半速率技术指导书.doc

半速率技术半速率技术 指导书指导书 目 录 1 介绍介绍 4 2 半速率的特点半速率的特点 4 3 半速率的必备条件半速率的必备条件 5 3 1MSC 和 TCSM 必备条件 5 3 2BSC 的必备条件 5 4 HR BSS 参数推荐值参数推荐值 5 4 1BSC 参数 5 4 1 1FR TCH 资源的下限 HRL 5 4 1 2FR TCH 资源的上限 HRU 5 4 1 3HR TCH 告警门限 ALHRT 5 4 1 4TCH 小区间切换后的速率 HRI 5 4 2BTS 参数 5 4 2 1新建原因指示 NECI 5 4 2 2FR TCH 资源的下限 FRL 6 4 2 3FR TCH 资源的上限 FRU 6 4 2 4TCH 小区内切换后的速率 TRIH 7 4 3TRX 参数 7 4 3 1半速率支持 HRS 7 4 3 2RTSL 类型0 7 CH0 CH7 7 5 HR 的应用解决方案的应用解决方案 7 5 1特殊情况 7 5 2拥塞小区 7 6 容量计算容量计算 7 6 1特殊情况 7 6 1 1话务量问题 7 6 2拥塞小区 8 6 2 1提供的话务量计算 8 6 3需要考虑的问题 8 7 BSC 执行半速率时的注意事项执行半速率时的注意事项 8 7 1如何使用半速率 8 7 2如何设置 LAPD信令为 32K 9 7 3关于 BTS OMUSIG 信令时隙的搬移 9 7 4BSC 修改参数的相关命令 9 7 5BSC 执行半速率时的流程图 10 8 HR 解决方案须考虑的问题解决方案须考虑的问题 11 8 1容量需求 11 8 2话音质量 11 8 3BSC 容量 11 8 4LAPD 信令链路 11 8 5A 接口电路的负荷 12 8 6SDCCH 的计算 12 8 7第二代移动手机 13 8 8GPRS 13 8 9记录和跟踪 13 9 HR 的参数优化的参数优化 13 10 KPI 控制控制 13 11 总结总结 14 1 介绍 本技术指导书基于 Nokia 网络系统 半速率是一种基于 BSS 系统软件的特殊功能 它可以在无需增加任何 TRX 的情况下将实际话务信 道数增加一倍 这种容量解决方案可以随着网络的负荷来加以分配 半速率或是全速率 主要的优 势是在于无需做网络调整和频率重新规划的前提下而实现 2 半速率的特点 半速率采用全新的编码方式和信令协议 这些全部是以 ETSI GSM 第二代标准 GSM900 GSM1800 以及 ANSI 的 GSM1900 标准 GSM 的三种编码方式 全速率 13 0kbps 增强的全速率 12 2kbps 和半速率 6 5kbps GSM 的半速率编码方式是基于 VSELP 矢量叠加的线性预期算法 VSELP 算法是一种 分析 综合 的编码技术 这就意味着通过此时的话音波形和此前的进行对比计算从而得出编码方案 而解码器则是多媒体数字信号编解码器的一部分而已 Figure 1 Block diagram of the GSM Half Rate speech codec 这种编码算法的改进使得可以将比特率从 13kbps 降至 6 5kbps 这样 无线频谱就可以得到更加 充分的利用 那么 相对全速率的情况下就可将话务信道的数量增加一倍 显然 两个手机用户在 同一物理信道上进行通话 理论上就使得相对于全速率而言的容量增加了一倍 在 MSC 未确定使用何种信道类形时 HR or FR BSC 的信道速率是硬性分配的 MSC 通过 A 接 口的电路分配也必须要让 BSC 能够适应所分配的信道类型 而 A 接口的电路结构也就决定了 BSC 能够选择的信道速率 对于半速率而言 A 接口的电路结构需要能够支持不同的编码方式 HR FR or DR A 接口的电路结构均要支持此种信道模型以及语音编码算法 这样 当 MSC 所分配的信 道类型与 BSC 所支持的不同时 BSC 可以要求 MSC 将其电路改为适当的结构 FR DR EFR 两个因素决定了 BSC 分配 TCH 信道速率的方式 小区话务量和在切换过程中目标小区的信道资源 诺基亚的 BSS 系统允许设定启动 HR 的门限值 即动态的分配 HR 见下图 of free FR TCH in cell Upper Limit Lower Limit Time Allocate FR TCHs Allocate HR TCHs Allocate FR TCH 20 40 Figure 2 Nokia BSS Half Rate triggering concept 图 2 说明了 HR 的触发机制 图中定义了 FR 话务信道的上下门限的百分比 当空闲的 FR 信道低 于下限时 HR 将被触发 而当空闲的 FR 信道数超过了上限时 FR 才会被应用 3 半速率的必备条件 3 1MSC 和 TCSM 必备条件 MSC 的软件版本需高于 M7 