EVDO培训要点—前向链路的优化

第二部分：前向链路的优化（1）EVDO前向最宝贵的资源是什么？基站如何进行调度？答： EVDO系统的前向是TDMA而非CDMA，Traffic信道由多个用户时分复用（不同用户由MAC Index来区分，他们的业务包通过包前缀Preamble来区分），扇区每个时隙只为一个用户传送数据包（满功率发射），所以无论对于用户还是扇区来说，最宝贵的资源都是时隙。时隙调度算法主要有以下几种：多用户情形下时隙调度算法算法思想优点缺点时间轮询（Round Robin）不考虑用户链路质量，给所有用户平均分配时隙资源，相当于“大锅饭”能够保证多个用户获得相同的系统服务时间，实现简单。系统吞吐量不高。最大C/I只有链路质量最好（C/I最大）的用户才能获得时隙资源，相当于“两极分化”使扇区吞吐量达到最大服务的公平性难以保证。容易造成少数靠近基站或信号强的用户独占系统资源，而小区边缘的用户获得系统服务的概率低对于以时长计费的方式来说也不划算。比例公平（Proportional Fairness）用户的时隙获取优先级由信号质量/此用户之前的累积吞吐量决定。相当于“和谐社会”兼顾系统吞吐量与服务公平性以上折中DO系统中，扇区需要在每个时隙内，在保证多用户服务公平性 的前提下，选择链路质量最好的用户进行服务，以使扇区吞吐量达到最优，可见比例公平算法可以满足这一要求，目前大多数厂家采用的算法也正是这个。（2）EVDO的前向速率是如何计算的？如最大速率3.072kbit/s是如何得出？答：下表给出了DO Rev A采用的前向数据传输的参数列表（信令里可见），第一列为传输格式，如(128,16,1024)，128代表传输数据的包大小，即128bit，16代表传输所需的slot，1024代表preamble的长度。第二列代表编码的速率，第三列是调制方式，第四列是最终的速率。由此可见，不同的Rev A前向速率（由基站根据手机上报的C/I决定）采用不同大小的物理层包，不同的调制方式，不同的传送slot数。表1 DO Rev A前向数据传输参数列表举例如下：对于(128,16,1024)的格式，它的数据速率计算方法：128bit/（161.667ms）=4.8kbit/s。最后两行是Rev A新引入的特性，由此可见，Rev A的最大速率为5120bit/（11.667ms）=3072kbit/s。（3）DO前向链路吞吐量取决于哪些因素？优化时要注意哪些要点？答： CDMA2000 1X EV-DO的前向链路为时分复用，单个时隙（1.67ms）基站只向一个用户发送业务数据，同一扇区不同用户之间不存在干扰。其前向链路优化的目标是使得系统吞吐量最大化，前向链路吞吐量主要取决于以下3方面的因素。（1）CDMA2000 1X EV-DO前向链路的覆盖情况手机在前向链路上，能够得到的速率等级（DRC 申请速率）和所收到信号质量（载干比C/I）成正比，如以下路测图例所示。图1 DRC 申请速率与C/I的关系示例所以，和CDMA2000 1X 一样，要提供优质高速的CDMA2000 1X EV-DO服务就必须保证良好的信号覆盖。另外，由于CDMA2000 1X EV-DO 前向切换为虚拟软切换，在某一个时刻仅有一个扇区为终端进行服务。如果激活集内的导频数量过多，服务小区在这些导频之间切换的可能性就越大，频繁切换会影响数据速率和时延。激活集内导频数越少，导频越纯净，终端的前向物理层速率就越高，如以下路测图例所示。图2 终端前向速率与激活集内导频数量的关系示例所以，在进行CDMA2000 1X EV-DO优化时，一定要在确保扇区覆盖信号良好的同时，严格控制扇区主覆盖区域，减少越区覆盖，避免导频污染，杜绝不必要的切换。（2）基站传输资源相比CDMA2000 1X ，CDMA2000 1X EV-DO可以提供高速数据业务，扇区吞吐量提升很多，因此需要保证城市热点和VIP区域内基站配备足够的传输资源。 单载单扇CDMA2000 1X EV-DO 基站的传输需求CDMA2000 1X EV-DO 基站到BSC 的传输采用TDM E1，传输带宽为2M，其传输利用率一般大于90%。对于前向3.1Mbps 的最高物理层速率需求，需要配置2条E1 才能满足最高速率的传输带宽需求。由于E1 是收发物理分开，因此对于反向1.8Mbps 也同样满足。因此单载单扇基站最高的传输资源需求为两对E1。单载三扇CDMA2000 1X EV-DO 基站的传输需求各扇区数据业务是独立进行的，因此单载三扇基站最高的传输资源需求6对E1。单载三扇CDMA2000 1X EV-DO 与CDMA2000 1X 共站的传输需求语音业务对时延要求非常高，传输需单独配置，因此单载三扇CDMA2000 1X EV-DO 与CDMA2000 1X 共站最高的传输资源需求9 对E1（3）反向链路干扰对前向链路的影响反向链路干扰导致DRC申请速率的误判DRC 申请速率为终端根据前向链路的无线信号质量向网络申请的前向速率，它在很大程度上反应了网络前向覆盖的情况。如果终端实际获得的前向数据速率与DRC 申请速率存在较大的差异，则需要将优化的关注点放在反向链路干扰方面。终端通过DRC子信道向基站快速反馈前向信道的C/I，包括下一个时隙所希望接受的最高前向速率（DRC Value即DRC Index）以及期望从哪一个扇区（DRC Cover）接收数据。DRC Index、申请速率和C/I的对应关系如下表所示。