TDSCDMAHSDPA专题优化报告.docx
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TDSCDMAHSDPA专题优化报告
专项优化总结报告HSDPA部分
华为技术有限公司
1概述
TD-SCDMA系统中的HSDPA是应用于UMTS的一种高速下行分组包接入技术,理论上它能在每个载波提供高达2.8Mbps的用户数据速率。
HSDPA中引入了新的自适应调制和编码、快速调度及自动混合重传技术极大的提高了用户下行数据率传输速率和吞吐量,这就意味着对网络侧,设备侧性能的提出了更高的要求;鉴于此应中国移动通信集团广东有限公司要求,在深圳TD-SCDMA现网中进行HSDPA性能优化测试,为以后的日常优化提供一个工作思路。
本测试报告是关于TD-SCDMA系统中HSDPA性能优化测试专项的工作总结。
1.1优化工作内容
本次优化的目的是通过理论性的研究和实际的测试为后续HSDPA的优化工作提供参考和指导。
主要包括以下内容:
●HSDPA性能的测试与评估
●网络参数设置优化
●商用终端与网络设备能力的研究
●多用户调度能力的调度算法比较
●HSDPA的统计分析
●HSDPA资源评估优化
●TD-HSDPA移动性能
●TDHSDPA业务到2GEDGE业务的切换测试
1.2测试时间/地点
测试时间:
2008年11月24日――2009年01月20日
测试地点:
深圳鼎桥商用网RNC680区域
2测试项目和测试结论
测试项目
测试结论
HSDPA性能的测试与评估
在信号强度大于-80dBm,且无线环境较好时,HSDPA能获得较好的无线信道环境,下载速率能在一个较高的下载速率水平上,达到-700kpbs以上,而在信号强度-70dBm~-80dBm之间时为最佳的下载无线环境
网络参数设置优化
在现网中配置HSDPA参数为:
nodeB-SIRtarget参数值设置为13dB,HS-SICHInitialSIRTarget、HS-SICHMaxSIRTarget、HS-SICHMinSIRTarget参数值分别设置为212(13dB)、242(16dB)、212(13dB),HS-PDSCH的时隙功率设置为30dBm时,HSDPA可以达到最佳的下载速率效果,下载速率可以达到700kbps以上
商用终端与网络设备能力的研究
华为数据卡、大唐数据卡、华恒铭圣、新邮通数据卡、重邮数据卡HSDPA终端的下载速率均能达到750kbps以上的一个较高的下载速率,其中华为数据卡、大唐数据卡、华恒铭圣下载速率较为稳定,而且华为数据卡、大唐数据卡的下载速率可以保持在850kbps以上。
多用户调度能力的调度算法比较
在HSDPA用户较少的区域建议用RR算法(RoundRobin);而在HSDPA用户量较多的区域建议启用正比公平算法(ProportionalFair)
HSDPA的统计分析
1、通过统计分析发现,造成RAB建立失败的最大原因是由于RB建立失败的次数过多,而RB建立失败的统计原因中,UE无响应原因总次数达到111次,占总失败次数的94.07%,无效配置原因总次数为6次,占5.08%百分比;其他原因次数为1次,占0.85%百分比;可见造成RB建立失败的最大原因是UE无响应,由此推断HSDPA终端的性能还未到达一个成熟的水平,故在此后的优化过程中也要重点关注终端造成的掉线率高问题。
2、HSDPA掉线率统计分析显示,在RNC请求释放RAB的原因中,RB复位原因次数达到995次,占总失败次数的98.11%,,其他原因次数为19次,占1.89%百分比;可见造成RNC请求释放RAB的最大原因是RB复位,而且每天由RB复位造成的RNC请求释放RAB个数都在一个较大的数据量水平上,故在以后的优化过程中需关注造成高频率RB复位的原因值。
3、在对全天4点至12点、12点至18点、18点到24点这三个时间段的HSDPA指标的分析显示,早上4点至12点及下午12点至18点的HSDPA用户流量基本相当,而晚上时段18点到24点期间,HSDPA用户流量都剧增,故18点到24点时间段为忙时节段,而随着用户量的增加,其RAB的建立成功率也随之下降;早上4点至12点及晚上18点至24点的HSDPA掉线次数较多,特别是晚上时段18点到24点期间,随着HSDPA用户流量都剧增,掉线也随之增加。
HSDPA资源评估优化
当时隙配置为2:
