d-hsdpa的数据优化分析

d-hsdpa的数据优化分析

0td-hsdpa的数据优化方法为了满足日益增长的基于高速数据的业务需求，cgpp引入了td-scdma系统的下降增强技术hsdpa（以下简称hsdpa），以增强数据业务用户的体验，充分利用网络资源。随着技术的发展,TD-HSDPA也在逐步演进,包括拟引进新的空中接口,采用MIMO、OFDM和64QAM技术等。但在中国移动现网的运营过程中,由于TD-HSDPA是在R4版本上引入,加上终端成熟度不高,如何更好地实现TD-HSDPA高吞吐量,以及与R4、GSM信道资源动态地承载控制,以提高整体资源利用率就成为首当其冲的问题。这就涉及到TD-HSDPA的数据优化问题。李军对资源协调方面的测试做了一番研究,胡超、王文博等人对HARQ参数的优化也略加分析。但如何根据TD-HSDPA的系统参数,从整个网络覆盖、容量和质量角度综合进行优化,截至目前,此方面的研究内容非常少。为此,笔者根据自己的工作经验和体会,给出TD-HSDPA综合性的数据优化分析方法。由于不同厂家在参数种类和数量上存在些许区别,因此,如不加特别注明,本文将以华为公司的无线参数为例进行样本分析。1td-hsdpa的存TD-HSDPA由于采用了16QAM的调制方式,需要在规划时为非线性效应(16QAM非恒定包络采用的线性功放会导致非线性失真)预留功率余量,因此在覆盖能力上略小于R4。同时,TD-HSDPA引入了AMC和HARQ技术以适应无线信道的时变特性,因此,TD-HSDPA在覆盖上存在以下特性。a)覆盖受限于下行及公共信道。b)提高HS-PDSCH的信道功率,可以提升TD-HSDPA的覆盖。c)上行伴随信道(A-DCH)速率对下行覆盖影响不大。因此,为了加强TD-HSDPA的覆盖能力,可以从调整信道功率、工程参数(如天馈下倾角和方位角),以及邻区关系入手。工程参数及邻区关系的调整同R4大同小异,在此不多叙。需要进行功率调整的信道包括HS-PDSCH、HS-SCCH、PCCPCH等,如表1所示。对于诸如HSSICHACKNACKPWRADJUST(HS-SICHACK/NACK功率调整因子)、HSDPAPCGAP(功率控制GAP值)等功率参数,由于涉及到TD-HSD-PA的网络质量,统一放至下文的TD-HSDPA质量优化中加以详述。但需注意的是,由于TD-HSDPA载波同频,HS-PDSCH没有功率控制,必须合理配置该功率,过低则导致小区吞吐量低,过高则数据吞吐量提升不明显,且增大小区干扰。实践证明,HS-PDSCH功率设定为27～30dBm、PCCPCHC/I介于-3dB左右比较合适。2sd-hsdpa容量优化TD-HSDPA的容量优化包括并发用户数优化和小区吞吐量优化2种。2.1sd-sdpa合并带宽性能的优化并发用户数指TD-HSDPA能够同时接入的数据用户数。以单载波为例,在默认配置下,TD-HSDPA单载波下行伴随信道(A-DPCH)允许接入6个用户,A-DCH只允许接入1个用户,接入瓶颈在于上下行伴随信道资源的不足,而上下行伴随信道的受限则与接入速率(缺省最大128kbit/s)的设定有关。因此,提高TD-HSDPA的并发用户数,可以从提高上下行伴随信道数量入手,相关手段有速率控制、打孔优化、帧分复用等3种。a)速率控制。速率控制指用户接入时不是按照最大速率(MBR)128kbit/s来接入,而是以保障速率(GBR)来接入。当现有码道资源不足时,也可对现有用户进行降速至GBR,来保证新用户的接入。b)打孔优化。传输信道的比特数在不同的TTI可以发生变化,而所配置的物理信道承载的比特数却是固定的。当不同TTI的传输信道数据比特发生改变时,为了匹配物理信道的承载能力,传输信道中的一些比特将被打孔,以确保在传输信道复用后总的比特率与所配置的物理信道承载能力相一致。打孔的优化可以参考华为的PUNCTURELIMIT参数(打孔极限),如表2所示。PUNCTURELIMIT步长为4%,配置越大,表示保留的BIT数越多,建议设定值取为14。c)帧分复用。帧分复用就是不同的用户通过时分的方式来共享信道资源,提高系统能容纳的最大并发用户数,其复用系数与下行信令复用周期及长度有关,可以为1、1/2或1/4。由于A-DPCH并不承载数据,主要承载下行信令并传递快速控制信息,比如TPC、SS,信令承载速率为3.4kbit/s,因此,最大可以打开4倍帧分复用。而A-DCH用以承载上行信令和上行业务数据,包括A-DPCH承载RLC层的确认包/控制包、TDP层的ACK包和应用层的数据包,复用时,上行信令和上行业务数据占用的码道都会被复用。如果A-DCH出现问题,则会造成应用层或RLC层无法下发数据,从而影响系统吞吐量。