TD-SCDMA网络HSDPA业务链路层平均BLER优化

靳松，王海波

（中国移动通信集团内蒙古有限公司，呼和浩特 010090）

1 BLER的定义

BLER即误块率，是指传输块经过CRC校验后的错误概率，用来反映无线链路控制（RLC）层对差错重传的要求。每个TB块在编码时都会附加一个CRC，接收端检测CRC是否正确。BLER简单的说就是在一定的统计周期内错误的CRC数与全部CRC数的比值。无线环境RSCP、C/I、扰码相关性、网络传输质量等都可能误块率。TD-SCDMA系统针对不同业务类型默认有不同的误块率要求，如PS交互类业务系统默认误块率为5%，话音业务系统默认误块率为1%。

2 HSDPA数据传输过程

（1）HSDPA业务建立后，UE不断测量当前所处无线环境的信号质量，计算得出CQI，并通过上行HSSICH信道上报给Node B。

（2）Node B根据收到的CQI、当前资源使用情况、UE能力，决定是否给UE发送数据。

（3）如果决定发送，Node B先将要发送的数据块的信息（包括数据块大小、使用的码字、调制方式等）和UE的标识通过HS-SCCH信道发送，然后Node B将该UE 的数据块在HS-PDSCH信道上发送。

（4）UE不断监听下行HS-SCCH信道，判断下行是否有发给自身的数据。

（5）当UE在HS-SCCH信道上发现有发给自身的数据块信息后，根据已经得到的信息去解码HSPDSCH信道，从而获得发给自身的数据，并在HSSICH信道上发送收到数据块的状态ACK/NACK。

（6）如果UE反馈NACK，则Node B需要对数据进行重传。

3 下行误块率控制算法分析

3.1 信道质量指示符

信道质量指示符（CQI，Channel Quality Indicator）是无线信道的通信质量的测量标准。CQI能够是代表一个给定信道的信道测量标准所谓一个值（或多个值）。通常，一个高值的CQI表示一个信道有高的质量，反之亦然。对一个信道的CQI能够通过使用性能指标，例如信噪比(SNR)，信号与干扰加噪声比(SINR),信号与噪声失真比(SNDR)等信道的性能被计算。这些值和其它的能够针对一个给定的信道测量和然后用来计算信道的CQI。一个给定信道的CQI能够依赖于被通信系统使用的传输（调制）方案。例如一个使用码分多址(CDMA)的通信系统能够利用一个不同的CQI而不是一个使用正交频分复用(OFDM)通信系统。在更多复杂的通信系统中，例如那些使用多输入多输出(MIMO)和空间时间代码的系统，CQI的使用也依赖于接收器的类型。其它能够考虑CQI的因素是性能损伤。例如多普勒转换、信道预算错误、干扰等。

此参数在开启初始BLER控制算法的基础上进行符合无线环境的参数选择。该算法基于对信道条件的判断进行CQI Offset下门限的调整,改变数据块的大小,因此相对于在固定数据块调度的情况下，BLER提升，但可能对H下载速率产生一定的影响。

3.2 HSDPA AMC的调整机制

（1）UE和Node B建立通信后，Node B设置默认的调制和编码方式、传输块大小信息给UE。

（2）UE根据测量的信道质量反馈CQI和HS-DSCH ACK/NACK。

（3）Node B处根据CQI确定16QAM和QPSK的编码比例，根据HS-PDSCH ACK/NACK计算HSPDSCH BLER，再根据BLER对CQI进行调整。

（4）华为设备里Node B参数CQI偏移上下限的取值不同，说明CQI偏移功能开关打开，此开关打开，传输快的大小不在固定，根据信道质量来确定传输块的大小；此开关关闭，即不管无线环境如何，均会以大分组发送数据。

4 上行误块率控制算法分析

4.1 外环功率控制

上行外环功率控制过程如下。

（1）RNC预先设定反映通信质量的BLER目标值，配置值为“上行误块率”BLER。

（2）RNC测量接收信号的BLER。

（3）RNC比较实测BLER与BLER目标值，根据比较结果调整SIR目标值，使得获得的BLER逼近预先设定的BLER目标值。调整情况：如果实测BLER高于BLER目标值，则向上调整SIR目标值；如果实测BLER低于BLER目标值，则向下调整SIR目标值；如果实测BLER等于BLER目标值，SIR不做调整。

下行外环功率控制算法原理与上行外环功率控制是一致的，UE根据BLER的测量值来决定所对应的SIR目标值，但RNC需要为UE配置每条传输信道所需要满足的BLER目标值。