4时(理论下载值为1.6Mbps),其下载的平均速率达到1.21Mbps,峰值的下载速率达到1.56Mbps;该情况已经达到较为理想的下载速率及资源利用率。
当时隙配置为3:
3时(理论下载值为1.1Mbps),其下载的平均速率达到0.976Mbps,峰值的下载速率达到1.1Mbps;该情况已经达到较为理想的下载速率及资源利用率
TD-HSDPA移动性能
1、高速移动条件下的HSDPA业务能正常下载。
随着用户移动速度增高,其平均吞吐量略有下降。
2、UE移动速度越高,其多普勒频偏越大,UE端对下行HSDPA数据包的解调性能下降,导致UE端上报的TBsize变小,因此吞吐量下降。
TD-HSDPA业务到2GEDGE业务的切换测试
TD-HSDPA业务在3G覆盖变差时可以成功地过度到2G中EDGE业务。
3HSDPA性能测试与评估
3.1测试场景
3.1.1网元版本
RNC版本:
LCR31版本;
NODEB版本:
TNB610版本
3.1.2基站信息
NOBE信息
小区名
RNC
小区号
频率
扰码
H载波
下坎T2
680
21882
10112/10120/10080
120
10080
3.1.3测试工具
凯明HSDPA商用终端数据卡
3.1.4测试方案
测试步骤:
1.选择近点(-70dBm<接收功率<-60dBm);
2.使用测试终端发起HSDPAFTP下载业务,激活成功后处于下载状态;
3.保持下载业务2分钟后释放业务;
4.记录测试终端平均吞吐量;
5.重复步骤2-420次。
6.再依次选择中点(-80dBm<接收功率<-70dBm)、选择远点(-90dBm<接收功率<-80dBm)进行2~5步骤。
3.2测试结果
从测试结果看出:
近点位置平均下载速率为718.2Kbps,中点位置平均下载速率为745.4Kbps,远点位置平均下载速率为556.0Kbps;在近、中点位置的下载速率明显较高,到达700Kbps以上,可以推断出在场强大于-80dBm时,能保证达到较高的下载速率,而场强在-70dBm~-80dBm之间是为最佳。
在远点场强小于-80dBm时,容易受到无线环境影响,导致下载偏低,无法保证较高的速率进行下载。
从测试结果,我们有以下建议:
在信号强度大于-80dBm,且无线环境较好时,HSDPA能获得较好的无线信道环境,下载速率能在一个较高的水平上,可以达到-700kpbs以上,而在信号强度-70dBm~-80dBm之间时为最佳的下载无线环境;由于墙壁等阻碍物对TD频段的信号造成的衰减较大,故在一些数据业务特别是HSDPA业务的热点区域内做站点覆盖,避免远距离信号源覆盖热点区域,因信号强度偏弱而影响客户对HSDPA下载速率的感知度。
4HSDPA网络参数设置评估优化测试场景
4.1测试场景
4.1.1网元版本
RNC版本:
LCR31版本;
NODEB版本:
TNB610版本
4.1.2基站信息
NOBE信息
小区名
RNC
小区号
频率
扰码
H载波
下坎T2
680
21882
10112/10120/10080
120
10080
4.1.3测试工具
凯明HSDPA商用终端数据卡
4.1.4测试方案
测试步骤:
1.选择<下坎T2>(RNC680,CELLID=21882)覆盖范围的中点位置(-80dBm<接收功率<-70dBm);
2.根据方案1的参数配置进行修改
3.使用华恒铭圣测试终端发起HSDPAFTP下载业务,选择约多个下载的文件,使用迅雷软件下载,使其激活成功后处于下载状态;
4.保持下载业务2分钟后释放业务;
5.DUMETER记录测试终端平均下载速率;
6.重复步骤2-410次;
7.分别更改方案2~方案8,重复步骤3-6;
4.2测试结果
1)、各方案测试结果
从上图可以看出:
(在-80dBm 1、当nodeB-SIRtarget参数值设置为13dB,HS-SICHInitialSIRTarget、HS-SICHMaxSIRTarget、HS-SICHMinSIRTarget参数值分别设置为212(13dB)、242(16dB)、212(13dB)时,其在中点位置的HSDPA下载速率稍高,在700Kbps左右。 2、综合各方案的平均下载速率来看,nodeB-SIRtarget参数值设置为13dB时比nodeB-SIRtarget参数值设置为7dB时的下载速率稍高。 