TD-SCDMA/HSPA无线网络优化原理与实践
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5.1 RRM的作用和意义

在深入讨论RRM(Radio Resource Management,无线资源管理)之前,首先需要明确“无线资源”的基本概念:无线资源是由用于信号传输的基本物理参数组成的集合。举例来说,在TDMA系统中,无线资源单元对应于一个载波频率和一个时隙对。例如,在GSM系统中,它是900MHz、1800MHz或1900MHz频段中的200kHz载波上的每4.615ms中的一个0.577ms的时隙周期;而在TD-SCDMA系统中,无线资源是载波频率、时隙、码道、功率的组合,当然,除了以上参数之外,从广义上说还包括调制方式、编码方式等很多参数,这些不同维度的参数的组合可能会产生不同的效率,RRM算法的目的是在追求高效率的同时保证网络的质量。3G及LTE优化的难点之一就是RRM算法参数的优化,其难度主要体现在以下几个方面。

首先是整个系统的算法体系更加复杂。RRM影响到整个端到端呼叫流程:从接纳判决、测量控制、功率控制、切换判决、拥塞控制、分组调度、DCA等(如图5.2所示)。对于网络优化人员来讲,RRM参数体系的庞杂,优劣参半。好处是显而易见的,优化人员手中的“牌”更多,对于一个优化问题,往往可以有好多参数手段可以利用;坏处也是显而易见的,任何一个细节的RRM参数设置不当,都有可能导致网络性能整体的“短板效应”。事实上,在建网初期,很多实验网中都不同程度地出现了因为某个RRM参数开关没有打开或设置有误,导致整体的KPI和QoE出现问题。

图5.2 RRM贯穿于整个呼叫流程

其次,优化过程中需要各个算法模块之间的相互影响和制约。特定时刻空中接口的整体性能是不同RRM模块共同判决的结果。显然,如果不同的RRM功能都在影响空中接口,那么这些功能便是高度相关,相互耦合的。例如,小区A中的用户1正在拨打语音电话,需要靠功率控制算法维护链路质量;与此同时,小区A中的用户2请求建立视频会议的连接,接纳控制算法正在运行以决定是否接受该请求,并通过慢速DCA决定将用户分配到哪个频点哪个时隙;用户3正在进行切换,准备从小区A切换到小区B,这一过程涉及到了切换测量、切换判决、切换执行、接纳控制等算法;用户4通过下行链路分组调度接收邮件,假设用户2的业务使上行干扰超出了算法允许的范围,这时,系统激活了拥塞控制机制,它要求用户4以更低的速率下载电子邮件……这个例子揭示了蜂窝系统的动态性以及控制不同RRM功能之间相互作用的必要性。不同RRM功能之间服从作用/反作用原理,因此,必须保证不同RRM功能所做动作的一致性,而且必须包括能够解决作用/反作用矛盾冲突的机制。为了按照运营商的目标实现全局最优,RRM功能的正确设计必须考虑与此相关的其他功能的作用/反作用性,而各个算法模块之间高度相关和耦合,任何一方的纰漏,都有可能导致整体性能出现恶化,或者在系统资源受限的情况下影响用户感知。

再次,RRM参数的优化需要因时因地进行精细化优化。目前主流设备商的RRM参数均可做到小区级设置,同时也可以针对不同业务承载类型来设置。但在网络开通建设阶段,设备商受限于工程进度要求,以及时间和人力成本的限制,往往没有精力进行参数的精细优化。很多可以根据承载类型细化的小区级参数,事实上目前都采用默认配置,也就是RNC一套参数,或者仅仅粗略地分为几个场景参数模板。在实际网络中,各小区无线环境、用户分布都不同,因此其RRM参数也应有所不同,需要进行精细化优化。此外,网络运维的不同时期,用户分布、用户行为也有很大不同,这就决定了,RRM参数的优化需要与时俱进,根据网络生命周期内不同时期的用户分布特征,及时调整RRM参数设置策略,从而使网络性能有进一步的提升。以功率控制参数为例,一般观点认为,功率控制参数设置过大会导致多UE之间互相干扰。而事实上,在网络建设初期,用户数量有限,覆盖反而是瓶颈、如果将功控参数(如上行初始SIR、上行最小SIR、上行最大SIR)设置过低,那么UE在遇到突发的干扰或盲区时,可能根本来不及做功率爬升,从而引起上/下行链路失步,从而掉话。因此,在网络建设初期,需要将DPCH期望接收功率、上行初始SIR、上行最小SIR、上行最大SIR、下行初始发射功率、下行最小、最大发射功率等参数,根据各小区具体的无线环境,以及用户分布模型和业务承载类型等因素,设置得稍大一点。在网络成熟期,覆盖逐步改善,不再是瓶颈,但用户量逐步增多,用户间干扰的概率明显增大,届时需要根据各项因素的权衡,将功控参数设置得更小一些,更保守一些,以免引起用户间干扰。

综上所述,RRM参数体系复杂,且在网络的整个生命周期之内都有很大的优化空间。下面将对RRM体系中的各个算法模块进行简要介绍。