TD-SCDMA无线资源管理与网络优化研究成果

1、TD-SCDMA无线资源管理及优化研究成果上报申请书成果名称TD-SCDMA无线资源管理与网络优化研究成果申报单位 广东 省（自治区/直辖市）公司成果承担部门/分公司规划技术部 部门 / 分公司项目负责人姓名陈其铭项目负责人联系电话和Emai果专业类别*无线成果研究类别*相关网络解决方案省内评审结果*优秀关键词索引（35个）TD-SCDMA、无线资源管理、网络优化应用投资 0 万元（指别的省引入应用大致需要的投资金额）产品版权归属单位 中国移动广东公司对企业现有标准规范的符合度：（按填写说明4） 暂无相关的企业标准成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社

2、会和经济效益。本项目依托广州、深圳TD-SCDMA网络，对TD-SCDMA设备的相关无线资源管理算法和参数进行了研究、测试和优化，提升了网络性能指标，总结并提炼了具有推广意义的网络优化经验，推动了TD-SCDMA设备的成熟和算法和优化。项目提出了三项技术建议、总结了五项优化经验，主要成果概述如下：1、项目深入研究了TD-SCDMA系统的功率控制过程和算法，提出新的闭环功率控制算法，并在深圳外场进行了验证。外场测试证明，优化后的闭环功率收敛时间从900ms缩短到200ms，收敛后功率波动范围与优化前相当。2、项目提出了开环功率控制参数的优化原则和方法。该方法以网络实测的闭环功控收敛后的功率为基准

3、，合理配置初始SIR目标值、上行干扰余量等开环功控参数。实测证明，在保证接通率的前提下，终端和基站的发射功率显著降低，从而减少系统内干扰电平。3、项目首次通过外场试验验证了辅载波软覆盖的算法。该算法能够根据网络容量和邻区同频干扰水平，智能地调整辅载波的功率，控制辅载波的覆盖范围，达到辅载波吸收近点业务，主载波解决覆盖的目标。从而降低同频干扰，提升网络性能。深圳外场测试说明，该算法在降低网络干扰水平、提升网络性能指标方面有积极作用。4、项目通过分析TD-SCDMA系统的切换控制过程和算法，对切换迟滞、小区独立偏置、切换延时触发时间等重要参数的作用进行了深入研究，得出相关参数的配置建议。优化后，优

4、化区域语音电话切换成功率由99.1%提升至99.8%，可视电话切换成功率由97.18%提升至99.43%。5、项目深入研究了TD-SCDMA系统空口信令的调度控制过程，分别对寻呼消息、系统消息、信令切换消息的调度提出了新的算法建议，包括修改寻呼消息重传机制，给出不同系统消息块调度周期的设置建议，提出信令切换消息调度算法等。这些算法能提高空口消息传输效率和资源利用率，将用户的呼叫接通率从87.18%提升到93.60%。6、项目深入研究了动态信道分配机制和策略，在广州外场针对UpPCH漂移对于网络接入性能的影响进行了测试，发现UpPCH漂移与PRACH信道处于同一时隙时会对网络接通率带来较大的影响

5、。本项目提出了新的PRACH信道设置的优化方法，并督促厂家进行设备升级和研发。设备升级后，有效避免了PRACH信道与UpPCH漂移碰撞所带来的干扰。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。通过本项目，广州优化区域TD网络话音接通率由87.18%提升至99.21%；深圳优化区域话音接通率由89.58%提升至99.04%，掉话率指标由5.17%减少至0.56%。网络性能指标提升明显。本项目对TD-SCDMA系统的无线资源管理过程进行了详细的剖析，总结归纳了相关的网络优化经验，具有全国推广价值。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容

6、的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明5”。成果报告附后。“成果上报申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：核心网、无线、传输、IP、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、通信电源、数据业务、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“省内评审结果”指：优秀、通过。4、“对企业现有标准规范的符合度”指：列举该成果使用并符合的中国移动统一发布的企业标准的名称和编号，详细描述该成果在现有的企业标准基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。5、“文章主体”：根据不同科技成果分类实施不同的主体要求，具体如下：1）超

7、前研究类成果主体包括： 背景情况 技术特点分析 标准化情况 其他运营商应用情况（可选） 技术发展趋势 引入策略分析2）相关网络解决方案类成果主体包括： 背景情况 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求 效果（解决了哪些问题） 本省应用推广情况3）新产品开发类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等 业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范围、业务申请与注销等 业务商务模式及资费：包括商

8、务模式、业务资费模式、业务收费方式等 市场前景分析4）现有业务优化类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 现有业务存在的问题：现有缺陷分析、解决问题的思路 原有业务方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后的方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后达到的效果，产生的经济效益 5）其他类成果主体，参考1）4）的成果主体要求，阐述清楚项目背景、实现方案、解决的问题、取得的社会和经济效益等。TD-SCDMA无线资源管理及网络优化研究中国移动广东公司2008年10月- 7 -目 录1前言72

