R12无线新功能介绍.doc

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1、R12无线新功能介绍目 录1无线功能简概述32无线功能简介3终端用户性能改善（End user performance）4基于应用的时隙分配（Application Aware Timeslot Allocation）5增强动态分配（Extended Dynamic Allocation）6上行IR （Incremental Redundancy in Uplink）6EGPRS一步接入（Single Phase Access for EGPRS）75个下行时隙（Five Downlink Timeslot）8主动队列管理（Active Queue Management）9EGPRS/GPRS

2、负荷优化（EGPRS/GPRS Load Optimization）10EGPRS优于GPRS（EGPRS Prioritized over GPRS）12网络辅助小区重选（Network Assisted Cell Change）12信道重整（Channel Repacking）13DTM（Dual Transfer Mode）14持续上行调度（Persistent Uplink Scheduling PULS）18灵活的信道优先级管理（Flexible Priority handling of PDCH）201 无线功能简概述R12以后，增加了比较多的GPRS/EDGE相关无线功能（基本功

3、能+增强功能），可以对提升网络中PS业务性能带来正面效果。这些无线功能按作用的领域不同大致上可以分成以下几种：l 提高用户吞吐率的无线功能n 终端用户性能改善（End user performance）n 基于应用的时隙分配（Application Aware Timeslot Allocation）n 增强动态分配（Extended Dynamic Allocation）n 上行IR （Incremental Redundancy in Uplink）n EGPRS一步接入（Single Phase Access for EGPRS）n 5个下行时隙（Five Downlink Timesl

4、ot）n 主动队列管理（Active Queue Management）n EGPRS/GPRS负荷优化（EGPRS/GPRS Load Optimization）n EGPRS优于GPRS（EGPRS Prioritized over GPRS）n 网络辅助小区重选（Network Assisted Cell Change）n 信道重整（Channel Repacking）n 双传输模式（Dual Transfer Mode）l 减少IP包时延的无线功能n 持续上行调度（Persistent Uplink Scheduling PULS）l 优化网络设备使用的无线功能n 灵活的信道优先级管理

5、（Flexible Priority handling of PDCH）2 无线功能简介2.1 终端用户性能改善（End user performance）“GPRS/EGPRS终端用户性能提高”能够优化GPRS/EGPRS网络的吞吐速率、网络容量和业务质量，从而为数据包交换服务提供更好的性能表现。“终端用户性能改善”功能包含了以下子功能，同时也是其他一些功能实现的基础，如“稳定时序调度”和“基于应用的时隙分配”。功能开启：数据库参数：DYNULDL，Value=1BSC属性参数：DYNULDLACT，Value=1l 下行TBF延迟释放其工作机制为在无数据传输的间隙内保持TBF不过早释放，S

6、GSN再次传来数据后无须重新建立TBF，进一步避免了频繁的TBF建立及释放过程。PCU在有用数据传完后将填充LLC-PDU加入传输队列来避免TBF中断。通过使用本功能，可明显改善如页面浏览，电子邮件等数据流量不稳定型应用的吞吐速率。BSC属性参数：DLDELAY，建议设置为默认值2200msl 动态上下行资源处理通过激活本项功能，系统可以随应用类型的改变调整上下行TBF分配。如数据传输主要以上行为主时，下行TBF分配的时隙数将减少而上行TBF分配的时隙数将增加。反之亦然。l TBF升级如已分配的TBF少于所需PDCH时，在不需要移动TBF的情况下就可增加PDCH预留的能力。l TBF的重新预留

7、此项功能支持现有的TBF从不满足需要的信道转移到更好的信道，小区中数据业务流量将更均匀的分配从而改善PDCH的利用率。l 下行TBF提前建立上行TBF中信息将触发更快的下行的TBF建立过程。此项功能可减少数据延迟。BSC属性参数：ESDELAY，建议设置为默认值750msl 上行TBF扩展模式此项功能的机制是无须建立新TBF而是通过保持上行TBF更长时间从而改善数据传输性能。BSC属性参数：ULDELAY，建议设置为默认值1000ms2.2 基于应用的时隙分配（Application Aware Timeslot Allocation）该功能的作用是系统根据用户应用程序对上下行带宽的需要，动态

