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cdma20001x的分组网络优化重点及方法
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cdma2000分组网络优化的主要目标是使系统达到最大的吞吐量、最小的传输延迟，从而充分发挥cdma2000的无线传输优势，在一定程度上提高无线数据网络的性能，保证其无线数据业务的实现。该网络的优化可以分为两个方面：无线网络的优化和分组网络的优化。 无线空口质量对数据业务传输速率的影响 影响数据业务功能的无线空口指标主要包括以下3点：前向链路的Ec/Io覆盖情况；空口FER的基本情况；系统切换带的分布以及切换带的大小。 前向链路的Ec/Io覆盖情况 网络的Ec/Io表示前向导频的覆盖水平。cdma2000采用了基于业务信道误码率的前向快速功率控制技术，这使得业务信道的发射功率直接由业务信道自身的解调情况来决定，只要基站能提供足够的功率以满足数据业务相应速率的Ec/Io的要求，用户就可以非常流畅地使用该业务。Ec/Io在一定程度上反映了该点的覆盖情况以及数据业务可达到的速率情况。需要尽量优化网络的Ec/Io，以提高网络的Ec/Io质量，可以采用的手段包括天线参数调整、扇区导频功率调节、系统平均负荷控制以及系统软切换比例控制。需要指出的是，数据业务绝对传输情况与Ec/Io没有必然的联系，但它可以指导闭环功率控制参数的设置以及切换区域SCH信道分配参数的设置。具体的手段为：在满足业务传送的基础上，数据业务信道的功率控制参数应该保持一种更大的自由度。对于切换区域的数据业务，可以考虑采用一定的迟滞来达到切换和传送的平衡。 空口FER 数据业务对误码的要求非常严格，从实际空口传输数据速率的角度出发，高的误码率意味着高的系统重传率，而过高的重传率直接导致系统平均传输速率下降。对于数据业务空口误码率问题的规避，在网络优化过程中可以从以下3个角度来考虑。一是保证系统工作正常，特别是时钟以及传输同步问题，避免由于设备原因而导致的空口误码。常用的手段包括马尔可夫测试和传输时延检测。二是改善功率控制精度，调整功率控制参数。常用的手段包括调整前向功率控制的初始功率、最小功率以及功率控制步长，降低系统整体误码率。三是调节系统目标FER，使系统在空口平均传输速率以及系统资源分配情况下达到需要的平衡。 系统切换带的分布以及切换带的大小 数据业务分支需要占用大量的系统资源，从整网资源利用角度考虑，一般不推荐采用SCH软切换的方式。无论切换判断算法有多么精确，切换过程需要一定时间资源，同时由于切换带信号不稳定，不可避免地存在切换判断失误而导致SCH信道分配到弱分支的情况，以致产生大量误码，最终影响业务传输性能。切换带存在以下几个问题：切换带信号不稳定；前向Ec/Io频繁波动，导致切换判断失误；SCH重新分配需要一定时间准备资源；SCH分配之后需要一定的时间资源。以上问题的存在使得切换区域成为数据业务传输的瓶颈之一，所以我们关键的一个问题就是尽量减小切换区域面积，严格控制切换带，以降低切换带对整网数据业务传输特性的影响。 BSC数据业务分配策略对数据业务传输速率的影响 BSC数据业务分配策略主要包括：RLP申请SCH建立的机制(申请水库闸门打开的时刻和频率)以及RRM的SCH分配机制(决定打开哪道水库闸门以及打开的时长和打开的大小)两个部分。 数据业务辅助码分信道SCH分配时间 数据业务辅助码分信道SCH是CDMA系统中专用的高速数据业务传输信道，高速SCH信道占用大量的系统资源，为了节省无线网络资源，在网络没有高速数据业务传输时，SCH信道将被释放，有数据业务请求的时候，SCH再被建立，由于SCH的建立和分配需要一定的时间资源，因此存在SCH信道建立的效率问题，SCH的建立分配效率所涉及的时间资源主要包括资源准备时间（SIG_DELAY）和信道分配持续时间(SCH_DURATION)，这两个参数以帧为单位。 为了提高空口传输效率，在系统的SCH分配算法和无线传播环境允许的情况下，可以使SIG_DELAY尽量的小，SCH_DURATION尽量的大。在数据业务测试中经常采用的一种测试手段是采用无限时长的方式。这种方式的特点之一就是把SCH_DURATION设为无限时长，这样可以保证空口传输效率几乎达到100%。 SIG_DELAY最小可以达到5个帧，SCH_DURATION一般推荐采用64或128帧。 导频强度分配策略 数据业务占的系统资源比较多，这种情况在小区边缘尤为明显，为了减少边缘用户过多地占用系统资源而对网络造成影响，需要根据用户的分布制定速率分配策略。用户距离基站近，覆盖好，可以分配高速的数据业务，如果距离基站远，覆盖差，就分配低速数据业务。 在CDMA网络中，Ec/Io随着半径的增大而降低，Ec/Io的大小在一定程度上可以反映与基站的距离；另一方面，Ec/Io也代表着数据业务速率的覆盖水平。基于以上两点，CDMA系统可以采用基于导频强度Ec/Io大小的数据业务速率分配算法，使速率分配达到合理。 数据业务导频强度速率分配门限重要参数主要包括小区中心导频强度门限和小区边缘导频强度门限。如果Ec/Io覆盖高于小区中心导频强度门限，则分配高速率业务；如果Ec/Io覆盖低于小区边缘导频强度门限，则分配低速数据业务；如果介于两者之间，则分配中速数据业务。