cdma20001x的分組網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點及方法

cdma2000分組網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要目標(biāo)是使系統(tǒng)達到最大的吞吐量、最小的傳輸延遲，從而充分發(fā)揮cdma2000的無線傳輸優(yōu)勢，在一定程度上提高無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能，保證其無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實現(xiàn)。該網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化可以分為兩個方面：無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和分組網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。

無線空口質(zhì)量對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率的影響

影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能的無線空口指標(biāo)主要包括以下3點：前向鏈路的Ec/Io覆蓋情況；空口FER的基本情況；系統(tǒng)切換帶的分布以及切換帶的大小。

前向鏈路的Ec/Io覆蓋情況

網(wǎng)絡(luò)的Ec/Io表示前向?qū)ьl的覆蓋水平。cdma2000采用了基于業(yè)務(wù)信道誤碼率的前向快速功率控制技術(shù)，這使得業(yè)務(wù)信道的發(fā)射功率直接由業(yè)務(wù)信道自身的解調(diào)情況來決定，只要基站能提供足夠的功率以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相應(yīng)速率的Ec/Io的要求，用戶就可以非常流暢地使用該業(yè)務(wù)。Ec/Io在一定程度上反映了該點的覆蓋情況以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可達到的速率情況。需要盡量優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的Ec/Io，以提高網(wǎng)絡(luò)的Ec/Io質(zhì)量，可以采用的手段包括天線參數(shù)調(diào)整、扇區(qū)導(dǎo)頻功率調(diào)節(jié)、系統(tǒng)平均負荷控制以及系統(tǒng)軟切換比例控制。需要指出的是，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)絕對傳輸情況與Ec/Io沒有必然的聯(lián)系，但它可以指導(dǎo)閉環(huán)功率控制參數(shù)的設(shè)置以及切換區(qū)域SCH信道分配參數(shù)的設(shè)置。具體的手段為：在滿足業(yè)務(wù)傳送的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道的功率控制參數(shù)應(yīng)該保持一種更大的自由度。對于切換區(qū)域的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以考慮采用一定的遲滯來達到切換和傳送的平衡。

空口FER

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對誤碼的要求非常嚴(yán)格，從實際空口傳輸數(shù)據(jù)速率的角度出發(fā)，高的誤碼率意味著高的系統(tǒng)重傳率，而過高的重傳率直接導(dǎo)致系統(tǒng)平均傳輸速率下降。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)空口誤碼率問題的規(guī)避，在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中可以從以下3個角度來考慮。一是保證系統(tǒng)工作正常，特別是時鐘以及傳輸同步問題，避免由于設(shè)備原因而導(dǎo)致的空口誤碼。常用的手段包括馬爾可夫測試和傳輸時延檢測。二是改善功率控制精度，調(diào)整功率控制參數(shù)。常用的手段包括調(diào)整前向功率控制的初始功率、最小功率以及功率控制步長，降低系統(tǒng)整體誤碼率。三是調(diào)節(jié)系統(tǒng)目標(biāo)FER，使系統(tǒng)在空口平均傳輸速率以及系統(tǒng)資源分配情況下達到需要的平衡。

系統(tǒng)切換帶的分布以及切換帶的大小

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分支需要占用大量的系統(tǒng)資源，從整網(wǎng)資源利用角度考慮，一般不推薦采用SCH軟切換的方式。無論切換判斷算法有多么精確，切換過程需要一定時間資源，同時由于切換帶信號不穩(wěn)定，不可避免地存在切換判斷失誤而導(dǎo)致SCH信道分配到弱分支的情況，以致產(chǎn)生大量誤碼，最終影響業(yè)務(wù)傳輸性能。切換帶存在以下幾個問題：切換帶信號不穩(wěn)定；前向Ec/Io頻繁波動，導(dǎo)致切換判斷失誤；SCH重新分配需要一定時間準(zhǔn)備資源；SCH分配之后需要一定的時間資源。以上問題的存在使得切換區(qū)域成為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)钠款i之一，所以我們關(guān)鍵的一個問題就是盡量減小切換區(qū)域面積，嚴(yán)格控制切換帶，以降低切換帶對整網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸特性的影響。

BSC數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分配策略對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率的影響

BSC數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分配策略主要包括：RLP申請SCH建立的機制(申請水庫閘門打開的時刻和頻率)以及RRM的SCH分配機制(決定打開哪道水庫閘門以及打開的時長和打開的大小)兩個部分。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)輔助碼分信道SCH分配時間

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)輔助碼分信道SCH是CDMA系統(tǒng)中專用的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸信道，高速SCH信道占用大量的系統(tǒng)資源，為了節(jié)省無線網(wǎng)絡(luò)資源，在網(wǎng)絡(luò)沒有高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸時，SCH信道將被釋放，有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請求的時候，SCH再被建立，由于SCH的建立和分配需要一定的時間資源，因此存在SCH信道建立的效率問題，SCH的建立分配效率所涉及的時間資源主要包括資源準(zhǔn)備時間（SIG_DELAY）和信道分配持續(xù)時間(SCH_DURATION)，這兩個參數(shù)以幀為單位。