8、调整上下行的时隙数目。如果没有该功能，分配的时隙只能是上行最大（偏向上行应用）、或者下行最大（偏向下行应用）。如果用户同时有上下行业务，则会有一个方向的应用带宽严重不足，该功能的作用引入时隙分配的Neutral 状态，同时兼顾上下行。下表摘录了3GPP规定的几种Multislot class 的时隙分配标准：下图是在网络支持Neutral时隙分配和EDA功能时的上、下行时隙分配策略：图 1 UL/DL Balancing with Neutral State and EDAl 初始UL/DL TS分配状态为Neutral，如果Traffic是上行为主、作上行时隙数的Upgrade，重新分配UL

9、/DL的时隙数到UL_Biased状态来保证上行带宽，下行PDCH数目可能有所减少；如果网络和 支持EDA，则在重新分配时使用UL_Baised的EDA模式。l 如果Traffic变为下行为主、则重新分配UL/DL的时隙数到DL_Biased状态来保证下行带宽，上行PDCH数目可能有所减少， 脱离EDA模式。l 如果Traffic在上、下行均匀分布，UL/DL时隙分配采用Neutral状态来兼顾上下行带宽。如果网络和 都支持EDA，则使用Neutral状态的EDA模式。功能开启：数据库参数：GPRSNEUTRAL，Value=1BSC属性参数：GPRSNEUTRALACT，Value=12.3

10、 增强动态分配（Extended Dynamic Allocation）增强动态分配功能（EDA）是爱立信BSS系统R12版本提供的一个功能，它提供了更灵活的信道分配和管理功能。在动态信道分配的基础上，开通EDA能够最多提供4个上行时隙给一个终端，上行分配的时隙数可大于下行。因此，用户上行应用层最高速率可以达到200kbps（RLC层达到），偏上行的数据用户、特别是相关行业用户的上行传输数率能有明显提高（需要终端支持）。EDA功能需要网络和 的支持。如上图所示，EDA的应用令上行链路获得4个时隙成为可能，上行链路的吞吐速率可以得到100%的提升。功能开启：数据库参数：GPRSEDA，Value

11、=1BSC属性参数：GPRSEDAACT，Value=12.4 上行IR （Incremental Redundancy in Uplink）Incremental Redundancy增量冗余(IR)能改善系统上行容量和throughput。在爱立信BSS R10版本中，实现了下行LQC （Link Quality Control ）的LA/IR模式，在R12中实现了上行的LA/IR。网络侧的上行IR功能需要有EGPRS能力的TRX支持；而用户侧的EGPRS 从3GPP R99开始就必须支持上行IR。EGPRS有MCS1到MCS9共9种编码方式，编码方式越高、得到的throughput越好、

12、同时要求的无线环境越好（C/I值高）。而无线环境是随时变化的，我们的编码方式也需要随之变化。根据无线环境来选择MCS编码方式，这就是自适应（LA）的链路质量控制（LQC ）方式。在LA模式，如果RLC层数据传输有错误，需要用原编码方式或者降低编码方式来重传RLC Block。通常，错误的RLC Block只有少部分数据出错、而不是全部数据块。接收端可以保存出错的RLC Block，并且要求发送端用相同的MCS重传，接收端收到多个错误的相同RLC Block后，用Soft Combined 的方式解码出正确数据。这就是Incremental Redundancy。当用这种方式多次重传还是无法解码

13、RLC 数据，导致接收端的Buffer满，就需要改用LA方式重传。总称为LA/IR方式的LQC，比起采用MCS低的编码方式，可能接收的错误率要高，但是由于编码效率更高，因此实际的应用层Throughput会更好。IR的重点在于重传数据使用相同的高编码方式、不需要对RLC Block作re-segmentation。 功能开启：数据库参数：EGPRSIRU，Value=1BSC属性参数：EGPRSIRUL，Value=1LQCACT，Value=3，ELQC activated for DL and UL TBFsLQCMODEUL，Value=1，LA/IR模式2.5 EGPRS一步接入（Si

