语音与数据业务信道分配的优化研究及应用

1 成果上报申请书 成果名称 语音与数据业务信道分配的优化研究及应用 成果申报单位 成果承担部门 /分公司 项目负责人姓名 成果专业 类别 * 无线网 成果研究 类别 * 其他 省内评审 结果 * 优秀 关键词索引（ 3 5 个） 扩容方案 数据业务 话音数据信道分配 应用投资 * 产品版权归属单位 对企业现有标准规范的符合度： （按填写说明 4） 网优扩容流程变更 成果简介： 简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。 随着社会 信息化 的持续推进，简单的话音通信已经无法满足用户的基本需求， 在通用分组无线业务 GPRS(GeneralPacketRadio Service）的基础上， EGPRS 网络也正在得到部署和大力发展，传统 GSM 网络逐步从单语音业务演进为提供综合业务的网络。 EGPRS网络的全面铺开为数据业务用户带来了一种全新的感受，高速，优质，不仅吸引了更多的学生群体，而且范围已经渗透到了各个领域，使数据用户的规模得到进一步的扩大 ，资费调整 等都使数据网络用户有了大幅度的上升，造成了网络流量的大幅提升，这种情况直接造成数据业务和语音业务在忙时出现争抢资源严重的现象，数据业务资源无法得到保证，导致投诉量增多，用户感知度下降。 鉴于此类情况的不断升级，从语音与数据业务两个方面进行了理论的容量分析计算，密切结合现网需求，力求研究出合理、可行的资源分配方案，并且进行了部分区域的调整试验，得到了较为理想的效果。 省内试运行效果： 以往的扩容方案只考虑到了话音业务的需求，而在网络和数据业务需求不断升级的现状下，数据业务和语音业务争抢资源的情况 越来越明显，数据业务的需求越来越大，由于数据业务在信道复用和上下行占用资源不对称的特征，我们收集现网实际的数据和指标，通过数学的方法模拟出数据流量，复用度和信道个数的对比关系，从而解决了同 2 时考虑数据和话音业务时，信道的分配数量问题。通过模拟出来的数学公式可以实现扩容方案的快速生成。通过在现网上的实际应用，取得了良好的效果。 文章主体（ 3000 字以上，可附在表格后）： 附：文章主体 语音与数据业务信道分配的优化研究及应用 绪论 随着社会 信息化 的持续推进，简单的话音通信已经无法满足用户的基本需求，各大移动通信 运营商 为适应日益增大的数据业务需求 ， 纷纷在数据 通信领域插上自己的旗帜，积极 推出基于 2 代移动通信网络的升级版本。中国移动也将继续对 GPRS 网络进行升级改造，以缩小无线通信在带宽、速率上与有线通信的差距。 GPRS 首次在 GSM 系统中引入分组交换模式，实现了无线通信和数据网络的 融合 。EGPRS 则在 GPRS 网络的基础上，通过调制方式的变革将通信带宽和速率 进行 再次提升。 移动通信技术的发展和业务的多样化，以及人们对数据业务需求的不 断增加，在通用分组无线业务 GPRS(GeneralPacketRadio Service）的基础上， EGPRS 网络也正在得到部署和大力发展，传统 GSM 网络逐步从单语音业务演进为提供综合业务的网络。 EGPRS网络的全面铺开为数据业务用户带来了一种全新的感受，高速，优质，不仅吸引了更多的学生群体，而且范围已经渗透到了各个领域，使数据用户的规模得到进一步的扩大，与此同时，为了让用户更加青睐于本网络，运营商也会在经营策略上做足功夫，资费调整就是最为常见的方式之一。 用户群体得到了大量发展之后，网络的容量问题却随着用 户的逐步增多，渐渐浮出了水面，并且愈演愈烈。以郑州网络为例 ，数据流量从 4 月 430GB 上升到 11 月平均1000GB，提升幅度达到 130，其中学校开学，资费调整等都使数据网络用户有了大幅度的上升，造成了网络流量的大幅提升，这种情况直接造成数据业务和语音业务在忙时 3 出现争抢资源严重的现象，数据业务资源无法得到保证，导致投诉量增多，用户感知度下降。 本文鉴于此类情况的不断升级，从语音与数据业务两个方面进行了理论的容量分析计算，密切结合现网需求，力求研究出合理、可行的资源分配方案，并且进行了部分区域的调整试验，得到了 较为理想的效果。 一、网络现状分析 1、郑州区域 GPRS 与 GSM 网络基本情况 郑州地区基站总数 3200 个， EGPRS 基站 2387 个，占 75%，载频数目 37649 个，开启 EGPRS 功能载频 6359 个，占 17%。下图为市区内开启 EGPRS 功能的对比图层（绿色为已开启扇区，红色为未开启扇区）。 4 从渲染图中可以看到，基本上高流量和高话务的区域都集中在各大学校园区附近 。大部分都是学 校附近的基站，数 据业务全天 24 小时流量在 2GB 左右，语音话务量最大达到 1528Erl。 