9、TD-SCDMA的无线资源管理82.1无线资源管理概述82.2 TD-SCDMA的关键技术对RRM的影响92.3无线资源管理的相关控制过程102.3.1功率控制102.3.2切换控制112.3.3调度控制122.3.4 信道分配123功率控制133.1开环功控133.1.1 随机接入开环功控的原理和流程133.1.2 随机接入开环功控参数优化143.1.3 上行DPCH开环功控原理153.1.4上行DPCH开环功控参数优化153.1.5 下行DPCH开环功控原理193.1.6 下行DPCH开环功控参数优化203.2闭环功控233.2.1闭环功控原理及算法233.2.2闭环功控算法优化253.3

10、 功率控制小结284辅载波软覆盖算法294.1 基本原理294.2 仿真及测试情况304.2.1 仿真验证304.2.2 测试验证304.3 小结315切换优化325.1 基本切换流程和算法：325.2切换参数优化方法及思路335.3 案例分析365.4 小结456空口信令调度优化456.1 系统消息调度优化456.1.1 系统消息调度机制456.1.2 优化案例分析476.1.3 小结516.2 寻呼信令调度优化516.2.1 寻呼机制516.2.2 优化案例分析526.2.3 修改RNC重传机制对网络寻呼容量的影响556.2.4 小结566.3 控制信令调度优化566.3.1 控制信令调度

11、机制566.3.2 优化案例分析586.3.3 小结597信道分配优化607 .1 PRACH信道分配优化607.2 UpPCH Shifting机制607.3 现网数据分析及优化方案617.4 优化案例分析627.4.1 问题描述627.4.2 案例分析647.4.3 优化措施657.4.5 优化结果657.5小结668结论661 前言TD-SCDMA移动通信系统是中国通信领域第一个拥有自主知识产权的国际标准，是中国百年电信技术史上的重大突破。北京、天津、上海、沈阳、秦皇岛、厦门、广州、深圳、保定、青岛等十个城市的大规模测试证明，TD-SCDMA设备产品已初步成熟，具备初步建网条件。但在如何

12、对系统中有限的无线资源进行有效的管理和分配方面，现有TD-SCDMA设备水平还有待提高。无线资源管理(Radio Resource Management，RRM)是移动通信网络的核心技术，是指如何对网络中的移动用户分配适当的频率、时隙、信道、发射功率等，以使具有固定硬件设备的无线网络获得更高容量的同时，满足用户的质量要求。现代的无线资源管理策略应该是实时的并能充分利用网络内部的有效资源。TD-SCDMA通信系统中RRM相关的控制过程包括功率控制、切换控制、调度控制、信道分配、接纳控制、以及负载拥塞控制等。本项目依托广州、深圳TD-SCDMA网络，对TD-SCDMA设备的相关无线资源管理算法和参

13、数进行了研究、测试和优化，提升了网络性能指标，总结并提炼了具有推广意义的网络优化经验，推动了TD-SCDMA设备的成熟和算法的优化。项目主要成果如下：一、项目深入研究了TD-SCDMA系统的功率控制过程和算法，提出新的闭环功率控制算法，并在深圳外场进行了验证。外场测试证明，优化后的闭环功率收敛时间从900ms缩短到200ms，收敛后功率波动范围与优化前相当。二、项目提出了开环功率控制参数的优化原则和方法。该方法以网络实测的闭环功控收敛后的功率为基准，合理配置初始SIR目标值、上行干扰余量等开环功控参数。实测证明，在保证接通率的前提下，终端和基站的发射功率显著降低，从而减少系统内干扰电平。三、项

14、目提出了辅载波软覆盖的算法。该算法能够根据网络容量和邻区同频干扰水平，智能地调整辅载波的功率，控制辅载波的覆盖范围，达到辅载波吸收近点业务，主载波解决覆盖的目标。从而降低同频干扰，提升网络性能。仿真和深圳外场测试说明，该算法在降低网络干扰水平、提升网络性能指标方面有积极作用。四、项目通过分析TD-SCDMA系统的切换控制过程和算法，对切换迟滞、小区独立偏置、切换延时触发时间等重要参数的作用进行了深入研究，得出相关参数的配置建议。优化后，优化区域可视电话切换成功率由97.18%提升至99.43%。五、项目深入研究了TD-SCDMA系统空口信令的调度控制过程，分别对寻呼消息、系统消息、信令切换消息

15、的调度提出了新的算法建议，包括修改寻呼消息重传机制，给出不同系统消息块调度周期的设置建议，提出信令切换消息调度算法等。这些算法提高空口消息传输效率和资源利用率，将用户的接通率从87.18%提升到93.60%。六、项目深入研究了动态信道分配机制和策略，在广州外场针对UpPCH漂移对于网络接入性能的影响进行了测试，发现UpPCH漂移与PRACH信道处于同一时隙时会对网络接通率带来较大的影响。本项目提出了新的PRACH信道设置的优化方法，并督促厂家进行设备升级和研发。设备升级后，有效避免了PRACH信道与UpPCH漂移碰撞所带来的干扰。2 TD-SCDMA的无线资源管理2.1无线资源管理概述在第三代