3、当nodeB-SIRtarget参数值设置为13dB时,在排除终端性能影响因素外(测试终端在下载过程中容易发热发烫),无论HS-SICHInitialSIRTarget设置为172(9dB)或212(13dB),HS-PDSCH的时隙功率设置为30dBm或33dBm,其对HSDPA的下载速率影响不是很大。 从测试结果,我们有以下建议 在现网中配置HSDPA参数为: nodeB-SIRtarget参数值设置为13dB,HS-SICHInitialSIRTarget、HS-SICHMaxSIRTarget、HS-SICHMinSIRTarget参数值分别设置为212(13dB)、242(16dB)、212(13dB),HS-PDSCH的时隙功率设置为30dBm。 5HSDPA终端与网络设备能力研究测试 5.1测试场景 5.1.1网元版本 RNC版本: LCR31版本; NODEB版本: TBBP510版本 5.1.2基站信息 NOBE信息 小区名 RNC 小区号 频率 扰码 H载波 梅山T1 680 20051 10088/10112/10080 59 10080 5.1.3测试工具 华为数据卡ET128、大唐数据卡、华恒铭圣数据卡、新邮通数据卡、重邮数据卡 测试步骤: 1.选择一小区<梅山T1>(RNC680,CELLID=20051)覆盖方向的近点位置(-65dBm<接收功率<-60dBm);远点位置(-85dBm<接收功率<-80dBm) 2.使用单个商用终端发起HSDPAFTP下载业务,激活成功后处于下载状态; 3.保持下载业务2分钟后释放业务; 4.记录商用终端平均下载速率; 5.重复步骤2-410次; 6.换用不同的HSDPA终端进行步骤2-5。 5.2测试结果 ✓远点位置各HSDPA终端测试结果 ✓近点位置各HSDPA终端测试结果 从上面的结果可以得出: 1)、在远点位置(-85dBm5<接收功率<-80dBm)相同的环境下,华为数据卡、大唐数据卡、华恒铭圣数据卡、新邮通数据卡、重邮数据卡5种H业务终端的平均下载速率都能在一个较高下载速率 2)、对比各终端的平均下载速率发现,华为数据卡、大唐数据卡速率比其他三种数据卡高出将近60kbps~90kbps;在下载过程中这两种数据的下载速率基本能保持在850kbps以上,达到900kbps的下载时间也较多,而且下载速率平稳。 3)、重邮数据的下载速率也较高,接近800kbps,在下载过程中其下载速率基本能保持在850kbps以上,但其下载速率不太稳定,下载速率会突然衰减到500kbps,而且持续2~3秒后才回升到800kbps以上,有出现瞬间断流的现象,这导致其总体平均下载速率下降。 4)、新邮通数据卡的下载速率偏低,主要是在下载过程中其总体速率没有达到一个较高的水平,一般维持在850kbps左右,而且其下载速率不太稳定,下载速率会突然衰减到450kbps,有出现瞬间断流的现象,下载速率图的毛刺较多,这导致其总体平均下载速率下降。 新邮通出现过两次拨号失败的现象。 5)、在远点位置华恒铭圣数据卡速率较华为数据卡、大唐数据卡、重邮数据卡的平均下载速率偏低,主要是其下载过程中基本没有达到850kbps以上的速率,一般维持在790kbps左右,但下载速率非常稳定;在近点华恒铭生的平均下载速率明显提高了,一般维持在800kbps以上,下载速率也较稳定。 从测试结果,我们有以下建议 由于华为数据卡、大唐数据卡、华恒铭圣数据卡三HSDPA终端的下载速率能达到一个较高的下载速率,并且下载速率较为稳定,故就目前来说建议使用华为数据卡、大唐数据卡、华恒铭圣数据卡 6HSDPA多用户调度能力和HSDPA调度算法的性能比较测试 6.1常用HSDPA调度算法理论原理与比较 6.1.1正比公平算法(ProportionalFair): 如果用户的信道条件较好,其请求传输的速率也较大,该用户的优先权也提高;如果一个用户因为信道条件较差,特别是由于它处于小区边缘,C/I长时间较低,得不到传输的机会,其平均吞吐量减少,平均速率降低,这种情况下的用户同样会提高优先权,获得传输的机会。 从统计意义上来看,每个用户分配的资源是相同的,公平性与RR相当,而系统容量高于RR,接近MaxC/I,较适合实际系统使用 6.1.2RR算法(RoundRobin): 基本思想是保证小区内的用户按照某种确定的顺序循环占用等待时间的无线资源来进行通信。 每个用户对应一个队列以存放待传数据,在调度时非空的队列以轮循的方式接受服务以传送数据。 