华北水院 开发区大学城一带 大学路，航海路大学区域 文化路，农业路，东风路大学区域 大学路，中原路大学区域 市区 GPRS 流量图 华北水院 开发区大学城一带 大学路，航海路大学区域 文化路，农业路，东风路大学区域 大学路，中原路大学区域 市区话务量分布 图 5 2、郑州区域数据业务与 GSM 业务增涨情况 数据业务流量增涨形式 020040060080010001200140020080417 20080423 20080429 20080505 20080511 20080517 20080523 20080529 20080604 20080610 20080616 20080622 20080628 20080704 20080710 20080716 20080722 20080728 20080803 20080809 20080815 20080821 20080827 20080902 20080908 20080914 20080920 20080926 20081002 20081008 20081014 20081020 20081026 20081031 20081106 20081112 20081118 20081124 20081130GB郑州全网 G P R S / E G P R S 流量图（ 24h ）求和项 : G P R S p l d 求和项 : E G P R S p l d 求和项 : A L L p a y l o a d统计 2008 年 4 月 2008 年 11 月全网数据业务 24 小时流量，整个期间流量经过 3次大的变化，数据流量从 4 月 430GB 上升到 11 月平均 1000GB，提升幅度达到 130，其中学校开学，资费调整等都使得数据网络用户有了大幅度的上升，造成了网络流量的大幅提升。 从 7 月 8 月，学校开始放假，全网流量从 600GB 下降到 450GB； 8 月为奥运会期间，可以看到数据业务对用户了解奥运活动起到辅助作用，流量未出现下降，反而比 7 月高； 9 月开始学校开学，学生用户返校对数据业务造成极 大冲击，从 600GB上升到 800GB，网络出现严重拥塞情况； 9 月 16 日，郑州移动对 GPRS 资费进行调整，以致当月数据业务最大流量达到 870G以上； 10 月份是资费优惠情况的一个过渡月份，流量空前增涨，达到 960G 以上，到了月末流量有所下降，由此可见用户在包月的范围内使用数据业务的情况； 进入 11 月份后，数据业务已经较 8 月份增长了 85%，最大流量已经达到了罕见的1098G。 暑期放假 奥运会 学校开学 资费调整 6 3、数据业务与 GSM 增涨情况分析 8 月和 11 月的语音业务和数据业务增长图，取 8 月全网第二周和 11 月第二周数据进行统计。可以看到语音业务 增长率为 15.44%，数据业务增长率达到 85。学生的开学是语音业务和数据业务增涨的主要原因之一，其中数据业务的资费调整是增长率较高的另一个重要原因。 1 5 . 4 4 %0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%900000 950000 1000000 1050000 1100000 1150000 1200000 语音业务ERL郑州 8 月和 11 月语音增长情况8 月 11 月 语音增长率85%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0 200 400 600 800 1000 1200 数据业务GB郑州 8 月和 11 月 数据 增长情况8 月 11 月 数据增长率从郑州各个区域的语音业务增长情况来看，大学校园的增长较高，达到 99，而风景区、部分偏远郊区的话务量出现下降，其它区域的增长基本都在 10左右。从整体上来看，大学校园的话务增长对全网的话务量影响不是很大，但是大学校园个别站点会出现非常繁忙的情况，这部分站点已经达到最大配置，导致用户投诉增多，各项测试指标异常。 99%20% 19%15%12%9% 9% 9%8%6%3% 2%- 2%- 8%- 10%- 18%- 40%- 20%0%20%40%60%80%100%120%0 50000 100000 150000 200000 250000 ERL郑州各区域 8 月和 11 月语音增长情况8 月 11 月 语音增长率对于数据业务来说，增长情况主要来自大学， 可以看到大学校园区域的小区 8 月份流量为 50GB 左右，而经过资费调整以及学校开学等因素共同刺激， 11 月份的数据流量达到 270GB 左右，增长率达到 454。其它区域由于资费调整影响，增长情况也出现不 7 同程度的上涨。 454%82% 82%67%63%58%44% 43%39%33%27%21%16%2%- 19%- 27%- 100%0%100%200%300%400%500%0 50 100 150 200 250 300 GB郑州各区域 8 月和 11 月 数据 增长情况8 月 11 月 数据增长率4、 GSM 与数据争抢资源 8 从上述 2 图可以看出， 22 点语音话务量要高于 23 点，语音话务量下降的同时，硬拥塞，软拥塞情况在流量稍有增加的基础上反而有下降趋势。这些充分证明了，当语音与数据业务都处于忙时，话音与数据争抢资源的现象就凸现出来了，用户行为造成了这种资源争抢的情况将会随着各业务用户的 不断增涨，而愈演愈烈。 