A01CDMAEVDO ROT门限设置研究及应用.docx

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A01CDMAEVDOROT门限设置研究及应用

CDMA2000EVDOROT门限设置研究及应用

摘要：

在CDMA2000EVDO系统中，ROT（RiseoverThermal）门限值决定了系统反向负载。

如何做好反向负载控制，将反向干扰控制在一定范围内，在保证系统稳定性的同时谋求系统容量最大化，是网络优化人员面临的一个重要课题。

本文通过理论分析，通过不同ROT参数设置下的大量网络测试验证，总结出适用于不同场景下的ROT参数取值，并将研究成果应用于商用网络中，明显提升了系统的容量和性能。

关键词：

ROT、扇区吞吐量、稳定性、负载、底噪

一概述

在CDMA2000EVDO系统中，ROT值在所有AT禁止发射功率的静默周期内被准确测试和校准。

它是衡量系统负荷和稳定性的指标，也被看作各AT反向干扰水平的参考。

ROT门限设置直接影响扇区吞吐量。

当扇区负荷较小时扇区吞吐量与ROT值为平滑的线性关系，当达到系统过载门限时，系统负载少量的增加，将导致ROT值极速地升高。

不同的网络条件下，我们可以通过优化ROT门限值，在保证系统稳定的条件下使网络资源利用率最大化。

二ROT原理介绍

（一）反向负载控制原理

CDMA是一个自干扰系统，在反向链路上，每个AT的发射功率对其它AT来说就是反向干扰，其中也包括来自其他扇区的AT发射功率干扰。

如果不做反向负荷控制反向底噪将无法控制。

当反向链路质量恶化到AT最大功率发射也不能克服干扰时，PER急剧升高导致无法提供正常的前反向数据业务。

图1-反向链路干扰控制示意图

图1显示一个AN下有三个发射机工作状态的AT，每个AT受到其它AT发射功率的干扰，包括来自其他扇区的AT的干扰，每个AT使用功率控制保证导频信道强度足够克服无线信道干扰实现解调同时作为干扰被累计到AN的接收机，功率控制保证了所有AT达到AN接收机的接收功率处于同一水平。

AT的发射功率控制对导频信道功率造成直接影响，对缩放到导频信道的其它反向链路物理信道也有间接影响。

下方显示当AN接收的干扰水平低于“干扰容器”底部的热噪声水平时AN拥有100%的容量。

当AT启动或提高数据和其他业务传输速率时，干扰水平高于热噪声功率水平就会对容量产生损耗。

因此ROT被当作容量和性能的计量指标。

在反向链路业务信道的AT接入控制管理方面，保证ROT的余量对于维持稳定的接入控制有明显的作用。

（二）ReverseActivityBit（RAB）

EVDO系统通过前向发送RAB对终端进行反向速率控制。

由当前测量RSSI与底噪的差值与ROT门限值对比获取，RAB有-1和1两种状态，如差值高于ROT门限则RAB为1，表明系统反向负荷重，终端会降低反向发送速率；如差值低于ROT门限则RAB为-1，表明系统反向负荷轻，则终端会抬升反向发送速率。