14、ngle Phase Access for EGPRS）在爱立信BSS R10的网络中，EGPRS的 要接入网络，必须经过下列步骤：l 申请信道，在RACH上发消息“Channel Request”，其中包括Access_Type“Two Phase Access Request”l 网络通过AGCH发送消息“44.018 IMMEDIATE ASSIGNMENT”，其中包括一个临时的PDCH信道、和两步接入的方法l 通过临时信道回送“44.060 PACKET RESOURCE REQUEST”把其他信息给网络，比如 MSRAC、TLLI、AccessType等。l 网络得到MSRAC后，获

15、知 的无线接入能力，正式分配PDCH信道，并通过“44.060 PACKET UPLINK ASSIGNMENT” 消息在PACCH信道传送给 。之后，TBF即告建立、开始上行的Scheduling。两步接入过程会造成用户接入网络的时间过长，在爱立信在R12里引入了单步接入的Feature（Single Phase Access）。基本原理是用户在申请信道后，网络通过AGCH发送消息“44.018 IMMEDIATE ASSIGNMENT”同时开始上行的Scheduling。此时，网络不知道 的MSRAC，因此刚开始 只会分配一个PDCH，再由TBF upgrade分配多个PDCH。EDGE的

16、一步接入过程能显著减少TBF的建立时间。功能开启：数据库参数：REDPACLAT，Value=1BSC属性参数：MSRACREQCCCH，Value=1小区参数：EACPREF，Value=YES2.6 5个下行时隙（Five Downlink Timeslot）为了进一步提高数据业务的Throughput，爱立信的BSS R12系统支持(E)GPRS的下行5个时隙，理论上可以使下行RLC层Throughput从最高的4*59.2kbps=236.8kbps 提高到5*59.2kbps=295kbps，提高幅度达25%。下行5个时隙需要终端支持，下表是3GPP规定不同Multislot cla

17、ss 的时隙分配能力，Class 30到45的 都要求支持下行5个时隙。功能开启：数据库参数：GPRS5TSDL，Value=1BSC属性参数：GPRS5TSDLACT，Value=12.7 主动队列管理（Active Queue Management）Active Queue Management 主动排队管理可以很快地将无线链路数据速率的情况反馈给对端的TCP协议实体，使其将数据的传输速率调整到实际可行的速率（与无线链路一致），因此可以避免TCP传输中一些恶劣事件的发生，例如连续多个IP包丢失和超时。这将提高某些数据业务的性能，例如Email，网页浏览，FTP。PS业务主要为TCP传输协议

18、的应用。TCP的服务器端和客户端协商后、并不知道传输信道的带宽和质量，会先采用最小的Buffer，当发送数据被ACK (可靠接收) 后，逐步加大TCP的服务器端和客户端的Buffer，直到最大Buffer。当发送端的Buffer已满、但已发送的数据得不到ACK时，TCP Time-out发生， Buffer里的全部数据以及新到的数据被丢弃、采用最小Buffer重发，并根据ACK的速度再逐步加大Buffer。只要发生Buffer数据丢弃、TCP的Throughput就会下降到0，并逐步提高，称之为TCP的Slow start。AQM机制的作用实际上是在下行方向根据无线网环境的变化更快调整TCP发

19、送端的发送速度，避免出现TCP层的Slow Start。为此，AQM把数据Buffer从SGSN改到BSC。Streaming和Signalling数据不受AQM影响、因为上层传输协议为UDP。下图即为无AQM机制的结果，一些数据包没有被ACK而丢弃，数据传输Throughput从0开始Slow Start。图 2 TCP slow start机制（AQM Off）如果采用AQM机制，在空中接口一旦有数据包丢弃的事件发生，TCP的发送端在整个Buffer满并被丢弃前，迅速重传错误包并且把Buffer大小减半。这就有效避免了TCP包的Timeout和Slow Start。很显然，在无线环境较差且

20、变化剧烈的时候，AQM能减少数据请求的响应时间，并提高Throughput。AQM打开、避免TCP的Slow Start另外BSC STS新增加2个AQM相关的Counter，AQMRECDATA 和AQMDELIVDATA，分别代表BSC的AQM从SGSN接收的数据、和AQM从BSC发送到MS的数据，代表BSC级的LLC层的数据总流量，数据流量的差为AQM功能作用的结果。功能开启：数据库参数：GPRSAQM，Value=1BSC属性参数：AQMSUPPORT，Value=1AQMMAXIPSIZE，建议设置为默认值1700byteAQMMINBUFF，建议设置为默认值10kbyteAQMMI

