CPC技術對HSPA網絡影響分析

張香云　賀琳　李軼群

摘要：隨著支持CPC技術終端的滲透率越來越高，為了評估HSPA網絡開啟CPC技術所帶來的影響，對基于現網開啟CPC技術進行數據統計分析和性能評估，在介紹CPC技術基本原理的基礎上，重點闡述該技術對網絡KPI指標產生的影響，為CPC技術實際部署提供參考。

關鍵詞：CPC HSPA KPI

1 引言

隨著信息社會的蓬勃發展，智能手機在人們日常生活中得到普及，智能手機迅速發展使得用戶需求不斷發生變化，從傳統的短信業務轉向娛樂、社交等業務發展，其中微信、微博等小數據包業務受到了人們的極大青睞，小數據包業務具有高突發、偶然周期傳輸的特點。在HSPA系統中，小數據包將會使得信令信道一直處于發送狀態，而業務信道時而處于空閑狀態，這樣將會造成系統資源的浪費，增強系統干擾，同時終端的功耗也會增加。因此運營商需要考慮在現有網絡中引入新技術以適應小數據包業務的特點。

CPC（Continuous Packet Connectivity，連續性分組連接）技術是在3GPP R7中提出的，主要功能是可提高同時在線用戶的數量，減少上行用戶的干擾，從而提升系統的容量，降低終端電池功耗，延長電池壽命。

在網絡部署初期，CPC技術受到終端滲透率的影響而并未實際部署到網絡中。但隨著智能終端的發展，越來越多的終端進行了功能增強，低端終端和高端終端普遍支持了CPC技術，現網CPC終端滲透率已經高達57%，未來支持CPC技術的終端數量還將會持續增長。另外，CPC技術需要的輔助功能為部分專用物理信道（F-DPCH）或增強的部分專用物理信道（E-FDPCH），現網支持E-FDPCH的終端滲透率為65%。從設備成熟度的角度來看，主流廠家都已支持CPC技術，設備通過軟件升級即可，這表明設備方面對CPC技術的支持也已經成熟。

不論從小數據包應用的角度還是從終端和設備的角度看，CPC技術已逐漸成熟，運營商需要考慮在現網中是否引入CPC技術。本文就現網中開啟和關閉CPC技術前后KPI的變化來評估CPC性能增益，為運營商是否開啟CPC技術提供參考依據。

2 技術原理

CPC技術為終端創造了一種永遠在線的功能，一方面可以通過減少上行干擾增加系統容量；另外，讓終端盡量處于CELL_DCH狀態，可減少終端在CELL_FACH狀態和CELL_DCH狀態之間頻繁轉換，從而降低轉換帶來的時延，增加終端電池壽命。CPC主要包括以下幾種技術：UL DTX（Uplink Discontinuous Transmission，上行不連續發射）、DL DRX（Down-link Discontinuous Reception，下行不連續接收）、HS-SCCH-less操作功能等。

2.1 上行DTX

當用戶處于不活動狀態時，上行DPCCH也會持續傳輸反饋信息，這些反饋信息消耗了終端和網絡的資源，額外增加了系統的上行干擾，在數據業務較多時，這種方式會對系統容量產生影響。上行DTX技術就是在上行沒有E-DCH傳輸或HS-DPCCH傳輸時，關閉上行DPCCH的連續發射，而采用周期性地發送DPCCH以維持基本的同步和功率控制，采用DTX可以減少UE上行帶來的底噪抬升，提升系統容量。

為了適應小數據包發送數據周期的不同，引入兩種不同的UE DTX周期，即UE DTX周期1和UE DTX周期2，周期2是周期1的整數倍。當E-DCH的非激活狀態超時時，終端先進入UE DTX周期1來維持一個相對頻繁的DPCCH發射，若在一定時間內E-DCH仍未激活，則終端切換到UE DTX周期2，進入頻率更低的DPCCH發射周期，這樣可進一步降低DPCCH帶來的上行干擾。

DTX能夠單獨使用或與CPC的其他技術一起使用。

2.2 下行DRX

由于終端一直需要監聽HS-SCCH信道，終端接收機則一直處于工作狀態，導致功耗增加。DRX就是為了解決上述的功耗問題而被引入，DRX是指通過不同的周期來監聽HS-SCCH信道，下行DRX需要與上行DTX結合使用，下行UE DRX周期是UE DTX周期1的整數倍。

2.3 HS-SCCH-less

在小數據包頻繁傳輸的過程中，HS-SCCH所占的資源開銷不容忽視，因此引入了HS-SCCH-less，主要目的是在發送HS-DSCH時，并不發送HS-SCCH信道；在這種情況下，終端需要對HS-DSCH的數據進行盲監測來接收。HS-SCCH less能夠單獨使用或與CPC的其他技術一起使用。

