数据业务参数优化-WCDMA.pptx

1、2011年11月,数据业务参数优化,技术研究部,第一部分 RRC状态迁移参数优化 第二部分 HS服务小区更新参数优化 第三部分 总结与展望,目录,1研究背景与意义 2智能终端的行为特征 3RRC状态迁移的原理与参数 4RRC状态迁移的仿真分析 5 RRC状态迁移参数优化（支持与开通情况）,RRC状态迁移参数优化,研究背景与意义,4,3G智能终端并不仅仅在3G网络上进行高带宽需求的比特数据流传输，实际上智能终端所承载的主流业务的特征是具备小流量、进行频繁数据更新的业务类型。,研究背景与意义,这些应用有时发送或者接收非常少量的数据，比如说Keep-alive消息或者是HTTP的GET消息，此类消息

2、数据量甚至低于1KB，但是每一个这样的消息都需要信令一个都不能缺少。,对于Web浏览类的小速率数据业务传输，用户的思考时间（无数据传输需求）甚至大于下载的时间，那么何时让活动性差的终端释放资源就成为一个很重要的问题。,无线状态迁移是达成无线资源高效利用的手段之一。 虽然无线状态迁移不能根本解决网络负荷高的问题，但是具有较好的改善作用。 可以由无线状态转换的优化来改善小区容纳的用户数量、改善在线用户的感受同时减少终端的耗电量。 迁移本身也有信令开销和算法开销，需要结合用户需求、网络负荷等因素综合考虑。,研究背景与意义,研究背景与意义,IDLE状态 监控无线环境 监听驻留小区和邻小区的CPICH（

3、Common Pilot Channel）信道 监听PICH（Paging Indicators Channel） 终端的无线部分大部分时间处于非活动状态，只在IDLE DRX（Discontinuous Reception）周期中“醒来” 在空闲状态下，终端没有与网络保持RRC连接,研究背景与意义,CELL_DCH状态 终端分配到一个上行专用物理信道和一个下行专用物理信道 系统在小区层次上根据当前的激活集来接入终端 终端还可以使用HS-DSCH和E-DCH 该状态非常适合发送或者接收大数据量的信息,研究背景与意义,CELL_FACH状态 系统没有为终端分配专用物理信道 只能使用RACH和FA

4、CH来传送信令消息和少量用户数据 终端通过监听服务小区的BCH获取系统信息 在完成小区重选之后终端发送小区更新消息给RNC，因此RNC可以在小区层次上根据终端最近的更新小区得知终端的位置,研究背景与意义,CELL_PCH （Paging Channel）状态 系统没有为终端分配专用物理信道，但是终端依然保持RRC连接，只是很少使用。 终端使用非连续接收（DRX）通过寻呼指示信道（PICH）的指定时隙监听寻呼信道（PCH）获取寻呼信息。 终端通过监听服务小区的BCH 获取系统信息。 如果终端进行小区重选，它就自动转移到CELL_FACH状态执行小区更新过程，之后如果在小区更新过程中没有引发其他动

5、作，终端就重新进入CELL_PCH状态。,研究背景与意义,URA_PCH(Utran Registration Area Paging Channel)状态 与CELL_PCH状态非常相似。 终端从广播信道读取UTRAN登记区域（URA）标识，如果URA改变进行小区更新。 该状态下RNC是在URA层次上，根据在CELL_FACH状态下进行上一次URA更新时分配给终端的URA得知终端的位置。 当RRC连接被释放或RRC连接失败时，终端从连接模式返回空闲模式。,研究背景与意义,3GPP 25.331。,1 研究背景与意义 2智能终端的行为特征 3RRC状态迁移的原理与参数 4RRC状态迁移的仿真分

6、析 5 RRC状态迁移参数优化（支持与开通情况）,RRC状态迁移参数优化,如果将IDLE状态下的终端耗电量比作1个标准单位，那么其它RRC状态的耗电量情况如下：,快速休眠（FD）的初衷,Cell-DCH为100个单位,Cell-FACH为40个单位,Cell-PCH小于2个单位 （具体取决于DRX设置和终端的移动性）,URA-PCH小于等于Cell-PCH耗电量 （终端移动情况下小于；终端静止时，等于）,快速休眠（FD）的初衷,网络侧控制的无线状态迁移,终端每60秒传输一个小于1KB的数据包，不支持PCH状态，T1=T2=10秒，IDLE-Cell-IDLE迁移需要2秒,终端每60秒传输一个小

