U_UMTS网络负荷监控与扩容指导(U9.3)_R1.00.doc

UMTS 网网络络负负荷荷监监控控与与扩扩容容指指导导 V1 0 可可对对外外交交流流使使用用 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 目目录录 1概述概述 1 1 1背景 1 1 2主要内容 1 2高负荷网络监控高负荷网络监控 5 2 1WCDMA 网元划分 5 2 2网络负荷监控指标 5 2 3关键指标解释 6 3高负荷网络优化高负荷网络优化 10 3 1网络负荷优化所处阶段 10 3 2网络负荷优化流程 11 4高负荷网络扩容高负荷网络扩容 12 4 1扩容流程 12 4 2扩容标准及方法 13 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 图图目目录录 图 1 1 高负荷网络监控及优化主要内容 2 图 1 2 高负荷网络监控流程 3 图 1 3 高负荷网络优化流程 3 图 2 1 上行容量和噪声抬升关系图 8 图 3 1 网络负荷优化所处阶段示意图 10 图 3 2 高负荷网络优化流程 11 图 4 1 扩容分析流程 12 图 4 2 小区扩容判决流程 14 图 4 3 小区扩容判决公式组合图 16 图 4 4 码资源利用率和话务量关系 17 图 4 5 小区载频发射功率利用率和 TCP 受限比例的关系 18 表表目目录录 表 4 1 小区扩容门限 15 表 4 2 小区扩容实施细则 19 表 4 3 Node B 扩容门限和扩容方法 20 表 4 4 NodeB 扩容实施细则 21 表 4 5 RNC 硬件扩容监控指标 23 表 4 6 RNC 硬件扩容观察指标 24 表 4 7 RNC 硬件扩容观察指标 25 表 4 8 RNC 扩容实施细则 26 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 1概概述述 1 1背背景景 UMTS 网络高负荷性能监控和优化是网络运维阶段的重点工作之一 随着用户数和业 务应用的增多 特别是无线宽带业务的迅猛发展 网络负荷将会不断攀升 当网络负 荷达到一定程度 网络资源将会出现拥塞 网络性能会恶化 会影响最终用户的业务 体验 为了使用户感知到一个良好的高速接入体验 保持 UMTS 网络的竞争优势 应 当实时监控整个网络的负荷和性能状况 对于负荷超过门限的网元产生预警 及时采 取优化或扩容的手段 满足业务发展的需要 狭义的负荷指网络或信道承载的业务量 广义的负荷除考虑网络业务量外 还要考 虑网络中各网元软 硬件资源使用率 使用率越高负荷越重 相比于 2G 网络 UMTS 网络的容量监控和管理更加复杂 原因如下 1 UMTS 是个软容量系统 其容量不仅受到 CE Iub 配置带宽等硬性资源的限制 还受到 OVSF 码 上行干扰 下行功率等软性资源的限制 其系统容量不是一个固定 值 与网络覆盖 业务质量要求有关 2 UMTS 是个混合多业务系统 不同的业务构成和不同的业务模型下系统容量也不 尽相同 因此不能简单采用某种业务的话务量进行容量监控 3 UMTS 可能采用 R99 HSPA 的混合载波策略 R99 和 HSPA 共享系统资源 这 给 R99 和 HSPA 的容量监控带来更多的复杂性 4 UMTS 是以数据业务为主的网络 对数据网络的拥塞的判断 不能简单的沿用以 语音为主的传统网络的处理思路 即根据是否发生接纳拒绝来判断拥塞 而应结合 HSPA 用户的实时体验速率和网络资源占用状况作为网络拥塞的判断标准 本文以 RNC V309 版本的网管计数器为基准 给出 UMTS 网络负荷监控指标的定义 和监控门限建议 1 2主主要要内内容容 高负荷网络监控及优化指导书 适用于 UMTS 商用运维阶段的通信网络 如图 1 1 所示 高负荷网络监控和优化横向主要针对三层网元 即无线接入网的小区 NodeB 和 RNC 纵向包括三个阶段 即高负荷网络监控 高负荷网络优化和高负荷 网络扩容 分别对应本指导书的三大部分 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 图 1 1 高负荷网络监控及优化主要内容 第一部分对应指导书第二章节 主要说明网络负荷需要监控的指标 如图 1 2 所示 WCDMA 系统网络负荷监控主要针对三个层次网元 即无线接入网络的小区 cell Node B 和 RNC 每个网元对应不同的资源和指标 小区网元主要涉及空口资 源如码资源 功率资源等 并紧密结合用户体验速率 聚焦用户感受 Node B 网元 主要涉及传输资源和 CE 资源 RNC 级网元主要根据 RNC 配置情况 涉及 RCP 的 CPU 占用率和 RUP 的 CE 资源使用情况等指标 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 图 1 2 高负荷网络监控流程 第二部分对应指导书第三章节 主要讲述高负荷网络性能的优化 主要包括两大方面 