WCDMA无线资源管理RRM(一)：资源管理与负载控制

无线资源管理RRM（一）,无线资源管理RRM（一）,2,1,信道配置（RM）,RRM综述,3,负载控制（LC）,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,WCDMA系统是一个自干扰的系统，无线资源管理的过程就是一个控制自己系统内的干扰的过程功率是最终的无线资源，最有效地使用无线资源的唯一手段就是严格控制功率的使用。而功率的使用在CDMA系统中是矛盾的：一方面，提高针对某用户的发射功率能够改善该用户的服务质量。另一方面，由于CDMA系统的自干扰性，这种提高会带来对其他用户干扰的增加，从而导致接收质量的降低。,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,根据UMTS协议栈结构和功能的划分，UTRAN的主要任务就是为非接入层（NAS）提供无线接入承载（RadioAccessBearer,RAB)的建立、维护、释放等服务，以屏蔽NAS对于无线接入层特性的关注。为NAS建立的RAB中，UTRAN必须提供相应的QoS（QualityofService)保证。一般的QoS主要存在三个方面要求：传输速率传输时延要求BER/FER质量要求,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,RRM的目的：保证CN所请求的QoS增强系统的覆盖提高系统的容量为了保证CN所请求的QoS，需要将QoS映射成接入层的一些特性，从而利用接入层的资源为本条连接服务-信道配置。,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,在保证CN所请求的QoS的前提下，使用户的发射功率最小，从而减少该UE对于整个系统的干扰，提高系统的容量和覆盖-功率控制需要确保UE移动到其他小区（系统）后，能够继续得到服务，以保证QoS-切换控制接入一定数量的UE后，需要确保整个系统的负载保持在稳定的水平，以保证系统中每条连接的QoS-负载控制,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,根据无线资源管理对象的不同划分为：面向连接的RRM，确保该连接的QoS，并使该条连接占用的无线资源最少信道配置功率控制，切换控制，数据调度对于每条连接，根据需要创建一个实例专门处理本连接的资源配置面向小区的RRM，在确保该小区稳定的前提下，能接入更多的用户，提高整个系统的容量码资源管理，负载控制，准入控制为每一个小区创建一个实例，专门处理该小区的资源管理,RRM综述,无线资源管理（RRM，RadioResourceManagement）,无线资源管理或控制的基本流程如下：测量控制（MeasurementControl）测量（Measurement）（UE，NodeB，RNC）测量报告（MeasurementReport）判决，决策（Judgment）资源的控制和执行（Act）,RRM综述,诺西RRM,在诺西系统中，RRM被分为以下六个模块：资源管理（RM:ResourceManagement）负载控制（LC：LoadControl）准入控制（AC：AdmissionControl）数据调度（PS：PacketScheduling）切换控制（HC：HandoverControl）功率控制（PC：PowerControl）其中，准入控制、数据调度、切换控制、功率控制内容较多，将在后续章节中独立讲解。本章主要对资源管理（即信道配置管理）、负载控制两个模块进行阐述。,RRM综述,诺西RRM,诺西RAN无线资源管理的基本原则如下：NodeB以小区为单位测量总接收功率（PrxTotal）及总发射功率（PtxTotal）。NodeB周期性通过NBAP-c的RADIO_RESOURCE_INDICATION消息向CRNC上报PrxTotal和PtxTotal。RNC上的RRM组件在收到上述消息后，更新每一个上报小区的负载状态。RNC上的AC和PS算法以当前小区的负载状态为基础。在两次无线测量之间，AC和PS估算小区负载变化并更新小区负载状态。AC拒绝起呼和PSNRT业务回退是应对过载的手段。,无线资源管理（RRM）,2,1,信道分配（RM）,RRM综述,3,负载控制（LC）,信道配置,基本信道配置算法,基本信道配置就是根据CN所请求RAB的QoS特性，将其映射成接入层各层的相应参数和配置模式：CN请求的QoS包括：TrafficClassesConversationalStreamingInteractiveBackground速率要求质量要求（BLER）,信道配置,基本信道配置算法,每一个RAB，可能具有多个子流（AMR语音），必须为每一各子流选择不同的RLC模式进行处理，而后的逻辑信道需要送到不同的MAC实体，可能是MAC-D，也可能是MAC-C，对于MAC-D处理以后的业务还可能送到MAC-C，最后是不同传输信道选择不同的编码，交织，速率匹配参数，然后是物理层的参数。