E-GPRS网络性能测试与优化分析

摘要　E-GPRS与GPRS网络共享核心网，只需在BTS侧做部分硬件设备升级，结合软件升级就可以提供E-GPRS服务。相对GPRS而言，E-GPRS引入新调制技术8PSK和新编码方式，提供更高的无线数据传输速率。本文根据现网测试数据，对E-GPRS在多用户环境下的性能与GPRS进行对比分析，并对现网中存在的问题进行优化分析，从而保证用户的使用感受。

1、E-GPRS关键技术

　　1.1　8PSK调制技术

　　相对于GPRS技术的单一调制方式GMSK（高斯最小频移键控），E-GPRS技术支持两种调制方式：GMSK和8PSK（8相相移键控）。GMSK在每一个符号（symbol）调制一个比特，而8PSK在每一个符号（symbol）上调制了三个比特，提高了数据传输速率。8PSK符号速率和Burst长度与GSM一致，保证了空中接口的一致性。在8PSK调制中输出功率随输入功率成线性比例变化，由于输出功率的线性要求，需要预留出一定的余量（Backoff）以避免功放达到饱和而使输出失真，输出功率变化随输入功率变化，平均值和峰值之间有2～4dB（Backoff）差异。因此，要求功放的平均输出功率比功放满负荷时候的输出功率低Backoff以保证功放的线性性能。Backoff的作用为在大功率输入时，功放不至于饱和而失去线性性能，Backoff取值一般为3dB，在进行E-GPRS链路预算时，TX_power=TX_max-3dB。

　　1.2　MCS编码方式

　　E-GPRS中提供了MCS-1～MCS-9共9种编码方式，9种不同的编码方式中采用不同的冗余数据，从MCS-1到MCS-9编码冗余数据逐渐减少。9种编码方式分别属于不同的家族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。对于属于同一个家族的MCS，通过在同一个无线帧中传送数目不同的数据单元实现不同的数据速率。当使用A，B方式的时候，可以在一个无线帧中传送1个、2个或者4个数据单元；但是对于C方式只能传送一个数据单元，参考表1。

表1　MCS编码方式、家族、调制方式与可以达到的数据传输速率

　　1.3　链路自适应（LA，Link Adaption）

　　在E-GPRS网络中，系统会根据当前链路的性能特点，选择最合适的MCS编码方式，在GPRS中不支持LA功能。通过使用LA，选择适合当前无线环境的MCS编码方式，从而提高当前信道的吞吐量。LA的依据是链路的BEP（误码概率），通过得到的BEP值查表获得本次LA将要使用的MCS。LA只能在开始第一个块传送或者在进行块传送的时候发生，系统通过不同的方式获取上行和下行BEP。下行：基于BEP测量数据，上行：基于包含在上行PCU帧中的独立BEP测量值，上下行的LA独立进行但是使用同样的算法。

　　1.4　递增冗余（IR，Incremental Redundancy）重传

　　IR重传是为了增强链路性能，在物理层采用的一种技术。IR重传使用到3种关键技术：Puncture，Store，Soft-combine。IR重传基于自动重传请求（ARQ）实现，ARQ决定是否传送使用不同Puncture的数据包，通过在需要的时候重传采用不同Puncturing的相同数据，使数据能够在接收端被正确还原。IR重传功能在MS中是被强制使用的。不同设备厂商的BTS侧也基本实现了IR重传功能。LA主要用于克服信号的慢衰落，而IR重传则用于快衰落，在每次执行IR重传的时候都可以根据链路特点进行LA。

2、E-GPRS与GPRS在TBF建立过程的区别

　　GPRS与E-GPRS在TBF建立过程中有较大区别，GPRS采用一步接入的方法，在上行的Channel Request消息中，明确携带一步接入信息“Establishment cause：（31）One phase packet access with request for single timeslot uplink transmission；one PDCH is needed”，信令流程较短。而E-GPRS采用两步接入，在收到下行的Immediate Assignment消息后，MS发出资源申请消息：“Packet Resource Request”，相比GPRS，E-GPRS的信令流程较长。在现网进行GPRS与E-GPRS对比测试时，使用CDS 4.0测试仪表，在仪表的Layer 3和GPRS RLC/MAC消息框中，对GPRS与E-GPRS的TBF建立过程进行对比，参考以下测试记录。

　　2.1　GPRS网络中TBF建立过程的信令流程

　　2.2　E-GPRS网络中TBF建立过程的信令流程

　　由于E-GPRS网络中TBF建立过程中采用两步接入方法，信令流程比GPRS略长，所以理论上E-GPRS在单次TBF建立时并不比GPRS具有优势。在现网E-GPRS与GPRS的对比测试中，计算得出E-GPRS与GPRS在TBF建立过程的时间基本相当，这可能与小区的PDCH信道资源充足、E-GPRS建设前期用户所占比例较少、PCU处理负荷不高等原因有关，在下一节E-GPRS网络性能测试中加以详述。