（三）ROT的测量

EVDO系统中扇区的ROT是基站从系统中所有AT处接收的功率（Io）与热噪声功（No）的比值。

在静默期间，系统中所有的AT都禁止发射功率，基站可以测量出热噪声功率No。

在其他时间，基站测量总接收功率Io，两者之比就是ROT。

ROT测量与反向链路负载之间关系紧密。

ROT测量将直接影响到反向链路负载和系统负荷的估计。

系统负载与ROT门限之间的关系如图2所示

图2-扇区ROT与负载的关系图

系统负载增加初期，ROT也是线性增长；当达到系统过载门限时，系统负载少量的增加，将导致ROT极速地升高。

通过调整系统过载门限可以调整系统的容量和吞吐量，不过系统容量和吞吐量的提升是以牺牲系统稳定性为代价的。

当系统过载门限设置过高时，基站接收机处会接收到更多AT的功率，也意味着AT之间在基站接收机处造成的干扰就越大。

在反向链路功率控制的作用下，所有AT都会有提高发射功率的情况。

此时，在小区覆盖边缘的AT有可能使用最大功率发射基站仍无法解调，导致无法获得正常的网络服务。

（四）ROT在RTCMAC算法流程中的作用

在EVDORevA系统反向链路中，RTCMAC（反向业务信道MAC）算法和反向链路功率控制同时作用来提升反向链路的性能。

图3所示的RTCMAC算法流程主要包括ROT测量、RAB生成指示和AT速率调整三大部分。

RTCMAC算法用于控制终端T2P资源的分配，也就是控制终端业务信道发射功率的分配，它是基于每一个MAC流来实现的；而反向链路功率控制用于调整终端导频信号发射功率，它是基于每一终端来实现的。

为了实现快速的调度与控制，RTCMAC算法和反向链路功率控制都是每一个子帧（6.67ms）更新一次。

图3-RTCMAC算法流程图

三ROT门限测试研究

为深入研究ROT门限值对反向负载的影响，我们选取了一个EVDO载扇进行了多次单AT近点和多AT混合场景的网络测试。

通过网络测试数据分析，得出了以下结论：

●单AT近点测试场景，ROT门限值与扇区反向RLP吞吐量成正比，扇区前向吞吐率受ROT影响不大，前向吞吐率稳定；

●多AT混合测试场景，当ROT值设置大于20dB后，扇区底噪急剧抬升，系统不稳定性增加；此时因前反向信令交互不畅引起扇区前向吞吐率明显下降；

●多AT混合测试场景，中、远点AT受ROT值变化影响较大，当ROT值设置大于20dB后，中、远点AT建立连接时间变长，远点AT连接建立成功率较低，扇区实际覆盖半径明显收缩；

●综合多AT混合场景测试数据分析，当ROT在12-15dB时，能实现扇区前反向吞吐率最大化同时保证系统稳定性。

（一）测试环境和对象

测试环境：

选择农村站点扇区，测试扇区附近无EVDO相同载频信号、无商用用户干扰、基站无负载时RSSI接近-110dBm、基站传输等软硬件资源足够且无故障。

测试对象：

贵阳BSC0下挂的花溪新兴煤矿村基站第二扇区

基站类型：

中兴BBU（8200）+RRU（8860）

OMC后台版本：

V8.3.002

研究设置参数名称：

rabthreshold68_rot（CHM6800RAB门限_ROT方式）

图4-花溪新兴煤矿村基站位置图

（二）测试规范

●设置不同ROT门限时，进行单AT近点前反向FTP测试研究ROT门限与前反向RLP速率的关系，同时设置不同ROT门限时，进行多AT近、中、远点同时混合业务测试，研究ROT门限与扇区吞吐量的关系。

●多AT近、中、远点同时混合业务测试的具体AT分布，根据对贵阳典型扇区AT分布分析，近、中、远AT分布比例为5:

6:

5。

其中近点测试的5个AT中，1个AT进行前向FTP测试，1个AT进行拨打测试，3个AT进行反向FTP测试；中点测试的6个AT中，1个AT进行前向FTP测试，1个AT进行拨打测试，4个AT进行反向FTP测试；远点测试的5个AT中，1个AT进行前向FTP测试，1个AT进行拨打测试，3个AT进行反向FTP测试；

●近、中、远点定义：

近点定义为信号指标C/I在10dB左右、Ec/Io在-0.41dB左右、RX值在-50dBm左右；中点定义为信号指标C/I为5dB左右、Ec/Io为-1.19dB左右、RX值为-70dBm左右；远点定义为信号指标C/I为0dB左右、Ec/Io为-3.01dB左右、RX值为-90dBm左右；