為了提高空口傳輸效率，在系統(tǒng)的SCH分配算法和無線傳播環(huán)境允許的情況下，可以使SIG_DELAY盡量的小，SCH_DURATION盡量的大。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)測試中經(jīng)常采用的一種測試手段是采用無限時長的方式。這種方式的特點之一就是把SCH_DURATION設(shè)為無限時長，這樣可以保證空口傳輸效率幾乎達到100%。

SIG_DELAY最小可以達到5個幀，SCH_DURATION一般推薦采用64或128幀。

導(dǎo)頻強度分配策略

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占的系統(tǒng)資源比較多，這種情況在小區(qū)邊緣尤為明顯，為了減少邊緣用戶過多地占用系統(tǒng)資源而對網(wǎng)絡(luò)造成影響，需要根據(jù)用戶的分布制定速率分配策略。用戶距離基站近，覆蓋好，可以分配高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如果距離基站遠，覆蓋差，就分配低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，Ec/Io隨著半徑的增大而降低，Ec/Io的大小在一定程度上可以反映與基站的距離；另一方面，Ec/Io也代表著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率的覆蓋水平?；谝陨蟽牲c，CDMA系統(tǒng)可以采用基于導(dǎo)頻強度Ec/Io大小的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率分配算法，使速率分配達到合理。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)導(dǎo)頻強度速率分配門限重要參數(shù)主要包括小區(qū)中心導(dǎo)頻強度門限和小區(qū)邊緣導(dǎo)頻強度門限。如果Ec/Io覆蓋高于小區(qū)中心導(dǎo)頻強度門限，則分配高速率業(yè)務(wù)；如果Ec/Io覆蓋低于小區(qū)邊緣導(dǎo)頻強度門限，則分配低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；如果介于兩者之間，則分配中速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。一般情況下，小區(qū)中等導(dǎo)頻強度門限取值為-7dB，小區(qū)邊緣導(dǎo)頻強度門限為-10dB，高倍速業(yè)務(wù)取16倍速，低倍速業(yè)務(wù)取4倍速，中倍速業(yè)務(wù)取8倍速。

在實際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負荷水平對Ec/Io分配門限進行調(diào)整，使網(wǎng)絡(luò)的平均數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)覆蓋效率和系統(tǒng)負荷達到很好的平衡。優(yōu)化的過程中人為地降低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對Ec/Io的基本要求，有可能帶來系統(tǒng)FER的整體上升，從而對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大沖擊，因此在Ec/Io分配門限優(yōu)化過程中需要充分考慮當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況，采用逐步調(diào)整的方式。

系統(tǒng)負荷分配策略

系統(tǒng)提供負荷控制主要是需要在系統(tǒng)資源分配和平均速率上得到一種平衡。cdma2000系統(tǒng)提供高效的功率控制算法，其速率可以達到800次/s，每次0.25dB。在實際網(wǎng)絡(luò)中，無線傳播環(huán)境、用戶運動狀態(tài)、用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)隨機性變化比較大，這種隨機性在高效功率控制的驅(qū)動下，會直接導(dǎo)致系統(tǒng)瞬時的功率發(fā)生大范圍波動。從實際網(wǎng)絡(luò)跟蹤測試結(jié)果來看，在高負荷情況下，特別是有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入的情況下，這種波動尤為明顯。

基站功率波動的這種頻繁性以及系統(tǒng)負荷評估無法進行準(zhǔn)確測量，導(dǎo)致系統(tǒng)在SCH速率分配過程中無法準(zhǔn)確估計速率，分配比較隨機。在實際的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，可以綜合評估整網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶數(shù)量以及分布情況、當(dāng)前用戶對網(wǎng)絡(luò)的影響，適當(dāng)考慮降低對負荷控制的要求，從而達到系統(tǒng)負荷控制與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能的一種平衡

網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)流量分配策略

SCH信道分配策略還與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的數(shù)據(jù)流量有關(guān)。RRM需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)流量的大小來分配相應(yīng)速率的SCH信道。

網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)流量的分配策略優(yōu)化主要是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量制定相應(yīng)的檢測和分配策略來實現(xiàn)，主要的思想是加快檢測，盡量分配。由于網(wǎng)絡(luò)流量也是影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率的一個重要因素，因此在無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化過程中，推薦采用近端下載的方式或者從PDSN上直接下載數(shù)據(jù)，以保證網(wǎng)絡(luò)側(cè)的質(zhì)量。

