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标题: 增强TD-SCDMA上行能力提升移动互联体验 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 10:53
标题: 增强TD-SCDMA上行能力提升移动互联体验
3G网络相对于2G提供的无线传输速率高很多，微博、手机上网等迅猛增长的数据业务要求3G网络的上下行都能提供良好支撑。增强TD-SCDMA网络的上行能力，可在有限的无线带宽资源下最大限度的提升数据业务的业务质量和业务带宽，保障用户的使用感受，提升网络竞争力。
TD-SCDMA网络上行传输现状
目前TD-SCDMA的高数据业务只要由HSDPA和HSUPA来承载，但由于HSUPA终端的成熟度问题导致HSUPA功能仍没有规模商用，因此高速的数据业务下行可以使用HSDPA，但是上行只能使用R4的DCH信道承载。现有TD-SCDMA网络的小区时隙配置一般为2：4，因此上行带宽资源（DCH）非常容易受限。上行带宽的受限不仅仅影响上行为主的数据业务，同时也会影响下行数据的使用感受（下载过程中需要上行交互数据配合），直接影响用户感知。在使用TD上网卡发送较大的邮件时，如超过5M，用户需要等待较长时间。
如何充分利用现有网络的资源来提供更优的业务，以更好地满足市场需求，如何解决在没有部署HSUPA或主要终端不支持HSUPA的情况下上行带宽资源受限，成为目前改善用户使用TD网络感知的重要问题。
在当前的TD-SCDMA网络没有部署HSUPA的情况下如何解决数据业务上行带宽资源受限问题，太原移动公司采用自适应上行增强AUE（Adaptive Uplink Enhancement）技术在上行码道资源不变的情况下最大限度的提升了数据的上行业务带宽，提升了用户的使用感受，提升了上行码资源的利用率。
TD-SCDMA上行增强技术原理
自适应上行增强AUE算法的基本思想是通过修改数据业务（背景类、交互类）的信道编码参数，减少编码增益，在占用同等码道资源的前提下，来达到提升数据业务速率的目的，提升用户感受，提升网络容量。该算法主要是用来提升上行吞吐量的，可以在相同的上行码道资源上传输更高的速率，从而提升用户感知。如图1所示，AUE技术不增加码道资源，通过打孔减少原有信道编码后的冗余资源，来提升数据业务速率。

图表 1 AUE与常规业务理论速率实现对比

图表 2 相同资源下AUE与常规数据业务理论速率关系对比
AUE业务与普通PS业务的区别在于其信道编码的增益偏低，由此为了维持AUE业务所需的Qos性能，首先需要良好的无线环境，如良好的信号覆盖及较低的网络底噪干扰；其次UE将付出额外的发射功率。当UE发射功率比较低时，可以将PS普通速率提升至AUE速率，提供给用户高带宽的享受，而当UE发射功率比较高时，将AUE速率降速至相应的PS普通速率，以降低UE发射功率，避免UE掉话。
当业务在AUE速率时，如果存在干扰，可能会导致UE上行发射功率持续攀升，从而导致上行BLER迅速升高，业务实际性能下降，因此此时也需要将AUE速率降速至PS普通速率，以维持业务性能，保障用户Qos。图3为AUE算法原理图，当用户处在普通速率下，网络侧收到6B事件时，开始升速，当用户处在AUE速率，如果网络侧收到6A或5A测量报告时，降速到对应的普通速率。

图表 3 AUE算法原理二：测量检测速率、功率及BLER
由上述算法原理可知，在现有TD-SCDMA网络中AUE技术的适用场景是TD信号覆盖较好，网络底噪干扰较低的无线场景。由此来看，已建设室分系统的室内小区，开启AUE功能提升上行传输能力切实可行，可有效提升用户使用感知。
AUE技术现网试验效果
2011年6月分别选取太原TD现网区域的室内和室外场景下的选取站点进行了AUE技术研究测试，主要进行数据上传测试，后台跟踪用户的标口log和上行带宽，根据信令和带宽变化来判断算法是否生效；前台统计UE平均上传速率变化，发射功率变化以及BLER变化。预期效果为在AUE速率下的UE发射功率会有所升高，速率可以提升到理论速率，误块率（BLER）有所降低。
1、室内TD信号较强的覆盖场景测试
在室内分布系统下选取覆盖强场（RSCP大于-75dBm）和覆盖弱场(RSCP小于-90dBm)两种场景分别进行AUE参数实施前后的对比测试，而测试的业务又分为上行32kbps，64kbps，128kbps数据上传，室内强场下AUE对比测试统计数据如下。

表格 1 室内信号强场景AUE测试结果

从测试数据上可以看出：在室内强覆盖场景下，信号覆盖良好，AUE升速理想，在相对普通模式占用相同码道的情况下，上行业务速率提升高达30.25%~43.70%；UE的发射功率增加3.21~4.73dB，增幅不大不会对网络带来较大干扰； BLER和理论预期一样有所改善。从各项测试数据上来看AUE在室内强场覆盖下，测试效果理想，适宜于规模推广。
2、室内TD信号较弱的覆盖场景测试
室内弱场下AUE测试统计数据如表格2所示（数据取自4次测试的平均值）。

