WCDMA中HSDPA信號不穩定優化方案探究

摘 要：隨著全球WCDMA網絡商用的逐步發展，HSDPA不但將手機無線下載的速度大幅提升，也將網絡的利用率大幅提升，雖然采用HSDPA的速度最高能夠達到21Mbit/s的水平，但在實際環境中所體現出來的速率卻不太理想，因此，對現網站點進行HSDPA數據的優化尤為重要。本文首先分析了HSDPA數據不穩定的現象，然后針對各種現象制定相應的優化方案。

關鍵詞：HSDPA；高速下行分組接入

中圖分類號：TN929.533 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 20-0000-02

一、HSDPA速率不穩定的常見現象

HSDPA承載建立成功后，FTP下載速率沒有達到預期要求，或者無法穩定在最大理論值附近，大致有以下四種現象。

（一）下載速率接近理論值且平穩，如圖1所示。在商用網絡定點測試過程中，如果HSDPA吞吐率能夠穩定在6.3Mbps以上某個值，基本上認為正常。對于演示或比拼測試過程中需要滿足單線程穩定在6.5M，多線程穩定在7.0M的要求，需要對算法和參數做特殊的調整，以滿足極限速率的要求。

（二）下載速率比較低且相對平穩，如圖2所示。多數原因是由于用戶簽約速率受限，不正確的AT命令限速，或者無線資源受限所致。

（三）下載速率有規律的波動，包括有規律的階梯狀上升或下降、方波狀地波動，在波動過程中吞吐率偶爾也能夠達到理論值，如圖3所示。導致這種現象的多數原因是參數配置或算法特性在某些環境下存配合存在問題。

（四）下載速率無規律的波動，這是最常見的波動問題，速率只是偶爾能夠達到理論值但是劇烈波動，如圖4所示，這類問題的原因比較多，需要進行從FTP server到UE的端到端的檢查。

二、HSDPA速率不穩定的常見現象優化步驟

（一）信令流程檢查。在定位問題過程中，經常發現用戶USIM卡簽約信息不合適（開戶信息中的MBR比較小），核心網（Core Network， CN）限速，撥號過程中使用了不正確的AT命令限速，手機能力不支持等現象。這些因素都有可能限制用戶能夠達到的最大速率，這些通常可以從信令流程中發現。因此，對于下載速率低且平穩的問題，需要重點檢查業務建立過程中信令流程是否正常。對于下載速率能夠達到理論值（速率波動）的問題，可以跳過該步驟，因為能夠達到理論速率基本上能夠說明沒有限制用戶速率的環節。

如果CN指派下來的MaxBitRate小于理論值，則需要現場工程師檢查如下信息。（1）便攜機是否有AT命令限速操作；（2）測試USIM卡簽約信息（HLR）；（3）核心網（SGSN/GGSN）允許最大速率。

如果CN指派下來的MaxBitRate滿足理論速率要求，則需要進一步檢查業務建立時UE發給網絡的RRC_CONNECT_SETUP_CMP消息中標識UE能力，確認終端能力是否滿足測試要求。

如果UE的能力滿足理論速率要求，下載速率接近384K，檢查HSDPA小區的狀態是否已經激活且處于可用狀態；否則，進行對空口質量進行檢查。

（二）空口質量檢查。HSDPA在下行引入了HS-DSCH共享信道，沒有功率控制機制，取而代之的是鏈路自適應機制。即，UE測量公共導頻信道的質量，并將此信道質量（CQI）上報給Node B，Node B根據UE上報的CQI及其它資源狀況來調度當前TTI能夠發送的TB塊大小。不同的CQI上報值就決定了UE所能獲得的最大空口速率。

如果UE上報CQI低于目標值且波動，則必然導致HSDPA空口速率波動。因此，首先要檢查并確認UE上報CQI是否能夠穩定在理論吞吐率對應值以上。不同理論吞吐率對應的最低CQI要求如下表示，以類8終端為例，物理層達到7.2Mbps的吞吐率，必要條件是UE上報CQI必須達到25。