二、语音与数据网络承载能力分析 1、语音承载情况分析 系统最忙时话务量 话务量会随着时间而变化。即使不考虑长期发展过程中可能出现的变化，话务量还会以每天和每周为周期做短期的周期性变化。如下图： 9 95366861570200004000060000800001000001200000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23E R L A N GE R L A N G可以看出， 21 点左右为一天系统中语音的最忙时，占全天话务量的 8%。此时出现的拥塞区域会最多，各个区域基站的工作负荷也会是全天最大。 话务最忙时每用户话务量 假设全网最忙时每用户仅尝试呼叫 1 次，与最忙时试呼次数结合，则可知最忙时全网达到的用户数，再结合全网最忙时话务量，从而可得平均每用户话 务量。 公式： 平均每用户话务量 =忙时话务量 / max（忙时试呼次数 / 每用户尝试呼叫次数） * 忙时试呼次数 = tch_norm_seiz+ tch_seiz_due_sdcch_con- tch_succ_seiz_for_dir_acc 每用户尝试呼叫次数 =1（假设值，可得到 MAX） 网络理论承载用户数 根据 ERL B 表计算全网 TCH 时隙所能够提供的最大话务量、平均每用户话务量，可得出目前网络配置下所能够提供的最大用户数。 公式： 承载用户数 =理论话务量 / 平均每用户话务量 注：另外存在一种极 限情况，假设 SDCCH 信道与各链路资源满足，所有 TCH 时隙满负荷同时进行语音业务，即每用户占用 1 个 TCH 信道（半速率信道按照 2 个 TCH 信道计算）同时进行通话。 公式： 承载用户数 =所有 TCH 信道数目 网络理论承载用户数计算 所知条件： 试呼次数 话务量 全网理论话务量 全网 TCH 数目 10 1895661 87717 236102 303831 普通方式： 网络承载用户数 =236102/（ 87717/1895661） =5102424 极限方式： 网络承载用户数 =全网 TCH 数目 =303831 2、数据业务负荷 情况分析 理论 TBF 数（用户） 下图为数据业务的 TBF 图解， NOKIA 的设备中，单时隙下行最大支持 9 个 TBF，上行最大支持 7 个 TBF。由于 GPRS 中采用多时隙捆绑模式进行数据传输，因此一个CLASS 10 的用户 (4 时隙 )可以使用 4 个下行 TRX 时隙，也就是这 4 个 TRX 时隙最少可以提供 9 个 CLASS 10 的手机（ 1*9=9 个用户），然而最大可以支持 4*9=36 个单时隙手机 (CLASS 1)用户。 理论最大的用户数之计算流程 理论最大的用户数可以通过单时隙支持的最大 TBF 数量来计算：下行 9 个，上行 7 11 个。 计 算的原则是： 可用的最大数据时隙数单时隙支持的最大 TBF 数 可用的最大数据时隙数（ GTRX 数 8）信令信道的数量 理论最大的用户数之计算是依据语音业务完全不占用可用的数据时隙的理想情况下成立，而同时一个时隙却必须让下行 9 个和上行 7 个的用户共用，所以每位用户只能获得分配下行 1/9 个时隙和上行 1/7 个时隙。 网络实际能支撑的用户数之计算流程 Step1：用户忙时数据吞吐量 下图为郑州全网 24 小时数据流量分布图，从下图可以看出数据业务晚忙时是在晚上22 点左右，根据分析忙时的数据量占全天总数据量的 6.2%左 右。 0200000004000000060000000800000001000000001200000000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23PSPayload(KByte)小时24 小时数据业务流量分布图1 5 /1 2 /2 0 0 8 1 6 /1 2 /2 0 0 8 1 7 /1 2 /2 0 0 8由于 EGPRS 网络上下行是不对称的，同时目前用户的应用也以下行为主，所以导致网络的下行负荷明显高于上行。下表为网络全天的上下行数据量。 ULPayload DLPayload 全天数据量 209.61 913.98 根据目前上下行数据流量分布，计算得到上下行数据比例约为 1： 4。 为了能使用户达到最低的 QoS 要求，不会由于过度共享无线资源导致速率下降，必须有合理的网络规划，充足的网络资源，以保证终端用户的速率，这里的 QoS 假设为每 12 用户能得到的平均吞吐量是 10kbps。 Step2：计 算可用的数据时隙数 此步的思路为找出被语音业务所占用之后还剩余可用于数据业务的时隙数。首先从OMC 统计逐步找出下列几项数值，再根据以下的公式得出数据信道时隙数。 