16、移动通信系统中，无线资源管理(Radio Resource Management，RRM)作为一种关键技术被提出，成为衡量一个标准是否可行，系统服务质量优劣，是否被运营商所接纳的重要性能指标。无线资源管理的目标是在有限带宽的条件下，为网络内无线用户终端提供业务质量保障，其基本出发点是在网络话务量分布不均匀、信道特性因信道衰弱和干扰而起伏变化等情况下，灵活分配和动态调整无线传输部分和网络的可用资源，最大程度地提高无线频谱利用率，防止网络拥塞和保持尽可能小的信令负荷。RRM主要实现对移动通信系统中的无线资源的分配和管理，是影响移动通信设备和整个系统性能的关键部分。移动通信技术正面临用户数量急剧增加

17、，移动业务逐步走向多元化，用户对Qos的要求不断提高的问题，各种高速新业务的出现和对运营商服务质量的要求不断提高，移动通信系统所能利用的无线资源日渐紧张，相应的对无线资源管理技术提出了新的挑战，如何保证足够的小区容量同时又要满足不同业务的时延和速率要求，而且尽可能充分的结合和利用新的无线传输技术的特性，这些都是在新的业务传播环境下无线资源管理技术需要考虑的问题。无线资源管理的核心是通过合理分配和管理无线资源来保证网络服务质量，提高系统容量和频谱利用率。在第三代通信系统中，无线资源构成复杂，可能由载波，时隙，扩频码和空间方向等组成，另外需要支持不同种类不同速率业务的复用，这使得无线资源管理变得非

18、常复杂。TD-SCDMA和其他3G标准一样，提出了面向QoS的无线资源管理系统，对TD-SCDMA系统以及终端设备来说，可靠和高效的无线资源管理策略和方法是提高系统性能和容量的重要保证。TD-SCDMA系统的无线资源主要包括载频、时隙、码道、功率等，引入智能天线后，空间也是一种无线资源。对于整个移动通信系统而言，RRM功能模块在协议层中的位置如下： 图1-1 RRM功能模块在协议层中的位置在TD-SCDMA系统中，RRM的主要控制功能位于RNC实体内，由RNC，NodeB和UE共同来执行完成所有功能。RRM涉及许多移动通信的关键技术，所采取的策略及算法会对系统性能产生重要影响。2.2 TD-S

19、CDMA的关键技术对RRM的影响 TD-SCDMA是基于CDMA技术的移动通信系统，智能天线技术可以提高系统的容量、减少用户间的干扰、扩大小区的覆盖范围、支持新的业务、提高网络的安全性以及方便地实施用户定位等；多用户联合检测和上行同步技术对多址干扰的有效抑制使得TD-SCDMA系统在相同的处理增益下可同时容纳更多的激活用户，因此TD-SCDMA系统所采用的空域处理或空时域联合处理的数字信号处理技术，可以有效地提高SNR，减少时延扩展和衰落带来的影响，进而提高链路的性能。链路性能的提高可以更轻松地提供各种新业务，如对误码率有较高要求的数据业务和无线Internet业务。TD-SCDMA智能天线等

20、关键技术的应用，必然会涉及到许多网络功能的变化，由于空间角度成为可以利用的资源，RRM对资源进行分配和管理的时候，既要考虑最大限度地提高系统资源利用率，又要协调好各种资源之间的相互关系，以便最大限度地降低用户之间的干扰，保证系统整体性能达到最佳状态。另一方面，资源内涵的扩展和资源类型的增加，特别是空间角度成为可用资源后，系统的资源分配和管理算法要比传统的移动通信系统灵活得多，同时也复杂得多。关键技术的采用对于TD-SCDMA的RRM的影响如下：智能天线技术扩大了物理资源的内涵，增加了物理资源的数量，在提高了RRM对物理资源利用灵活性的同时，也增加了RRM的各种算法对物理资源管理的复杂程度，但是

21、当代移动通信技术随着微电子技术和数字信号处理技术的高度发展，由于智能天线的应用而对RRM带来的负面影响逐渐减少，相反TD-SCDMA系统智能天线的技术优势却日益突出，由此而产生的经济效益越来越明显。联合检测技术本身虽然没有直接产生或映射成新的物理资源，但是它能够有效地降低干扰，因此对于RRM也会产生比较大的影响，具体表现如下：1、联合检测的采用降低了系统对于功率控制功能的要求，使得RRM对于功控算法的处理方面具有了更大的灵活性。联合检测和功率控制都可以减少远近效应，RRM的功率控制算法结合联合检测技术，可以进一步提升TD-SCDMA系统的整体性能。2、联合检测技术的采用可以有效地降低TD-SC

