1.5 从“分层”的角度理解网络优化

传统的无线网络优化，一般只需要关注物理层的优化，也就是射频优化。尤其对于CS域语音业务而言，物理层的质量优化好了，一般KPI指标和用户体验不会太差。但PS业务的优化就不能继续沿用这种思路。事实上，网络优化工程师往往会发现，在很多覆盖、干扰都较理想，功控参数也并无大碍的场景中，HSDPA的下载速率未必会令人满意。这就需要引入另外一种思路，就是分层优化的概念。

为了降低网络设计的复杂性，绝大多数网络都组织成一堆相互叠加的“层”，每一层都建立在其下一层的基础之上。不同的网络，其层的数目、各层的名字、内容和功能也不尽相同。每一层的目的都是向上一层提供特定的服务，而把如何实现这些服务的细节对上一层加以屏蔽。从某种意义上讲，每一层都是一种虚拟机，它向上一层提供特定的服务。分层设计的概念实际上并不陌生，它广泛应用于计算机科学领域中，在有些地方也称之为信息隐藏、抽象数据类型、数据封装以及面向对象程序设计。其基本的思想是，一段（或块）专门的软件（或者硬件）向用户提供一种服务，但是它将内部状态和算法的细节隐藏了起来。

PS业务数据的逐层封装流程如图1.12所示。最底层的是物理层，也就是俗称的层1。事实上网络优化中的大部分工作，都是针对物理层，如覆盖和干扰问题的解决，一些常用的功率、功控参数的设置，等等。

图1.12 数据的逐层封装流程

物理层之上是数据链路层，也就是俗称的层2，包括MAC层、RLC层、BMC层、PDCP层等。物理层不可能完美无缺，因为信道质量等因素，总会有一些差错。数据链路层设计的初衷之一，就是为了尽可能纠正物理层在传输过程中的错误。其典型思路是：发送端的层2将高层传过来的数据分段，并在每个分段上加上一个编号，然后递交给物理层传送；接收端的层2会对收到的数据包编号进行比对，如果有几个包漏掉了，就会给发送端一个反馈，让对方重传丢掉的数据包……当然，真正的实现，要比这几句话复杂得多（有兴趣的读者可以参考TS 25.321及TS 25.322），还有很多细节问题需要考虑，例如，发送窗和接收窗的流控问题、定时器问题，等等。此外，对于HSDPA业务，MAC层还需要考虑快速分组调度、AMC、Iub口流量控制等问题。

对控制面而言，数据链路层之上，还有RRC层。RRC层的很多流程都会触发RRM算法，包括接纳控制、DCA、干扰抑制、测量控制、切换控制、负载控制、功率控制、分组调度与多协议状态等。RRM算法的优化能在很大程度上影响整个网络的干扰水平、资源利用效率与用户感知。

对用户面而言，分组域（PS）业务数据在数据链路层之上，还要经过TCP/IP层。无论无线网络采用哪种制式，最终都要通过TCP/IP协议来承载。TCP协议最初是针对有线传输设计的。在有线网络中，丢包一般是因为某个网络节点发生拥塞，因此TCP协议的流控机制在发生丢包时会缩小发送窗。而在无线网络中，空口的弱覆盖、突发干扰，都有可能使BLER恶化而丢包，如果MAC层、RLC层没有有效纠错（实际上链路层也不可能纠正所有的错误），TCP就会认为网络发生了拥塞，触发TCP慢启动，导致带宽振荡和吞吐量降低（如图5.14所示）。频繁的慢启动和拥塞避免会造成带宽利用率低、性能下降以及吞吐量波动，这就使无线网络中的TCP优化越来越凸显其重要性。

CS业务的典型特征是实时性要求较高。因此，CS业务的用户面数据，在层2（RLC层、MAC层）是没有重传的，为保证业务质量，只能通过空口严格的功控策略，降低空口BLER，使底层尽量少出正，也就不需要上层重传。而典型的PS业务往往对实时性要求不是很高，空口功控的要求并不是很严格（PS业务的目标BLER，一般要大于CS业务的目标BLER，就是一个很好的例证），物理层的错误，可以通过上层协议（包括MAC层、RLC层、TCP层）的重传来纠正。这就意味着，对于PS域的数据业务，不能只关注物理层，更需要关注MAC层的HARQ、AMC、分组调度、流控，以及RLC层的ARQ、TCP层的慢启动和拥塞避免……总体目标是在传统射频优化的基础上，实现MAC层、RLC层、TCP层等上层协议之间的最佳匹配。

后续章节也将从分层的角度来描述。