cdma20001x的分組網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點(diǎn)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(dá)到最大的吞吐量、最小的傳輸延遲,從而充分發(fā)揮cdma2000的無(wú)線傳輸優(yōu)勢(shì),在一定程度上提高無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能,保證其無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。該網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化可以分為兩個(gè)方面:無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和分組網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。
無(wú)線空口質(zhì)量對(duì)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(wú)線空口指標(biāo)主要包括以下3點(diǎn):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(lái)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(diǎn)的覆蓋情況以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可達(dá)到的速率情況。需要盡量?jī)?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(fù)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(duì)傳輸情況與Ec/Io沒(méi)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(duì)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(lái)達(dá)到切換和傳送的平衡。
空口FER
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)誤碼的要求非常嚴(yán)格,從實(shí)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(guò)高的重傳率直接導(dǎo)致系統(tǒng)平均傳輸速率下降。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)空口誤碼率問(wèn)題的規(guī)避,在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中可以從以下3個(gè)角度來(lái)考慮。一是保證系統(tǒng)工作正常,特別是時(shí)鐘以及傳輸同步問(wèn)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(cè)試和傳輸時(shí)延檢測(cè)。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(zhǎng),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(dá)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(wú)論切換判斷算法有多么精確,切換過(guò)程需要一定時(shí)間資源,同時(shí)由于切換帶信號(hào)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(gè)問(wèn)題:切換帶信號(hào)不穩(wěn)定;前向Ec/Io頻繁波動(dòng),導(dǎo)致切換判斷失誤;SCH重新分配需要一定時(shí)間準(zhǔn)備資源;SCH分配之后需要一定的時(shí)間資源。以上問(wèn)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(gè)問(wèn)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(duì)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(duì)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(qǐng)SCH建立的機(jī)制(申請(qǐng)水庫(kù)閘門打開的時(shí)刻和頻率)以及RRM的SCH分配機(jī)制(決定打開哪道水庫(kù)閘門以及打開的時(shí)長(zhǎng)和打開的大小)兩個(gè)部分。
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)輔助碼分信道SCH分配時(shí)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源,在網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸時(shí),SCH信道將被釋放,有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的時(shí)候,SCH再被建立,由于SCH的建立和分配需要一定的時(shí)間資源,因此存在SCH信道建立的效率問(wèn)題,SCH的建立分配效率所涉及的時(shí)間資源主要包括資源準(zhǔn)備時(shí)間(SIG_DELAY)和信道分配持續(xù)時(shí)間(SCH_DURATION),這兩個(gè)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(wú)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(cè)試中經(jīng)常采用的一種測(cè)試手段是采用無(wú)限時(shí)長(zhǎng)的方式。這種方式的特點(diǎn)之一就是把SCH_DURATION設(shè)為無(wú)限時(shí)長(zhǎng),這樣可以保證空口傳輸效率幾乎達(dá)到100%。
SIG_DELAY最小可以達(dá)到5個(gè)幀,SCH_DURATION一般推薦采用64或128幀。
導(dǎo)頻強(qiáng)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(guò)多地占用系統(tǒng)資源而對(duì)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(yuǎn),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(diǎn),CDMA系統(tǒng)可以采用基于導(dǎo)頻強(qiáng)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(dá)到合理。
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)導(dǎo)頻強(qiáng)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(qiáng)度門限和小區(qū)邊緣導(dǎo)頻強(qiáng)度門限。如果Ec/Io覆蓋高于小區(qū)中心導(dǎo)頻強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度門限取值為-7dB,小區(qū)邊緣導(dǎo)頻強(qiáng)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(shí)際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中,可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷水平對(duì)Ec/Io分配門限進(jìn)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(fù)荷達(dá)到很好的平衡。優(yōu)化的過(guò)程中人為地降低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)Ec/Io的基本要求,有可能帶來(lái)系統(tǒng)FER的整體上升,從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大沖擊,因此在Ec/Io分配門限優(yōu)化過(guò)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(fù)荷分配策略
系統(tǒng)提供負(fù)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(dá)到800次/s,每次0.25dB。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中,無(wú)線傳播環(huán)境、用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)隨機(jī)性變化比較大,這種隨機(jī)性在高效功率控制的驅(qū)動(dòng)下,會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)瞬時(shí)的功率發(fā)生大范圍波動(dòng)。從實(shí)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤測(cè)試結(jié)果來(lái)看,在高負(fù)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(dòng)尤為明顯。