22、DMA系统负荷控制LC、接纳控制AC以及切换控制HC等功能模块的门限值，降低RRM在LC、AC以及HC算法方面的复杂程度。上行同步技术能够有效地降低码道间的相互干扰，对于RRM也会产生比较大的影响，主要表现如下：1、系统的可靠同步使得码道间的相互干扰减少，因而整个系统可以利用的功率资源更多，使得RRM的功控算法更加简单。2、上行同步的实现使得TD-SCDMA的码字也保持同步，这样可以保证RRM会有更多的码道来提升接纳能力，使得RRM的接纳控制AC算法的效率更高。3、上行同步降低了TD-SCDMA系统负荷拥塞的门限，使得RRM负荷控制算法LC在保证网络质量的同时，也能够有效地增加系统容量。4、上

23、行同步可以保证RRM切换控制（HC）算法能够有效地缩短切换时间，提高切换的可靠性。2.3无线资源管理的相关控制过程RRM主要完成的功能包括功率控制、切换控制、调度控制、信道分配、接纳控制、以及负荷拥塞控制等。由于目前广州、深圳地区TD-SCDMA网络仍然处于试商用阶段，整个网络处于轻载状态，对接纳控制和负荷拥塞控制需求还不强烈。因此本课题中不对接纳控制和负荷拥塞控制做深入的探讨。下面将对功率控制、切换控制、调度控制、信道分配等四个过程的原理和关系进行简要的说明。2.3.1功率控制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。TD-SCDMA系统

24、中的功率控制和其它过程的接口关系如图2所示。图1-2 RRM功控过程和其它过程的接口关系其中：S1：基于干扰受限的接纳控制AC为功率控制模块提供目标BER，目标BLER、期望SIR等参数值S2：切换控制HC向功率控制PC功能模块提供激活集信息S3：负荷拥塞控制LC模块向功率控制PC模块提供建立连接的信息、网络拥塞告警信息。S4：调度控制SC过程向功率控制PC过程提供相关的业务参数和QoS信息。可见，功率控制过程是无线资源管理的核心。它与接纳控制、切换控制、负荷拥塞控制、调度控制等过程都有直接的关系，它需要根据各过程提供的相关信息调整基站和终端的发射功率，满足用户间不同的QOS要求和传输速率。T

25、D-SCDMA系统中的功率控制可分为外环功控、闭环功控和开环功控。在进行功率控制优化时，应该将三者统一起来考虑，以达到降低全网底噪、提高功率收敛速度的目的。具体优化思路和方法详见第三章。在TD-SCDMA系统采用N频点组网方案的前提下，当系统负荷较高时，同频干扰难以避免。本项目提出智能调整辅载波覆盖范围，减小邻区同频干扰的新思路。经过仿真和实际网络的验证，该算法可有效的降低网络的同频干扰水平，提升接通率和掉话率等系统性能指标。详见第四章。2.3.2切换控制当移动用户在通话过程中从一个基站覆盖区内移动到另一个基站覆盖区，或由于无线传输，业务负荷量调整、激活操作维护以及设备故障等原因，为了保证通信

26、的连续性，系统将该移动台与旧小区建立的联系转移到新的小区上，这就是切换。有效的切换可以提高蜂窝移动通信系统的容量和QoS。TD-SCDMA中的切换可分为硬切换和接力切换。切换的基本过程包括切换测量过程、切换判决过程以及切换执行过程等。切换测量过程就是对系统中切换所要求的参数进行测量，并且对测量的结果进行检验，测量的过程主要分为系统内/系统间测量和频内/频间测量。切换测量过程所涉及到的参数包括测量报告的周期以及和切换功能相关的各个参数的具体配置等。切换判决过程主要是根据网络和业务等各方面要求配置的参数，并参考相应的门限值和测量结果给出切换判决的结论，最终决定用户终端是否切换以及将要切换到的目标小

27、区。切换判决过程体现了切换算法中各种切换的准则，同时也决定了系统切换性能的优劣程度和切换功能的可靠性。切换执行过程就是对于切换判决结果的具体执行，对已经判决切换的用户，通过MSC/RNC与用户终端的信令交互，使终端与目标小区建立新的连接，并为用户分配相应的通信资源，同时释放掉用户切换前所占用的通信资源。移动通信系统中，评估切换性能的指标包括系统的切换率、切换的成功率、系统掉话率、呼叫阻塞率以及系统无线资源的利用率等。通过对切换迟滞、小区独立偏置、切换延时触发时间等切换相关重要参数的优化，可以有效的提高系统的切换性能。具体优化思路和案例详见本文第五章。2.3.3调度控制调度控制包括对业务平面的资

28、源分配和数据信息处理，以及控制层面上的空口信令的资源分配和信息传送过程。业务平面上，未来移动通信系统的主要特征之一是存在大量的分组数据业务。因为不同用户有不同速率，一个基站内所有用户的业务要求传送速率总和往往会超过基站所能传输的信道容量，因此必须要有调度器(Scheduler)在基站内根据用户和业务的QoS要求，判断该业务的类型以便分配信道资源给不同的用户。系统的分组调度技术分为基于RNC的分组调度和基于Node B的分组调度。基于RNC的分组调度也称为慢速调度，主要为DCH、DSCH、FACH、RACH和CPCH传输分组数据业务服务，执行实体是RNC；而基于HS-DSCH的分组调度又称为快速