21、NIPSIZE，建议设置为默认值300byteAQMRTTCONST，建议设置为默认值700ms2.8 EGPRS/GPRS负荷优化（EGPRS/GPRS Load Optimization）目前，在多个用户共享信道的时候，各用户使用信道的机会均等，与 的MSRAC能力和无线环境无关。GPRS/EGPRS Load Optimization 通过减少RF环境差的用户或者GPRS的用户使用信道的机会、增加正常RF环境用户和EGPRS用户使用信道的机会，提高整个小区throughput、从而提高系统的PS容量。这是牺牲公平性来获得系统级的性能。根据共享信道中用户的无线质量进行资源调度方面的优化，增

22、加小区的数据吞吐速率；通过更多的为拥有更好无线连接的用户发送数据，来提高用户和整个系统的数据传输速率。功能关闭时：功能开启时：当一个GPRS/EGPRS用户（TBF）处于很差的RF环境下，它的Throughput会变差。用户Throughput低于某个门限时，系统就减少对这个用户（TBF）的Schedule、而增加对其他用户的Schedule。GPRS/EGPRS Load Optimization在上、下行均有效，也在GPRS和EGPRS用户间有效。该Feature对QoS级别Interactive和Background的TBF起作用，如果系统QoS功能没有激活、则对所有用户起作用。通过下面

23、公式来计算每个TBF的Radio Link BitRate，从而衡量用户的RF环境和Throughput：当TBF的Radio Link BitRate低于门限值（GPRS为LOPTGTHR，EGPRS为LOPTETHR）时，系统把该TBF处于Low Schedule模式，5秒钟后系统再把该TBF恢复到Normal Schedule模式并重新开始衡量其Throughput，如此往复。这样如果 一直处于RF环境差的位置还能被Schedule，而一旦RF环境变好则会停留在Normal Schedule状态。功能开启：数据库参数：GPRSLOADOPT，Value=1BSC属性参数：LOADOPT，

24、Value=1LOPTETHR，Value=25LOPTGTHR，Value=3，默认值2.9 EGPRS优于GPRS（EGPRS Prioritized over GPRS）EPOG功能通过在TBF预留和调度的过程中对EGPRS用户给予一定的权重，使得普通GPRS用户在TBF预留时尽量避免使用EPDCH（如条件允许），或者EGPRS用户在与GPRS用户共享EPDCH时，EGPRS用户获得更多调度的时间。这样一来不仅提升EDGE使用者的用户感知（Throughput），在不改变现有资源的情况下进而提高小区乃至BSC的数据容量。在07A引入了EPOG功能后，STS增加了3个Counter来统计相

25、应的事件，GETBFONPDCH、GNOETBFONPDCH和EPDCHGE，它们均从属于OBJTYPE：TRAFDLGPRS。视乎网络中EDGE业务的比例，比例越高，则开通该功能的增益相应增大，EDGE用户的Throughput，时延方面可获得改善。GPRS用户的感知影响有限，通过调整小区级权重参数EFACTOR可以使EGPRS/GPRS性能达至较为合理的平衡。功能开启：数据库参数：EPOG，Value=1BSC属性参数：TBFMODEACT，Value=2小区参数：EFACTOR，Value=10，EGPRS权重10倍于GPRS2.10 网络辅助小区重选（Network Assisted

26、Cell Change）NACC功能是通过BSS来帮助GPRS/EGPRS终端进行小区重选，旨在降低小区重选的时间（从原来的1到5秒降到1秒以内），同时帮助终端减少数据的丢失及重发。对于支持Release 4 的 ， NACC将会使发生在BSC内部的小区重选时间从1-5秒减少到0.3-1秒。 这样会通过提高吞吐量和释放带宽来明显提高性能。功能开启：数据库参数：NACC，Value=1BSC属性参数：NACCACT，Value=12.11 信道重整（Channel Repacking）如果PS业务要求多个PDCH信道，这些PDCH必须在一个PSET，而且是连续的。信道重整的目的是改变语音用户占用