3 性能分析

為了對CPC技術進行一個較全面的評估，CPC技術開啟區域選擇終端支持E-FDPCH、CPC技術滲透率較高的城區，該區域共包括10個站點，分別對E-FDPCH功能、上行DTX、下行DRX的關閉和開啟進行現網一周的KPI分析。

3.1 開啟E-FDPCH性能影響

將E-FDPCH功能分別關閉和開啟進行一周KPI指標統計，KPI指標包括分組域掉話率、碼資源、RRC電路域RAB，分組域RAB、電路域掉話率等。打開E-FDPCH功能后，從KPI指標統計分析來看，分組域掉話次數上升了42.6%，這是由于RB重配和物理信道重配超時增多而導致。開啟E-FDPCH功能分組域掉話次數示意圖如圖1所示。

碼字是HSPA的重要資源，打開E-FDPCH功能后，當SF=256時，碼節點平均占用個數下降17%，SF=256時碼節點占用個數介于[1， 8]的次數上升45%，增加明顯，其他區間則都有不同程度的下降。開啟E-FDPCH功能碼節點占用個數示意圖如圖2所示：

其他KPI指標，如RRC電路域RAB、分組域RAB、電路域掉話率指標無明顯變化。

3.2 開啟DTX性能影響

繼續開啟E-FDPCH功能，同時將DTX功能分別關閉和開啟進行一周KPI指標統計，KPI指標包括小區RTWP、上行底噪、上行吞吐量、分組域掉話次數、RRC電路域RAB、分組域RAB等，開啟DTX功能后，DTX用戶比率為46%左右，具體統計結果如表1所示，關閉和開啟DTX分組上行流量示意圖如圖3所示：

從現網統計結果可以看出，開啟DTX時，在減少干擾方面，小區RTWP和底噪略有下降，分別下降0.28%和0.21%；另外在提升上行容量方面，如圖3所示，分組上行流量增加16.5%。

開啟DTX也會有一些負面影響，如圖4所示，在E-FDPCH功能導致的分組域掉話次數的基礎上，開啟DTX后分組域掉話次數進一步上升21.7%，物理信道重配超時進一步增多。

其他KPI指標，如RRC電路域RAB、分組域RAB、電路域掉話率指標無明顯變化。

3.3 開啟DRX性能影響

依然開啟E-FDPCH、DTX功能，將DRX功能分別關閉和開啟進行一周KPI指標統計，KPI統計包括HSUPA小區吞吐量、HSDPA小區吞吐量、HSDPA單用戶吞吐量、HSUPA單用戶吞吐量、RRC電路域RAB、分組域RAB、電路域掉話率，DRX用戶比率為45%左右。

由于終端側節省功耗的效果從網絡側無法統計，僅從網絡側KPI指標來看，開啟DRX后對KPI指標產生的主要影響是HSDPA單用戶吞吐率從11.5 Mbps下降到了8.2 Mbps，下降幅度為30%，這是由于CPC用戶需要等待特定的時機才能被調度，數據若未能及時傳輸則進行緩存，會導致CPC業務的時延比普通業務長，在單位時間內吞吐量降低。另外，每個TTI內具有數據的用戶個數也將增加，這將被統計到作為分母的用戶數量中，導致HSDPA單用戶吞吐量降低。HSDPA小區吞吐量會有所下降，但開啟DRX對HSUPA小區吞吐量和單用戶吞吐量影響有限。開啟DRX HSDPA單用戶平均吞吐量示意圖如圖5所示。

其他KPI指標，例如RRC電路域RAB、分組域RAB、電路域掉話率指標無明顯變化。

4 結束語

本文首先對CPC技術的基本原理進行了闡述，然后重點對該技術在現網中的性能表現進行分析和評估。從以上分析可以看出，開通CPC依賴的技術E-FDPCH功能帶來的好處是能夠節省碼資源，但同時會帶來分組域掉話次數的大幅度提升，嚴重影響網絡質量。然后再開啟CPC技術后，會給網絡側帶來負面影響，一是分組域掉話次數進一步上升，二是帶來HSDPA單用戶吞吐率的損失；除此之外給網絡側帶來的好處是上行干擾降低和上行流量有相應的提升。因此，在CPC技術部署時，需要考慮CPC技術對網絡側產生的負面影響，在開啟CPC技術前要解決分組域掉話的問題和單用戶吞吐量損失的問題，然后再進行CPC技術的全網部署。

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