2025年-网络优化CS3CS4编码改善GPRS传输速率

网络规划优化系列：采用CS3/CS4编码

改善GPRS传输速率

1.引言

通用无线分组业务(GPRS)使得用户能够在端到端分组传输模式下发送和接收数

据，由于无线资源采用动态分配方式，一个用户可以分配多个时隙，一个时隙也

可以由多个用户共享，用户虽然附着在网络上，但只有当数据传输时才占用无线

信道资源。GPRS支持中、高速率数据传输，可提供给每用户9.05T71.2kbps的

数据传输速率，它针对不同的无线环境，定义了CS1、CS2、CS3、CS4四种编码

方案。

这四种编码方式有各自的适用环境。CS1编码的纠错能力很强，能够容忍一定的

误码率，对无线环境的要求较低，其缺陷是吞吐量小。编码方式越高，纠错能力

越弱，吞吐量越高。因此数据传输速率的提高其实是以承担更大的误码风险做为

代价。编码方案和时隙的多少在理论上决定了数据的传输速率。在现网中采用

CSKCS2编码居多，而且由于无线环境以及移动台多时隙能力的限制，传输速

率并不是太高。为了提高GPRS的传送速率，应考虑采用CS3/CS4编码方式。

本文对CS3/CS4编码方式的原理进行介绍，比较四种编码方式对无线信道的要求。

通过实际的测试结果给出CS3/CS4对GPRS数据速率的改善情况以及与话音业务

的相互作用。最后给出应用CS3/CS4编码的策略性建议。

2.CS3/CS4编码原理

为了适应不同的无线环境，GPRS采用了四种的信道编码方案，由此提供了不同

的数据速率，见表1：

表1编码方式与数据速率的关系

编码方编码速每个RLC块预编码收缩数据速率

BCS尾比特

案率的净负荷USF比特(Kbps)

CS11/2181403445609.05

CS20.66268166458813213.4

CS30.75312166467622015.6

CS4142816120456021.4

CS3/CS4编码方式相比CS1/CS2编码方式使用的冗余信息要少，因此数据速率更

高。如图1所示，CS3编码方式具有312比特信息位，经过添加分组校验序列16

位，之后对USF进行预编码。然后添加4个尾比特之后进行1/2卷积编码。最后

截掉220个比特，最终获得456个比特的输出。

631216

USF如据信息BCS338bit

4个尾比特

力速率卷枳编码

12

676bit

截短(22。比特)

12

456bit

图1CS3编码结构图

对于CS4编码，它将431个信息比特作为输入比特。首先增添16个分组校验(BCS)

比特用于纠错检错，然后对3个比特USF进行预编码形成12个比特，之后没有

采用任何编码，最终获得456个比特，如图2所示。

1242816

USF数据信息BCS

不采用卷积编码

直接输出

456bit

图2CS4编码结构图

1.四种编码方式对无线信道的要求

由于GPRS采用了新的信道编码方式，GPRS无线信道对无线环境的要求与话音信

道的要求不一样，试验显示，采用CS1编码方式，GPRS信道比话音信道对C/I

的要求要低，而使用CS2到CS4编码方式则相反。例如，采用CS1编码方式，在

C/I<6dB时，GPRS信道仍能获得可靠连接，此时吞吐量已经大幅下降。而在电路

交换话音传输中，当C/I<9dB时，话音质量已不能令人满意。无线环境好，则

信道质量高，无线数据块复传数减少，从而吞吐量提高。随着信道质量的提高,

每个基本物理信道的GPRS用户的带宽将增加。图3、图4为3Gpp05.50中C/I

与吞吐量关系的仿真：

图3TU50理想跳频.BLER=10%

图4TU3无跳频.BLER-10%

表2给定BLER,四种编码方式与C/I比的关系

CodingschemeC/LatBLER=10%

CS113dB

CS215dB

CS316dB

CS419.3dB

从图3、图4和表2中看出，越高的编码方式受无线环境影响越大，传输可靠性

越低。由于通过减少数据校验来提高吞吐量，CS3/CS4的抗干扰能力必然降低,

因此它的高吞吐量性能也只能适用于干扰较低的无线环境中。对于GSM系统，

C/I是衡量GSM抗干扰性能的主要指标，也是CS3/CS4使用的主要条件。

1.使用CS3、CS4对网络性能的质量改善情况

由于移动通信无线网络环境复杂，理论分析往往与实际应用有很大差距，因此

实际使用CS3、CS4得到的网络性能更具参考依据。本节根据某厂商提供的在实

验室以及现网测试结果进行分析。

4.1.定点测试

•FTP测试

下表是单用户情况下对各微小区和宏小区定点测试中FTP传输速率的比较，使

用的手机下行支持4个时隙。

表3实际测试速率

各小区的单用户GPRS速率比较(kByte/s)