7、于1KB的数据包，支持PCH状态，T1=T2=5秒，CELL-PCH-Cell-IDLE迁移需要0.25秒,快速休眠（FD）的初衷,厂商认为终端也应该参与无线状态迁移 终端知道每个应用是什么类型的业务。 有些应用有发送或者接收数据的固定周期。 比如电子邮件软件的升级程序一旦接收数据的动作完成，它可以确定在某个时间段内，不会再收发数据。这时，终端就可以通知网络及时释放该数据链接所占用的资源，而不必等到定时器超时再进行无线状态的迁移。 进一步为终端省电，并且节省网络资源。 但是这种终端与网络的交互在Release 8之前并没有标准化。,在3GPP 确立R8版本之前，有些终端厂商推出了自动信令连接释

8、放（Autonomous Signalling Connection Release，ASCR）功能 非业界的统一标准，不同的手机厂商采用不同的ASCR机制 即使是同一个厂商也在不断改进自己的ACSR机制 终端厂商往往采取简化机制片面强调终端的省电因素 终端自己决定释放连接，直接进入IDLE状态 终端会向网络侧发送Signalling Connection Release Indication消息，但是该消息并不需要网络侧给与回应,FD的演变,R8版本的快速休眠（ Fast Dormancy ） 为Signalling Connection Release Indication消息加入了新的I

9、E “Signalling Connection Release Indication Cause”，该IE的值为“UE Requested PS Data session end”。 通知网络侧终端已经决定结束了PS的数据传输。UTRAN接收到该IE消息之后，可以将终端迁移到Cell-FACH、Cell-PCH、URA-PCH或者是IDLE状态。 进一步的，规范中又定义了一个新的禁止定时器T323。一直到定时器超时期间，终端被禁止发送FD请求。 该机制与ASCR有着本质的区别，终端开始与网络进行协调，友好的通知网络其已经结束了PS业务的传输，等待网络的决定。 不同的终端厂商针对何时启用FD机

10、制依然有不同的标准。,FD的演变,现网3G业务多为频繁连接的小速率数据业务。 某终端快速休眠周期为结束数据传输后x秒。 即时通信业务的典型应用QQ，Keep alive消息的周期为x秒，而且还有可能进一步缩短。 邮箱软件针对新邮件的检索等动作的周期，是由用户设定。 仅仅是为了在很短时间之内传输很少量的数据，比如在1秒钟内就完成1KB的数据传输。,信令风暴的产生,解决信令风暴，实质上是一个无线状态转换优化问题， 要结合终端的不同行为，对无线状态迁移的问题进行 优化。,信令风暴的产生,CELL-PCH状态和IDLE状态向网络侧发送心跳数据包（Heartbeat packet）的信令流程的示意图。,

11、无线状态迁移涉及的信令数目 CS: IDLE to CELL_DCH:42 CS: CELL_DCH to IDLE:30 PS: IDLE to CELL_DCH:42 PS: URA_PCH to CELL_DCH:12 PS: CELL_FACH to CELL_DCH:6 ps: CELL_DCH to CELL_FACH:4 PS: CELL_FACH to URA_PCH:4 PS: URA_PCH to IDLE:22,1研究背景与意义 2智能终端的行为特征 3RRC状态迁移的原理与参数 4RRC状态迁移的仿真分析 5 RRC状态迁移参数优化（支持与开通情况）,RRC状态迁移参数

12、优化,原理与参数,22,Cell_DCH到Cell_FACH降级过程 Cell_FACH到Cell_PCH/URA_PCH降级过程 Cell_PCH/URA_PCH到Idle状态,Cell_FACH到Cell_DCH升级过程,Cell_PCH/URA_PCH到Cell_FACH升级过程,Paging:DL Data Traffic resuming or CellUpdate: Uplink Data transmission,No Paging:DL Data Traffic resuming & No CellUpdate: Uplink Data transmission,降级过程,升级