27、的TCH信道位置，使空闲的TCH尽量连续，以便这些空闲TCH分配给PDCH的时候，能尽量满足数据业务 多个时隙的需要。移动用户到其他TCH信道的过程是一个Intra-cell handover实现。很显然，信道重整能提高 对multislot的需求，从而提高用户的IP throughput，特别是在语音话务较高的小区。下面的条件会触发信道重整：l 占用TCH的 刚离开DTM模式l 一个CHGR里的PSET upgrade失败，且该CHGR里有占用一个TCH的CS用户l 一个CHGR里存在CS和PS用户，有CS业务占用的TCH刚被释放功能开启：数据库参数：TCHOPT，Value=1BSC属性参

28、数：TCHOPTIMIZATION，Value=12.12 DTM（Dual Transfer Mode）是指 用户能同时使用数据业务与话音业务。【 的DTM能力】DTM能力包括DTM GPRS多时隙等级与DTM EGPRS多时隙等级，等等。DTM的多时隙等级决定了 处于DTM模式下时的可能的信道配置情况。如下图所示，DTM MSC5和DTMMSC9的CS与PS时隙的分配可能。DTM 会将支持的DTM能力上报给网络，这些信息包含在信令“ClassMark Change”中，当发生BSC间切换时，MSC也会将 的DTM能力包含在“Handover Request”中。R12现网版本中，只支持DT

29、M多时隙等级5和9，其他DTM多时隙等级将映射到这两种MSC上。【BSS节点的DTM支持】 新增的DTM信令48.008 COMMON ID44.018 DTM REQUEST44.018 DTM INFORMATION44.018 DTM ASSIGNMENT COMMAND44.018 DTM ASSIGNMENT FAILURE44.018 DTM REJECT44.018 GPRS INFORMATION44.018 PACKET ASSIGNMENT44.018 PACKET NOTIFICATIONCommon ID信令（MSSBSS）提供 的IMSI信息；DTM Informat

30、ion提供当前小区（支持DTM）的DTM相关信息；GPRS information提供GPRS Transparent Transport Procedure消息；Packet Notification提供在FACCH上发送PS paging；其他信令提供DTM接入过程的请求信道分配拒绝失败。 修改的现有信令48.008 HANDOVER REQUEST48.008 HANDOVER REQUIRED44.018 CLASSMARK CHANGE48.008 CLASSMARK UPDATE48.018 RA-CAPABILITY-UPDATE48.018 RA-CAPABILITY-UPDA

31、TE-ACK44.060 PACKET SYSTEM INFO 144.060 PACKET SYSTEM INFO 1444.018 SYSTEM INFO 6当DTM功能被开启后，可以发现系统信息13系统信息6 CS和PS业务协调当 已经成功建立一种业务，需要某一种机制，使另一种业务发起时，系统可以查询得到 的具体状态，从而顺利实现双业务的并行。当支持DTM的 在DTM小区中进行CS业务、或切换至DTM小区，该 会被系统记录；当 在DTM小区进行PS业务，该 会被系统记录；记录的标识为IMSI。CS业务建立时，MSC会通过“Common ID”或“Handover Request”信令提供

32、IMSI；PS业务建立时，SGSN发送的DL-UNITDATA提供IMSI。例：非DTM 在DTM小区进行PS业务，则该 会被系统记录，当MSC送来“paging command”，其中会携带IMSI，BSC会尝试查询此IMSI的当前状态；当发现 处于PS业务中，则通过PACCH发送Packet Paging Request进行点对点寻呼，不必在LAC区域进行无效的大范围寻呼。【DTM建立和释放流程】GSM R99规范中定义的DTM功能是一种简单Class A模式，即 只能从“Dedicated模式”（CS专用模式）进入DTM模式，见上图。当DTM模式中的CS部分释放时，PS业务对暂时中断，

