Ev-Do反向負(fù)荷抬升的影響及優(yōu)化策略研究

廖雨明，謝卓罡，王 波，劉 昕

（中國電信股份有限公司廣東分公司 廣州510600）

1 概述

Ev-Do反向鏈路采用碼分多址技術(shù)，在Ev-Do反向鏈路上，同一小區(qū)甚至相鄰小區(qū)的AT都使用同一載波，每一個(gè)AT信號(hào)對(duì)于其他AT來說都是干擾信號(hào)，而且同時(shí)使用的用戶越多，反向干擾就越大，造成的網(wǎng)絡(luò)反向負(fù)荷也越高，因此，Ev-Do網(wǎng)絡(luò)的反向容量特性主要體現(xiàn)為反向業(yè)務(wù)負(fù)荷對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。本文主要從Ev-Do反向負(fù)荷對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響維度研究Ev-Do反向容量特性，同時(shí)對(duì)反向負(fù)荷監(jiān)控門限進(jìn)行了研究，并提出了反向負(fù)荷的優(yōu)化策略。

圖1 RoT抬升因素組成

2 反向負(fù)荷對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響

2.1 理論及仿真分析

反向覆蓋，一般用RoT（rise over thermal，底噪抬升）指標(biāo)來表征。而RoT抬升將造成基站反向覆蓋收縮，從而影響用戶感受和相關(guān)KPI。如圖1所示的RoT抬升因素可以分為反向試探、反向開銷功率（Pilot/DRC/DSC/ACK/RRI信道）以及反向數(shù)據(jù)信道功率3部分。

從圖2的仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)以平均上傳速率約為50 kbit/s上傳業(yè)務(wù)時(shí)，20個(gè)用戶將造成RoT抬升約3.7 dB（覆蓋收縮約21%）；當(dāng)以平均上傳速率約為150 kbit/s上傳業(yè)務(wù)時(shí)，20個(gè)用戶將造成RoT抬升約12.5 dB（覆蓋收縮約59%）。

2.2 反向壓力測(cè)試研究

測(cè)試結(jié)果顯示，隨著反向上傳測(cè)試用戶數(shù)量的增加，即反向負(fù)荷增加，前向覆蓋（SINR值）保持穩(wěn)定，沒有呈現(xiàn)與負(fù)荷相關(guān)的變化規(guī)律；反向負(fù)荷對(duì)反向覆蓋（RoT）的影響較大，當(dāng)有20個(gè)用戶時(shí)，RoT抬升約12 dB，實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)論較吻合，壓力測(cè)試如圖3和圖4所示。

3 反向負(fù)荷對(duì)用戶速率的影響

3.1 用戶感知速率需求

網(wǎng)頁瀏覽方面的研究表明，如果網(wǎng)頁超過10 s無法打開，用戶會(huì)變得不耐煩，30 s仍無反應(yīng)，則會(huì)放棄。根據(jù)對(duì)5個(gè)主流門戶網(wǎng)站手機(jī)版首頁的統(tǒng)計(jì)可以看出，用戶使用手機(jī)10 s內(nèi)打開主流門戶網(wǎng)站的平均速率需求為312 kbit/s。對(duì)于反向主動(dòng)式業(yè)務(wù)，主要以上傳圖片為主，反向速率要求至少75 kbit/s。主流門戶網(wǎng)站首頁打開速率和圖片上傳速率需求見表1和表2。

在線音樂方面，在中等及良好音質(zhì)時(shí)，平均速率需求約為300 kbit/s；在線視頻方面，觀看低分辨率速率需求至少350 kbit/s，標(biāo)清畫質(zhì)速率需求至少800 kbit/s。具體見表3和表4。

圖2 業(yè)務(wù)負(fù)荷與RoT關(guān)系

圖3 上傳壓力測(cè)試SINR變化趨勢(shì)

圖4 上傳壓力測(cè)試RSSI變化趨勢(shì)

表1 主流門戶網(wǎng)站首頁打開速率

表2 圖片上傳速率需求

表3 在線音樂速率要求

表4 在線視頻速率需求

3.2 反向負(fù)荷對(duì)速率影響

Ev-Do Rel A反向速率采用T2P方式控制，即在反向功控控制導(dǎo)頻功率的基礎(chǔ)上，通過T2P資源控制反向業(yè)務(wù)信道功率，從而控制反向速率。整體T2P控制原理如圖5所示。由此可知，影響反向速率的主要因素是RoT和RAB忙閑情況。

由T2P機(jī)制可知，當(dāng)反向負(fù)荷低（RAB=0）時(shí)，用戶T2P資源增加，可以更容易發(fā)出高速分組，從而引起RoT抬升；當(dāng)反向鏈路忙（RAB=1）時(shí)，T2P資源積累減少，將降低高速分組的發(fā)送，降低RTCH發(fā)射功率，減輕反向負(fù)荷。

根據(jù)上述機(jī)制和現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)載扇反向負(fù)荷較低時(shí)，反向鏈路繁忙率會(huì)隨著高速分組比例的上升而上升，可以理解為用戶上傳需求不大導(dǎo)致高速分組比例較低；當(dāng)載扇反向負(fù)荷較高時(shí)，高速分組比例將會(huì)因?yàn)榉聪蜴溌贩泵β实纳叨陆担梢岳斫鉃橛捎诜聪蜇?fù)荷高壓制了用戶的上傳需求。