29、调度，执行实体为Node B。TD-SCDMA无线资源管理的业务平面调度功能的实现过程如下：对TD-SCDMA系统全部可用的无线通信资源进行统计。针对不同分组数据业务的具体特点，根据RRM系统所规定的优先级顺序，对这些分组业务进行排队。根据RRM所涉及的各种具体算法对于分组业务的数据包进行动态地调度、配置和管理，包括采用一系列的机制（例如信道间的切换控制机制、RLC/MAC层的缓冲机制以及丢包重传机制等）来保证RRM包调度控制过程的稳定性和可靠性。同时TD-SCDMA网络智能天线技术的引入使得其无线资源管理的分组调度过程具有了一系列的其他系统所不具备的优势，利用系统的波束资源，通过空分方式不仅

30、可以降低用户间的多址干扰，而且根据位置信息优化用户调度速率，有能力同时对更多的分组用户进行服务，减少时延，综合提高TD-SCDMA移动通信网络的服务质量QoS。控制层面上，系统需要进行调度的对象包括空口的系统信息、寻呼信令、信令切换信息等相关信令。通过对这些信令的有效调度，可以提高空口资源的利用率，从而缩短小区重选试验、提高寻呼成功率和接入成功率。目前业界对信令调度研究的工作较少，本项目对相关内容进行了研究，详见第六章。2.3.4 信道分配TD-SCDMA系统的动态信道分配（DCA）技术就是利用系统的综合信息，对系统中的所有资源统一实施分配、调度和管理，在确保通信链路和系统性能的前提下，最大限

31、度地提高系统资源利用率。动态信道分配技术一般包括两个方面：一是把资源分配到小区，也叫做慢速DCA，其实现过程包括给小区分配资源和修改小区的公共配置和公共信息，对小区载频优先级动态调整，载频上下行时隙分配与调整，各时隙优先级的动态调整；二是把资源分配给承载业务，也叫做快速DCA。快速DCA的实现过程包括为承载业务分配资源和对用户进行信道分配和信道重配置等，TD-SCDMA无线资源管理系统和快速DCA相关的任务包括信道选择、信道调整和资源整合等。目前，DCA算法开发和优化是TD-SCDMA设备厂商的重点工作内容。本项目针对PRACH信道分配进行了研究。根据现网实测的干扰情况，建议PRACH信道尽量

32、分配在上行的最后一个时隙上。详见第七章。3 功率控制功率控制是无线接入系统中的关键技术之一，在自干扰系统中，功率控制直接影响系统内用户间干扰，同时功率资源也是系统的有限资源，功率控制的好坏直接影响信道质量从而影响业务性能。功率控制可分为开环功控和闭环功控，下面就开环功控和闭环功控的原理和流程分别介绍。3.1开环功控开环又可分为随机接入开环功控、上行DPCH开环功控、下行DPCH开环功控。3.1.1 随机接入开环功控的原理和流程上行同步建立在随机接入过程中完成，涉及UpPCH、FPACH和PRACH 。当UE处于空闲模式时，它将保持下行同步并读取小区广播信息。从DwPTS中使用的SYNC-DL码

33、，UE可以得到UpPTS的8个SYNC_UL码(签名)的码集。SYNC_UL突发的发射时刻可通过对接收到的DwPTS和/或P-CCPCH的功率估计来确定。Node B通过在搜索窗内检测到的SYNC_UL序列，可估计出接收功率和时间。然后Node B通过FPACH向UE发送反馈信息,给出UE下次发射的功率以及时间调整值，以便建立上行同步。如果UE在WT个子帧内没有收到来自Node B的应答，则认为同步请求发送失败。UE将会随机延迟一段时间，然后重新尝试同步发送。上行随机接入物理过程步骤见下： UE 侧：（1）设置签名重发计数器为M。（2）设置签名发射功率为Signature_Initial_Po

34、wer（由上行开环功率控制计算）。（3）从给定ASC 可用的UpPCH 子信道中任意选择一个。所用的随机函数必须满足每个选择被选中的概率相同。（4）用选定的UpPCH 子信道，以签名发射功率发射一个签名。（5）如果在预期时间内没有检测到有效应答,增加签名发射功率DP0 = Power Ramp Step dB,签名重发计数器减1。若计数器仍大于0，则返回到第3步；否则向MAC子层报告一次随机接入失败；（6）如果在预期时间内检测到有效应答， 按照FPACHi网络接收到的指示设置时间和功率电平值；在承载签名确认的子帧后，相隔两个子帧，在相关PRACH上发送RACH消息。如果Li 大于1，且确认的子