需要在 TCSM2 上预装支持 HR 编码转换的功能 同时电路结构也需 支持此功能并且在 MSC 和 TCSM 中将它们激活 另外 所有的 PCM 链路必须支持 EFR DR 功能 3 2BSC 的必备条件 BSC 的软件版本要高于 S6 BSC 中必须已安装了 HR FEATURE IN BSC 且已激活 比特交换 单元 GSWB 亦然 BSC 参数需要重新调整同时将 HR 的功能打开 这将在后面进行讨论 4 HR BSS 参数推荐值 当启用 HR 后 以下的参数要进行调整 4 1BSC 参数 4 1 1FR TCH 资源的下限 HRL 此参数是 BSC 级参数 它通过小区的话务信道上的负荷来分配和控制 TCH 信道速率 可以定义 FR 资源的下限 即当空闲的 FR 信道数低于此门限时启用 HR 取值范围 0 100 默认值 100 推荐值 20 4 1 2FR TCH 资源的上限 HRU 此参数是 BSC 级参数 它通过小区的话务信道上的负荷来分配和控制 TCH 信道速率 可以定义 FR 资源的上限 即当空闲的 FR 信道数高于此门限时启用 FR 取值范围 0 100 默认值 100 推荐值 40 4 1 3HR TCH 告警门限 ALHRT 此参数设定可用的 HR 话务信道的门限 此参数用于无线网络恢复 取值范围 0 100 默认值 30 推荐值 30 4 1 4TCH 小区间切换后的速率 HRI 此参数定义了在进行切换后手机信道类型 取值范围 1 5 默认值 1 推荐值 5 切换前后时用同样的信道类型 4 2BTS 参数 4 2 1新建原因指示 NECI NECI Y or N 默认值 N 推荐值 Y 此参数定义了 BTS 是否支持半速率 Y 代表第二代手机所包含更多的确切信息 同时 TCH 的 信道类型需申请 这主要用于起呼和 FACCH 信道上的寻呼 MEANING OF ESTABLISHMENT CAUSE Other procedures SDCCH Answer to paging SDCCH Emergency call SDCCH Call re establishment SDCCH Originating call SDCCH Answer to paging Dual rate MS and TCH F is requested TCH F or SDCCH Answer to paging Dual rate MS and TCH H 000 xxxxx 100 xxxxx 101xxxxx 110 xxxxx 111xxxxx 0010 xxxx 011xxxx MESSAGE 8 1 or TCH F is requested TCH H TCH F or SDCCH Table 1 Call establishment cause allowed when NECI N MEANING OF ESTABLISHMENT CAUSE 0000 xxxx Location updating SDCCH needed 0001xxxx 100 xxxxx Answer to paging SDCCH or TCH F 101xxxxx Emergency call SDCCH or TCH F 110 xxxxx Call re establishment SDCCH or TCH F 111xxxxx Originating call SDCCH or TCH F 0010 xxxx 0011xxxx 0100 xxxx 0101xxxx 011010 xx MESSAGE 8 1 Other procedures which can be completed with an SDCCH Answer to paging Dual rate MS and TCH F is requested TCH F or SDCCH Answer to paging Dual rate MS and TCH H or TCH F is requested TCH H TCH F or SDCCH Originating speech call from dual rate MS when TCH H is sufficient TCH H TCH F or SDCCH Originating data call from dual rate MS when TCH H is sufficient TCH H TCH F or SDCCH Call re establishment TCH H was in use and the network sets NECI bit to 1 TCH H TCH F or SDCCH Table 2 Call establishment cause allowed when NECI Y 4 2 2FR TCH 资源的下限 