TD-SCDMA自适应上行增强算法(AUE)室内覆盖效果测试研究

[摘要]自适应上行增强算法(AUE)外场测试，主要考查到信道编码增益下降引起的数据卡发射功率增大及干扰增加对TD-SCDMA系统性能的影响。通过外场实际应用场景下的测试验证AUE算法的性能，得到算法性能的评估报告，奠定指导市场行为和引导客户的坚实基础。文章主要根据对室分场景下AUE的测试数据进行研究分析，得出AUE对系统性能的提升效果。

[关键词]TD-SCDMA；AUE；室内覆盖；测试；分析

1、概　述

随着蜂窝移动通信的迅速发展，移动业务的需求量迅速上升。根据专家预测，未来3G业务将主要以数据业务为主。3G移动通信系统提供高速数据业务是与2G相区别的主要特点之一，数据业务质量的好坏将直接影响到用户对TD-SCDMA网络的感受。TD-SCDMA的高速数据业务主要通过HSDPA和HSUPA承载，但是，HSDPA上行带宽资源很有限，HSDPA载波上行带宽受限的问题目前严重影响了在网用户的数据业务体验。AUE(AdaptiveUplink Enhancement)自适应上行增强技术旨在解决没有部署HSUPA情况下的上行带宽受限问题，以提高业务感知。

1.1AuE外场测试目标

自适应上行增强算法(AUE)外场测试，主要考查到信道编码增益下降引起的数据卡发射功率增大及干扰增加对TD-SCDMA系统性能的影响。通过外场实际应用场景下的测试验证AUE算法的性能，得到算法性能的评估报告，奠定指导市场行为和引导客户的坚实基础。

1.2 AUE算法介绍

AUE算法的基本思想是：通过修改PS BE业务的信道编码参数，减少编码增益，在占用同等码道资源的前提下，来达到提升PS BE业务速率的目的(见表1)，以改善用户感受，提升网络容量。

AUE业务与普通PS业务的区别在于其信道编码的增益偏低，由此为了维持AUE业务所需的QoS性能，UE将付出额外的发射功率。当UE发射功率比较低时，可以将PS普通速率提升至AUE速率，提供给用户高带宽的享受；而当UE发射功率比较高时，将AUE速率降速至相应的PS普通速率。以降低UE发射功率，避免UE掉话。

AUE算法通过增加功率来弥补编码增益的降低，达到提高数据吞吐量的目的，占用码道无需增加，单位RU的传输能力最高提升50％。新增的编码格式，并不改变目前现网终端配置的典型速率与RU映射关系。

当业务在AUE速率时，如果存在干扰，可能会导致UE上行发射功率持续攀升，从而导致上行BLER迅速升高，业务实际性能下降。因此，此时也需要将AUE速率降速至PS普通速率，以维持业务性能，保障用户QoS。

1.3测试用例

本次主要对室内空载的情况进行了测试，主要测试用例包括：

(1)用例1：空载，室内覆盖，空载，单主测用户，静止，192k&128k速率。

(2)用例2：室内覆盖，空载，单主测用户，静止，96k&64k速率。

(3)用例3：室内覆盖，空载，单主测用户，静止，48k&32k速率。

2、测试环境说明

2.1现场试验需要的主要设备

此次试验网选取郑州市东开发区内经开第三大街以东、经开第十大街以西、陇海铁路以南、经开南环路以北之间区域。该区域包括了测试所需的室内分布系统室内环境。如图1黑色线框内所示。

对现网站点及补点站进行汇总，试验网区域内共需要建设31个基站(包括室外宏基站23个，室内分布8个)以及两个RNC，其中5个基站为补点站，信息如表2。

2.2测试工具

(1)工具清单

本次测试主要用到的测试工具包括：笔记本电脑、路测软件(鼎立&日讯)、扫频仪(海高Ⅲ代)、频谱仪(罗德施瓦茨FUS13)、IOT测试终端、主测数据卡、加扰数据卡、网络速度测试软件(dumeter)、测试专用FTP Server、测试终端(8130)、测试车(含逆变器等)。

(2)测试终端

测试终端如表3所列。

3、测试内容及测试数据

功能验证阶段以室内测试为主，分别进行128k―192k、64k―96k、32k―48k的AUE功能实现。考虑到测试过程中需要关闭DCCC，故在测试期间对测试场景所在RNC的PS接通率会造成影响。