当然,提高TD-HSDPA并发用户数需要将以上3种方法相互结合起来,相辅相成,以达到事半功倍的效果,并且注意上下行容量平衡,图1给出了优化过程中TD-HSDPA所能容纳的并发用户数变化。在典型TD-HSDPA辅载波配置情况下,上行只能容纳1个128kbit/s的用户,下行考虑到有6个A-DPCH,允许6个用户的并发接入。在优化步骤1中,开启速率控制,允许用户以32kbit/s接入,并调整PS32kbit/s的打孔PL参数(=4),并发用户数在上行提升为7个,下行不变。在优化步骤2中,打开A-DPCH的2倍帧分复用,同时上行GBR降低为16kbit/s,则并发用户数在上行提升到14个,下行12个。在优化步骤3中,打开A-DPCH的4倍帧分复用,上行2倍复用,则并发用户数在上行提升到28个,下行24个。2.2td-hsdpa的配置TD-HSDPA小区吞吐量是影响大量业务感知的重要因素,主要受C/I和调度算法的影响。a)提升C/I。TD-HSDPA对C/I比较敏感,提升C/I的更好方法在于频率规划,其优化方法可以参考上文的覆盖优化。另外,根据G3PPTS25.221的规定,HS-SCCH与HS-DPSCH之间间隔要不小于4个时隙。因此当资源池配置到远离时隙切换点(如TS4、5、6时隙)时,有利于提高UE解调性能,改善C/I值。b)调度算法的设定。TD-HSDPA包含PF(ProportionalFair)、RR(RoundRobin)公平性和MaxC/I算法3种。根据现场测试的结果,建议在用户较少的区域采用RR算法,而在用户较多的区域采用PF正比公平算法,如图2所示。c)空分复用。空分复用利用空间隔离度使得不同TD-HSDPA用户在不同通道下同时使用同一物理资源,从使用效果的角度出发,一般建议在室内应用。有关空分复用的介绍也可参阅参考文献,需注意的是,对于单载波TD-HSDPA,4倍空分复用是应用极限。3td-hspda业务质量的优化TD-HSDPA业务质量优化的主要关注点是用户接通率、掉线率、切换成功率和环回时延的优化。总体上来看,TD-HSPDA业务质量的优化主要依赖于覆盖和容量的优化,一方面,覆盖优化可以提升用户C/I,从而带来接通率的提升和掉线率的降低;另一方面,并发用户数的优化对于改善接通率有较大帮助。切换成功率的优化与切换参数设置有关,环回时延则可能因误码和误块率较高、丢包重传所造成。3.1rab建立失败TD-HSDPA接通率是反应其性能最重要的指标。UE从接收由CN发来的寻呼消息,到RAB指配完成,形成一个完整的呼叫流程。有关TD-HSDPA的呼叫信令流程可参见3GPPTS25.331和3GPPTS25.413,也与TD-SCDMA类似,在此不多叙。根据现场测试的结果,造成RAB建立失败导致未接通的原因很多,包括MAC-d建立失败、RB建立失败等,如表3所示。由此可见,MAC-d建立成功的几率非常高,而造成RAB建立失败最大的原因集中于RB建立失败。根据对RB建立失败原因的统计可以得出,最有可能的原因是UE无响应,应该是TD-HSDPA终端性能尚未达到成熟水准,如表4所示。3.2rab复位原因分析TD-HSDPA掉线率反应了数据业务的保持能力,是用户直接感受的重要性能指标之一,主要由RNC通过CN发起RAB的释放请求。在对TD-HSDPA的掉线率统计中,RNC请求RAB释放、RB复位原因占绝大多数,如表5所示。RB复位引起的数据业务掉线表现为UE或RNC不能收到确认模式传送的信令,导致连接释放,一般可通过上下行发射功率来确认。弱覆盖、上下行干扰、无线链路恶化等因素均会导致RB复位。有时,数据业务的重传次数不合理、切换不及时也会发生RAB释放导致掉线。切换不及时的优化在下文的切换优化中介绍,其他优化措施如表6所示。3.3同系统和异系统的切换切换优化针对高速移动中的UE可能由于切换不及时导致掉线,或者速率严重下降的场景,包括同系统、2/3G异系统切换。目前TD-HSDPA小区间的切换为硬切换,切换优化主要根据切换算法的参数进行调整,如表7所示。3.4td-hsdpa信号特性环回时延是在TD-HSDPA数据业务使用过程中给用户最直接感知的一个指标,因此需要格外注意。由TD-HSDPA数据传输的整个过程可知,环回时延与信道质量指示(CQI)、误块率、误码率、重传次数等参数设定有关,如图3所示。CQI是TD-HSDPA信道质量的测量标准,由UE发送,标识并给定瞬时条件下可支持的传输格式及传输块大小,而NodeB将通过调整UE上报的CQI使初始误块率达到目标值。较小的初始误块率则可以减少NACK率。同样,在残余误块率方面,NodeB通过调整重传次数,使其满足目标值。较小的残余误块率也可减少NACK率。常见的环回时延参数优化如表8所示。4td-hsdpa优化措施TD-HSDPA数据优化是TD-SCDMA网络业