUEST消息，系统资源（如内存）准入失败；lRNC收到RAB ASSIGNMENT REQUEST消息，向UE发送RADIO BEARER SETUP消息，没有收到UE发送的RADIO BEARER SETUP COMPLETE消息；lRNC收到RAB ASSIGNMENT REQUEST消息，向UE发送RADIO BEARER SETUP消息，收到UE发送的RADIO BEARER SETUP FAILURE消息；RAB建立失败主要有下面几类原因：l 资源拥塞问题l 下行覆盖问题l 下行同步问题l 上行同步问题l 设备异常问题等l RAB参数问题 其中，资源拥塞包括了功率、CE、码、传输资源拥塞，对于此类失败，首先需要检查一下资源的实际利用情况，分析拥塞门限、配置设置的正确性。下行覆盖问题和下行同步问题主要发生在DRD场景下的RAB建立失败。1 概述 功率控制是WCDMA系统的关键技术之一。由于远近效应和自干扰问题，功率控制是否有效直接决定了WCDMA系统是否可用，并且很大程度上决定了WCDMA系统性能的优劣，对于系统容量、覆盖、业务的QoS（系统服务质量）都有重要影响。 功率控制的作用首先是提高单用户的发射功率以改善该用户的服务质量，但由于远近效应和自干扰的问题，提高单用户发射功率会影响其他用户的服务质量，所以功率控制在WCDMA系统中呈现出矛盾的两个方面。 WCDMA系统采用宽带扩频技术，所有信号共享相同频谱，每个移动台的信号能量被分配在整个频带范围内，这样移动台的信号能量对其他移动台来说就成为宽带噪声。由于在无线电环境中存在阴影、多径衰落和远距离损耗影响，移动台在小区内的位置是随机的且经常变动，所以信号路径损耗变化很大。如果小区中的所有用户均以相同的功率发射，则靠近基站的移动台到达基站的信号强，远离基站的移动台到达基站的信号弱，另由于在WCDMA系统中，所有小区均采用相同频率，上行链路为不同用户分配的地址码是扰码，且上行同步较难，很难保证完全正交。这将导致强信号掩盖弱信号，即远近效应。 因此，功率控制目的是在保证用户要求的QoS的前提下最大程度降低发射功率,减少系统干扰从而增加系统容量。2 定义与缩略语 由于涉及到许多专业术语，我们在介绍功率控制之前先介绍一些相关术语的定义。 active set：激活集合。 UL interference： 上行干扰 。 C/I: C/I=(RSCP/ISCP)(SF/2) 信干比。 Eb/No:每比特的信噪比，Eb是每一个码元的能量，No分母是噪声的功率谱密度。 Ec/Io: Ec/IoRSCP/RSSI，体现了所接收信号的强度和干扰的水平。 AICH： Access Link Control Application Protocol，接入链路控制应用部分。 AMR:Adaptive Multi-Rate，自适应多速率。 BER :Bit Error Ratio，比特差错率。 BLER: Block Error Rate，误块率。 CRC: Cyclic Redundancy Code，循环冗余码。 CS: Circuit Switched ，电路交换。 VP: Video Phone，可视电话。 DL: Downlink (Forward Link)，下行链路。 Dpcch: Dedicated Physical Control Channel，专用物理控制信道。 FER : Frame Error Rate，误帧率。 OVSF：Orthogonal Variable Spreading Factor，正交可变扩频因子。 P-CPICH: Primary Common Pilot Channel，主公共导频信道。 PRACH: Physical Random Access Channel，物理随机接入信道。 QoS: Quality of Service ，业务质量。 RNC: Radio Network Control，无线网络控制器。 NodeB: WCDMA Base Station ，WCDMA基站。 RSCP: Received Signal Code Power，接收信号码功率。 RSSI：Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示。 RTWP: Received Total Wide band Power，接收总带宽功率。 SF: Spreading Factor，扩频因子。 SIR：Signal-to-Interference Ratio，信干比。 TPC: Transmit Power Control，发射功率控制。 UE :User Equipment，用户设备。 WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址。3 功率控制的实现过程 功率控制的实现方式可以分为两大类：内环功控和外环功控。当手机处于软切换状态时，快速功控会导致下行功率飘移。为了解决下行功率漂移问题，Serving-RNC需要对Node B进行功率均衡。 3.1 内环功控 内环功控的主要作用是通过控制物理信道的发射功率，使接收SIR收敛于目标SIR。WCDMA系统是通过估计接收到的Eb/No来发出相应的功率调整命令的。Eb/No与SIR具有一定的对应关系，例如对于12.2kbit/s的语音业务，Eb/No的典型值为5.0dB, 在码片速率3.84Mchip/s的情况下，处理增益为10log10（3.84M/12.2k）=25dB。所以SIR5dB-25dB=-20 dB。即：载干比(C/I)-20dB。 内环功控分为开环和闭环两种方式。开环功控目的提供初始发射功率的粗略估计，它根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计，从而计算初始发射功率。 3.1.1 开环功控 初始功率P_PRACH = P-CPICH DL TX power CPICH_RSCP + UL interference + Constant Value。P-CPICH DL TX powerCPICH_RSCP为下行路径损耗。计算P_PRACH上行路径损耗，并是根据下行信号所得到的路径损耗来估计上行损耗。由于上下行频段间隔较大，上下行的快衰落情况是完全不相关的，因此，这个估计值是很不准确的。 