FRL 此参数是 BTS 级参数 它通过小区的话务信道上的负荷来分配和控制 TCH 信道速率 可以定义 FR 资源的下限 即当空闲的 FR 信道数低于此门限时启用 HR 取值范围 0 100 默认值 100 推荐值 20 4 2 3FR TCH 资源的上限 FRU 此参数是 BTS 级参数 它通过小区的话务信道上的负荷来分配和控制 TCH 信道速率 可以定义 FR 资源的上限 即当空闲的 FR 信道数高于此门限时启用 FR 取值范围 0 100 默认值 100 推荐值 40 4 2 4TCH 小区内切换后的速率 TRIH 此参数定义了在进行切换后手机信道类型及编解码方式 取值范围 0 4 默认值 0 推荐值 0 此参数的设置要同于 HRI 4 3TRX 参数 4 3 1半速率支持 HRS HRS Y or N 定义了 TRX 是否支持 HR 默认值 Y 4 3 2RTSL 类型 0 7 CH0 CH7 此参数定义了逻辑信道的组合方式应与物理信道相匹配 范围 TCHF TCHH TCHD ERACH NOTUSED SDCCH MBCCH MBCCHC MBCCB SDCCB MPBCCH 默认值 TCHF 推荐值 TCHD 需规划 一个 HR TCH 信道可以承载两个 HR 通话 一个 DR TCH 信道可以承载两个 HR 通话或是一个 FR 通话 一个 FR TCH 信道只能承载一个 FR 通话 5 HR 的应用解决方案 HR 提供了一种快速提高网络容量的解决方案 下面举例说明 5 1特殊情况 HR 在话务量激增时是一种非常有效的方法 当大量的用户在特定的区域中进行通话时 就使得在 短时间的话务量激增 例如在五一 十一期间 中秋节 圣诞节 春节等节日期间 定期或不定期 的大型活动 演唱会 比赛场地 展览会或是高校的招聘会等人群聚集场所 5 2拥塞小区 HR 可以暂时解决高拥塞小区的话务问题 以便等到扩容 HR 也可用于那些不便进行扩容的小区 如室内覆盖和微蜂窝 6 容量计算 6 1特殊情况 此处指出了在特定情况下的临时解决方案 6 1 1话务量问题 此问题分两步解决 1 计算和预测 2 特定小区的话务量分析 容量的计算要基于预期平均每天有多少用户 其中一些因素应加以考虑 区域中的手机用户数 移动用户的百分比 忙时每用户话务量 通常情况下为 25mE subs 以上这些假设值要通过市场部的得到相应的资料 举例 2004 年郑州的人口数为 697 万 截止到 2004 年 12 月中国移动的数量为 204 万 基于 VLR 的用 户数统计 因此可以假设郑州 29 2 用户使用的是中国移动的网络 计算如下 话务量 预期的用户数 x 手机用户的百分比 x 移动用户的市场份额 x 每用户的话务量 下一步是进行公式的检查 然而 必须要注意的是要考虑到用户数的增长 应用 ErlangB 表进行 TCH 信道数的计算 实际中 临时的 TRX 扩容 移动应急通信车和 HR 应配合起来使用 HR 可用在移动应急通信车和 现网中的小区 以上方法的综合使用可以达到更为理想的效果 6 2拥塞小区 6 2 1提供的话务量计算 HR 可以快速的提高拥塞小区的容量 在此之前 必须进行话务量的计算 首先要检查忙时话务量 和 TCH 拥塞率 可以用下面的公式计算 可提供的话务量 承载话务量 1 TCH 拥塞率 通过 可提供的话务量 和 ErlangB 2 的拥塞率 表可得出所需的话务信道数 例如 小区 1012 有 6TRXs 即 40TCH 信道 忙时可承载 38Erlang 的话务量 忙时 30 的 TCH 拥塞率 则可提供的话务量为 38 1 0 3 54Erlang 通过 ErlangB 表 在 2 的拥塞率的条 件下 所需的 TCH 信道数为 65 个 因此 将 4 个 TRX 设为 HR 即可提供 68 个 TCH 信道 12 TCHF 56 TCHH 假设 每个 TRX 中在 HR 条件下共有 7 RTSL 可用 每个 TRX 中 1 SDCCH 6 3需要考虑的问题 硬件方面 临时的 TRX 和移动应急通信车可以放在较为重要的地方 软件方面 可以通过 HR 来 提高容量 然而 重要的是要注意第 5 部分提到的问题 特别是 BSC BCSU 的容量和 A 接口的利 用率 BSC BCSU 的容量不仅要支持物理硬件 TRX 也要支持 HR 打开后的虚拟 TRX 数量 详见 第八章 7 BSC 执行半速率时的注意事项 7 1如何使用半速率 根据网络需要 判断基站是否需要使用半速率 网络优化工程师根据网络指标 给出基站半数率信道的配置 使用范围及使用时间 配置 BSC 中与半速率相关的参数 更改 LAPD 信令从 16K 至 32K 需要 BTS 工程师与 BSC 工程师相互配合完成 在 BSC 中 修改目的基站参数及数据 使该基站使用半速率 网络优化工程师监察该基站状况及网络指标 7 2如何设置 