33、状态回到Packet Idle，之后重新发起PS业务（由 或网络发起）并恢复传输。当DTM模式中的PS部分释放时，CS业务不会中断，但是 占用的TCH可能会影响到PSET的完整性，因此Channel Repacking功能会将CS业务所占TCH迁移到适合的时隙上。当DTM 发起单一的CS或PS业务时，信道分配策略与普通Class B 是一致的。DTM 的切换算法与原先CS算法一致，即Locating算法。在切换过程中， 会脱离DTM模式，在新小区中恢复CS业务，如果 通过DTM information或system information得知新小区的DTM支持能力，则会进行常规的Cell Up

34、date或RAU，PS业务随之恢复。如果DTM模式用于GPRS信令，则最多分配两个信道（即DTM Class5）。【DTM小区参数】MAXLAPDM：在FACCH上发送的GPRS信令的最大长度，即，GPRS信令的大小不能超过若干个LAPDm帧。ALLOCPREF：分配DTM模式中TCH的信道类型，HR优先、或质量优先。【 发起的DTM过程】DTM由CS专用模式开始， 发起PS业务。【网络发起的DTM过程】DTM由CS专用模式开始，网络侧发起PS业务。功能开启：数据库参数：DTM，Value=1小区参数：RLDUI，RLDUE，RLDUP，RLDUC2.13 持续上行调度（Persistent

35、Uplink Scheduling PULS）当用户建立上行TBF并传输完数据后，系统不是立即释放上行TBF资源，而是保持TBF Inactive一定时间，此时 处于EUL状态，时间长度为ULDELAY。如果用户在这个时间内有新的数据请求时，不需要重新建立TBF，这减少了用户请求的响应时间。 在TBF inactive的时间里， 根据自己USF被Schedule的情况，以一定频率发送“44.060 PACKET UPLINK DUMMY CONTROL BLOCK”来保持TBF。下行TBF同样有类似的机制，Inactive TBF保持的时长为DLDELAY。同一个PDCH上如果存在多个用户，系

36、统会在不同的时间Schedule不同用户。一个时间只有一个用户被Schedule， （建立上行TBF时分配一个USF来识别用户，USF起着Token的作用）被Schedule的频率与Feature PULS相关，如果没有该Feature，系统会减少这些Inactive TBF Schedule的频率。如果该Feature激活，Inactive TBF Schedule的频率由参数PULSCHEDINT 决定，取值范围是20ms到200ms。PDCH上没有其他Active TBF时，上、下行Inactive TBF都可以使 PULS起作用，可以一直schedule Inactive TBF。 B

37、SC参数GPRSPULS用于激活功能，PULSCHEDINT 取值范围如下：表 1 参数PULSCHEDINT取值PULSCHEDINTFeatureMinimum insertion interval per TBF, EUL msMinimum insertion interval per TBF, DDL msNo of TSs scheduled, EUL0deactiveNANANA1active204012active404013active608014active808015active10012016active12012017active14016018active16016

38、019active180200110active200200199active2040all assignedPULS能减少TBF建立时间、而且无须等待被Schedule，能很快响应数据请求，从而能改善Ping的时延。该功能需要3GPP R4的 支持，可以使EDGE网络的R4 时延明显降低。连续为 保留上行信道传输资源（USF），最大限度的降低了系统时延，同时 可以获得连续的传输调度，从而明显减少GPRS/EGPRS网络的端到端时延，下载网页或邮件的速度可以最多提高30，GPRS时延降低明显。功能开启：数据库参数：GPRSPULS，Value=1BSC属性参数：PULSCHEDINT，Valu

39、e=992.14 灵活的信道优先级管理（Flexible Priority handling of PDCH）通常CS业务的优先级要高于PS，如果小区CSD的信道资源不足时，系统会往PSD发送PDCH Pre-Emption的指令、要求释放部分on-demand PDCH，把信道资源从PSD转回到CSD，来满足CS业务的需要。PDCH释放的标准由参数PDCHPREEMPT控制。该功能在R10中已经存在，但PDCHPREEMPT为BSC级别参数。由于每个小区的配置、重要性、CS/PS Traffic都很不一样，为了加强运营商对网络控制的灵活性和精确性，R12把参数PDCHPREEMPT变成小区级，其取值范围如下表：功能开启：数据库参数：PREEMPTION，Value=3小区参数：PDCHPREEMPT，Value=4