E-GPRS性能測試與優化(一)

1、E-GPRS關鍵技術

　　1.1　8PSK調制技術

　　相對于GPRS技術的單一調制方式GMSK(高斯最小頻移鍵控)，E-GPRS技術支持兩種調制方式：GMSK和8PSK(8相相移鍵控)。GMSK在每一個符號(symbol)調制一個比特，而8PSK在每一個符號(symbol)上調制了三個比特，提高了數據傳輸速率。8PSK符號速率和Burst長度與GSM一致，保證了空中接口的一致性。在8PSK調制中輸出功率隨輸入功率成線性比例變化，由于輸出功率的線性要求，需要預留出一定的余量(Backoff)以避免功放達到飽和而使輸出失真，輸出功率變化隨輸入功率變化，平均值和峰值之間有2～4dB(Backoff)差異。因此，要求功放的平均輸出功率比功放滿負荷時候的輸出功率低Backoff以保證功放的線性性能。Backoff的作用為在大功率輸入時，功放不至于飽和而失去線性性能，Backoff取值一般為3dB，在進行E-GPRS鏈路預算時，TXpower=TXmax-3dB。

　　1.2　MCS編碼方式

　　E-GPRS中提供了MCS-1～MCS-9共9種編碼方式，9種不同的編碼方式中采用不同的冗余數據，從MCS-1到MCS-9編碼冗余數據逐漸減少。9種編碼方式分別屬于不同的家族FamilyA、B、C，FamilyA包括MCS-9、MCS-8、MCS-6、MCS-3，FamilyB包括MCS-7、MCS-5、MCS-2，FamilyC包括MCS-4、MCS-1。對于屬于同一個家族的MCS，通過在同一個無線幀中傳送數目不同的數據單元實現不同的數據速率。當使用A，B方式的時候，可以在一個無線幀中傳送1個、2個或者4個數據單元; 但是對于C方式只能傳送一個數據單元，參考表1。

　　表1　MCS編碼方式、家族、調制方式與可以達到的數據傳輸速率



　　1.3　鏈路自適應(LA，Link Adaption)

　　在E-GPRS網絡中，系統會根據當前鏈路的性能特點，選擇最合適的MCS編碼方式，在GPRS中不支持LA功能。通過使用LA，選擇適合當前無線環境的MCS編碼方式，從而提高當前信道的吞吐量。LA的依據是鏈路的BEP(誤碼概率)，通過得到的BEP值查表獲得本次LA將要使用的MCS。LA只能在開始第一個塊傳送或者在進行塊傳送的時候發生，系統通過不同的方式獲取上行和下行BEP。下行：基于BEP測量數據，上行：基于包含在上行PCU幀中的獨立BEP測量值，上下行的LA獨立進行但是使用同樣的算法。

　　1.4　遞增冗余(IR，Incremental Redundancy)重傳

　　IR重傳是為了增強鏈路性能，在物理層采用的一種技術。IR重傳使用到3種關鍵技術：Puncture，Store，Soft-combine。IR重傳基于自動重傳請求(ARQ)實現，ARQ決定是否傳送使用不同Puncture的數據包，通過在需要的時候重傳采用不同Puncturing的相同數據，使數據能夠在接收端被正確還原。IR重傳功能在MS中是被強制使用的。不同設備廠商的BTS側也基本實現了IR重傳功能。LA主要用于克服信號的慢衰落，而IR重傳則用于快衰落，在每次執行IR重傳的時候都可以根據鏈路特點進行LA。

　2、E-GPRS與GPRS在TBF建立過程的區別

　　GPRS與E-GPRS在TBF建立過程中有較大區別，GPRS采用一步接入的方法，在上行的Channel Request消息中，明確攜帶一步接入信息“Establishment cause：(31)One phase packet aclearcase/" target="_blank" >ccess with request for single timeslot uplink transmission; one PDCH is needed”，信令流程較短。而E-GPRS采用兩步接入，在收到下行的Immediate Assignment消息后，MS發出資源申請消息：“Packet Resource Request”，相比GPRS，E-GPRS的信令流程較長。在現網進行GPRS與E-GPRS對比測試時，使用CDS 4.0測試儀表，在儀表的Layer 3和GPRS RLC/MAC消息框中，對GPRS與E-GPRS的TBF建立過程進行對比，參考以下測試記錄。

