通信期刊论文发表中国电信3G网络承载能力提升探索

　　随着3G用户发展持续快速增加，造成DO网络压力越来越大。由于DO网络负荷过重，按照高通公司芯片的协议，会造成大量用户3G业务迁转至1X网络，触发3G下切2G操作，3G出现无信号现象，导致用户速率急剧下降，用户感知较差;同时，互操作后会挤占2G网络资源，对2G网络的业务和信令负荷造成很大影响。智能风暴引起的多米诺效应正在显现。为解决此类问题，给LTE网络提供建设缓冲期，本文研究了一套提升DO高负荷网络承载能力的参数设置方法。

　　2 技术方案分析

　　2.1 问题分析

　　速率是3G用户感知体现最为重要的因素之一。众所周知，EV-DO具有良好的速率控制算法，前向以优化SINR为主要手段，反向以优化ROT/RSSI 为主要手段。中国电信C网移动业务随着近年来的快速发展，网络负荷接近于达到CDMA自干扰的负荷极限，3G用户感知速率明显下降，对用户快速增长产生了不利的影响。图1为最近这四年的3G用户下载平均速率趋势。

　　可以看出，电信3G用户感知速率呈现逐年下降趋势，四年间下降幅度超过50%。提升网络容量、降低ROT值、提升速率及用户感知已成为现阶段最主要的任务。

　　2.2 反向ROT分析

　　(1)反向ROT概念

　　DO网络中某扇区的ROT是基站接收功率的功率谱密度和噪声功率的功率谱密度之比。ROT原理图如图2所示：

　　邻区和本小区的连接用户(无论是否进行反向业务)将共同抬升ROT。系统检测到ROT后，会与系统设定的RAB(Reverse Active Bit，反向激活比特)门限进行比较。如果ROT大于RAB门限，则系统下发RAB=1，以指示系统过载;如果ROT小于等于RAB门限，则系统下发 RAB=0，表示系统未过载。

　　(2)反向负荷高抑制流量需求原理

　　当ROT抬升到一定程度时，载扇下的用户反向速率将大幅下降，反向流量需求会被压抑。在TCP/IP协议，当反向传输受限，终端也发不了前向业务数据的TCP ACK。此时前向业务启动惩罚机制，拥塞窗口减少到1，进入慢启动阶段。反向链路质量需达到一定要求，以保证反向ACK、DRC等信道的可靠传输。

　　(3)ROT的三大构成因素

　　◆终端的接入试探功率;

　　◆终端数据发送功率;

　　◆终端MAC信道等辅助信道功率。

　　其中，第一部分与接入状态有关;第二、三部分与连接状态有关。

　　2.3 参数研究

　　由于DO前向为满功率发射，参数优化空间不大，为了提升DO网络的承载能力，经过分析决定从反向入手，从接入参数、功控参数两大类参数上调整来改善 ROT值(热噪声增加量)。由于ROT值改善，前向ACK消息能够成功上传，用户速率、流量和感知也会有较大提高。通过多次摸索，研究出适用于电信现网华为设备区的DO参数设置规范，本套参数适用于市区及郊区等各种场景，参数成套修改情况下，对网络无副作用。参数设置具体如表1所示(共两大类参数)：

　　定义：该参数定义接入终端开环功率控制的标称功率在开环功控中上下行功率的差值，用来估计AT发接入探测时，导频信道开环平均输出功率。

　　参数取值：可取0到255，数值单位为-1dB;华为设备默认值为75;本文研究建议值为80。

　　设置说明：该参数设得越小，越可以提高开环估计功率，提升终端接入速度，由于终端开环功率估计提升，终端需要加大发射功率接入，会使终端的反向发射功率增高，抬升整个系统的反向干扰水平;该参数设得越大，减少了开环功率估计值，终端需要经过多个探测才能接入网络。通过大量现网实验，平衡各种因素，建议此值设为80。

　　◆探测功率增量(PWRSTEP)

　　定义：一个探查序列中，前后连续接入试探的功率增量。

　　参数取值：可取0到15，数值单位为0.5dB;华为设备默认值为8;本文研究建议值为6。

　　设置说明：该参数设得过高，会加大上行链路中新增干扰收到的接入试探概率，引起系统反向干扰;该参数设得过低，会增加基站成功响应前终端发送的接入试探数目，从而造成接入信道的负载增加，碰撞概率加大。通过大量现网实验，平衡各种因素，建议此值设为6。