统计载波数量 NTRX 统计开启 GTRX 的载波数量 NETRX 统计语音业务所需占用的信道数，从 OMC 统计获得的语音话务量再根据 ErlangB表计算出用于语音业务的时隙数，如小区有半速率话务量，则必须按全速率的信道来统计 TrfVoice 统计信令信道的数量，这包括 BCCH 和 SDCCH 信道 NSIG 统计 free timeslot 的数量，根据 BTS 上的载频数以及 CSU 和 CSD 参数的设置，找出 CSU 和 CSD 的 free timeslot 数量并得出它们的平均值 NFREE 统计 GTRX 载波上非信令信道的数量 GTCHCH 计算公式为： Step3：计算 BTS 平均吞吐量 BTS 的平均吞吐量公式： 注： 1每时隙吞吐量为 trf_235b 和 trf_236 的 KPI 指标，从 OMC 统计上取忙时数值。 2信道利用率解释：在无线信道资源一定的情况下，多 用户过度共享无线资源会导致终端用户的速率下降，进而导致终端用户的感受恶化。为避免这种情况的发生，在规划容量时利用合理的信道利用率设置保证系统有足够的容量。这里为了能获得网络能支撑的最大用户数量，所以把该值设成 100%利用率。 Step4：计算网络能支撑的用户数量 支撑用户数量公式为 BTS 的平均吞吐量数据信道时隙数每时隙吞吐量信道利用率 EGPRS 数据信道时隙 min（ 8 NTRX NSIG NFREE TrfVoice ， GTCHCH） min（ TCH 可用信道总数 NFREE TrfVoice ， GTCHCH） 13 注：每时隙吞吐量将根据小区的干扰情况和 EDAP 容量瓶颈而变化，在无线环境良好和EDAP 以及 PCU 容量足够的情形下，每时隙吞吐量将获得最大值，而网络所能支撑的实际用户数 量将更大。反之，如无线环境恶劣或 EDAP 和 PCU 容量不足，那么网络所能支撑的实际用户数量也将相应减少。 单个基站的计算结果 下表是上面的单个基站例子的计算结果，详细的计算请参照以下 Excel附件： 计算例子.xls 同一时刻 支持的用户数量如下： BSC_ N A M E_ BT SBSC_ N A M E CEL L _ I D BT S_ I N T _ I D BT S T RX N UM GT RX N UM D e d i ca ted T SL D e f a u l t T SL 理论最大的用户数 实际支撑的用户数量Z Z BS C 59_ 1 Z Z BS C 59 1211 499976 1 10 4 5 22 196 32Z Z BS C 59_ 301 Z Z BS C 59 1211 500466 301 2 1 6 7 49 8Z Z BS C 59_ 2 Z Z BS C 59 1212 499992 2 4 3 7 14 154 12Z Z BS C 59_ 302 Z Z BS C 59 1212 500467 302 2 1 4 7 49 9Z Z BS C 59_ 3 Z Z BS C 59 1213 500006 3 2 2 3 3 91 7Z Z BS C 59_ 303 Z Z BS C 59 1213 500468 303 2 1 3 6 49 16小区信息 小区配置 用户数之计算上表中，这些小区支持的用户数目相对于学校、城中村、商业区等热点区域的用户数来说是远远不够的。 全网的计算结果 以下是全网支撑的用户数之计算结果。理论上最大的用户数按每用户 1 时隙来计算将达到约 107 万。可是由于现在的市场上的大部 分手机用户都支持 4 时隙，所以如按每用户 4 时隙来计算，理论上最大的用户数将只达到约 26 万。如按照现网情况来计算网络实际能支撑的用户数量，假设每用户都能得到的平均吞吐量是 10kbps 的前提下，那么用户数量将只达到大约 19 万左右。 全网支撑的用户数. xls 支撑用户数量 BTS 平均吞吐量 /单用户吞吐量 14 结合语音业务与数据业务的承载能力分析，现网用户数已经达到 7174883（超过理论能够承载用户数） ，数据业务用户已经增至 2466408，按同时两个业务分别平均 10%的用户在进行各自对应业务（语音用户为 470848（数据业务同时不进行语音 业务） ，数据用户为 246641），就目前网络的配置而言，都已经超过了所能够承载的用户数，使得资源争抢问题更加突出， 为了能够更好的为用户在使用中提供最好的网络服务，就要在网络承载能力得到了进一步分析之后的基础上对网络进行合理的资源分配 。 因此，语音与数据信道结合起来的规划原则，自然而然的成为了研究的重点。 语音与数据信道规划原则 无线信道的规划需要分成 4 个部分来完成，分别是信令信道，语音部分，数据部分和空闲时隙数（ Territory Margin）。也就是说把每个部分所需要的时隙数计算出来，然后再根据所有的需要 决定载频数。 信令信道规划原则 这里所说的信令信道就是 BCCH 和 SDCCH 信道。通常 SDCCH 的配置是依据每 2个载频设置 1 个 SDCCH/8 信道的原则来设置，也就是说小区载频数为 2 的话就设置 1个 SDCCH/8 信道，小区载频数为 4 的话就设置 2 个 SDCCH/8 信道。为了能更有效的把资源利用，这里建议把忙时 SDCCH 话务量根据 ErlangB 表的呼损 1%来得出所需要的信道数。使用 1%呼损的原因是为了保证用户能顺利的接入网络。 15 CS 域规划原则 CS 域的具体规划思路分为两部分，第一部分是获取现网的忙时话务量，而第二部分则是计算出由于拥塞而被推挤掉的话务量。