Ev-Do反向負荷抬升的影響及優(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，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AT信號對于其他AT來說都是干擾信號，而且同時使用的用戶越多，反向干擾就越大，造成的網(wǎng)絡反向負荷也越高，因此，Ev-Do網(wǎng)絡的反向容量特性主要體現(xiàn)為反向業(yè)務負荷對網(wǎng)絡性能的影響。本文主要從Ev-Do反向負荷對網(wǎng)絡性能的影響維度研究Ev-Do反向容量特性，同時對反向負荷監(jiān)控門限進行了研究，并提出了反向負荷的優(yōu)化策略。

圖1 RoT抬升因素組成

2 反向負荷對網(wǎng)絡覆蓋的影響

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的仿真結果可以看出，當以平均上傳速率約為50 kbit/s上傳業(yè)務時，20個用戶將造成RoT抬升約3.7 dB（覆蓋收縮約21%）；當以平均上傳速率約為150 kbit/s上傳業(yè)務時，20個用戶將造成RoT抬升約12.5 dB（覆蓋收縮約59%）。

2.2 反向壓力測試研究

測試結果顯示，隨著反向上傳測試用戶數(shù)量的增加，即反向負荷增加，前向覆蓋（SINR值）保持穩(wěn)定，沒有呈現(xiàn)與負荷相關的變化規(guī)律；反向負荷對反向覆蓋（RoT）的影響較大，當有20個用戶時，RoT抬升約12 dB，實測結果與仿真結論較吻合，壓力測試如圖3和圖4所示。

3 反向負荷對用戶速率的影響

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，用戶會變得不耐煩，30 s仍無反應，則會放棄。根據(jù)對5個主流門戶網(wǎng)站手機版首頁的統(tǒng)計可以看出，用戶使用手機10 s內(nèi)打開主流門戶網(wǎng)站的平均速率需求為312 kbit/s。對于反向主動式業(yè)務，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，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)務負荷與RoT關系

圖3 上傳壓力測試SINR變化趨勢

圖4 上傳壓力測試RSSI變化趨勢

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 反向負荷對速率影響

Ev-Do Rel A反向速率采用T2P方式控制，即在反向功控控制導頻功率的基礎上，通過T2P資源控制反向業(yè)務信道功率，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機制可知，當反向負荷低（RAB=0）時，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；當反向鏈路忙（RAB=1）時，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，減輕反向負荷。

根據(jù)上述機制和現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，當載扇反向負荷較低時，反向鏈路繁忙率會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致高速分組比例較低；當載扇反向負荷較高時，高速分組比例將會因為反向鏈路繁忙率的升高而下降，可以理解為由于反向負荷高壓制了用戶的上傳需求。

3.3 反向壓力測試研究

如圖6所示的測試結果顯示，上傳速率隨著RoT抬升和用戶數(shù)增多而下降，當上傳用戶數(shù)達到7個時，上傳速率出現(xiàn)明顯拐點，平均速率下降到100 kbit/s以下；當上傳用戶數(shù)達到10個時，用戶可以繼續(xù)接入，但已無法進行正常上傳業(yè)務。

圖5 T2P功控原理

圖6 上傳壓力測試上傳速率變化趨勢

4 反向負荷優(yōu)化策略研究

4.1 優(yōu)化思路

經(jīng)分析，很多手機應用程序只占用短時間的傳輸時隙，隨后便進入休眠狀態(tài)。針對此情況，可以對網(wǎng)絡進行優(yōu)化，使網(wǎng)絡更快地釋放連接，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，但是由于信道板的制約，目前采用CSM6800芯片支持6載扇192個CE，同時，由于連而不傳的用戶不斷增多，使資源得不到及時釋放，從而使干擾變大。因此，休眠定時器（dormancy timer）優(yōu)化是應對前向業(yè)務信道連接時長負荷上升和反向容量的重要方向。

在網(wǎng)絡信令負荷較低時，將休眠定時器減小，可有效地減少用戶對空口資源的占用，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，具體的指標對比見表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，對于AT來說，導頻信號和業(yè)務信號的傳輸對于自身功控、信道的測量與解調(diào)以及數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送都是非常重要的，但是對于其他AT來說卻是干擾。CSM6850芯片集成了反向TIC（業(yè)務信道干擾消除）和PIC特性，因此，實現(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)個連片覆蓋的基站打開其業(yè)務信道反向干擾消除功能開關，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 休眠定時器優(yōu)化前后指標對比

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AT的信號對其他AT來說都是干擾信號，而且同時使用的用戶越多，反向干擾就越大，得到的網(wǎng)絡反向負荷也越高，因此，降低每個用戶的發(fā)射功率勢必對網(wǎng)絡整體反向負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)當前導頻強度調(diào)整接入功率，減少反向干擾。

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

5 結束語

3G業(yè)務發(fā)展初期，業(yè)務應用更多發(fā)生在前向，隨著3G業(yè)務規(guī)模的發(fā)展，開始有越來越多的反向業(yè)務應用，而Ev-Do反向業(yè)務負荷和容量問題也逐漸成為焦點，因此，掌握Ev-Do網(wǎng)絡反向負荷及容量特性成為3G網(wǎng)絡優(yōu)化的一個重要方向。本文從3G網(wǎng)絡反向負荷對網(wǎng)絡性能的影響來分析容量特性，并提供了一套反向負荷監(jiān)控體系及優(yōu)化策略，因此，為Ev-Do網(wǎng)絡的反向優(yōu)化提供了一定的指導意義和經(jīng)驗參考。

圖8 功控參數(shù)修改成效

圖9 接入?yún)?shù)修改成效