Lapd 信令为 32K 需要 BTS 工程师与 BSC 工程师共同配合完成 BSC 侧将 BTS 锁定 命令 ZEFS BSC 侧 1 LOG 并记录 BTS 的相关信息 2 锁定 BTS 及 TRX 状态至 BL US 命令 ZEQS ZERS 3 删除相应需修改的 TRX 命令 ZERD 4 更改 TRX 对应的 LAPD 信令状态至 AD 命令 ZDTC 5 删除 TRX 所对应的 LAPD 信令 命令 ZDSD 6 重建 LAPD 信令 速率设为 32K 命令 ZDSE 注意分担 BCSU 的负荷 7 更改 LAPD 信令状态至 WO 命令 ZDTC 8 重建 TRX 命令 ZERC 9 更改对应 LAPD 状态至 WO 命令 ZDTC 10 锁定 BTS 及 TRX 状态至 WO 命令 ZEQS ZERS BTS 侧 1 将 PC 联入基站 2 查看并记录基站的信息及配置 3 更改 LAPD 信令速率至 32K 4 保存更改设置 5 通知 BSC 工程师修改已完成 BSC 确认两侧修改完成后 重启基站 命令 ZEFS 两侧查看基站状态及告警 7 3关于 BTS OMUSIG 信令时隙的搬移 标准做法 将 OMUSIG 信令移至 Abis 的 25 0 时隙 问题 如果基站是 13TRX 怎么办 如果时隙不够 可增加一条传输 实施步骤 1 建立一条临时 OMUSIG 2 将需更改基站的控制信令转移到临时控制信令 3 更改原信令状态并删除 4 转移控制信令至临时 OMUSIG 命令 ZEFM 5 建立新的控制信令 并更改状态至 WO 6 转移控制信令至新的控制信令 命令 ZEFM 7 激活基站 观察状态 8 删除临时控制信令 7 4BSC 修改参数的相关命令 设置 BSC 级半速率相关参数 ZEEO 命令查看 ZEEM 命令修改参数 HRL HRU HRI ZEEQ 命令修改参数 ALHRT 开启 BTS 半速率信道 如果基站处于跳频状态 先锁定 BTS 命令 ZEQS 锁定需使用半速率的 TRX 命令 ZERS 修改 TRX 需要修改的 RTSL 参数 CH0 CH7 为 TCHD 命令 ZERM 修改 BTS 级半速率相关参数 以 ZEQO 查看参数 以 ZEQM 命令修改参数 FRL FRU TRIH NECI TRX 相关参数 以 ZERO 命令查看参数 以 ZERM 命令修改参数 HRS 再 ZERC 命令中也可以直接加入修改该参数 7 5BSC 执行半速率时的流程图 8 HR 解决方案须考虑的问题 应用 HR 后 一些问题应加以考虑 8 1容量需求 HR 所需的信道数可以通过 ErlangB 表和话务量计算公式得出结论 如需较大的容量 可以将 HR 参数进行适当的调整 如提高 FRL 和 FRU 8 2话音质量 在上下行质量较差的小区不建议使用 HR 因为 HR 会在一定程度上使得话音质量有所下降 然而 在频率规划较好和 C I 较好的情况下 话音质量下降的不会很明显 任何网络中 BSC 的话务量控制都是十分重要的 诺基亚的 BSC2i 和 BSC3i 的容量如下 假定 BSC 在同一区域内 8 3BSC 容量 BSC2iBSC3i BCSU 86 Max number of TRX per BCSU 64110 Max number of channels per BCSU 512880 FR TRX per TRX 512660 Traffic capacity 3040 Erl3920 Erl Busy hour call attempts BHCA 91000 117000 Max subscribers assume 25mErl per subs 120000157000 Table 3 BSC nominal capacity 必须要注意检查当前 BCSU BSC 的容量以防 TRX 数超出了 BCSU 所允许的范围 ZEEI BSCU 可以用来检查 BSC 和 BCSU 的容量 如果 BCSU 有溢出的可能性时 应及时考虑将 TRX 进行割 接 2720 告警 TELEKOM LINK OVERLOAD 用来监控 LAPD 和 BCSU 的容量 同时去除可能 导致溢出的条件 8 4LAPD 信令链路 LAPD 信令链路可设定为 16 32 或 64kbps TS12345678 0 1TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 2TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 3TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 4TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 5TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 6TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 7TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 8TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 9TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 10TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 11TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 12TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 13TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 14TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 15TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 16TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 17TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 18TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 19TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 20TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 21TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 22TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 23TCH 0TCH 1TCH 2TCH 3 24TCH 4TCH 5TCH 6TCH 7 25TRX1TRX2 26TRX3TRX4 27TRX5TRX6 28TRX7TRX8 29TRX9TRX10 30TRX11TRX12 31BCFSIG Figure 3 The D channel FR time slot 25 to 30 shows the TRX signalling allocation 16kbps 16Kps 的信令链路在 HR 中是不够的 因此 我们建议将其扩到 32Kbps ZDSB 或是 ZDSB NAME xxxx BCSU 其中 xxxx D CHANNEL LINK SET NAME 用来检查 LAPD 的信令 速率结构 2720 告警 TELEKOM LINK OVERLOAD 在 LAPD 信令流量溢出是将被触发 8 5A 接口电路的负荷 话务量的增加将导致 A 接口电路的负荷 A 接口的负荷不应超过 70 例如 我们假设每个繁忙 电路可以承载 1 Erlang 的话务量 ZCEL CGR XX 其中 XX 是电路交换组数 可显示出闲忙的电 路数 8 6SDCCH 的计算 HR 会将话务信道的容量增加一倍 因此 SDCCH 的重新规划是十分必要的 应使用更多的 SDCCH 信道 No of TRXsRequired No of SDCCH 14 28 316 416 524 632 732 840 注意 如果 SD 的话务量很大或是 LU 较多时 请将 SDCCH 的信道数适当增加 Table 4 Number of TRXs vs Required number of SDCCH Channels 在特定情况下 可考虑每个 TRX 使用 1 SDCCH 8 配置方式 8 7第二代移动手机 只有第二代移动电话可支持 HR 目前市场上 90 的手机均支持 HR 功能 8 8GPRS GPRS 不能工作在 HR 的时隙 因此 在应用 HR 时也要考虑 GPRS 的问题 一般的 保留 1 2 个 GTRX Y 的 TRX 为 TCHF 这样可以确保 GPRS 功能不受影响 8 9记录和跟踪 我们建议要时时记录和跟踪那些已开通 HR 功能的小区 因此 当话务量恢复正常后 应及时将半 速率关闭 将设置更改回最初的设置 这在 BSC 容量计算和割接时是十分重要的 9 HR 的参数优化 更深层次的优化都是基于容量问题的 可以通过更改上下门限值来加以优化 HR 功能开通后 BSC