序号

ROT门限测试值（dB）

反向负载（%）

备注

1

3

49.88

2

5.75

73.39

3

7

80.05

仅进行单AT近点测试

4

8

84.15

5

9

87.41

6

10

90.00

7

12

93.69

8

15

96.84

9

20

99.00

10

30

99.90

11

40

99.99

表1-ROT门限测试数值表

（三）单AT测试结果

单AT反向RLP平均速率与ROT值成正比，当从3dB调整至9dB的过程中平均速率上升明显，大于9dB后速率提升放缓；单AT前向RLP平均速率受ROT值变化影响不大，RLP速率维持在2.6Mbps至2.7Mbps之间，如图5所示：

图5-单AT近点上传测试ROT门限对反向RLP平均速率的影响

单AT近点前反向FTP测试结果表明ROT值与扇区底噪RSSI值成正比，设置为5至15dB之间时单AT测试主集RSSI在-101dbm上下轻微波动，当设置大于15dB后RSSI变化较大，但系统底噪在较正常范围内，如图7所示：

图6-单AT近点上传测试ROT门限对主集RSSI的影响

（四）多AT混合场景前反向速率测试结果

多AT近、中、远点同时混合业务前反向测试结果表明，ROT设置从小到大对近点AT的影响一直较小，但对中点尤其远点影响比较大，当门限设置大于20dB时，中远点AT空口建立时长抖动大，呼叫建立成功率迅速下降，设置值大于30dB后，远点AT无线连接成功率非常低。

测试时扇区负荷情况：

●近点——1个AT下载，3个AT上传，1个AT拨测

●中点——1个AT下载，4个AT上传，1个AT拨测

●远点——1个AT下载，3个AT上传，1个AT拨测

1.前向FTP业务测试统计结果

多AT混合场景前向FTP测试速率当ROT值低于15dB时，近、中、远点AT下载速率平稳，受ROT值变化影响较小；当ROT值大于20dB后，远点AT无法建立连接，中点AT前向RLP速率急剧下降，近点AT由于扇区下总接入AT减少前向速率得到提升，如图7所示：

图7-近、中、远点前向RLP速率曲线图

扇区前向吞吐量与RSSI值变化趋势分析表明，当ROT值小于15dB时，扇区RSSI值较好，前向RLP吞吐量平稳；当ROT值大于20dB后，扇区RSSI值迅速恶化和反向负载加重引起反向链路变差，DRC和ARQ信道不能被解调导致前向RLP吞吐量急剧下降。

多个ROT值测试比较当ROT=12dB时扇区吞吐量达到最大，如图8所示：

图8-扇区前向RLP吞吐量与扇区RSSI值曲线图

2.反向FTP业务测试统计结果

近、中、远点反向业务测试当ROT值小于20dB时，近点、中点反向RLP速率随ROT值增加稳步上升，远点RLP速率逐渐下降。

当ROT值大于20dB后，中、远点AT反向RLP速率急剧下降，尤其是远点AT在ROT大于30dB后无法正常接入网络；近点AT户反向RLP速率因在线用户减少速率得到提升，如图9所示：

图9-近、中、远点反向RLP速率曲线图

扇区反向RLP吞吐量与RSSI值与ROT值变化成正比，当ROT值大于30dB后，扇区反向RLP吞吐量趋于平稳。

而ROT值大于20dB后扇区RSSI值便开始急剧上升，系统不稳定性增加，如图10所示：

图10-扇区反向RLP吞吐量与RSSI值变化曲线图

3.空口建立连接时长分析

设置不同的ROT值时，我们在近、中、远点分别进行了100次EVDO空口建立连时长测试（接入失败不纳入统计），测试分析结果表明远点AT受ROT值影响最明显，空口建立连接时长较大；当ROT值大于20dB后，中点AT空口连接建立时长开始变长，而近点AT空口建立连接时长一直受ROT值设置影响很小，如表2所示：