轮循算法不仅可以保证用户间的长期公平性,还可以保证用户的短期公平性;另外算法实现简单。 缺点: 该算法由于没有考虑到不同用户无线信道的具体情况,因此系统吞吐量是很低的。 通常,人们认为RR算法是最公平的,因为它保证所有用户占用等量的时间进行通信;同时人们认为该算法是性能最低的(它的系统吞吐量在实际系统中是最低的)。 6.1.3MaxC/I算法: 基本思想是对所有待服务移动台依据其接收信号C/I预测值进行排序,并按照从大到小的顺序进行发送。 在这种方式下,距离基站近的移动台由于其信道条件好会一直接收服务,而处于小区边缘的用户的由于C/I较低,这些用户将得不到服务机会,甚至出现所谓“饿死现象”,从占有系统资源的角度来看,这种调度算法是最不公平的。 6.2测试场景 6.2.1网元版本 RNC版本: LCR31版本; NODEB版本: TBBP510版本 6.2.2基站信息 NOBE信息 小区名 RNC 小区号 频率 扰码 H载波 座酒店T2 680 22742 10104/10120/10080 50 10080 6.2.3测试工具 大唐8130手机; 测试步骤: 1.选择近点(-70dBm<接收功率<-60dBm); 2.将调度算法基站侧相应参数修改为“正比公平算法”; 3.使用2个测试终端发起HSDPAFTP下载业务,激活成功后处于下载状态; 4.保持下载业务2分钟后释放业务; 5.记录每个测试终端平均下载速率; 6.重复步骤2-45次; 7.再选择远点(-90dBm<接收功率<-80dBm)与近点(-70dBm<接收功率<-60dBm); 8.使一部终端在远点,一部终端在近点,重复步骤2-45次; 9.在基站侧将调度算法相应参数修改为“最大C/I算法”,重复步骤3-8; 10.在基站侧将调度算法相应参数修改为“轮巡算法”,重复步骤3-8。 6.3测试结果 6.3.1.1基于三种调度算法下的测试验证 调度算法 两UE同位置点平均下载速率 (kbps) 两UE不同位置点平均下载速率 (kbps) UE1(近点) UE2(近点) UE1(近点) UE2(远点) 基于PF 402.9 393.2 387.0 369.8 基于RR 409.3 401.9 374.0 370.8 基于MaxC/I 388.0 372.7 383.7 319.5 ✓两UE同位置点平均下载速率 ✓两UE不同位置点平均下载速率 从以上测试结果,可以看出: 在一样的无线环境条件里(两UE同位置点),三种调度算法下两个UE终端的平均下载速率相差极小,并且能平均地占用资源; 而在不同的无线环境下(两个UE分别在不同位置点-UE1近点-UE2远点),三种调度算法下两个UE终端的平均下载速率是有所差别的: 基于PF算法下,由于近点位置的无线环境比远点位置的无线环境好,故在远点位置的UE2下载速率(369.8kbps)比近点位置的UE1(387.0kbps)稍低,但该算法考虑到公平性,故远点位置的UE2的下载速率人保持在一个较好的速率水平。 其测试结果基本符合该算法的基本理论。 基于RR算法下,两个终端在不同位置的下载速率相差极小,并且能平均地占用资源,其测试结果基本符合该算法的基本思想理论。 基于MaxC/I,近点位置的终端UE1的下载达到383.7kbps,而远点位置的终端UE2下载速率只有319.5kbps,UE1比UE2的下载速率高出60kbps以上,其测试结果基本符合该算法的基本思想理论。 6.3.1.2基于HSDPA128Kbps保障速率的单个定点测试结果 (轮巡(RR)调度算法接入6个终端): 情景信息 平均下载速率(Kbps) ●-65128K/0104(IMSI后四位) 145.9 ●-65128K/0175(IMSI后四位) 117.6 ●-65128K/0181(IMSI后四位) 129.4 ●-65128K/0248(IMSI后四位) 101.5 ●-65128K/0324(IMSI后四位) 131.2 ●-65128K/2064(IMSI后四位) 142.0 从上面的测试结果可以看出,当接入6部终端时,这6部终端的平均下载速率均可以保持在128Kbps左右,而且下载速率平稳。 从测试结果,我们有以下建议 就目前现网点状态下,在HSDPA用户不拥挤的区域建议用正比公平算(ProportionalFair);而在HSDPA用户量较多的区域建议启用RR算法(RoundRobin),并设置保障速率配置。 