一般情况下，小区中等导频强度门限取值为-7dB，小区边缘导频强度门限为-10dB，高倍速业务取16倍速，低倍速业务取4倍速，中倍速业务取8倍速。 在实际网络优化过程中，可根据网络负荷水平对Ec/Io分配门限进行调整，使网络的平均数据业务覆盖效率和系统负荷达到很好的平衡。优化的过程中人为地降低数据业务对Ec/Io的基本要求，有可能带来系统FER的整体上升，从而对网络产生巨大冲击，因此在Ec/Io分配门限优化过程中需要充分考虑当前网络的状况，采用逐步调整的方式。 系统负荷分配策略 系统提供负荷控制主要是需要在系统资源分配和平均速率上得到一种平衡。cdma2000系统提供高效的功率控制算法，其速率可以达到800次/s，每次0.25dB。在实际网络中，无线传播环境、用户运动状态、用户业务状态随机性变化比较大，这种随机性在高效功率控制的驱动下，会直接导致系统瞬时的功率发生大范围波动。从实际网络跟踪测试结果来看，在高负荷情况下，特别是有数据业务接入的情况下，这种波动尤为明显。 基站功率波动的这种频繁性以及系统负荷评估无法进行准确测量，导致系统在SCH速率分配过程中无法准确估计速率，分配比较随机。在实际的网络优化中，可以综合评估整网的数据业务用户数量以及分布情况、当前用户对网络的影响，适当考虑降低对负荷控制的要求，从而达到系统负荷控制与数据业务性能的一种平衡。 网络侧数据流量分配策略 SCH信道分配策略还与网络侧的数据流量有关。RRM需要根据网络侧流量的大小来分配相应速率的SCH信道。 网络侧数据流量的分配策略优化主要是根据网络的吞吐量制定相应的检测和分配策略来实现，主要的思想是加快检测，尽量分配。由于网络流量也是影响数据业务速率的一个重要因素，因此在无线网络的优化过程中，推荐采用近端下载的方式或者从PDSN上直接下载数据，以保证网络侧的质量。 Dormant时间 在一次PPP连接过程中，数据业务用户会多次运用会话，每次会话都会有一定的时间间隔，如浏览网页时，两次点击之间的时间有可能超过10min，所以数据业务在使用过程中，在很多时间片下是没有业务请求的，网络中也没有数据流。由于空口资源的珍贵，在业务请求之间，可以把相应的空口资源释放掉，用户有新的业务请求时再进行空口资源的分配，这样可以从整体上提高网络的资源利用率。资源释放期间称为Dormant状态，但过快的资源释放和重新申请同样会对网络负荷和业务响应效率造成不利的影响。Dormant定期器的引入可以阻止网络快速进入Dormant状态。可以使资源的分配与用户行为取得平衡。Dormanttimer越短，手机进入Dormant状态的速度越快，空口资源释放的速率也就越快，但重复接入申请的概率同样也会增大，相应会增加网络的接入负荷，降低业务响应效率。 高层网络协议对cdma20001X传输情况的影响 cdma2000无线数据业务承载于无线链路协议RLP以及因特网协议TCP/IP之上。高层协议的性能机制也是评估cdma2000无线网络数据业务性能的重要因素之一。 RLP层对数据业务性能的影响 RLP层位于IS-2000物理层和TCP层之间，其作用是通过RLP帧重传机制来保证传输质量，从而减小无线侧引起的高FER。 RLP层参数的优化主要是根据无线环境情况以及网络的误码情况制定相应的重传机制。例如，对于网络质量较差、误码率较高的网络可以增加重发的轮次，如可以将{2、3}改成{1，1，1，1，1，1}，也可以增加每次重发的次数，如将模式{1、2、3}改为{1，4，7}，从而提高RLP层的可靠性。 TCP/IP层对网络性能的影响 TCP/IP协议栈中业务的可靠性是由TCP协议来保证的。TCP通过对所传送的数据包赋予相应的系列号，在传输过程中采用接收和发送相互确认的机制来保证传送的可靠性。接收端则利用序列号来确保数据的先后顺序。为了保证传输的健壮性，TCP还提供了相应的流量和拥塞控制机制。 相比于有线网络链路，无线网络链路有以下特点：平均空口误码率比较高；无线传输延时比较大；无线网络传输延时的抖动性非常快。这些特点的存在使得TCP在保证无线网络的传输过程中存在着以下不足。 空口误码导致TCP/IP的重传概率大大增加。误码不仅使系统重传率大大增加，而且还会使TCP错误地认为此时网络发生拥塞或者链路不好，从而启动流量拥塞控制，直接导致高层数据业务传输速率自动降低，从而降低网络整体的吞吐量。 无线传输延时比较大。无线网络在采用各种算法来保证链路可靠性的同时也降低了链路的响应速度。TCP采用严格的应答机制来保证网络数据包的正确传输，但在无线网络中，过大的无线延时会直接影响ACK应答时间，由于应答时间滞后，因此影响整体吞吐量的提升。 无线网络传输延时抖动。无线传播环境的随机性使得无线网络传输延时抖动不可避免。在数据业务传输过程中，这种抖动尤为明显。由于存在传输延时抖动，因此不可避免地会造成TCP判断错误，从而使系统产生错误的重传或者错误的判断链路，而使TCP启动流量控制，导致系统平均吞吐量降低。 由于存在以上不足，因此在对高层传输协议性能进行优化的过程中，一方面要从空口入手，尽量减少误码区域的存在，如提高服务区域的业务信道功率、优化切换算法、减小弱信号覆盖区域；另一方面，可以针对实际情况采用适当的调整，如调整重传定时器的参数，适当提高流量拥塞控制机制的触发门限，或者针对数据包的应答机制进行适当的调整，从而在整体上提高网络的吞吐能力。 |
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