微小区宏小区

时间

CS1/CS2CS3/CS4增长率CS1/CS2CS3/CS4增长率

10:00-11:005.379.1870.9%4.878.268.4%

17:00-18:005.28.563.5%4.658.5984.7%

20:00-21:005.328.9969.0%4.777.2351.6%

下表是多用户情况下对各微小区和宏小区定点测试中FTP传输速率的比较，使

用的为GPRS手机和GPRS上网卡，下行都支持4个时隙。

表4传输速率增长率

各小区多用户GPRS速率平均值比较(kByte/s)

微小区宏小区

时间

CS1/CS2CS3/CS4增长率CS1/CS2CS3/CS4增长率

10:00-11:004.508.5088.9%4.807.7060.4%

17:00-18:005.158.4864.7%4.807.5056.3%

20:00-21:005.108.2762.2%3.045.6585.9%

•Ping测试

从下表测试结果可看出应用CS3/CS4后，在带负荷的测试中，用户的网络时延

比CS1/CS2明显下降。

表5时延比较

各微小区500kByteping的时延比较

时间CS2时延(s)CS3/4时延(s)时延降低百分比(给

10:00-11:001.3620.99427%

17:00-18:001.3640.90134%

20:00-21:001.3870.92433%

各宏小区500kByteping的时延比较

时间CS2时延(s)CS3/4时延(s)时延降低百分比⑻

10:00-11:001.3881.24610%

17:00-18:001.3321.09118%

20:00-21:001.3921.09621%

定点测试小结：

•从测试结果中看出在应用CS3/CS4后，在与CS1/CS2分配相同的GPRS

资源的情况下，上行和下载的传输速率都有了一定幅度的提高。

•通过实际测试发现终端对数据速率改善效果影响较大，多时隙终端的改

善效果要优于时隙少的终端。

4.2.现网路测

现网路测使用GPRS手机，路测过程中沿测试路线进行多次的FTP下载，路测结

果显示开通CS3/CS4后

•同一BSC下不同小区的重选的正常进行

•同LAC不同BSC的小区重选的正常进行

•位置区更新的正常进行

•不同编码方式小区间的重选的正常进行

•现网中的链路自适应正常进行

下表是使用GPRS手机对某一路段路测结果的比较，显示在相同测试路

线,CS3/CS4应用前后用户下行数据吞吐量的显著变化。

表6路测结果

传送速率

测试时间测试路线编码方式传送时间(s)

(kbps)

开通CS3/CS4前A->B->CCS1/CS2650.515.81

开通CS3/CS4后D->E->FCS3/CS4170.75638.291

4.3.使用CS3/CS4对话音业务的影响

为监测应用CS3/CS4对现网话音业务的影响，在开通CS3/CS4前后对测试区域

的话音业务的BSC上的指标以及路测结果进行比较。从表7可以看出，CS3/CS4

的开通对话音业务基本无影响。

表7使用CS3/CS4前后话音业务指标的变化

TCH[ntraBSCInterBSC

TCH拥TCH掉SDCCHSDCCHSDCCH掉

日期话务切换成功切换成功

塞率话率话务量拥塞率话率

量率率

CS3/4应

1700.03%0.31%74.30.00%0.84%95.4%93.3%

用前

CS3/4应

1930.00%0.29%75.00.00%0.88%93.7%91.5%

用后

道路覆盖

话音质量0-3级话音质量4-6级

接通掉话率

日期

率率（三-90dbn）

百分比采样点数百分比采样点数

）

0.00

CS3/4应用前100%99.38%94.51%91525.21%505

%

0.00

CS3/4应用后100%99.43%93.26%288756.31