基站功率波動(dòng)的這種頻繁性以及系統(tǒng)負(fù)荷評(píng)估無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,導(dǎo)致系統(tǒng)在SCH速率分配過(guò)程中無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)速率,分配比較隨機(jī)。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中,可以綜合評(píng)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(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響,適當(dāng)考慮降低對(duì)負(fù)荷控制的要求,從而達(dá)到系統(tǒng)負(fù)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(lái)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(cè)和分配策略來(lái)實(shí)現(xiàn),主要的思想是加快檢測(cè),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(gè)重要因素,因此在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化過(guò)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(shí)間
在一次PPP連接過(guò)程中,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶會(huì)多次運(yùn)用會(huì)話,每次會(huì)話都會(huì)有一定的時(shí)間間隔,如瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí),兩次點(diǎn)擊之間的時(shí)間有可能超過(guò)10min,所以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在使用過(guò)程中,在很多時(shí)間片下是沒(méi)有業(yè)務(wù)請(qǐng)求的,網(wǎng)絡(luò)中也沒(méi)有數(shù)據(jù)流。由于空口資源的珍貴,在業(yè)務(wù)請(qǐng)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(qǐng)求時(shí)再進(jìn)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(guò)快的資源釋放和重新申請(qǐng)同樣會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)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(jìn)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(jī)進(jìn)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(qǐng)的概率同樣也會(huì)增大,相應(yīng)會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的接入負(fù)荷,降低業(yè)務(wù)響應(yīng)效率。
高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)cdma20001X傳輸情況的影響
cdma2000無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載于無(wú)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(jī)制也是評(píng)估cdma2000無(wú)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(duì)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(guò)RLP幀重傳機(jī)制來(lái)保證傳輸質(zhì)量,從而減小無(wú)線側(cè)引起的高FER。
RLP層參數(shù)的優(yōu)化主要是根據(jù)無(wú)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(jī)制。例如,對(duì)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(duì)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(lái)保證的。TCP通過(guò)對(duì)所傳送的數(shù)據(jù)包賦予相應(yīng)的系列號(hào),在傳輸過(guò)程中采用接收和發(fā)送相互確認(rèn)的機(jī)制來(lái)保證傳送的可靠性。接收端則利用序列號(hào)來(lái)確保數(shù)據(jù)的先后順序。為了保證傳輸?shù)慕研裕琓CP還提供了相應(yīng)的流量和擁塞控制機(jī)制。
相比于有線網(wǎng)絡(luò)鏈路,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈路有以下特點(diǎn):平均空口誤碼率比較高;無(wú)線傳輸延時(shí)比較大;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的抖動(dòng)性非??臁_@些特點(diǎn)的存在使得TCP在保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸過(guò)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(huì)使TCP錯(cuò)誤地認(rèn)為此時(shí)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞或者鏈路不好,從而啟動(dòng)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(dòng)降低,從而降低網(wǎng)絡(luò)整體的吞吐量。
無(wú)線傳輸延時(shí)比較大。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在采用各種算法來(lái)保證鏈路可靠性的同時(shí)也降低了鏈路的響應(yīng)速度。TCP采用嚴(yán)格的應(yīng)答機(jī)制來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的正確傳輸,但在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,過(guò)大的無(wú)線延時(shí)會(huì)直接影響ACK應(yīng)答時(shí)間,由于應(yīng)答時(shí)間滯后,因此影響整體吞吐量的提升。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)抖動(dòng)。無(wú)線傳播環(huán)境的隨機(jī)性使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)抖動(dòng)不可避免。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸過(guò)程中,這種抖動(dòng)尤為明顯。由于存在傳輸延時(shí)抖動(dòng),因此不可避免地會(huì)造成TCP判斷錯(cuò)誤,從而使系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤的重傳或者錯(cuò)誤的判斷鏈路,而使TCP啟動(dòng)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(duì)高層傳輸協(xié)議性能進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)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(hào)覆蓋區(qū)域;另一方面,可以針對(duì)實(shí)際情況采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,如調(diào)整重傳定時(shí)器的參數(shù),適當(dāng)提高流量擁塞控制機(jī)制的觸發(fā)門限,或者針對(duì)數(shù)據(jù)包的應(yīng)答機(jī)制進(jìn)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。
評(píng)論