之后可以把这两部分乘上所预测的话务量增长比例，由此得出这一个小区所应该拥有的实际话务量，以此推算出现网忙时的语音话务量所需要的时隙数。 第一部分：忙时话务量 从 OMC 统计出小区级的忙时半速率和全速率的话务量，由于之后所要推算出的信道数都是按全速率的信道来计算，所以必须把半速率话务量除于 2： 总话务量 全速率话务量 （半速率话务量 /2） 如果需要把这原则定义为扩容之后就无需把半速率打开，那么 所套用的公式就如下： 总话务量 全速率话务量半速率话务量 第二部分：由于拥塞被挤掉的话务量 具体的思路是把每个呼叫建立失败都假设成一个用户的通话，之后再乘上每个通话平均时间，就可以得出话务量。从 OMC 上能够统计出来以上的数值，呼叫建立失败的次数可以使用 blck_9c，而平均的通话时间则可以使用每时隙占用时长（ trf_172）来统计。 计算公式为： 由于拥塞被挤掉的话务量 blck_9c （ trf_172/每小时） blck_9c （ trf_172/3600） 第三部分：计算语音需要的时隙 数 把第一和第二部分的结果相加，就可以得出真正的总话务量，然后可以根据对将来业务的增长情况，把刚才的结果乘上一个增长预测的百分比。 之后根据 ErlangB 表，得出在呼损 2%之下的语音信道数。 计算公式为： 语音信道数 ErlangB 呼损 2%（全速率话务量（半速率话务量 /2）（ blck_9c （ trf_172/3600） 16 PS 域规划原则 根据郑州全网五天的忙时数据，按照不同的复用率（ TBF_38C），得出以下的平均PS 时隙数与平均 PS TRAFFIC 的关系图。这里的平均 PS 时隙数是取 ava_16a，而 PS TRAFFIC 则是取 trf_237b，在这里只是考量下行的数值。从此图可以观察到平均 PS 时隙数与 PS TRAFFIC 拥有一个非常明显的趋势线，而越往这趋势线之下，复用率就越高，这是由于同样的 PS TRAFFIC 可以让较少的时隙数来提供，但同时会造成复用率的程度被提高。 y = 5 . 9 6 6 7 x + 4 . 3 9 3 5R = 0 . 3 7 5 9y = 4 . 5 3 9 8 x + 3 . 6 2 6 3R = 0 . 7 7 3 8y = 3 . 1 1 8 4 x + 3 . 2 0 0 3R = 0 . 8 0 7 3y = 2 . 8 6 6 9 x + 2 . 7 1 9 8R = 0 . 8 6 5 9y = 2 . 4 1 7 9 x + 2 . 5 8 2 5R = 0 . 8 2 3 2y = 1 . 6 2 4 x + 1 . 7 7 8 5R = 0 . 7 5 2 80510152025303540450 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Average PSTerritoryA v e r a g e D L P S T r a f f i c (E r l a n g )S ca t t e r P l ot of A v e r a g e P S T e r r i t or y a n d P S T r a f f i c0 - 11 - 1 .52 - 2 .52 .5 - 33 - 3 .5 3 .5由于根据不同的复用率程度， PS 时隙数和 PS Traffic 之间的关系是成正比，由此可以转换得出每个复用率程度之下的平均 PS 时隙数与 PS Traffic 之间的方程式。 PS Data TSL = + * PS Traffic 和 的数值是取决于复用率，下表显示的是它们对应的关系值： Multiplexing 0-1 5.97 4.39 1-1.5 4.54 3.63 2-2.5 3.12 3.2 2.5-3 2.87 2.72 3-3.5 2.42 2.58 3.5 1.62 1.78 Multiplexing 17 而所推荐使用来规划的复用率是小于 1.5。由此可以得出在 1.5 复用率的情况下，使用以上公式来获得 PS 域的时隙数： PS Data TSL = 3.63 + 4.54 * PS Traffic 为了能更准确地计算出真正的 PS 时隙数， 以上的模型必须是在把所有小区的 CDEF都设成 1 的情况下才采集测量数据 。这是因为所采集的 PS 时隙数和现网的 CDEF 配置有直接的联系，如果 CDEF 配置设得比所需求的要大，那么所得的 PS 时隙将不会太准确。但是由于如果将现网的 CDEF 修改为 1，会对用户数据业务的使用造成很大的影响，所以在以上所提取的数据中并没对现网配置作出修改，这也使以上所得出的公式可能会有少许偏移。 但对于目前郑州无线资源非常紧张的数据网络状态，复用度大于 1.5 的平均 PS 时隙数的统计，基本不受影响。 只对复用度小于 1 的平均 PS 时隙数的统计有影响。也就是说，对于我们建议采用的复用度为 1.5 的配置原则，应该没有太大的影响。 或许以后能够选择个别能代表郑州的 BSC 进行上述的调整，然后再把模拟出来的、更准确的公式应用在全网之上。 