,信道配置,基本信道配置算法,RB参数包括：RB数目RLC参数包括：不同的RLC传输模式透明非确认确认不同的逻辑信道参数,信道配置,基本信道配置算法,MAC参数包括：逻辑信道到传输信道的映射/复用关系不同的传输信道类型及参数专用信道公共信道共享信道不同的MAC实体的配置MAC-d/MAC-cMAC子层的优先级配置TFCS配置,信道配置,基本信道配置算法,物理层参数传输信道到物理信道的映射关系编码类型ConvolutionalTurboNon交织长度速率匹配因子扩频因子SF功率偏置其他物理信道参数，如分集模式等,信道配置,基本信道配置算法,基本信道配置涉及的空口信令如下：RB建立（RadioBearerSetup）RB重配置（RadioBearerReconfiguration）RB释放（RadioBearerRelease）传输信道重配置（TransportChannelReconfiguration）物理信道重配置（PhysicalChannelReconfiguration）,信道配置,基本信道配置算法,RB建立的过程如下图所示：,信道配置,动态信道配置算法,动态信道配置DCCC（DynamicChannelConfigurationControl）。DCCC针对的对象:BestEffort（BE）业务DCCC的目的：最大限度的满足用户对带宽的需求实现空中接口资源的最有效利用满足用户变动的数据传输速率需求节省下行信道码（OVSF码）资源,信道配置,动态信道配置算法,BE业务的特点：业务源速率变化范围大时延要求低误码率要求高RLC选用确认模式，也就是所有数据必须在RLCBuffer中缓存,信道配置,动态信道配置算法,DCCC判决对RLCBuffer中TrafficVolume的测量报告根据测量结果判决是否需要动态改变该UE所使用的带宽在重配置的判决过程中，需要考虑空中接口是否受限，通过对该UE上下行功率的测量来完成,信道配置,动态信道配置算法,DCCC的执行RB重配置/传输信道重配置Cell-FACH-Cell-DCHCell-DCH-Cell-DCH，包括带宽的增加和减小Cell-DCH-Cell-FACHDCCC还需要根据拥塞控制的请求来限制MAC层对TF的选择,信道配置,动态信道配置算法,带宽“按需分配”,信道配置,码资源管理算法,这里的“码资源”即扩频码，对应WCDMA的信道资源。,信道配置,码资源管理算法,码分配策略性能指标：利用率分配的带宽/总带宽越高越好尽量保留扩频因子小的码字将提高利用率,信道配置,码资源管理算法,码分配策略性能指标：复杂度与多码的数目成反比越小越好尽量使用单码传输,信道配置,码资源管理算法,码资源分配原则：提高码字利用率降低码分配策略复杂度确保尽量使用正交性好的码字降低信道间干扰提高系统容量降低系统的峰平比,信道配置,诺西RM模块介绍,RM的主要功能是根据每一个无线连接不同的RRC请求类型确定逻辑无线资源。RM模块位于RNC，并于PS/AC模块密切相关。PS/AC模块提出实际无线需求，RM将当前资源情况反馈到PS模块；RM模块能够根据诸如切换等原因调整分配资源的扩频码及扩频码类型并依此分割码树。RM模块实现对基站硬件资源的管理。实现对诸如ATM等其它资源的管理。,信道配置,诺西RM模块介绍,维护码树管理下行扩频码，上行扰码，及上行扩频码类型为切换预留码道资源当发生URA更新时，为每一个连接分配新的无线网络零时标识（RNTI）,信道配置,诺西RM模块功能,逻辑无线资源按基站特定的逻辑资源分配算法进行分配；基站逻辑资源分配算法的主要作用如下：码字分配：下行扩频码及上行扰码；在信令建立时分配无线网络临时标识；分配无线连接标识；分配DCH标识；进行更软切换时，需分配逻辑无线资源，但无需分配传输资源。,信道配置,诺西RM模块功能,下行扰码标识小区，下行扩频码标识连接；上行扰码区分终端；RM生成下行扩频码；,信道配置,诺西RM码字分配,码字分配算法根据TFC类型分配最为合适的扩频码；2-8阶扩频码用于下行；2-7阶扩频码用于上行；RM对码树进行维护，确保码利用率最高，码复杂度最低；,无线资源管理（RRM）,2,1,信道分配（RM）,RRM综述,3,负载控制（LC）,负载控制（LC）,负载控制（LC）概述,负荷控制目的：确保整个系统和所有业务稳定运行，尽可能少受到系统负荷波动的影响负荷控制特点：当系统负荷处于正常情况下，负荷控制算法确保系统不过载，所有业务稳定运行；当系统负荷处于异常情况下，负荷控制算法迅速降低整个系统的负荷，使系统尽可能运行在正常状态下；负荷控制一般由RNC和NodeB配合完成；,负载控制（LC）,负载控制（LC）概述,在NodeB可以采取的负荷控制方法：拒绝下行功率控制上升命令或者覆盖上行功率控制上升命令；针对上行内环功控降低SIR或者QoS要求；当功放(PA)过载时按照比例降低下行发射功率；在RNC可以采取的负荷控制方法：进行频间硬切换或者系统间硬切换；进行PS业务协商从而降低PS业务速率；降低实时业务用户的传输速率；,负载控制（LC）,诺西负载控制（LC）,根据WCDMA原理，无线资源即“功率”。负载控制功能以小区为单位在上行与下行功率（或干扰）上同时执行。LC的根本目的是优化小区容量、预防小区过载。因此，LC可以被认为是预防性的负载控制。LC功能在RNC上实现。AC与PS功能共同实现过载预防。LC为二者提供基础信息。LC更新小区负载状态；AC与PS据此进行预估。,负载控制（LC）,诺西负载控制（LC）,根据WCDMA原理，无线资源即“功率”。负载控制功能以小区为单位在上行与下行功率（或干扰）上同时执行。LC的根本目的是优化小区容量、预防小区过载。