　　2.1　GPRS網絡中TBF建立過程的信令流程



　　2.2　E-GPRS網絡中TBF建立過程的信令流程



　　由于E-GPRS網絡中TBF建立過程中采用兩步接入方法，信令流程比GPRS略長，所以理論上E-GPRS在單次TBF建立時并不比GPRS具有優勢。在現網E-GPRS與GPRS的對比測試中，計算得出E-GPRS與GPRS在TBF建立過程的時間基本相當，這可能與小區的PDCH信道資源充足、E-GPRS建設前期用戶所占比例較少、PCU處理負荷不高等原因有關，在下一節E-GPRS網絡性能測試中加以詳述。

3、E-GPRS網絡性能測試

　　由于E-GPRS采用了8PSK調制技術、新的編碼方式、LA、IR重傳等技術，使無線傳輸速率得以較大的提升，從現網實際測試結果來看，E-GPRS的傳輸速率比GPRS提升了3～4倍，在WAP類測試中，E-GPRS也表現出了非常明顯的優勢。下面將現網中對E-GPRS與GPRS的對比測試情況逐一進行分析。

　　測試環境：微蜂窩小區，高C/I，NOKIA設備，小區采用E-GPRS與GPRS混合配置，共有6個PDCH信道，其中1個靜態信道，5個動態信道。

　　測試儀表：CDS4.0，OT290手機(測試GPRS，支持3個下行信道)、OT490手機(測試E-GPRS，支持4個下行信道)。

　　測試時間：周日下午14：00～15：00，話音信道、GPRS信道都比較空閑的時段，但是并不能保證絕對沒有其他用戶使用，客觀地模擬用戶的真實使用環境。

　　測試方法：共進行4項測試：PDP激活、WAP網站登陸測試、FTP下載測試、MMS測試，測試分為3種：GPRS單獨測試、E-GPRS單獨測試、GPRS與E-GPRS同時測試，共產生4種測試結果。E-GPRS與GPRS同時測試的測試記錄標注為：multi-E-GPRS，multi-GPRS。

　　3.1　PDP激活對比測試

　　PDP激活對比測試中，在測試儀表的Layer3消息和GPRS RLC/MAC消息中，GPRS表現出一步接入信令流程，而E-GPRS則表現出兩步接入信令流程。從現網測試結果來看，E-GPRS與GPRS的PDP激活時間幾乎相同，E-GPRS略快，可見E-GPRS的兩步接入流程對TBF建立時延幾乎沒有影響。GPRS與E-GPRS同時測試時，PDP激活時間都略有增大，參見表2。

　　表2　E-GPRS與GPRS的PDP激活對比測試結果

　　

　　3.2　WAP網站登陸對比測試

　　WAP網站登陸測試共包含三個部分：PDP激活，WAP網關連接成功、WAP網站首頁完全顯示，每個部分都有各自完成的時間。從測試儀表的事件列表中可以得到以下記錄。

　　3.2.1　E-GPRS測試中WAP網站登陸事件記錄

　　

　　3.2.2　GPRS測試中WAP網站登陸事件記錄

　　

　　從上述記錄中可以看出，PDP激活過程，E-GPRS與GPRS相當，在WAP網關連接、WAP首頁顯示過程中，E-GPRS的時延比GPRS要小很多。本項測試E-GPRS與GPRS共進行10次對比測試，E-GPRS測試中WAP首頁顯示時間比GPRS快將近50%，在E-GPRS與GPRS同時測試的記錄中，E-GPRS也表現出了明顯的優勢。從現網測試結果表明，E-GPRS技術非常適合于WAP類業務，可以極大地提高用戶的使用感受，可以對營銷部門推廣WAP類數據業務提供有力地支撐，參考表3。

原文轉自：http://www.anti-gravitydesign.com