Ev-Do反向负荷抬升的影响及优化策略研究

廖雨明，谢卓罡，王 波，刘 昕

（中国电信股份有限公司广东分公司 广州510600）

1 概述

Ev-Do反向链路采用码分多址技术，在Ev-Do反向链路上，同一小区甚至相邻小区的AT都使用同一载波，每一个AT信号对于其他AT来说都是干扰信号，而且同时使用的用户越多，反向干扰就越大，造成的网络反向负荷也越高，因此，Ev-Do网络的反向容量特性主要体现为反向业务负荷对网络性能的影响。本文主要从Ev-Do反向负荷对网络性能的影响维度研究Ev-Do反向容量特性，同时对反向负荷监控门限进行了研究，并提出了反向负荷的优化策略。

图1 RoT抬升因素组成

2 反向负荷对网络覆盖的影响

2.1 理论及仿真分析

反向覆盖，一般用RoT（rise over thermal，底噪抬升）指标来表征。而RoT抬升将造成基站反向覆盖收缩，从而影响用户感受和相关KPI。如图1所示的RoT抬升因素可以分为反向试探、反向开销功率（Pilot/DRC/DSC/ACK/RRI信道）以及反向数据信道功率3部分。

从图2的仿真结果可以看出，当以平均上传速率约为50 kbit/s上传业务时，20个用户将造成RoT抬升约3.7 dB（覆盖收缩约21%）；当以平均上传速率约为150 kbit/s上传业务时，20个用户将造成RoT抬升约12.5 dB（覆盖收缩约59%）。

2.2 反向压力测试研究

测试结果显示，随着反向上传测试用户数量的增加，即反向负荷增加，前向覆盖（SINR值）保持稳定，没有呈现与负荷相关的变化规律；反向负荷对反向覆盖（RoT）的影响较大，当有20个用户时，RoT抬升约12 dB，实测结果与仿真结论较吻合，压力测试如图3和图4所示。

3 反向负荷对用户速率的影响

3.1 用户感知速率需求

网页浏览方面的研究表明，如果网页超过10 s无法打开，用户会变得不耐烦，30 s仍无反应，则会放弃。根据对5个主流门户网站手机版首页的统计可以看出，用户使用手机10 s内打开主流门户网站的平均速率需求为312 kbit/s。对于反向主动式业务，主要以上传图片为主，反向速率要求至少75 kbit/s。主流门户网站首页打开速率和图片上传速率需求见表1和表2。

在线音乐方面，在中等及良好音质时，平均速率需求约为300 kbit/s；在线视频方面，观看低分辨率速率需求至少350 kbit/s，标清画质速率需求至少800 kbit/s。具体见表3和表4。

图2 业务负荷与RoT关系

图3 上传压力测试SINR变化趋势

图4 上传压力测试RSSI变化趋势

表1 主流门户网站首页打开速率

表2 图片上传速率需求

表3 在线音乐速率要求

表4 在线视频速率需求

3.2 反向负荷对速率影响

Ev-Do Rel A反向速率采用T2P方式控制，即在反向功控控制导频功率的基础上，通过T2P资源控制反向业务信道功率，从而控制反向速率。整体T2P控制原理如图5所示。由此可知，影响反向速率的主要因素是RoT和RAB忙闲情况。

由T2P机制可知，当反向负荷低（RAB=0）时，用户T2P资源增加，可以更容易发出高速分组，从而引起RoT抬升；当反向链路忙（RAB=1）时，T2P资源积累减少，将降低高速分组的发送，降低RTCH发射功率，减轻反向负荷。

根据上述机制和现网统计可以发现，当载扇反向负荷较低时，反向链路繁忙率会随着高速分组比例的上升而上升，可以理解为用户上传需求不大导致高速分组比例较低；当载扇反向负荷较高时，高速分组比例将会因为反向链路繁忙率的升高而下降，可以理解为由于反向负荷高压制了用户的上传需求。

3.3 反向压力测试研究

如图6所示的测试结果显示，上传速率随着RoT抬升和用户数增多而下降，当上传用户数达到7个时，上传速率出现明显拐点，平均速率下降到100 kbit/s以下；当上传用户数达到10个时，用户可以继续接入，但已无法进行正常上传业务。

图5 T2P功控原理

图6 上传压力测试上传速率变化趋势

4 反向负荷优化策略研究

4.1 优化思路

经分析，很多手机应用程序只占用短时间的传输时隙，随后便进入休眠状态。针对此情况，可以对网络进行优化，使网络更快地释放连接，以节省空口资源。另外，Ev-Do反向容量受用户间干扰影响较大，降低反向干扰可以显著提升反向容量和吞吐量，也可以提高用户感受。

4.2 优化策略探讨

4.2.1 休眠定时器优化

（1）思路分析

理论上每载扇可占用的Mac-Index数为114个，但是由于信道板的制约，目前采用CSM6800芯片支持6载扇192个CE，同时，由于连而不传的用户不断增多，使资源得不到及时释放，从而使干扰变大。因此，休眠定时器（dormancy timer）优化是应对前向业务信道连接时长负荷上升和反向容量的重要方向。

在网络信令负荷较低时，将休眠定时器减小，可有效地减少用户对空口资源的占用，此优化还能带来Ev-Do连接成功率和Ev-Do掉线率的改善。

（2）优化实例

华为片区统一修改为10 s，Ev-Do连接成功率和Ev-Do掉线率均有不同程度的改善，空口资源也得以有效释放，具体的指标对比见表5。

4.2.2 反向干扰消除特性优化

（1）思路分析

在Ev-Do系统中，对于AT来说，导频信号和业务信号的传输对于自身功控、信道的测量与解调以及数据业务的传送都是非常重要的，但是对于其他AT来说却是干扰。CSM6850芯片集成了反向TIC（业务信道干扰消除）和PIC特性，因此，实现该特性功能可以大大地提升反向容量。理论分析得出，通过该特性功能，反向BE容量可提升65%，VoIP容量可提升26%，极大地提高了系统容量。

（2）优化成效

选择数个连片覆盖的基站打开其业务信道反向干扰消除功能开关，完成TIC调整后，Ev-Do反向链路繁忙率有一定降低，单用户平均反向吞吐率比调整前更高，说明用户反向速率感受改善，如图7所示。

表5 休眠定时器优化前后指标对比

图7 反向TIC调整成效

4.2.3 功控及接入参数优化

（1）思路分析

在Ev-Do反向链路上，同一小区甚至相邻小区的AT都使用同一载波，每一个AT的信号对其他AT来说都是干扰信号，而且同时使用的用户越多，反向干扰就越大，得到的网络反向负荷也越高，因此，降低每个用户的发射功率势必对网络整体反向负荷的降低有着积极作用。

（2）参数修改成效

通过降低开环功率初始值，降低功率、提升步长，根据当前导频强度调整接入功率，减少反向干扰。

如图8和图9所示，当功控参数修改后，RoT平均值有明显下降，室外站点降幅约16%，室内站点降幅约30%；当接入信道参数修改后，RoT平均值有明显下降，降幅约15%。

5 结束语

3G业务发展初期，业务应用更多发生在前向，随着3G业务规模的发展，开始有越来越多的反向业务应用，而Ev-Do反向业务负荷和容量问题也逐渐成为焦点，因此，掌握Ev-Do网络反向负荷及容量特性成为3G网络优化的一个重要方向。本文从3G网络反向负荷对网络性能的影响来分析容量特性，并提供了一套反向负荷监控体系及优化策略，因此，为Ev-Do网络的反向优化提供了一定的指导意义和经验参考。

图8 功控参数修改成效

图9 接入参数修改成效