下面二图主要是说明了为何复用率小于 1.5 被推荐使用： 18 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4M ul t i pl e xi ng全网下行 T B F_1 6 拥塞小区之百分比T B F _ 1 6 拥塞 PS 域无拥塞上图是根据不同的复用率程度，结合 TBF_16 大于 2%就考虑为数据拥塞小区之条件而得出的百分比图。从上图可以明显观察到从复用率大于 2 开始，数据拥塞小区的百分比就直线上升。 0501001502002500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10LLCthroughputM ul t i pl e xi ngL L C t h r o u g h p u t v s Mu l t i p l e xin g上图是 LLC 层吞吐量与复用率的关系 图，从上图观察所得，可以看到 LLC 层吞吐量的最峰值随着复用率的恶化而明显下跌。正因为如此，使用复用率大于 2 之条件来规划 PS 域是不被推荐的。 有一点必须注意的是，由于所取的统计数据是在晚上忙时时段，所以有可能由于网络过度拥堵而导致用户不能正常使用，而且也有可能因为拥堵导致速率下降，而使用户放弃在这一时段使用数据业务，这些都使晚忙时数据不能真正的反映出用户真正需求 19 的量，所以有可能使所计算出的 PS 域小于真正所需要的。这里也建议以后可以对不同时段的统计数据作出详细分析，如语音和数据都处于忙时的时段，或只是数据处 于忙时而语音不忙，或语音忙而数据业务不忙，以便能找出真正适合的时段来提取数据。 空闲时隙数（ Territory Margin） 在 CS 域和 PS 域之间必须要有空闲的时隙，以便能够保证在语音有需要时能够立即获得资源，而不需要等到 PS 域降级之后才得到需要的资源，如果能够确保一直有这个空置的时隙，就能降低由于 CS 域没有及时拿到资源导致的呼叫建立失败。所以，在计算了语音和数据业务所需要的时隙后，这空闲的时隙也必须考虑在内。这空闲的时隙数是取决于所配置的载频数和 CSU 与 CSD 参数的设置。 域升级 每当 PS 域需要升级 时，就必须按照所设置的 CSU 值和所对应的载频数，从下表中能得出在升级之后所必须拥有的最少空闲时隙数。 T R Xs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16T im e0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0T im e1 0 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3T im e2 1 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5T im e3 1 1 2 3 3 3 4 4 4 5 5 6 6 6 6 6T im e4 1 2 2 3 4 4 4 5 5 6 6 6 7 7 7 7T im e5 1 2 3 3 4 5 5 5 6 6 7 7 7 8 8 8T im e6 1 2 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 8 9 9T im e7 1 2 3 4 5 5 6 7 7 7 8 8 9 9 9 9T im e8 1 3 4 4 5 6 6 7 7 7 8 9 9 9 9 9T im e9 1 3 4 5 5 6 7 7 8 8 9 9 9 9 9 9T im e10 2 3 4 5 6 7 7 8 8 8 9 9 9 9 9 9域降级 每当语音太忙碌导致 PS 域进行降级时，需要按照下表中 CSD 值对应的载频数得出所对应的空闲时隙。 20 T R Xs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16T C H 0 94 84 76 69 63 58 54 50 48 45 43 41 40 38 37 35T C H 1 99 98 96 93 91 87 85 82 79 77 74 72 70 68 66 64T C H 2 100 99 99 99 98 97 96 94 93 92 90 89 87 86 84 83T C H 3 100 99 99 99 98 98 97 97 96 95 94 94 93T C H 4 100 99 99 99 99 99 98 98 98 97T C H 5 100 100 99 99 99 99T C H 6 100 100 100T C H 7 100 100T C H 8 100% 100% 100% 100%T C H 9 100 100根据以上二表找出了域升级和域降级的空闲时隙数之后，再平均起来就能获得这一部分的时隙数。 