　　(2)反向外环功控参数分析

　　◆反向目标PER(REVPER)

　　定义：该参数指示AT反向上传数据时期望达到的PER(Package Error Rate，误包率)，即收到的错误的数据包与收到的总数据包数的比率。

　　参数取值：可取1到99，数值单位为1%;华为设备默认值为1，即1%;本文研究建议值为2%。

　　设置说明：反向目标PER的设置主要是对系统负荷和反向发射功率进行结合考虑，该参数设得越高，终端的发射功率会越低，系统的反向负荷也会越小;该参数设得越低，终端的发射功率会越高，系统的反向负荷也会越大。通过大量现网实验，平衡各种因素，建议此值设为2%。

　　◆PCT最小值(MINPCT)

　　定义：该参数表示外环功控允许PCT(Power Control Threshold，功率控制门限)可取的最小值。

　　参数取值：可取-28 672到-12 416，数值单位为1/1024dB;华为设备默认值为-22 528，即-22dB;本文研究建议值为-22 016。　　设置说明：收到一样的目标PER，PCT的值会随链路变化，因此PCT存在动态变化范围，由该参数和PCT最大值一起定义。该参数设得越小，PCT的动态变化范围越大，在反向链路状况好时，可以节省AT的发射功率，降低系统的反向负荷，但是如果出现快衰落，手机可能无法及时抬升功率，从而影响用户的传输性能;该参数设得越大，可以抵抗快衰落带来的负面影响，但在反向链路状况好时，会浪费AT的发射功率，从而提升了系统的RSSI，降低了反向容量。通过大量现网实验，平衡各种因素，建议此值设为-22 016。

　　◆PCT最大值(MAXPCT)

　　定义：该参数表示外环功控允许PCT可达到的最大值。

　　参数取值：可取-28 672到-12 416，数值单位为1/1024dB;华为设备默认值为-19 456，即-19dB;本文研究建议值为-17 920。

　　设置说明：该参数和PCT最小值一起定义。该参数设得越大，可以有效地降低无线环境剧烈变化给系统带来的负面影响，并保障反向PER，但可能会增加反向发射功率，降低系统反向容量;该参数设得越小，无法抗拒无线环境剧烈变化带来的负面影响，无法保证达到反向目标PER。通过大量现网实验，平衡各种因素，建议此值设为-17 920。

　　◆PCT初始值(INITPCT)

　　定义：该参数表示外环功率控制情况下PCT的初始值，功率控制进行中BSC对PCT进行不断地调整，使得PCT在MINPCT和MAXPCT之间波动。

　　参数取值：可取-28 672到-12 416，数值单位为1/1024dB;华为设备默认值为-18 432，即-18dB;本文研究建议值为-21 504。

　　设置说明：该参数需要根据具体环境来设置，数值设得越高，可以减小呼叫初始建立阶段反向误包数，确保反向PER，即在无线环境相对较差时可以适当设高;反之，则可能会引起呼叫初始建立阶段的反向PER较高。通过大量现网实验，平衡各种因素，建议此值设为-21 504。

　　◆进入无数据态前收到的空帧数量(NUMFRFO-

　　RNODATA)

　　定义：该参数表示从Normal态转入NoData态前连续收到设定的IDLE帧数。

　　参数取值：可取0到255，数值单位为帧;华为设备默认值为20，本文研究建议值为100。

　　设置说明：该参数调整影响外环功率的调整值，数值设得过大，连续收到的帧数就会较多，从Normal态进入NoData态的时间较长;数值设得过小，在 Normal态和NoData态之间会产生频繁切换，无形中增加整个系统负荷。通过大量现网实验，平衡各种因素，建议此值设为100。

　　3 技术方案验证

　　为了确定以上研究方案的准确性，根据研究结果，对中国电信某本地网全网进行了DO参数优化，验证过程分两天完成，在6月28日和29日参数优化调整全部完成后，全网的ROT值指标改善明显。如图3和图4所示：

　　由以上结果可以看出，在参数优化后，ROT值大幅降低，下降约30%。随着ROT值的大幅降低，DO网络流量大幅提升，流量增长约11%，日均流量增加1 568.16GB，产生了明显的经济效益。