表格 2 室内信号弱场景AUE测试结果

从测试数据上可以看出：在室内弱覆盖场景下，手机发生功率高达10～19dBm, BLER均大于90%,导致在AUE模式下上传过程中并未升速而是按照标准速率进行上传.从测试数据上看在室内弱覆盖场景下，AUE效果比较差，并且导致手机发射功率和BLER升高，容易对网络形成干扰，不适宜在该场景下推广。

3、室外场景测试
在室外场景下分别进行定点测试和移动测试，对于定点测试分别选取宏站固定扇区的覆盖近点（RSCP>-75dBm）、中点（RSCP在－85dBm左右）、远点（RSCP在－95dBm左右）进行测试；测试的业务分为普通模式与AUE模式下的上行32kbps，64kbps数据上传，为保障测试的准确性每项测试进行2次，取2次测试数据的平均值为测试统计。
（1）近点测试（RSCP>-75dBm）
近点场景下进行32k、64k上传测试，AUE模式相对普通模式占用相同上行码资源（占4个码道）的情况下，两次升速均成功，速率提升明显，达到理论预期，UE发生功率有所提高，BLER变化不明显，近点AUE效果明显。
（2）中点测试（RSCP在－85dBm左右）
中点场景下进行32k、64k上传测试，AUE模式相对普通模式占用相同上行码资源（占4个码道）的情况下，均没有发生升速情况。
（3）远点测试（RSCP在－95dBm左右）
远点场景下进行32k、64k上传测试，AUE模式2次测试上行均未升速，UE发射功率比较高，BLER过高。
表格 3 室外近点、中点、远点AUE测试结果

从测试数据上可以看出：在近点AUE速率提升效果明显，业务速率提升36.04%-51.71%，UE的发射功率相对普通模式增加1.851~4.7315dB,手机最大发射功率小于-20dBm,对网络干扰影响不大，并且BLER有所改善。但在中点和远点，手机发射功率比较高，BLER比较高，AUE模式下基本没有提升，在AUE模式下上行速率没有得到改善的情况下，手机的发射稍微有所增大，使得本来就高的发射功率继续攀高，中点高达5.61dBm,远点高达14.149 dBm，BLER恶化明显。可以得出结论AUE在近点强场位置效果良好，在中点和远点位置速率提升不明显，却由于抬升手机发生功率给网络增加了干扰。
TD现网AUE验证效果及适用场景分析
1、TD-SCDMA上行增强技术AUE在现网验证后，对上行传输能力有明显的提高
6月18日修改全网数据业务量最高的16个小区相关AUE参数，用户的上行速率升高，使得固定时间内的数据量上升，对比修改前后7天的上行业务数据量并取加权平均，从数据上可以看出修改AUE参数后对上行数据的业务量有12.83%左右的提升，上行总流量从16365提升到23463（统计单位：MByte），提升幅度为43.37%。如图所示。

2、在TD网络中需要探讨AUE使用的场景
从测试数据上可以看出：在室内强覆盖场景下，信号覆盖良好，AUE升速理想，在相对普通模式占用相同码道的情况下，上行业务速率提升高达21.78%~51.71%；UE的发射功率增加1.851~4.7315dB，增幅不大不会对网络带来较大干扰； BLER和理论预期一样有所改善，改善了码资源利用率，增强了TD网络竞争力，对提升用户感受有积极作用；另外一定程度上为网络增加了数据业务的业务量，提升了市场价值收入。

在室内信号比较好的区域和室外近点AUE对上行速率改善明显，并且UE发射功率随有增长，但整体不高，对网络造成干扰比较小。而在室内弱场景和室外中点以及远点，信号波动比较大，干扰比较大，AUE无法进行上行升速的同时抬升了手机的发生功率，进一步增加了BLER，对网络有不同程度的影响。
3、AUE总结
AUE技术考虑适合应用于无线网络覆盖相对较好，信号波动较小，干扰比较小的场景；最典型的应用场景就应该是安装了室内分布系统的室内环境，该环境下信号质量好，一般信号RSCP都在-80dBm以上，信号波动不大，干扰小，并且该环境是发生数据业务的主要场景和用户集中区。该场景满足AUE技术使用的环境要求，而AUE技术也可以解决该场景下的多用户上行带宽受限问题。而室外场景信号环境复杂，尤其中点和远点信号波动严重，干扰相对较大，不建议对室外站点开启AUE。对于AUE建议规模应用于室内场景，尤其室数据热点区域的室分系统，由于AUE模式下手机会增大发生功率，可能会增加小区的上行干扰，建议对开启AUE的小区进行上行ISCP观测，如果ISCP升高建议关闭AUE功能。

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