计算例子 根据以上各个步骤，对一个小区进行计算的例子如下： 小区 55361 拥有以下的配置 BS C _ N A M E C EL L _ I D BT S _ I N T _ I D BT S T R X 数 G T R X 数 T C H 信道数 T C HF 信道数 T C HD 信道数 S DC C H M BC C H 数据信道数ZZ BS C 69 55361 53789 52 4 4 29 21 8 2 1 29 从 OMC 上统计出以下的数据： 半速率话务量 3.84 全速率话务量 15.59 SDCCH 话务量 4.08 数据话务 量 2.64 Trf_172 43.9 Blck_9c 92 CSU 1 CSD 95% 第一步：信令信道 BCCH o 1 个时隙 SDCCH 21 o ErlangB(1%,4.08Erl)=10subTsl o 所以，只需要 2 个 SDCCH 就足够 信令信道总共需要的时隙数 o 1 2 3Tsl 第二步：语音信道 话务量 全速率话务量 （半速率话务量 /2） 15.59 (3.84/2) 17.51Erl 由于拥塞被挤掉的话务量 blck_9c （ trf_172/每小时） blck_9c （ trf_172/3600） 92 (43.9/3600) 1.122Erl 总话务量 17.51+1.122 18.63 语音信道需要的时隙数 o ErlangB(2%,18.63Erl)=27Tsl 第三步：数据信道 PS Data TSL 3.63 + 4.54 * PS Traffic 3.63 + 4.54 * 2.64 16 第四步：空闲时隙数（ Territory Margin） 把以上所有的时隙相加得到（ 3 27 16 46）时隙，也就是说需要 6 块载频（ 46/8=5.75） CSU 1 和 6 块载频，从 以上的表能得出域升级后需空出的时隙数是 2 个时隙 22 CSD 95%和 6 块载频，从以上的表能得出域降级后需空出的时隙数是 2 个时隙 把 CSD 和 CSU 的结果平均起来： o (2+2)/2=2 o 在 CS 域和 PS 域之间平均需要 2 个空闲时隙 第五步：所需载频数 把以上所有的步骤所得出的结果相加： o 需要信道的总数信令信道语音信道数据信道空闲时隙 3+27+16+2 48 个信道 最后换算成载频数向上取整（ 48/8） 6 o TRX=6 三、主要创新点 本次语音、数据业务信道配 置原则的提出，是以现网配置数据及网络流量情况为依据，网络承载能力做前提，围绕资源的合理分配展开讨论并得出最终方案，这种与现网结合紧密的计算方法决定了它的长效性与客观性的优势。此方案可为容量方面的优化工作增加一个新的思路，对原本没有完整扩容依据的数据业务提供了一个可行的扩容规则，并且语音业务与数据业务的相结合，平衡了两者之间的资源配置关系，把语音与数据业务资源争抢几率降至最低，尽量发挥网络的潜在优势，为用户提供最上乘的服务。 典型案例 由于现网的高投诉量都是集中在高校附近，所以分别选取了两个投诉量最高的高校周 围区域，根据以上所讨论的原则予以实际应用。所选取的地点分别是化工职业学院和交通职业学院附近区域。根据以上的计算步骤，对这两个区域附近的小区提交了扩容方 23 案，除此之外，也一并提交 GTRX 扩容方案。由于方案执行上的困难，现在只是根据现网的统计数据，对所计算出的方案进行数据分析的核对比较。等方案执行完之后，再观察效果。所以现阶段针对以上所提的方案，只对各种不同的情况作指标分析，以便能够求证以上原则的准确度。 CI： 56361（铁炉北 1） 建议扩容的配置情况： 地区 B S C CE L L _N A M E CE L L _ID 现网载频数 所需载频数 需增加的载频数 实际需增加的载频数 备注化工职业学院地区 Z Z B S C5 5 铁炉北 1 56361 4 5 1 1 现网配置不足应付需求，需要进行扩容 地区 B S C C E L L _ID BTS C E L L _N A M E G E N A E G E N A T RX 数现网的 GT RX 数现网可用的 PDCH 信道数所需的 PDC H信道数所需的 GT RX 数需增加的 GTRX 数化工职业学院地区 ZZ B S C5 5 56361 103 铁炉北 1 Y N 2 2 14 9 2 0化工职业学院地区 ZZ B S C5 5 56361 403 铁炉北 1 Y Y 2 2 14 6 1 0 现网扩容后的配置情况： B S C _N A ME C E L L _I D B T S _I N T _I D BTS T RX N UM G T RX N UM T C H C H T C H F T C H D S DC C H MB C C H MA S T E R_B C F MB C C H C G T C H C HZZ B S C 5 5 56361 213373 103 3 2 21 8 13 2 1 1 0 15ZZ B S C 5 5 56361 250182 403 2 2 14 14 0 2 0 0 0 14根据新扩容原则计算所 得，这小区的 GP 信道数在两个 BTS 上都是足够的，所以无需对这小区进行任何 GTRX 调整，而所增加的 TRX 个数为 1。 