7TD-HSDPA移动性能 7.1高速公路测试场景 7.1.1网元版本 RNC版本: LCR31版本; NODEB版本: TBBP510版本 测试路线图: 7.1.2基站信息 NOBE信息 小区名 RNC 小区号 频率 扰码 H载波 渔农村T1 682 20381 10096/10112/10080 121 10080 福民新村T2 682 20872 10071/10112/10080 56 10080 福强T1 682 20881 10112/10120/10080 26 10080 金桂大厦T3 682 21243 10088/10104/10080 42 10080 金桂大厦T2 682 21242 10112/10104/10080 98 10080 保税二T1 682 20681 10104/10112/10080 79 10080 保税二T3 682 20683 10071/10104/10080 108 10080 沙嘴三T2 681 21602 10096/10104/10080 77 10080 沙嘴三T3 681 21603 10104/10112/10080 2 10080 上沙三T2 681 22302 10096/10120/10080 48 10080 福荣四远T1 681 20201 10071/010120/10080 82 10080 福荣四远T2 681 20202 10104/10112/10080 37 10080 上沙三T3 681 22303 10088/101041/0080 113 10080 红树林T1 681 20241 10120/10088/10080 116 10080 福荣一远T3 681 20013 10071/10104/10080 108 10080 山姆T3 681 42321 10104/10120/10080 55 10080 竹子林T3 681 22163 10088/10112/10080 105 10080 市建T2 681 21702 10096/10120/10080 30 10080 市建T3 681 21703 10120/10104/10080 111 10080 振中华发T2 683 22072 10088/10120/10080 8 10080 鸿新花园T2 683 20412 10096/10080 17 10080 鸿新花园T3 683 20413 10104/10080 8 10080 安托山T2 683 55202 10112/10120/10080 67 10080 安托山T1 683 55201 10104/01120/10080 75 10080 北环T2 681 55262 10112/10120/10080 62 10080 北环T1 681 55261 10120/10104/10080 21 10080 7.1.3测试工具 大唐8130手机 测试步骤: (1)不同行驶速度的HSDPA业务性能对比 本次高速移动性能测试中,单用户以平均速度约75km/h、98km/h移动通过广深高速皇岗至南头路段,切换方式设置为HS-DSCH信道到HS-DSCH信道的直接切换,途经17个站,共26个小区,广深高速是广州到深圳的必经之路,各个时间段的车流量都比较大,车速较高,是典型的高速公路环境。 7.1.4测试结果 测试结果如下表: UE业务: UL64k/DL1024k的背景类 行驶速度 UE平均吞吐量 UE最大吞吐量 平均时速 最高时速 (60~80km/h) 378.8kbps 923.7kbps 75km/h 90km/h (90~110km/h) 361kbps 884.8kbps 98km/h 116km/h 从测试结果可以看出,高速移动条件下的HSDPA业务能正常下载。 随着用户移动速度增高,其平均吞吐量略有下降。 当用户移动速度为75km/h时,1M业务得到的平均吞吐量为378.8kbps;速度98km/h左右时,平均吞吐量为361kbps;两种车速行驶下的最大吞吐量差不多。 UE移动速度越高,其多普勒频偏越大,UE端对下行HSDPA数据包的解调性能下降,导致UE端上报的TBsize变小,因此吞吐量下降。 7.2深圳市区RNC680主干道HSDPA移动测试 大唐81
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