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，TXpower=TXmax-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。

3、E-GPRS网络性能测试

由于E-GPRS采用了8PSK调制技术、新的编码方式、LA、IR重传等技术，使无线传输速率得以较大的提升，从现网实际测试结果来看，E-GPRS的传输速率比GPRS提升了3～4倍，在WAP类测试中，E-GPRS也表现出了非常明显的优势。下面将现网中对E-GPRS与GPRS的对比测试情况逐一进行分析。

测试环境：微蜂窝小区，高C/I，NOKIA设备，小区采用E-GPRS与GPRS混合配置，共有6个PDCH信道，其中1个静态信道，5个动态信道。

测试仪表：CDS4.0，OT290手机(测试GPRS，支持3个下行信道)、OT490手机(测试E-GPRS，支持4个下行信道)。

测试时间：周日下午14：00～15：00，话音信道、GPRS信道都比较空闲的时段，但是并不能保证绝对没有其他用户使用，客观地模拟用户的真实使用环境。

测试方法：共进行4项测试：PDP激活、WAP网站登陆测试、FTP下载测试、MMS测试，测试分为3种：GPRS单独测试、E-GPRS单独测试、GPRS与E-GPRS同时测试，共产生4种测试结果。E-GPRS与GPRS同时测试的测试记录标注为：multi-E-GPRS，multi-GPRS。

3.1　PDP激活对比测试

PDP激活对比测试中，在测试仪表的Layer3消息和GPRS RLC/MAC消息中，GPRS表现出一步接入信令流程，而E-GPRS则表现出两步接入信令流程。从现网测试结果来看，E-GPRS与GPRS的PDP激活时间几乎相同，E-GPRS略快，可见E-GPRS的两步接入流程对TBF建立时延几乎没有影响。GPRS与E-GPRS同时测试时，PDP激活时间都略有增大，参见表2。

表2　E-GPRS与GPRS的PDP激活对比测试结果

3.2　WAP网站登陆对比测试

WAP网站登陆测试共包含三个部分：PDP激活，WAP网关连接成功、WAP网站首页完全显示，每个部分都有各自完成的时间。从测试仪表的事件列表中可以得到以下记录。

3.2.1　E-GPRS测试中WAP网站登陆事件记录

3.2.2　GPRS测试中WAP网站登陆事件记录

从上述记录中可以看出，PDP激活过程，E-GPRS与GPRS相当，在WAP网关连接、WAP首页显示过程中，E-GPRS的时延比GPRS要小很多。本项测试E-GPRS与GPRS共进行10次对比测试，E-GPRS测试中WAP首页显示时间比GPRS快将近50%，在E-GPRS与GPRS同时测试的记录中，E-GPRS也表现出了明显的优势。从现网测试结果表明，E-GPRS技术非常适合于WAP类业务，可以极大地提高用户的使用感受，可以对营销部门推广WAP类数据业务提供有力地支撑，参考表3。

表3　E-GPRS与GPRS的WAP网站登陆对比测试结果
　

3.3　FTP下载对比测试

FTP下载过程中，充分表现出E-GPRS的优势，下载速率是GPRS的3～4倍。该测试结果受到几方面因素的影响：NOKIA设备只支持GPRS CS1、2编码方式，手机设置为3个下行信道，下载速率只能达到4kbit/s左右;而E-GPRS使用MCS-9编码方式，手机支持4个下行信道，下载速率可以达到近15kbit/s。在E-GPRS与GPRS同时测试的记录中，E-GPRS与GPRS的下载速率并没有受到很大的影响，基本保持为各自单独测试时的下载速率。该测试结果较客观地模拟了用户的实际使用环境，客观反映了用户的真实使用感受，参考表4。

表4　E-GPRS与GPRS的FTP下载对比测试结果

3.4　MMS对比测试

MMS对比测试，E-GPRS与GPRS在测试仪表均设置为自发自收，彩信大小为30KB、100KB两种。E-GPRS测试终端的上/下行时隙配置为：2/4(最大为5)，GPRS测试终端的上/下行时隙配置为：1/3。对于100KB的彩信文件，使用GPRS方式发送，已经超过设置超时时间：100s，所以对其不作比较。参考表5及图1。

图1　E-GPRS与GPRS的MMS端到端对比测试趋势图

表5　E-GPRS与GPRS的MMS端到端对比测试结果

从MMS的对比测试结果来看，E-GPRS终端发送30KB大小的彩信，比GPRS终端要快很多，从发送的速率可以大致估算出：E-GPRS的速率大约是GPRS的3倍。由于E-GPRS与GPRS都设置为自发自收测试模式，push消息较长，而且大致相同。E-GPRS与GPRS终端接收彩信的时间大约为发送时间的一半。

3.5　小结

以上测试结果表明：E-GPRS在信令接入过程中与GPRS表现相当，并没有受到两步接入流程在TBF建立时延方面的影响;在流量较小的WAP类业务中，在WAP网站登陆时延方面比GPRS表现出显著的改善;在流量较大的FTP下载类业务中，E-GPRS表现出充分的优势，其下载速率是GPRS的3～4倍。上述对比测试结果发生在完成室内覆盖的微蜂窝小区中，无线环境的C/I值较高，可以充分发挥出E-GPRS的性能。

4、E-GPRS网络优化分析

4.1　无线环境C/I对E-GPRS性能的影响

E-GPRS网络使用GSM频点，其9种编码方式对无线环境的要求各有不同，越高的MCS编码方式要求越强的C/I，同样，越低的MCS编码方式抵抗干扰的能力越强。参考图2，MCS-9编码方式达到60kbit/s的传输速率需要无线环境的C/I值为将近30dB。高C/I的无线环境在已完成室内覆盖系统的建筑物内较容易实现，这也是完成室内覆盖系统地建筑物内可以有效吸收无线数据业务量的原因之一。

图2　未使用IR重传技术在不同MCS方式下单时隙能够达到的速率和与之对应的C/I

4.2　E-GPRS网络的瓶颈问题

如何充分发挥E-GPRS的性能，使用户在使用无线数据业务时有明显改善，需要大量的工作来保障。比如前期E-GPRS网络的合理规划工作、持续优化工作、排除故障工作等等。E-GPRS网络优化工作中检查网络瓶颈的方法有以下几种：逐步检查是否存在小区GPRS信道资源拥塞、Abis链路中的EDAP池资源不足、PCU的容量配置不合理、Gb链路带宽配置不合理等问题。只要网络中存在一处瓶颈，在用户使用无线数据业务的过程中，传输速率就不能接近理论设计水平。这样，可能会造成网络资源的闲置，也会影响用户的使用感受。

5、结论

E-GPRS使用与GSM、GPRS同样的无线频谱资源，在同样的资源下，E-GPRS可以支持相当于3～4倍的GPRS传输速率，可有效缓解热点地区严重的GPRS拥塞问题。但是E-GPRS网络发挥出高性能需要良好的无线环境、充足的信道资源、以及Abis、PCU处理能力、Gb链路带宽等多方面因素的支持。本文中列出了E-GPRS与GPRS在现网的对比测试结果，对如何保证E-GPRS的高性能作出了相应的优化分析。

组织简介 | 联系我们 |   Copyright 2002 ®  UML软件工程组织 京ICP备10020922号

京公海网安备110108001071号