35、帧号是奇数，UE需要再等待一个子帧。如果下列等式成立，相关PRACH 就是与FPACHi 关联的第nRACHi 个PRACH ：(SFN mod Li)=nRACHi; 这里SFN 是确认到达的子帧号。Li 是子帧中与FPACHi 相关的RACH 消息的长度；UpPCH 和PRACH上的发射功率电平都不能超过网络用信令指示的数值。 网络侧：（1）Node B仅在满足下列关系的帧中发射与UpPCH相关的 FPACHi ：(SFN mod L)=nRACHi ; nRACHi=0, NRACHi-1,（2）Node B不会确认WT个子帧前发射的UpPCH。从上述的接入过程来看，涉及到两个上行开环功

36、率的计算，第一是上行导频的接入功率，第二个是，PRACH的发射功率。3.1.2 随机接入开环功控参数优化UpPCH 期望接收功率是小区级参数，在精细优化时可以根据小区的覆盖范围对UPPCH的期望接收功率进行微调。根据公式：UPPCH inital transmit power = LPCCPCH + PRXUpPCHdes + (i-1)* PwrUpStep (式3-1) 其中： LPCCPCH = pathloss = PCCPCH_RSCP PCCPCH TxPowerPRXUpPCHdes ，RNC会在在SIB5消息中广播给UE。 PwrUpStep为随机接入过程中的斜坡功率。优化可调

37、参数为PRXUpPCHdes，在测试中，将PwrUpStep设置为3dB，这样便于从UE侧观察SYNC UL重发的效果，另外UE可以统计重发的次数。通过远点的定点验证，不断地调整UpPCHDes值，直到SYNC UL的一次接入成功率掉到95%以下，取UpPCH期望接收功率的最小值，以减少在切换和接入时SYNC UL带来的干扰。根据调整方法和现场的一系列验证，分别得到610站点和510站点的最优配置。具体见下：1、610站点将默认值由原来的-95dBm修改设置为-100dBm, 可调范围是-102，-90；2、510站点将默认值由原来的-95dBm修改设置为-98dBm, 可调范围是-100，-

38、90经调整，SYNC UL一次接入成功率在95%以上，2次接入成功率达到100%。3.1.3 上行DPCH开环功控原理上行DPCH开环功控是控制无线链路初始建立时上行发射所用的功率初始值。初始功率值过大或过小都会影响网络的性能，初始功率过大会造成用户间的干扰增大，而初始功率过小则可能会造成上层信令过程失败。因此，研究开环功率控制，在保证业务接入成功率的条件下，尽量减少用户间的干扰，对于提升网络的性能有非常重要的作用。上行DPCH开环功率涉及3个过程：RRC Connection Setup，RB Setup，物理信道重配置（Physical Channel Reconfiguration）。（

39、1）RRC Connection Setup流程：UE处于空闲模式下，当UE的非接入层建立信令连接时，UE将发起RRC连接建立过程，RNC接收到UE的RRC CONNECTION REQUEST后，由其无线资源管理模块根据特定的算法确定是接受还是拒绝该RRC连接请求，如果接受， RNC发RRC Connection Setup给UE，UE根据RRC Connection Setup中的UL-TargetSIR确认RRC Connection Setup Complete的发送电平。（2）RB Setup流程：RNC向UE发送RRC协议的无线承载建立消息Radio Bearer Setup，UE

40、执行RB建立后，UE根据Radio Bearer Setup中的UL-TargetSIR确认无线承载建立完成消息Radio Bearer Setup Complete消息的发送电平。（3）物理信道重配置流程：由RNC或UE判决执行切换时，RNC通过原小区向UE发送Physical Channel Reconfiguration消息，UE根据Physical Channel Reconfiguration消息中的UL-TargetSIR确认Physical Channel Reconfiguration Complete消息的发送电平。3.1.4上行DPCH开环功控参数优化（1）优化原理DPCH

41、上行开环功率控制是通过网络侧计算，以控制UE侧的发射功率大小，其计算公式：UE初始发射功率UlTargetSir-Constant(120)+Pathloss （式3-2）其中：UlTargetSir=InitSirTarget/10+UL_ISCP+Constant+UL_MarginPath loss = PCCPCH_RSCP PCCPCH TxPower 其中可以优化的参数为：initialSIRtarget，UL_ISCP，UL_Margin initialSIRtarget：配置方法：对于RRC Connection Setup过程，通过SET SRBOLPC修改，通过GET SR

42、BOLPC读取，比如：希望设置某种业务的initialSIRtarget为9db, 可以在网络侧进行如下操作：GET: SRB=SRB:0;获取该业务的SRBINDEXSET: SRBOLPC=SRBOLPC:0, INITSIRTARGET=172;对于RB Setup或Physical Channel Reconfiguration过程，通过SET RABOLPC修改，通过GET RABOLPC读取，比如：希望设置initialSIRtarget为9db, 可以在网络侧进行如下操作：GET: RAB=RAB:0;获取该业务的RABINDEXSET: RABOLPC=RABOLPC:0, I