因此，LC可以被认为是预防性的负载控制。LC功能在RNC上实现。AC与PS功能共同实现过载预防。LC为二者提供基础信息。LC更新小区负载状态；AC与PS据此进行预估。,负载控制（LC）,诺西负载控制（LC）,LC主要包含以下内容：小区级负载控制相关参数；（下图1）包含负载测量结果的负载状态报告；（下图2、3）预期小区负载。（下图4）,负载控制（LC）,诺西负载控制（LC）,与LC功能相关的参数包括：AC、LC、PS通用的基本负载控制参数：PrxTragtedB,PtxTargetdBmPrxOffsetdB,PtxOffsetdBPrxNoisedBm小区负荷状态包括：NBAP-c无线资源标识：PrxTotaldBm,PtxTotaldBmRACHloadNBAP-d无线资源标识：PtxAveragedBm,负载控制（LC）,诺西负载控制（LC）,与LC功能相关的参数包括：AC、LC、PS通用的基本负载控制参数：PrxTragtedB,PtxTargetdBmPrxOffsetdB,PtxOffsetdBPrxNoisedBm预期小区负荷包括：在两次测量之间，小区负载根据AC和PS的负载预期进行小区负载控制：PrxNcdBm,PtxNcdBmupdatedbyLCPrxRTinactivedBm,PtxRTinactivedBmupdatedbyLCPrxNRTdBm,PtxNRTdBmupdatedbyPSLrtupdatedbyACLnrtupdatedbyPS,负载控制（LC）,诺西负载控制（LC）,与LC功能相关的参数包括：AC、LC、PS通用的基本负载控制参数：PrxTragtedB,PtxTargetdBmPrxOffsetdB,PtxOffsetdBPrxNoisedBm,负载控制（LC）,上行负载控制（LC）,基于基站测量到的噪声抬升，可根据以下公式计算分级上行负载：其中：Prx_noise定义为无WDCMA业务时的系统底噪；Prx_total定义为总干扰加系统底噪；NR即噪声抬升（NOISERISE），以dB为单位；,负载控制（LC）,上行负载控制（LC）,系统噪声包含所有静态噪声，不仅只有热噪声：包含热噪声、其它系统干扰噪声、各种元器件的插入噪声等；因地点和时间不断变化。PrxNoise是影响小区容量的无线网络规划参数。低估PrxNoise将造成对小区负载的过高估计，可能造成不必要的拥塞。高估PrxNoise将造成对小区负载的过低估计，可能造成过载。,负载控制（LC）,上行负载控制（LC）,系统噪声包含所有静态噪声，不仅只有热噪声：包含热噪声、其它系统干扰噪声、各种元器件的插入噪声等；因地点和时间不断变化。RACH负载以周期内测量到的RACH前导、RACH解码消息和成功解码的RACH信息数量计算。在下行信道类型（公用或专用）选定时，RACH负载测量供PS算法使用；在对NRT-RAB业务进行准入控制时，AC算法也将使用RACH负载测量功能。,负载控制（LC）,基站负载测量（LC）,基站执行上行接收功率（PrxTotal）和下行发射功率（PtxTotal）的测量并向RNC报告测量结果；基站对PrxTotal和PtxTotal的测量结果进行平均和过滤；Prx_total/Ptx_total先进行简单算数平均；N个平均值进行存储（N=PrxMeasAveWindoworPtxMeasAveWindow）；进行ALPHA平均计算。,负载控制（LC）,基站负载测量（LC）,基站执行RACH负载测量并向RNC报告测量结果；RACH负载包括以下测量：RACH负荷：测量周期内平均每无线帧接收到的RACH前导数量；RACH解码消息：测量周期内平均每无线帧接收到的RACH解码消息数量；RACH成功解码消息：测量周期内平均每无线帧接收到的RACH成功解码消息数量；控制报告的参数包括：RRIndicationPeriodCCHLoadMeasPeriod,负载控制（LC）,负载控制参数（LC）,参数名称：PrxMeasAveWindow详细介绍：该参数定义PrxTotal进行平均时候的帧数。缺省值：20frames;range10.200Frames;step1Frames,参数名称：PtxMeasAveWindow详细介绍：该参数定义PtxTotal进行平均时候的帧数。缺省值：20radioframes;range10.200RadioFrames;step1Frames注意：当接受到的无线信号波动过大时，可适当将该参数增大。,负载控制（LC）,负载控制参数（LC）,参数名称：PrxAlpha详细介绍：PrxAlpha小区计算PrxTotal时使用的过滤器类型Ifthevalueis0,pureslidingwindowmeanfilterisusedifthevalueis0.5,slidingwindowmedianfilterisusedIfthevalueisbetween0-0.5,trimmedmeanfilterisused初始值：0;range0.0.5,step0.05,参数名称：PtxAlpha详细介绍：PtxAlpha小区计算PtxTotal时使用的过滤器类型Ifthevalueis0,pureslidingwindowmeanfilterisusedifthevalueis0.5,slidingwindowmedianfilterisuse