通过提高外环功率控制误块率要求，可以针对不同业务降低误块率，但同时可能导致网络整体功率抬升，上行低噪恶化。目前现网功率控制参数基本为开网初始配置，随着网络规模及业务的发展变化，需要根据现用户业务类型网用户数、业务量、上行TS1&TS2干扰情况等进行针对性优化调整，提升功率控制效能，较低误块率，改善用户感知。

4.2 内环功率控制

对于上行内环功率控制，首先Node B对接收到的每条无线链路都进行SIR测量，然后与业务所需满足的目标SIR比较，根据比较结果下发发射功率控制（TPC）命令，UE响应TPC命令，并相应调整上行DPCH发送功率。

上行内环功率控制流程如下。

（1）RNC通过消息RADIO LINK SETUP将SIR目标值发送给Node B。

（2）Node B在上行专有物理信道上测量实际的SIR值。

（3）Node B比较SIR目标值与实测SIR值，根据比较结果下发控制命令:如果实测SIR低于SIR目标值，则发送TPC命令抬升发射功率，从而提高SIR；如果实测SIR高于SIR目标值，则发送TPC命令降低发射功率，从而降低SIR；如果实测SIR等于SIR目标值，则传送的TPC命令由Node B决定。

外环功率控制将BER/BLER与QoS要求的门限相比较，并根据一定的外环功控算法给出既能保证通信质量又能使系统容量最大的SIR目标值。可以用作衡量业务质量的指标有CRCI指示、传输信道的BLER、物理信道的BER。

4.3 参数原理说明

外环功率控制将BER/BLER与QoS要求的门限相比较，并根据一定的外环功控算法给出既能保证通信质量又能使系统容量最大的SIR目标值。可以用作衡量业务质量的指标有CRCI指示、传输信道的BLER、物理信道的BER（如图1所示）。

图1 外环功率控制原理

在Node B的通信上下文存在时，每条传输信道均需进行BLER的统计。BLER的统计理论上应该每个TTI都进行一次，但在实际实现时出于对实现效率的考虑，以4个TTI（因为最大传输帧为80 ms）为单位进行统计。每次统计时仅记录80 ms内收到的总块数及误块数，并分别存在两个数组中。当外环功控模块调用BLER统计模块时，从当前时刻起，分别在两数组中设置一个有效窗，统计该有效窗内的总TB块数和误块数。然后对有效窗内收到的TB块总数进行判断：如果其总数满足大于等于M/BLERtarget的条件，则计算并返回有效的BLER值；若TB块总数不满足要求，则返回无效的BLER。

采用上行开环功率控制的无线链路的发射功率，网络端根据网络的实际情况通知UE需要发射的功率，UE同时根据实际接收到的P-CCPCH功率和网络端实际发送的功率来精确地估计出传输损耗。UE的最终发送功率就是网络端通知UE需要发射的功率加上估计出的路径损耗。经过一端时间后，又重新来计算路径损耗，就这样实现上行链路的开环功率控制。

外环功率控制将BER/BLER与QoS要求的门限相比较，并根据一定的外环功控算法给出既能保证通信质量又能使系统容量最大的SIR目标值。SIR与BER/BLER的对应关系和无线链路的具体环境有关。在话音业务BER=10-3和BLER=10-2的QoS要求下，对应的SIR目标值不相同，所以为了适应无线链路的变化，需要实时地调整SIR的目标值。

5 链路层平均BLER高分析

5.1 引起BLER高的原因

目前TD-SCDMA网络PS业务主要承载在HSDPA载频上，引起BLER高的原因包括相关算法配置不合理、导频污染、频率干扰、网络覆盖、用户间干扰、多用户导致HSDPA相关码道功率受限、基站传输故障等。

由于TD-SCDMA网络长期资源利用率相对较低，大部分系统算法参数均为建网初期根据规划仿真设置，但是随着TD-SCDMA用户的不断增长，终端能力不断改善，在网络容量日趋增长、局部区域出现拥塞的情况下，原有系统算法参数已不能满足网络发展需求，需根据现网实际情况进行调整，改善用户体验。本文主要通过相关算法分析优化，合理控制网络上下行链路误块率。

5.2 优化方法

5.2.1 CQI算法优化

5.2.1.1 优化目标

通过对现网无线网络数据分析，调整CQI相关算法参数，HSDPA业务下行误块率、下载速率两方面达到均衡，算法参数设置与现网环境更加匹配。

5.2.1.2 算法调整思路

以城市道路测试情况看，网络无线环境质量、载波容量等基础条件决定了实际测试CQI分布规律，进而决定了整体应用层下载速率，在现网环境稳定情况下，通过优化CQI动态调整算法相关参数，使得CQI分布规律更加符合现网情况，可以降低误块率、改善用户数据业务体验。