如果發現下載過程中觀察到的UE上報CQI低于目標值且波動，就需要對現網無線環境進行優化或更換其它的測試路線。優化思路包括但不限于以下內容：檢查是否存在器件連接不穩定導致的下行路徑損耗過大，檢查是否存在較強的同頻干擾，檢查下行負載是否較高等；

如果CQI滿足前述要求，但下載速率仍不能滿足要求，就要進行無線資源檢查。

（三）無線資源檢查。本步驟主要目的有兩點：首先確認各項資源（OVSF、Power和IUB傳輸）配置是否能夠滿足測試要求；其次，實際商用網絡還需要考慮測試過程中是否存在其他（高優先級）用戶搶占資源。

1.OVSF資源檢查。參考上一步驟求檢查配置的OVSF資源是否足夠。以類8終端為例，理論吞吐率需要的HS-PDSCH碼數為10。需要指出，如果RNC配置了HSDPA動態碼分配，最大碼數目必須大于等于10（如果Node B也打開了動態碼功能，則不需要此約束條件）。同時，Node B配置的License也必須要大于10，因為Node B 配置的碼資源License是在整個基站共享的，因此其它小區也有可能使用這些碼資源。

需要特別指出來，除了碼資源外，16QAM調制方式開關與LICENSE配置必須也要同時打開才能支持更高的吞吐率。以類8終端為例，如果發現上報CQI大于25，其它資源都不受限，但發送的CQI只有24（QPSK方式），通常是16QAM的開關或LICENSE沒有打開。可以在Node B維護臺檢查16QAM開關是否正確設置。

2.用戶面License資源檢查。為了滿足HSDPA用戶面達到一定的吞吐率，RNC配置的HSDPA處理能力必須超過測試需求。

3.傳輸資源檢查。根據實際吞吐率需要確認物理帶寬（E1數目）是否滿足測試要求，同時檢查參數配置是否符合該版本對應的傳輸配置規范。主要包括：（1）配置的物理帶寬是否足夠；（2）中間IUB傳輸設備是否存在瓶頸；（3）HSDPA PATH配置是否符合規范。

4.功率資源檢查。測試過程中，檢查小區下行載頻發射功率是否已經受限。當觀察到的小區下行載波發射功率很多時候超過90%的時候，基本認為功率已經受限了。正常情況下，產品基線配置應該能夠滿足單用戶HSPA數傳（7.2Mbps）測試要求。因此，首先需要檢查功率相關的參數是否按照基線進行配置。

如果上述檢查均正常，說明無線資源沒有受限，通常是其它環節存在限制。需要進入步驟四，對RLC緩存占用情況（RLC BO）進行檢查，以確認是RNC以上（RNC，CN及服務器）數據源不足，還是RNC以下通道（包括IUB，空口，UE及測試計算機）存在異常。

（四）RLC BO信息檢查

理論上，如果RNC以上網元沒有問題，在FTP服務器發送窗口堵住之前TCP會源源不斷將數據經由GGSN/SGSN發送至RNC，RLC Buffer Occupancy （簡稱RLC BO）會比較大。所以，檢查RNC的RLC BO能夠快速方便地確認RNC以上是否存在問題。

三、結論

隨著最終用戶對數據傳輸性能要求越來越高，低成本高速數據傳輸能力將為HSDPA的運營商帶來強大的競爭優勢。以較低的用戶成本支持廣泛的多媒體應用和誘人功能的能力可以使早期采用HSDPA的運營商脫穎于其他競爭對手，增加已有用戶的業務量和新用戶的數量，提高數據市場占有率和盈利能力。鑒于HSDPA在現網中的強大優勢，隨著網絡用戶的逐漸增加，實際環境中HSDPA下載速率不穩定的優化技巧就顯得尤其重要。

參考文獻：

[1]夏巍，何海珍.影響HSDPA下行速率的原因探析及其性能優化[J].移動通信，2009（24）：76-79

[2]徐志宇，韓瑋，蒲迎春.HSDPA技術原理與網絡規劃實踐[M].北京：人民郵電出版社，2007

作者簡介：林勇（1981.2-），男，四川鄰水人，講師，碩士，研究方向：計算機網絡與通訊。