Dormant時間

在一次PPP連接過程中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶會多次運用會話，每次會話都會有一定的時間間隔，如瀏覽網(wǎng)頁時，兩次點擊之間的時間有可能超過10min，所以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在使用過程中，在很多時間片下是沒有業(yè)務(wù)請求的，網(wǎng)絡(luò)中也沒有數(shù)據(jù)流。由于空口資源的珍貴，在業(yè)務(wù)請求之間，可以把相應(yīng)的空口資源釋放掉，用戶有新的業(yè)務(wù)請求時再進行空口資源的分配，這樣可以從整體上提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。資源釋放期間稱為Dormant狀態(tài)，但過快的資源釋放和重新申請同樣會對網(wǎng)絡(luò)負荷和業(yè)務(wù)響應(yīng)效率造成不利的影響。Dormant定期器的引入可以阻止網(wǎng)絡(luò)快速進入Dormant狀態(tài)?？梢允官Y源的分配與用戶行為取得平衡。Dormanttimer越短，手機進入Dormant狀態(tài)的速度越快，空口資源釋放的速率也就越快，但重復(fù)接入申請的概率同樣也會增大，相應(yīng)會增加網(wǎng)絡(luò)的接入負荷，降低業(yè)務(wù)響應(yīng)效率。

高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對cdma20001X傳輸情況的影響

cdma2000無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載于無線鏈路協(xié)議RLP以及因特網(wǎng)協(xié)議TCP/IP之上。高層協(xié)議的性能機制也是評估cdma2000無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能的重要因素之一。

RLP層對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能的影響

RLP層位于IS-2000物理層和TCP層之間，其作用是通過RLP幀重傳機制來保證傳輸質(zhì)量，從而減小無線側(cè)引起的高FER。

RLP層參數(shù)的優(yōu)化主要是根據(jù)無線環(huán)境情況以及網(wǎng)絡(luò)的誤碼情況制定相應(yīng)的重傳機制。例如，對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較差、誤碼率較高的網(wǎng)絡(luò)可以增加重發(fā)的輪次，如可以將{2、3}改成{1，1，1，1，1，1}，也可以增加每次重發(fā)的次數(shù)，如將模式{1、2、3}改為{1，4，7}，從而提高RLP層的可靠性。

TCP/IP層對網(wǎng)絡(luò)性能的影響

TCP/IP協(xié)議棧中業(yè)務(wù)的可靠性是由TCP協(xié)議來保證的。TCP通過對所傳送的數(shù)據(jù)包賦予相應(yīng)的系列號，在傳輸過程中采用接收和發(fā)送相互確認(rèn)的機制來保證傳送的可靠性。接收端則利用序列號來確保數(shù)據(jù)的先后順序。為了保證傳輸?shù)慕研?，TCP還提供了相應(yīng)的流量和擁塞控制機制。

相比于有線網(wǎng)絡(luò)鏈路，無線網(wǎng)絡(luò)鏈路有以下特點：平均空口誤碼率比較高；無線傳輸延時比較大；無線網(wǎng)絡(luò)傳輸延時的抖動性非?？?。這些特點的存在使得TCP在保證無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程中存在著以下不足。

空口誤碼導(dǎo)致TCP/IP的重傳概率大大增加。誤碼不僅使系統(tǒng)重傳率大大增加，而且還會使TCP錯誤地認(rèn)為此時網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞或者鏈路不好，從而啟動流量擁塞控制，直接導(dǎo)致高層數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率自動降低，從而降低網(wǎng)絡(luò)整體的吞吐量。

無線傳輸延時比較大。無線網(wǎng)絡(luò)在采用各種算法來保證鏈路可靠性的同時也降低了鏈路的響應(yīng)速度。TCP采用嚴(yán)格的應(yīng)答機制來保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的正確傳輸，但在無線網(wǎng)絡(luò)中，過大的無線延時會直接影響ACK應(yīng)答時間，由于應(yīng)答時間滯后，因此影響整體吞吐量的提升。

無線網(wǎng)絡(luò)傳輸延時抖動。無線傳播環(huán)境的隨機性使得無線網(wǎng)絡(luò)傳輸延時抖動不可避免。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸過程中，這種抖動尤為明顯。由于存在傳輸延時抖動，因此不可避免地會造成TCP判斷錯誤，從而使系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤的重傳或者錯誤的判斷鏈路，而使TCP啟動流量控制，導(dǎo)致系統(tǒng)平均吞吐量降低。

由于存在以上不足，因此在對高層傳輸協(xié)議性能進行優(yōu)化的過程中，一方面要從空口入手，盡量減少誤碼區(qū)域的存在，如提高服務(wù)區(qū)域的業(yè)務(wù)信道功率、優(yōu)化切換算法、減小弱信號覆蓋區(qū)域；另一方面，可以針對實際情況采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如調(diào)整重傳定時器的參數(shù)，適當(dāng)提高流量擁塞控制機制的觸發(fā)門限，或者針對數(shù)據(jù)包的應(yīng)答機制進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而在整體上提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力。