3.1128k―192k测试

室内覆盖，空载，单主测用户，静止，192k&128k速率。

测试项目：室内场景单小区景AUE性能测试。

分项目：室内单小区场景/单用户/AUE性能测试。

(1)测试目的

1)本用例在室内站单PATH、单用户条件下，单时隙分别接入数据业务，记录数据业务AUE相关算法参数测量值；

2)验证室内小区环境单PATH配置下，正常速率业务和AUE速率业务的性能指标差异。

(2)测试工具及终端

主测数据卡，含SIM卡，笔记本，拨号软件与路测端软件，1套。

(3)测试预置条件

1)室内站，不存在室外同频邻区覆盖：

2)采用单PATH天线；

3)AUE性能测试：打开AUE算法开关，建立AUE测量，打开AUE测量判决策略；

4)普通数据业务测试：关闭AUE算法开关；

5)上行初始接入速率分别配置为128kbps。

(4)测试步骤：

1)开启AUE算法开关；

2)数据卡上行初始接入速率设置为32kbps；

3)所有测试环境进行时间同步，保障数据卡侧，RNC侧LOG时间一致；

4)主测数据卡驻留于测试室内小区，PCCPCHRSCP>-60dBm，建立UL：2MDL：2M业务，使得下行承载于HSDPA上，主测数据卡在应用层建立MAIL业务，使用附件上传一个5M大小文件；

5)保持业务10分钟，记录上行平均速率；

6)RNC侧记录测试单用户的UL TCP、上行速率、带宽及上行ISCP等测量参数；

7)数据卡上行初始速率分别设置为64kbps和128kbps，重复步骤3)-6)；

8)关闭AUE算法开关，重复步骤2)-7)。

(5)数据分析：

1)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的ULTCP；

2)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的上行速率；

3)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的上行ISCP。

3.2 64k-96k测试

室内覆盖，空载，单主测用户，静止，96k&64k速率。

测试项目：室内场景单小区景AUE性能测试。

分项目：室内单小区场景/单用户/AUE性能测试。

(1)测试目的：

1)本用例在室内站单PATH、单用户条件下，单时隙分别接入数据业务，记录数据业务AUE相关算法参数测量值；

2)验证室内小区环境单PATH配置下，正常速率业务和AUE速率业务的性能指标差异。

(2)测试工具及终端：

主测数据卡，含Sim卡，笔记本，拨号软件与路测端软件，1套。

(3)测试预置条件：

1)室内站，不存在室外同频邻区覆盖；

2)采用单PATH天线；

3)AUE性能测试：打开AUE算法开关。建立AUE测量，打开AUE测量判决策略；

4)普通数据业务测试：关闭AUE算法开关；

5)上行初始接入速率分别配置为64kbps。

(4)测试步骤：

1)开启AUE算法开关；

2)数据卡上行初始接入速率设置为32kbps；

3)所有测试环境进行时间同步，保障数据卡侧，RNC侧LOG时间一致；

4)主测数据卡驻留于测试室内小区，PCCPCHRSCP>-60dBm，建立UL：2MDL：21M业务，使得下行承载于HSDPA上，主测数据卡在应用层建立MAIL业务，使用附件上传一个5M大小文件；

5)保持业务10分钟，记录上行平均速率：

6)RNC侧记录测试单用户的UL TCP、上行速率、带宽及上行ISCP等测量参数；

7)数据卡上行初始速率分别设置为64kbps和128kbps，重复步骤3)N6)；

8)关闭AUE算法开关，重复步骤2)-7)。

(5)数据分析：

1)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的ULTCP；

2)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的上行速率；

3)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的上行ISCP。

3.3 32k-48k测试

室内覆盖，空载，单主测用户，静止，48k&32k速率。

测试项目：室内场景单小区景AUE性能测试。

分项目：室内单小区场景/单用户/AUE性能测试。

(1)测试目的：

1)本用例在室内站单PATH、单用户条件下，单时隙分别接入数据业务，记录数据业务AUE相关算法参数测量值；

2)验证室内小区环境单PATH配置下，正常速率业务和AUE速率业务的性能指标差异。

(2)测试工具及终端：

主测数据卡，含Sim卡，笔记本，拨号软件与路测端软件，1套。

(3)测试预置条件：

1)室内站，不存在室外同频邻区覆盖；

2)采用单PATH天线；

3)AUE性能测试：打开AUE算法开关，建立AUE测量，打开AUE测量判决策略；

4)普通数据业务测试：关闭AUE算法开关；

5)上行初始接入速率分别配置为32kbps。

(4)测试步骤：

1)开启AUE算法开关；

2)数据卡上行初始接入速率设置为32kbps；

3)所有测试环境进行时间同步，保障数据卡侧，RNC侧LOG时间一致；

4)主测数据卡驻留于测试室内小区，PCCPCHRSCP>-60dBm，建立UL：2MDL：2MI业务，使得下行承载于HSDPA上，主测数据卡在应用层建立MAIL业务，使用附件上传一个5M大小文件；