CQI值越大，物理层编码冗余数据则越少，编码效率高，但是容错能力降低，所以CQI修正需要在下载速率与误块率之间进行均衡，当CQI向上修正网络侧误块率恶化幅度较大时，可以认为CQI修正已达到现网临界点，需要通过改善网络覆盖、降低干扰等方面提升用户感知。

CQI修正算法典型配置建议如表1所示，可根据网络实际情况进行调整。

表1 CQI控制参数

5.2.2 外环功率控制算法参数优化

5.2.2.1 优化目标

根据现网整体干扰、覆盖情况，通过调整外环功控算法相关参数，使功率控制收敛区间更加合理，改善网络整体上行误块率、上行干扰，优化TD-SCDMA各类业务感知。

5.2.2.2 优化分析方法

通过用户测量数据分析，获得目前现网功率控制模型及收敛区间，对上行误块率目标值进行微调，观察网络整体上行TS1/TS2干扰ISCP变化情况，在网络上行干扰与各类业务目标误块率之间寻找均衡点。

PS交互类业务典型参数配置建议如表2所示。

表2 PS交互类业务典型参数配置

6 案例分析

6.1 某地市下行误块率优化

某地市道路测试下载速率较低、下行误块率较高，从CQI分布规律看，大于113的高CQI采样点占比相对较低，针对RNC HSDPA CQI修正算法相关参数进行调整，具体调整内容如下：

CQI修正算法步长从1调整为2；最大增量从0或3调整为4；初始BLER从10调为4；残存BLER从10调为4。

调整后测试链路层平均BLER下降1.5个百分点左右，同时应用层下载速率提升约50 kbit/s，数据业务整体指标得到改善。通过优化调整后大于117CQI采样点占比提升8个百分点左右，大于114高CQI采样点区间占比整体提升约1个百分点，具体如图2所示。

6.2 PS上行误块率优化

某局点现网PS业务上行误块率通过前期TOP小区处理、频率与扰码优化等后仍然在5%左右，通过对现网功率控制算法分析与调整，进一步降低误块率、改善业务用户感知。

通过对现网连续3天PCHR数据分析，PS交互类业务SIR目标40%左右等于最小值，现网功率控制目标容易被满足，且SIR初始目标值设置过大。目前现网PS交互类业务最小SIR目标值为112，SIR初始目标值为192，最大SIR目标值为252，SIR初始目标值>最小SIR目标值+(最大SIR目标值为252-最小SIR目标值为112)/2。从以上统计看PS交互类业务SIR目标48%左右等于最小值,52%左右处于中间区间，说明现网功率控制在初始SIR目标基础上下调趋势多，所以初步认为PS交互类业务功率控制BLER目标容易被满足，且初始SIR目标设置过大。

针对以下PS交互类业务，对外环功率控制算法相关参数进行优化，如表3所示。

优化后接入类指标、掉话掉线指标均基本保持平稳，整体指标调整后略优于调整前；PS上行误块率较调整前改善2个百分点左右。同时，从全网忙时载波级上行ISCP统计情况看，网络整体TS1TS2上行低噪明显改善。

强干扰（ISCP≥-90 dBm）比例降低0.5个百分点左右；弱干扰（-100≤ISCP<-90 dBm）比例降低7个百分点左右；正常无干扰（ISCP<-100 dBm）比例提升7.5个百分点左右，具体统计如表4所示。

图2 CQI区间统计

表3 外环功率控制参数优化

表4 优化效果

7 结束语

本文重点讨论了CQI修正算法、功率控制算法相关参数机制对TD-SCDMA网络H业务链路层误块率、应用层下载速率及用户业务感知的关系。通过对现网CQI分布规律分析及修正参数优化，寻找在链路层下行误块率、应用层下载速率获得均衡体验的情况下，H业务数据流编码方式、数据分组大小等最佳的匹配机制。通过对现网用户业务数数据分析，研究当前网络的功率控制收敛模型，合理配置相关参数，降低链路层上行误块率，在网络整体上行干扰、用户业务体验之间获得均衡。

[1]李世鹤.TD—SCDMA第三代移动通信系统标准[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[2]朱东照等.TD—SCDMA无线网络规划设计与优化[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[3]谢显中等.TD—SCDMA第三代移动通信系统技术与实现[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4]华为技术有限公司.GSM无线网络规划与优化[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[5]彭木根，王文博.3G无线资源管理与网络规划优化[M].北京：人民邮电出版社，2006.