ROT取值（dB）

空口连接建立时长平均值（ms）

空口连接建立时长最小值（ms）

空口连接建立时长最大值（ms）

近点

中点

远点

近点

中点

远点

近点

中点

远点

3

342

639

1874

296

593

438

406

703

5906

5.75

353

673

1653

282

625

390

453

828

2453

8

433

652

2559

343

532

485

875

828

6516

9

426

676

2466

312

594

391

906

891

5922

10

438

669

2834

328

625

406

829

812

7468

12

472

667

2455

296

593

500

890

797

4406

15

350

616

2559

297

578

485

391

656

6516

20

391

642

3064

343

578

1391

484

703

5375

30

391

1427

3121

313

625

1306

546

7516

9461

40

380

3500

3637

297

625

1269

546

11016

7453

表2-空口建立连接时长统计表

系统稳定性分析，当ROT值设置为30dB和40dB时，远点AT空口建立时长抖动明显，其中远点在ROT值设置为40dB时影响最明显，如图11所示：

图11-ROT=40远点AT空口建立连接时长统计图

4.AT发射功率分析

AT发射功率与ROT值成正比，相同ROT值下反向FTP测试时AT平均发射功率高于前向FTP测试的AT平均发射功率，当ROT设置为30dB后，远点AT因反向RSSI过高无法接入网络，扇区EVDO实际覆盖范围收缩。

如图12和图13所示：

图12-反向FTP测试AT平均发射功率变化图

图13-前向FTP测试AT平均发射功率变化图

四研究应用和成果体现

（一）现网应用及推广情况

为提升EVDO网络质量和用户感知，通过对EVDO扇区下单AT近点、多AT混合场景测试结果分析后，贵州电信网优中心对贵阳黑马BSC0下不同EVDO扇区ROT值进行优化，将测试成果应用到现网中。

结合话务量、地域、性能指标等综合信息分析，我们对不同场景下的扇区ROT进行了优化调整。

调整后DO无线连接建立成功率和热点区域前反向吞吐率都得到了明显提升。

图14-DO无线连接建立成功率优化前后对比图

图15-前反向RLP数据吞吐率优化前后对比图

此外，通过降低RSSI较高的EVDO载扇ROT门限，全网EVDO载扇底噪明显得到改善，前反向RLP重传率指标也有所提升。

（二）不同场景下ROT值设置建议

1）农村高山载扇ROT设置建议

农村偏远覆盖的EVDO站点尤其高山站点具有覆盖广、用户分布广的特点，建议将此类基站ROT门限值设置在7至12dB间，建议初始设置为8dB。

2）密集城区载扇ROT设置建议

在密集城区基站具有覆盖范围小，用户分布集中的特点，建议将此类基站ROT值设置在9-15dB之间；部分RSSI较高的载扇，可适当降低ROT值，保证系统稳定。

3）校园热点载扇ROT设置建议

随着3G手机在校园大面积推广，校园热点扇区具有AT密度大，忙时话务高突发性强、用户移动QQ网速需求不高等特点。

在频点资源紧缺容量上限有限的条件下，可考虑适当降低前反向速率以提高扇区更多AT接入和服务能力，此特殊场景ROT门限建议设置为8至12dB间，建议初始设置为8dB。

4）集团用户热点区域载扇ROT设置建议

集团用户一般集中在较小区域在网络建设时EVDO站点优先覆盖，因此大部分AT处于近点覆盖受ROT门限影响小，而扇区吞吐量需求一般较高，此场景ROT门限建议设置为12至15dB间，特殊场景可以设置为15dB。

五总结

ROT门限设置直接影响扇区吞吐量和系统稳定性，基于早期用户规模小网络容量充裕的考虑，目前中兴系统默认设置门限为9dB，该值基本保证各类场景的扇区吞吐量和系统稳定性处于较好的水平。

但面对网络数据业务需求不断增加和用户感知度要求的提高，需要我们对网络进行深入研究总结各类场景下最精细的优化设置，对于集团VIP和校园等不同等级用户业务需求分析区别对待，扩展网络容量、提高资源利用率以提高经济效益，同时又能保证较好的用户感知度增强天翼品牌的竞争力。

参考文献：

[1]中国电信集团公司无线网络优化中心《中国电信2009年EVDO网络优化技术白皮书（性能优化专册）v1.0.》

[2]高通《1XEV-DOReverseLinkPerformance》

[3]中兴随机文档《ZXC10BSSB（V8.0.3.002）系统配置参数手册（DO无线参数分册）》