13、过程,1研究背景与意义 2智能终端的行为特征 3RRC状态迁移的原理与参数 4RRC状态迁移的仿真分析 5 RRC状态迁移参数优化（支持与开通情况）,RRC状态迁移参数优化,仿真分析,24,针对动态无线状态转换过程进行了系统仿真 目的是：了解不同参数配置情况下，系统资源利用率情况，系统的信令负荷情况，以及用户的感受，获得相关的变化趋势以指导今后的测试与验证工作。,输入参数： 各无线状态转换阈值参数 到达用户模型（柏松分布） 用户到达间隔时间模型（指数分布） 用户阅读时间（非激活）模型（指数分布） 各状态转换的时延 信令负荷模型 输出参数： DCH、FACH、URA_PCH、IDLE信道承载的用

14、户数量 系统的信令负荷 用户接入平均时延,仿真分析,25,平均时延,信令负荷,DCH承载 用户数,无线信道切换频繁度降低,Cell_DCH_timeout = 5s Cell_Fach_timeout = 60s URA_Pch_timeout = 300s,Cell_DCH_timeout = 10s Cell_Fach_timeout = 120s URA_Pch_timeout = 600s,Cell_DCH_timeout = 15s Cell_Fach_timeout = 180s URA_Pch_timeout = 900s,Cell_DCH_timeout = 20s Cell_

15、Fach_timeout = 240s URA_Pch_timeout = 1200s,低-高 用户活跃度,当网络负荷较轻时，用户的专有信道资源随时就绪， 将数据业务用户保持在专有信道上，可以提供时延较小的服务； 当网络负荷较重时， 如果为了尽快释放专用信道资源而使终端进行频繁的无线状态转换， 会大大加重网络的信令负荷； 如果为了减轻信令负荷而将用户保持在专有信道上， 则极大占用专用信道资源。 因此，针对小速率数据业务的无线状态迁移问题， 优化过程中，需要考虑专有信道资源占用、系统信令负荷、以及用户感受 的平衡问题。,1研究背景与意义 2智能终端的行为特征 3RRC状态迁移的原理与参数 4RR

16、C状态迁移的仿真分析 5 RRC状态迁移参数优化（支持与开通情况）,RRC状态迁移参数优化,现网RRC状态支持与开通情况,现网RRC状态支持与开通情况,爱立信的三个城市（北京、成都和武汉）： 通过设定URA-PCH中URA=CELL，达到Cell-PCH的效果。 三个城市状态迁移参数设置完全相同。 诺西的三个城市（石家庄、呼和浩特和上海） 上海开启Cell-PCH状态。 石家庄和呼和浩特参数设置相同。 中兴的三个城市（深圳、泉州和西安）： 三个城市状态迁移参数设置完全相同。 阿朗的三个城市（桂林、天津和保定）： 桂林开启Cell-FACH状态，从能量消耗的降级方向来看，开通Cell-DCH（H

17、-CELL-DCH）- Cell-FACH、Cell-FACH-IDLE的迁移。 天津和保定未开启Cell-FACH状态，仅有Cell-DCH（H-CELL-DCH）-IDLE的迁移。两城市参数设置相同。 华为的三个城市（北京、上海、重庆和南宁）： 现网开通Cell-FACH状态，但是仅支持Cell-DCH与Cell-FACH之间的双向迁移；针对HSPA业务，支持H-Cell-DCH和IDLE的双向迁移，不支持Cell-FACH的迁移。 四城市状态迁移参数设置完全相同。,从统计结果看，随着网络负荷的加重，各个城市有必要根据网络设备的能力和网络负荷的发展情况，结合智能终端的特点，对无线状态迁移参

18、数进行优化。,无线状态迁移涉及的信令数目 CS: IDLE to CELL_DCH:42 CS: CELL_DCH to IDLE:30 PS: IDLE to CELL_DCH:42 PS: URA_PCH to CELL_DCH:12 PS: CELL_FACH to CELL_DCH:6 ps: CELL_DCH to CELL_FACH:4 PS: CELL_FACH to URA_PCH:4 PS: URA_PCH to IDLE:22,状态迁移参数优化,多种因素的制衡,信令负荷,H-Token E-Token 小区干扰水平 功率资源占用 码资源占用 频率资源占用,网络容量,Cell