表1 DRC Index、申请速率和C/I的对应关系DRC Index申请前向速率（kbps）C/I（dB）0x00n/a0x138.411.50x276.89.20x3153.66.50x4307.23.50x5307.23.50x6614.40.60x7614.40.50x8921.6+2.20x91228.8+3.90xa1228.8+4.00xb1843.2+8.00xc2457.6+10.30xd1536.0+8.30xe3072.0+11.3反向链路干扰可能影响反向DRC信道的正确解调，导致前向采用错误的传输格式发送数据，与终端DRC请求的不一致。例如手机测得C/I的值为12dB，由表1可知申请速率为3072kbps，上报的DRC Index的值为0xe，结果由于反向干扰严重，基站误判成了0x3（对应速率153.6kbps），显然，分配给手机的速率将大大降低，严重影响前向吞吐量。可以通过增加DRC信道增益（DRC Channel Gain）以改善DRC Value被正确解调的可靠性，其设置的是反向DRC信道相对反向导频信道的功率偏置。但要注意设置过高会带来反向干扰，缩小反向容量。 反向链路干扰导致前向数据包重传次数增多反向链路干扰也会影响反向ACK信道的正确解调，导致前向数据包重传次数增多，影响前向吞吐量。对于前向链路来说，由于前向HARQ 机制的存在，终端会通过反向ACK 信道发送ACK或NAK通知基站刚才前向业务信道的数据包是否已被正确接收，基站根据ACK或NAK决定是否重复发送。如果反向链路负荷较重，或者存在较强的反向干扰，将会影响基站正确解调反向ACK 信道的数据。在基站错误解调反向ACK 信道数据的情况下，基站会向终端重复发送相同的数据，导致前向数据速率的降低。可以通过增加ACK信道增益（ACK Channel Gain）以改善ACK 比特传送的可靠性，其设置的是反向ACK信道相对反向导频信道的功率偏置。但要注意设置过高会导致反向干扰会加大，反向链路容量降低。解决反向链路干扰需要通过优化相关系统参数来解决。（4）前向链路优化主要涉及哪些相关参数？答：我们要保证DO前向链路的性能就必须考虑反向链路干扰对前向链路的影响，主要考虑DRC、ACK与DSC这3个反向信道。DRC信道参数终端通过DRC子信道向基站快速反馈前向信道的C/I，包括下一个时隙所能接受的最高前向速率（DRC Value）以及期望从哪一个扇区（DRC Cover）接收数据。反向链路干扰影响反向DRC信道的正确解调，导致前向采用错误的传输格式发送数据，与终端DRC请求的不一致。涉及DRC信道的3个关键参数有：参数名称含义影响DRC信道增益DRC Channel GainDRC 信道功率电平（传输发生时）与反向业务导频信道功率电平之比。设置过低，DRC 信道质量会降低，比特传送可靠性降低，可能导致前向链路容量减少。设置过高，会导致不必要的反向链路干扰，反向链路容量降低。DRC长度DRC Length为AT 用来传送单个DRC 值的时隙数量设置得大，DRC 值的传送可靠度越高，但是DRC 响应无线环境变化的灵敏度会降低。该值设置过大，DRC 可能无法及时跟上无线环境的变化，降低慢衰落场景下的吞吐量。该值设得小，DRC 值的重发次数减小，DRC 传送可靠度降低，但DRC 的变化速率更快，适应慢衰落场景。设置得小，可能会导致系统侧解调DRC 的误码率增加，导致前向链路误包率上升，重传率上升，应用层吞吐量下降。DRC Length 可以根据实际情况进行调整。如果网络整体覆盖良好，覆盖盲区和阴影快衰落区域比较少，那么DRC Length 的值可以设置得小一些，有利于提升反向链路的容量；如果网络覆盖区域内由于建筑物密集或者站点建设不合理导致覆盖盲区和快衰落区域较多，DRC Length 值可以设置得大一些，以加大AT 发出的DRC 值能够被AN 正确解调的可能性，存在反向干扰区域内DRC Length 也可以设置稍大一些。DRC监视定时器DRC Supervision Timer当AT 发送一个0速率DRC 时，AT 将会开启DRC 监视定时器，在DRC 监控定时器开启期间，如果AT 请求一个非0速率或者已成功接受到一个分组数据，则AT 要关闭此DRC 监视定时器；如果DRC 监视定时器超时，AT 将会关闭反向业务信道发射机。设置过低，DRC 监视定时器超时出现的频率较高。这会导致反向链路信道发射机禁用，使AT 过早终止反向链路传输，影响时延敏感型业务。设置过高，DRC 监视定时器超时出现的频率较低。这会导致AT在信道条件不佳的情况下，在一段较长的时间内积极发送0速率DRC，这种反向链路干扰的增加会增加系统的ROT。ACK信道参数反向ACK信道是用来向正在给自己服务的基站报告刚才接收到的前向业务信道数据包是否正确，根据正确与否在该信道上发送ACK/NAK，以便基站可以根据情况决定是否重复发送。反向链路干扰也会影响反向ACK信道的正确解调，导致前向数据包重传次数增多，影响传输的提前终止(Early termination)。涉及ACK信道的关键参数有：参数名称含义影响ACK信道增益ACK Channel GainACK 信道响应单个用户数据包传输的过程中，ACK 信道功率与反向业务导频信道功率之比。若此值设置的较小，ACK 比特的传送可靠性较低，其正确解调会受影响，进而可能影响前向吞吐性能。若此值设置的较大，ACK 比特传送可靠性较高，但反向干扰会加大，反向链路容量降低。DSC信道参数相比于EV-DO