43、NITSIRTARGET=172; UL_ISCP：配置方法：如果下面的软参开关打开，则网络侧使用Default ISCP（目前深圳数据库中设置为-90）。如果不打开，则使用真实ISCP。软参设置方法如下：SET: RNCNBMSOFTPARAS=NBMSOFTPARAINDEX:0, NBMSOFTPARA=0;（ 不用Default ISCP）SET: RNCNBMSOFTPARAS=NBMSOFTPARAINDEX:0, NBMSOFTPARA=1; （使用Default ISCP） UL_Margin：配置方法：对于RRC Connection Setup或RB Setup过程，通过S

44、ET CELLNBMOLPC修改，通过GET CELLNBMOLPC读取，比如：希望设置UL_MARGIN为3db, 可以在网络侧进行如下操作：SET: CELLNBMOLPC，ULINTERFERERSV=3对于切换过程，通过SET CELLNBMOLPC修改，通过GET CELLNBMOLPC读取，比如：希望设置UL_MARGINFORHO为3db, 可以在网络侧进行如下操作：SET: CELLNBMOLPC，ULINTERFERERSVFORHO=3业务信道上行开环功控设置偏高会导致同频同时隙的强干扰，而设置偏低又会引起业务接入成功率低，为了调准参数设置，需要根据其原理完成相互影响的参数

45、设置。以鼎桥厂家为例，可调参数中initialSIRtarget是RNC级参数，UL_Margin为小区级参数。上行DPCH开环功控优化原理描述如下：1）在实际网络中机型测试，测试包括定点和移动两种场景，每种场景覆盖 4种业务：AMR、VP、交互 PSUL64K/DL128K，背景 PSUL64K/DL128K。每种业务采用两部测试手机验证，有效数据采样点约 4000个。测试基站类型为 鼎桥610和 510。根据测试结果，分析得出业务正常进行时的上行SIR分布图，找到合理的上行SIR值。2）根据网络实测得出的不同业务正常进行时的上行SIR平均值来确定每种业务的initialSIRtarget。

46、3）比较式3-2计算得出的功率值和UE闭环功控稳定后的实际功率值的差异，得出UL_Margin的调整范围，从而使开环功率在能够保证通信质量的前提下，尽量以比较小的功率发送。（2）优化步骤及实例根据上述原理，可以细化DPCH上行开环功率参数优化步骤，我们建议功率参数优化的步骤如下：1) 选择一定的测试场景，如选择典型的城区。2) 确定测试业务。3) 记录当前默认配置的相关参数，如小区导频发射功率、Constant等。4) 建立测试业务，如让两个UE对呼。5) 记录功控进入闭环并收敛后的相关数据，如上行SIR测量值、UE上行发射功率、UE接收PCCPCH_RSCP等。6) 通过记录的上行SIR测量

47、值，计算SIR分布中值。7) 通过记录的UE上行发射功率，计算上行发射功率分布中值。8) initialSIRtarget取上面步骤得到的SIR分布中值，UE_TxPower init取上面步骤得到的上行发射功率分布中值，代入UE初始发射功率计算公式，计算得到UL_Margin。根据上节步骤内容，进行实际网络参数优化的举例如下：1) 选择深圳RNC 680覆盖的一片区域，选择一个中距离的固定点测试。2) 选择PS64K业务。3) 记录当前默认配置参数：小区导频发射功率 30dBm、Constant = 120。4) 激活PS64K业务进行数据传输测试。5) 在网络侧记录上行SIR测量值，UE侧

48、上行发射功率值、接收PCCPCH_RSCP值。6) 测试结束后记录的NodeB上行SIR测量值，计算中值得 6dB。7) UE侧的上行发射功率中值为 -9 dBm，接收PCCPCH_RSCP中值为 -72dBm，UL_ISCP采用NODEB实测值，中值为-108。8) 计算PathLoss = 30 ( -72 ) = 102，initialSIRtarget = 6，则PRXPDPCHdes = initialSIRtarget + UL_ISCP + Constant + UL_Margin = 6 + （-108） + 120 + UL_Margin考虑到实际无线环境的影响，开环发射功率

49、应该比闭环大3dB以上，所以上行开环功率计算值应该为 -9 + 3 = -6 dBm。UE_TxPower init = PRXPDPCHdes + LPCCPCH Constant = -6 dBm即: 6 + （-108） + 120 + UL_Margin + 102 120 = -6计算可得到： UL_Margin = -6。（3）总体优化建议：采用上诉原理和步骤，得出RRC Connection Setup过程中各业务的上行DPCH开环功控优化建议如下：AMR12.2K：上行 initialSIRtarget建议配置： 8dB UL_Margin： -6 dBVP64K：上行 ini