19、-DCH为100个单位 Cell-FACH为40个单位 Cell-PCH小于2个单位（具体取决于DRX设置和终端的移动性） URA-PCH小于等于Cell-PCH耗电量（终端移动情况下小于；终端静止时，等于）,终端耗电,状态迁移参数优化,终端侧的考虑： 对于现网中主要是R7以前版本的终端，需要结合该版本终端的行为考虑无线状态迁移和快速休眠的优化问题，可以分为以下几个方面： 在不支持（禁用）PCH状态的网络中，可以考虑启用ASCR机制。 在支持（启用）PCH状态的网络中，采取某种措施禁止ASCR机制发挥作用，但是需要根据业务模型优化状态迁移的参数设置。或者允许ASCR机制可以在某种条件下发挥作用

20、，比如T1和T2设置值都较大的情况下。 将来针对R8终端，可以有以下考虑： 假设终端对于FD的发起原因判断更加科学和合理，网络侧可以根据终端的FD上报，及时将终端迁移到PCH状态。 对于不支持PCH的网络，可以根据业务模型合理优化状态迁移的参数（比如T1、T2）设置。终端最好能够根据状态迁移的流程判断相关参数的大小（网络并不下发这些参数给终端），以合理决定何时上报FD。 网络侧根据业务模型优化状态迁移参数的设置，结合FD上报的时间点决定将终端迁往何种状态（Cell-FACH、Cell-DCH或URA-PCH）。,状态迁移参数优化,参数设置指导类指标,终端策略:心跳消息,网络参数策略： 迁移触发

21、时间， 阈值门限（4A/4B）,信道（专用/公用） 资源的配置， 网络异常的预警,效果验证,状态迁移参数优化,测试环境： Cell_PCH、URA_PCH状态同时开启，设置小区重选发生次数（即衡量用户移动性）的门限，增加Cell_PCH迁移至URA_PCH状态的几率；增加FACH信道承载流量，保证小数据包尽量在FACH信道发送。,状态迁移参数优化,针对不同的网络负荷和话务量，定时器参数设置有如下推荐：,第一部分 RRC状态迁移参数优化 第二部分 HS服务小区更新参数优化 第三部分 总结与展望,目录,1研究背景 2HS服务小区更新的原理与参数 现网测试与参数优化,HS服务小区更新优化,研究背景,

22、在Cell-DCH状态下，系统为UE分配一个或者多个HS-PDSCH用于传输数据。 对于某一UE，HS-PDSCH仅属于一条无线链路，与此HS-PDSCH无线链路相关联的小区称为 HS-DSCH服务小区。 UE在Cell-DCH状态下从源小区移动到目的小区时，HS-DSCH只能发生硬切换，所以需要根据信道环境的变化在激活集中选择一个合适的小区作为它的服务小区。,1研究背景 2HS服务小区更新的原理与参数 现网测试与参数优化,HS服务小区更新优化,HS服务小区更新的原理与参数,在WCDMA系统中，软切换算法划分活动集、候选集、邻近集和剩余集四个重要的导频集合概念，通过终端上报的不同测量事件报告，

23、进行小区集合的更新并最终完成软切换控制。 服务小区更新涉及激活集中最好小区的更新，与软切换有一定关联。终端上报的1B、1C、1D事件可能触发HS服务小区更新。,HS服务小区更新的原理与参数,39,时间轴,前一次小区更新结束,1D事件上报,满足迟滞条件,TrigTime1D,激活新信道,最优小区更新启动,=HsdpaTimerLength,ActivationTime,小区更新结束,3GPP TS 25.331协议中对1D事件的迟滞的定义如下： MNotBest MBest + H1d/2 （1） 协议中未给出事件取消公式，根据其他事件的事件取消定义可推出1D事件取消公式为下式： MNotBest MBest - H1d/2 （2） 迟滞值范围可在3dB5dB之间调整。,1研究背景 2HS服务小区更新的原理与参数 现网测试与参数优化,HS服务小区更新优化,现网测试与参数优化,由细化指标定位参数设置的问题。 由细化指标验证参数设置的效果。,现网测试与参数优化,42,实现服务小区变更优化有两方面