UL interference RTWP + SIR_TARGET_RACH-10logSF，为NODE B接收机所需接收信号功率。 Constant Value是参数设定的常量。 ConstantValueCprach， primaryCpichPower、RTWP可以从BCCH上得到。PCPICH_RSCP由测量得到。依据这些数据，我们可以得到P_PRACH的初始发射功率。 若UE没有得到AICH中的指示，则Premble以powerOffsetPO的步长增加发射功率，若得到AICH指示，则增加powerOffsetPpm。 3.1.2 闭环功控 闭环功控对通信期间上、下行链路进行快速功率调整。在上行情况下，DPCCH将10ms的无线帧划分为15个时隙，每个时隙包含一个功控命令（TPC_cmd），由于功控速度高于快衰落，从而有效保证了慢速运动时的移动台接收质量，以使链路的质量收敛于目标SIR。3GPP协议中上行链路的闭环功控可以采取两种算法,上行功控步长取1dB或2dB。DPCCH上的功控步长调整量dpcch=tpc*TPC_cmd。TPC_cmd为利用不同算法得到的TPC合成命令。DPDCH的功率根据DPDCH和DPCCH之间的功率偏置来设置。NODE B把估计的SIR与目标SIR进行对比，当SIR_UL_RLS = SIR_TARGET 时，TPC Command =down；当SIR_UL_RLS BLERTar，则提高SIRTar一个事先确定的步长；如果BLER测量 SIRtarget = SIRtarget + ulSirStep-X/(ZxUPDOWNSTEPRATIO) + Y/Z 。 其中，ulSirStep为调整步长，X为CRC校验正确的传输块数目，Z为接收的传输块总数目，Y为CRC校验错误的传输块数目，而UPDOWNSTEPRATIO则为：UPDOWNSTEPRATIO=(1/blerQualityTargetUl*0.5)-1。式中，BlerQualityTargetUl为上行BLER质量目标值。 下行外环功控由UE控制，实现方法与上行外环功控类似。 在评判上行内环功控性能优劣时我们主要观察以下两个指标：UL BLER均值可以衡量外环功控BLER测量的准确性，其值越小越好；UL BLER 标准差可以衡量外环功控的稳定性，其值越小越好。 3.2.2 外环功控的测试验证 以华为设备AMR12.2kbit/s 话音业务和CS64K VP业务为例说明上行外环功控效果，测试步骤如下： （1）在覆盖区里选取一条径向路线和环向路线。 （2）使用两部测试UE互通电话。 （3）按低速（5km/h）和中速（50km/h）沿测试路线移动，在路侧仪上记录CPICH RSCP、CPICH Ec/Io，在UE侧记录UE的发射功率，网络侧记录上行的BLER测量值。 （4）根据测试记录数据分析系统功率控制性能的效果。 我们可以通过定量计算来检验功控的效果(见表2)。 由表2可以看出，12.2kAMR业务BLER均值为1，CS64上行业务均值低于0.2%,外环功控BLER测量的准确性较好，这说明外环功控良好。标准差可以衡量外环功控的稳定性。由表2可以看出，CS12.2K、CS64业务均收敛到BLER目标值，外环功控正常。3.3 下行功率平衡：在下行功控中，用户处于软切换状态，UE 给所有在active set中的小区送出相同的 TPC 命令,但若Node B误解了码3TPC命令，即UE让RBS2升功率，但RBS2却降功率，而RBS2功率下降将导致UE接收到的信号进一步变差。功率漂移大大降低了下行链路软切换性能，因此需要用功率平衡手段来解决。功率平衡的目的是为了调整active set中的所有小区的发射功率，以保证UE达到所要求的服务。功率平衡的方法主要有两种： 一是对下行链路功率控制动态范围设置相对严格的界限，使两个NODB B的偏差不会过大。二是RNC 将从active set中的Node B报告的下行发射功率在一定时间内进行平均，并周期性发送给软切换active set中的Node B 作为其发射功率的参考值，RNC 周期性进行功率平衡，其功率算法为：P(k) = P(k-1) + Pbal。RRC建立失败的可能原因：1.4.1RNC资源分配失败，或者建立L2实例失败，或者IUB接口RL链路失败目前的用户量和话务量都不多，出现资源不足的情况基本上不可能，因此如果出现了前面几种失败原因，一般都是RNC或者NodeB内部出现了问题，需要检查RNC和NodeB的状态或者小区状态。1.4.2UE收不到RRC CONNECTION SETUPRRC CONNECTION SETUP消息是在FACH上发给UE的。目前SCCPCH功率配置的值一般是-3db(相对于PCCPCH功率，单码道)。从覆盖上来说，已经和PCCPCH的覆盖一样了。如果仍然出现UE收不到RRC CONNECTION SETUP消息（这个光从RNC的log看不出来，必须要通过采集终端的log来查看），则需要调整SCCPCH功率，来满足信号覆盖不好的地方功率需求。1.4.3RNC收不到RRC CONNECTION SETUP COMPLETE如果UE收到RRC CONNECTION SETUP 消息后，会向网络回复RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息。如果UE在作专用信道同步时失败，或者在向网络侧发RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息时，网络侧无法正确接收，都会导致RRC建立失败。此时，可以通过提高上行期望接收功率/RL初始发射功率和修改上行同步的参数，来使得UE能够正常进行专用信道同步和上传RRC建立完成消息。如果是第2点和第3点的原因导致RRC建立失败，无法通过RNC侧的log进行区分，也无法通过统计指标来进行区分，只能在发现问题后，通过路测以及调整上行或下行功率值来确定是上行功率不足，还是下行功率不足。1.4.4干扰因素TD的同频干扰是比较严重的，如果小区的邻区中，存在同频并且同扰码（这儿指的不是主频同频，而是主辅同频），那么干扰会比较大。因此在出现RRC建立失败比较多时，需关注是否是干扰导致的。如果是干扰因素，先需要解决频点和扰码的规划问题。在解决频点和扰码问题时，不仅要关注RNC内的频点扰码，还需要关注邻RNC间的频点扰码。一个原则是，在做网络规划时，邻区间的频点