由于这小区在现阶段是把半速率打开着，而语音信道数则是根据全速率来计算，也就是说计算出来的结果将不再需要半速率就能满足所有的需求。因为数据信道原本已足够，所以所增加的载频实际上只为满足全速率语音的需求。 下图为这小区的半速率与全速率话务量，可以观察到半速率话务量的比例在扩容之后显著减少，所以在现阶段就算把半速率关闭也将不会对数据或语音业务造成影响。 24 0123456789100 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 150 8 /1 2 /2 0 0 8 1 3 /1 2 /2 0 0 8 1 8 /1 2 /2 0 0 8 2 3 /1 2 /2 0 0 8 2 8 /1 2 /2 0 0 8语音半速率与全速率话务量Su m o f H A L FR A T E Su m o f FU L L R A T E下图显示的是这小区的 master BTS 上计算所需的 GP 信道数和在忙时所统计的ava_16a 值接近。 0123456789100 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 150 8 /1 2 /2 0 0 8 1 3 /1 2 /2 0 0 8 1 8 /1 2 /2 0 0 8 2 3 /1 2 /2 0 0 8 2 8 /1 2 /2 0 0 85 6 3 6 1 _B T S : 1 0 3语音拥塞率 S u m o f T R F _ 2 3 9 S u m o f A V A _ 1 6 A以下为这小区的 slave BTS 的情况， ava_16a 值一直保持在 8 左右，大于计算所需的GP 信道数 6，那是由于 CDEF 设为 8 时隙以及语音不忙，并无占用 PS 域的缘故。而 trf_239和 ava_16a 的值就有所距离，这表示着这 BTS 上的 GP 信道并不都是一直在使用，真正忙碌的 GP 信道少于 ava_16a 值。 计算所需的 GP 信 道数为 9，和在忙时所统计的 ava_16a 值接近 半速率话务量在忙时所占的比例特别高 半速率话务量在扩容后所占的比例降低 25 0123456789100 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 15 0 9 18 3 12 21 6 150 8 /1 2 /2 0 0 8 1 3 /1 2 /2 0 0 8 1 8 /1 2 /2 0 0 8 2 3 /1 2 /2 0 0 8 2 8 /1 2 /2 0 0 85 6 3 6 1 _B T S : 4 0 3语音拥塞率 S u m o f T R F _ 2 3 9 S u m o f A V A _ 1 6 A以下所显示的是这小区的数据拥塞情况，由于预测所需的数据信道能够满足需求，所以两个 BTS 上的复用率 tbf_38c 一直保持在 1.5 以 下，扩容前和扩容后都无数据拥塞的情况出现。 下图 master BTS 上的软拥塞在扩容之前突然增加的异常情况，实际上是由于 default时隙从 4 被减少到 3 时隙的原因，这是由于其中一个 GTRX 里的信道被转换成 SDCCH，但并无对 CDEF 作出相应的修改。因为 CDEF 是一个百分比的设置，如果 CDEF 保持不变而 GTRX 里的可用信道被减少，那么 default 时隙数也将跟着被减少。现在市场上的GPRS 手机用户多是 4+1 类型的，也就是说用户能够要求 4 时隙，所以 default 时隙被设成 3 将会对软拥塞造成非常大的冲击。以下可以 观察到在 12 月 24 日对 CDEF 作出相应的调整后软拥塞指标恢复正常。 00 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 41 . 61 . 8205101520250 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 200 8 /1 2 /2 0 0 8 1 3 /1 2 /2 0 0 8 1 8 /1 2 /2 0 0 8 2 3 /1 2 /2 0 0 8 2 8 /1 2 /2 0 0 8TBF_38CBLCK_335 6 3 6 1 _B T S : 1 0 3Su m o f B L C K _ 3 3 S u m o f T B F _ 1 6 Su m o f T B F_ 3 8 Cava_16a 值保持在 8 左右，大于计算所需的 GP信道数 6 Default 时隙被减少 扩容前后都无拥塞情况出现 26 00 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91024681012141618200 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 20 6 16 2 12 22 8 18 4 14 0 10 200 8 /1 2 /2 0 0 8 1 3 /1 2 /2 0 0 8