50、tialSIRtarget建议配置： 10dB UL_Margin： -6 dB PS64K：上行 initialSIRtarget建议配置： 6dBUL_Margin： -6 dB优化initialSIRtarget和UL_Margin参数后，我们从信令中的Target SIR中可以看出UE的发射功率将有较大的下降。优化前后的信令中的Target SIR如下： 调整前RRC CONNECTION SETUP消息中的 SRB的 Target SIR 是 23。 AMR业务 RB SETUP消息中的 RB的 Target SIR 是 21。 CS64业务 RB SETUP消息中的 RB的 Tar

51、get SIR 是 22。 PS64业务 RB SETUP消息中的 RB的 Target SIR 是 23。 调整后RRC CONNECTION SETUP消息中的 SRB的 Target SIR 是 16。 AMR业务 RB SETUP消息中的 RB的 Target SIR 是 14。CS64业务 RB SETUP消息中的 RB的 Target SIR 是 17。 PS64业务 RB SETUP消息中的 RB的 Target SIR 是 13。下面分别列出AMR语音、CS64K、PS64K业务在上行DPCH开环功控优化前后的发射功率的对比。 调整前后AMR语音Target SIR的PDF和C

52、DF图图3-1 调整前后AMR语音Targetsir的PDF和CDF图 调整前后CS64K业务Target SIR的PDF和CDF图图3-2 调整前后CS64K业务Targetsir的PDF和CDF图 调整前后PS64K业务Target SIR的PDF和CDF图图3-3 调整前后PS64K业务Targetsir的PDF和CDF图3.1.5 下行DPCH开环功控原理下行DPCH开环功控是控制无线链路初始建立时下行发射所用的功率初始值。初始功率值过大或过小都会影响网络的性能，初始功率过大会造成用户间的干扰增大，而初始功率过小则可能会造成上层信令过程失败。因此，研究开环功率控制，在保证业务接入成功率

53、的条件下，尽量减少用户间的干扰，对于提升网络的性能有非常重要的作用。（1）DPCH下行开环功控原理：当UE接入DCH信道或DCH信道发生改变时，在进入闭环功率控制之前，需要开环功率控制过程。UL开环功率控制过程主要用于计算UE接入时自身需要的上行发射功率；DL开环功率控制过程主要用于计算UE接入时NodeB需要的下行发射功率。下行开环功率控制的目的是：让NodeB以合适的功率在DCH上向UE发射信号，既要保证UE能够正确的接收和解调数据；又要保证功率资源不浪费。并使得UE进入闭环功率控制过程后，NodeB发射功率能够快速收敛到稳态。（2）DPCH下行开环功控初始发射功率分配方式：1）根据BRU

54、的功率平均分配：下行码道初始发射功率载波剩余发射功率/剩余RU；这种方法比较简单，会使下行接入的初始发射功率很大，接近广播信道。所以不建议采用。2）基于路损的功率计算分配如下：这种方法考虑了路损和下行ISCP，所以分配的功率比较可靠。公式：DL_Init_Power = dl_EcNo_Target*10 + Pathloss + DL_TS_ISCP/10 BeamFormingGain/10 + Dl_Interfere_Reserve/10dl_EcNo_Target：根据不同的地理环境对应不同的Ec/No值。Passloss = PCCPCH_RSCP PCCPCH TxPowerDL

55、_TS_ISCP：下行ISCPBeamFormingGain：波束赋形增益，随天线类型而变，通常79dB。DL_Interfere_Reserve（可调）：下行干扰余量（3）DPCH下行开环功控涉及的信令过程：下行DPCH开环功率控制涉及到RRC连接，RAB建立和切换过程这三个流程。1）RRC Connection Setup流程：UE处于空闲模式下，当UE的非接入层建立信令连接时，UE将发起RRC连接建立过程，RNC接收到UE的RRC CONNECTION REQUEST后，由其无线资源管理模块根据特定的算法确定是接受还是拒绝该RRC连接请求，如果接受，RNC发RRC Connection

56、Setup给UE，空口发送电平采用RL Setup Request 中的DL_Init_Power。2）RB建立流程：RNC向UE发送RRC协议的无线承载建立消息Radio Bearer Setup，空口发送电平采用RL Reconfiguration Prepare中的DL_Init_Power。3）切换流程：由RNC或UE判决执行切换时，RNC通过原小区向UE发送Physical Channel Reconfiguration消息，空口发送电平采用RL Setup Request中的DL_Init_Power。3.1.6 下行DPCH开环功控参数优化下行DPCH开环功控参数优化的原理与上行是相近的。根据下行DPCH开环功控的功率计算公式，DPCH下行开环功率控制算法中可以调整优化的参数有两个，DL_TS_ISCP“下行时隙干扰典型值”和DL_Interfere_Reserve“下行干扰余量”。其中DL_TS_ISCP是指下行干扰，通常由UE在接入时上报到网络侧，当UE未能上报ISCP的情况下，网络侧需要用一个默认值来计算初始下行发射功率，此时需要人工配置，其取值可以通过统计小区中UE上报的ISCP的分布来确定。DL_Interfere_Res