3.3 反向壓力測(cè)試研究

如圖6所示的測(cè)試結(jié)果顯示，上傳速率隨著RoT抬升和用戶數(shù)增多而下降，當(dāng)上傳用戶數(shù)達(dá)到7個(gè)時(shí)，上傳速率出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，平均速率下降到100 kbit/s以下；當(dāng)上傳用戶數(shù)達(dá)到10個(gè)時(shí)，用戶可以繼續(xù)接入，但已無法進(jìn)行正常上傳業(yè)務(wù)。

圖5 T2P功控原理

圖6 上傳壓力測(cè)試上傳速率變化趨勢(shì)

4 反向負(fù)荷優(yōu)化策略研究

4.1 優(yōu)化思路

經(jīng)分析，很多手機(jī)應(yīng)用程序只占用短時(shí)間的傳輸時(shí)隙，隨后便進(jìn)入休眠狀態(tài)。針對(duì)此情況，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)更快地釋放連接，以節(jié)省空口資源。另外，Ev-Do反向容量受用戶間干擾影響較大，降低反向干擾可以顯著提升反向容量和吞吐量，也可以提高用戶感受。

4.2 優(yōu)化策略探討

4.2.1 休眠定時(shí)器優(yōu)化

（1）思路分析

理論上每載扇可占用的Mac-Index數(shù)為114個(gè)，但是由于信道板的制約，目前采用CSM6800芯片支持6載扇192個(gè)CE，同時(shí)，由于連而不傳的用戶不斷增多，使資源得不到及時(shí)釋放，從而使干擾變大。因此，休眠定時(shí)器（dormancy timer）優(yōu)化是應(yīng)對(duì)前向業(yè)務(wù)信道連接時(shí)長負(fù)荷上升和反向容量的重要方向。

在網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷較低時(shí)，將休眠定時(shí)器減小，可有效地減少用戶對(duì)空口資源的占用，此優(yōu)化還能帶來Ev-Do連接成功率和Ev-Do掉線率的改善。

（2）優(yōu)化實(shí)例

華為片區(qū)統(tǒng)一修改為10 s，Ev-Do連接成功率和Ev-Do掉線率均有不同程度的改善，空口資源也得以有效釋放，具體的指標(biāo)對(duì)比見表5。

4.2.2 反向干擾消除特性優(yōu)化

（1）思路分析

在Ev-Do系統(tǒng)中，對(duì)于AT來說，導(dǎo)頻信號(hào)和業(yè)務(wù)信號(hào)的傳輸對(duì)于自身功控、信道的測(cè)量與解調(diào)以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送都是非常重要的，但是對(duì)于其他AT來說卻是干擾。CSM6850芯片集成了反向TIC（業(yè)務(wù)信道干擾消除）和PIC特性，因此，實(shí)現(xiàn)該特性功能可以大大地提升反向容量。理論分析得出，通過該特性功能，反向BE容量可提升65%，VoIP容量可提升26%，極大地提高了系統(tǒng)容量。

（2）優(yōu)化成效

選擇數(shù)個(gè)連片覆蓋的基站打開其業(yè)務(wù)信道反向干擾消除功能開關(guān)，完成TIC調(diào)整后，Ev-Do反向鏈路繁忙率有一定降低，單用戶平均反向吞吐率比調(diào)整前更高，說明用戶反向速率感受改善，如圖7所示。

表5 休眠定時(shí)器優(yōu)化前后指標(biāo)對(duì)比

圖7 反向TIC調(diào)整成效

4.2.3 功控及接入?yún)?shù)優(yōu)化

（1）思路分析

在Ev-Do反向鏈路上，同一小區(qū)甚至相鄰小區(qū)的AT都使用同一載波，每一個(gè)AT的信號(hào)對(duì)其他AT來說都是干擾信號(hào)，而且同時(shí)使用的用戶越多，反向干擾就越大，得到的網(wǎng)絡(luò)反向負(fù)荷也越高，因此，降低每個(gè)用戶的發(fā)射功率勢(shì)必對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體反向負(fù)荷的降低有著積極作用。

（2）參數(shù)修改成效

通過降低開環(huán)功率初始值，降低功率、提升步長，根據(jù)當(dāng)前導(dǎo)頻強(qiáng)度調(diào)整接入功率，減少反向干擾。

如圖8和圖9所示，當(dāng)功控參數(shù)修改后，RoT平均值有明顯下降，室外站點(diǎn)降幅約16%，室內(nèi)站點(diǎn)降幅約30%；當(dāng)接入信道參數(shù)修改后，RoT平均值有明顯下降，降幅約15%。

5 結(jié)束語

3G業(yè)務(wù)發(fā)展初期，業(yè)務(wù)應(yīng)用更多發(fā)生在前向，隨著3G業(yè)務(wù)規(guī)模的發(fā)展，開始有越來越多的反向業(yè)務(wù)應(yīng)用，而Ev-Do反向業(yè)務(wù)負(fù)荷和容量問題也逐漸成為焦點(diǎn)，因此，掌握Ev-Do網(wǎng)絡(luò)反向負(fù)荷及容量特性成為3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一個(gè)重要方向。本文從3G網(wǎng)絡(luò)反向負(fù)荷對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響來分析容量特性，并提供了一套反向負(fù)荷監(jiān)控體系及優(yōu)化策略，因此，為Ev-Do網(wǎng)絡(luò)的反向優(yōu)化提供了一定的指導(dǎo)意義和經(jīng)驗(yàn)參考。

圖8 功控參數(shù)修改成效

圖9 接入?yún)?shù)修改成效