5)保持业务10分钟，记录上行平均速率；

6)RNC侧记录测试单用户的UL TCP、上行速率、带宽及上行ISCP等测量参数；

7)数据卡上行初始速率分别设置为64kbps和128kbps，重复步骤3)-6)；

8)关闭AUE算法开关，重复步骤2)-7)。

(5)数据分析：

1)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的ULTCP；

2)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的上行速率；

3)对比分析AUE性能测试和普通数据业务测试的上行ISCP。

3.4测试数据分析

(1)室内覆盖，空载，单主测用户，静止，192k&128k速率

由于该项测试为需要空载进行，故需要将小区CELLBAR暂时在测试期间禁止其他用户接入，白天测试DCCC关闭对PS接通率影响太大，在征得客户同意后将DCCC功能策略设置成只升不降，并将上行各级别用户的USERDCHMBR设置为D256使上行升速不受限。功能测试完成后需要将所有参数恢复原貌。

在将TYPRABDLAA和CELLDLAA中的参数设置好以后进行128k-192k功能验证，并进行前后对比。测试数据情况如下：

1)AUE使用前：

UE发射功率及上传速率：AVG_UE_TX_PWR＝-14.69dB：AVG UL bps＝119.7kbps

小区吞吐量及带宽：带宽＝144000

2)AUE使用后：

UE发射功率及上传速率：AVG_UE_TX_PWR＝-10.35dB；AVG_UL_bps＝179.1kbps

小区吞吐量及带宽：带宽＝192000

从测试结果来看，128k―192k AUE升速后UETXPOWER测量值变化明显，192k的UETXPOWER比128k大4dB左右。上传平均速率由119.7kbps提升到179.1，提升约49.6％。

(2)室内覆盖，空载，单主测用户，静止，96k&64k速率

由于该项测试为需要空载进行，故需要将小区CELLBAR暂时在测试期间禁止其他用户接入，白天测试DCCC关闭对PS接通率影响太大，在现网中由于各级别USERULMBR＝D64，故没有关闭DCCC功能。(实际测试证明即便设置USERULMBR＝D64上行也可以由64kAUE升速为96k)

在将TYPRABDLAA和CELLDLAA中的参数设置好以后进行64k-96k功能验证，并进行前后对比。测试数据情况如下：

1)AUE使用前：

UE发射功率及上传速率：AVG_UE_TX_PWR＝-17.5dB；AVG_UL_bps＝61.9kbps

小区吞吐量及带宽：带宽＝64000

2)AUE使用后：

UE发射功率及上传速率：AVG_UE_TX_PWR＝-15dB；AVG_ULbps＝94.1kbps

小区吞吐量及带宽：带宽＝96000

从测试结果来看，64k―96kAUE升速后uETXPOWER测量值变化较明显。96k的UETXPOWER比64k大2.5dB左右。上传平均速率由61.9kbps提升到94.1kbps，提升约52％。

(3)室内覆盖，空载。单主测用户，静止，48k&32k速率

由于该项测试为需要空载进行，故需要将小区CELLBAR暂时在测试期间禁止其他用户接入，白天测试DCCC关闭对PS接通率影响太大，设置现网中各级别USERULMBR＝D32，故没有关闭DCCC功能。(实际测试证明，即便设置USERULMBR＝D32上行，也可以由32kAUE升速为48k。

在将TYPRABDLAA和CELLDLAA中的参数设置好以后进行32k-48k功能验证，并进行前后对比。(目前C01SPC410版本32k只能升速到48k)

1)AUE使用前：

UE发射功率及上传速率：AVG_UE_TX_PWR＝-11.83dB；AVG_UL_bps＝31.1kbps

小区吞吐量及带宽：带宽＝32000

2)AUE使用后：

UE发射功率及上传速率：AVG_UE_TX_PWR＝-11.75dB；AVG_UL_bps＝39.3kbps

小区吞吐量及带宽：带宽＝40000

从测试结果来看，32k―48KAUE升速后UETXPOWER测量值变化并不明显，48k的UETXPOWER比32k；k.0.1dB左右，UETXPOWER在48k时的波动32k时更为明显，且最大值为-10dB也强于32k时的最大值。上传平均速率由31.1kbps提升到39.3kbps，提升约26.4％。

3.5室内覆盖，空载业务功能测试结论

经过对室分空载场景单用户数据业务的测试，对比分析32k&48k、64k&96k、128k&192k不同速率情况下的测试数据，得到以下结论：

(1)AUE速率与正常速率相比，用户上行吞吐量有较明显的提升，基本能够稳定在分配的上行带宽附近。

(2)AUE速率与正常速率相比，UE上行发射功率只有大概1dB-5dB的增强，对网络性能影响不大。

(3)AUE速率和正常速率，BLER都较小，在目标值以内，对信道质量影响不大。

在室分场景下，用户一般会在室内强场范围内进行数据业务，空载环境下一般可以稳定维持在AUE速率，用户吞吐量有较明显的提升。

4、结束语

本文只是对室内分布环境空载状况下的数据进行了测试和分析，后期还将继续对宏站环境、加载等情况下的系统性能以及终端的支持情况等进行测试分析和研究，以逐步完善对AUE技术系统性能提升的研究。