即高负荷网络的优化流程和常用优化手段 如图 1 3 所示 高负荷网络优化流程根据 网络实际情况进行 RF 优化及无线参数优化 其中无线参数优化主要包括切换 拥塞 控制 负荷均衡 DRBC 功率控制及 HSPA 等相关参数 以降低对各种资源的消耗 图 1 3 高负荷网络优化流程 第三部分对应指导书第四章节 主要讲述高负荷网络扩容 如图 1 2 所示 WCDMA 高负荷网络分别从小区 Node B 和 RNC 三个网元层次进行针对性扩容 内容包括扩 容分析流程 扩容标准 扩容手段以及实施细则 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 阅读指导 如果您想直接了解本文所讲的高负荷网络优化措施 可以直接阅读第三章 如果您想要直接看到扩容标准和手段 可直接阅读第四章节 相关计数器或者指标疑 问可以直接参考第二章节或者通过其它途径查找了解 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 2高高负负荷荷网网络络监监控控 2 1WCDMA 网网元元划划分分 WCDMA 系统网元层次分为无线接入网络的小区 Node B RNC 以及 CN 我们主 要关注无线接入网络的小区 Node B 和 RNC 三级网元负荷的监控和评估 所有网元 都需要考虑各类场景的业务行为 找到合理的监控指标 设置监控门限 从而进行监 控 告警和负荷控制 相同的业务行为 不同网元会有不同的监控参数 针对空口 主要考察小区吞吐量 单用户吞吐率 下行功率 上行干扰 下行码资源等因素 而对于基站和 RNC 主要 考虑硬件资源的占用率情况 1 小区级 小区级网元监控参数主要针对空口 如小区吞吐量 HSDPA 用户平均吞吐率 非 HSDPA 载频发射功率平均利用率 非 HSDPA 码资源平均占用率 上行噪声抬升等 2 NodeB 级 NodeB 级网元主要监控 NodeB 硬件资源占用情况 如上 下行 NodeB CE 资源利用率 Iub 口上 下行带宽利用率 3 RNC 级 RNC 级网元主要监控硬件资源占用情况 包括 CPU 负荷 控制面 CE 资源利用 率 用户面 带宽利用率 接口板 等 同时 RNC 还会观察现网的话务运行指标 包括 Erl 流量 BHCA 和在线用户数 2 2网网络络负负荷荷监监控控 指指标标 根据 WCDMA 系统三级网元的划分 各网元又分别对应不同的网络负荷性能监控指标 及门限 请参照文档 扩容监控指标体系2 0110315 xls UMTS 网络负荷监控与扩容指导 因为小区级别的负荷监控指标最复杂 不象 NODEB 和 RNC 的硬性资源和负荷 所 以下面重点介绍小区级的负荷监控指标 2 3关关键键指指标标解解释释 2 3 1 nonHSDPA 码资源平均占用率码资源平均占用率 小区码资源平均占用率 小区所有业务占用码资源 总码资源个数 它基本表征了小区 总体码资源利用情况 小区 nonHSDPA 码资源平均占用率 nonHSDPA 业务占用的码资源个数 nonHSDPA 业务总码资源个数 它一定程度上表征了 R99 业务的码资源占用率情况 后台网管可 以直接统计小区平均码资源可用率和 HSDPA 码资源平均占用率 根据这两个指标 可得出 nonHSDPA 码资源平均占用率的统计公式 nonHSDPA 码资源平均占用率 1 小区平均码资源可用率 HSDPA 码资源平均占用 率 1 HSDPA 码资源平均占用率 因为我们的系统对于 HSDPA 的码道 可以根据 R99 的业务需求情况进行动态调整 当 R99 的业务量多时 可以动态减小 HSDPA 的码道为最小分配值 所以 nonHSDPA 码资源平均占用率也可以表示为 nonHSDPA 码资源平均占用率 1 小区平均码资源可用率 HSDPA 码资源平均占用 率 1 HSDPA 最小码道数目 对于 R99 HSPA 混合载波小区 R99 业务的最大可用码道数受到 HSDPA 码道配置 参数的影响 当 R99 业务即将占用的码道数超过 R99 业务的最大可用码道数时 R99 业务将会因为 DCH 码资源不足产生接纳拒绝 R99 业务的最大可用码资源数 256 公共信道占用码道数 HS PDSCH 最小码道数 16 HS SCCH 码道数 2 E AGCH 码道数 1 E RGCH 码道数 2 其中 公共信道占用码字数 HS PDSCH 最小码道数 HS SCCH 码道数 E AGCH 码道数和 E RGCH 码道数均来源于后台网管配置 假设 HSPA 和公共信道的码道参数配置如表 2 1 表 2 1 码道码资源分配 信道扩频码码道数 HS PDSCH16最小 8 HS SCCH1282 E AGCH2561 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 E RGCH1281 CPICH2561 PCCPCH2561 SCCPCH641 PICH2561 AICH2561 则 R99 业务的最大可用码资源数 256 8 8 16 4 1 2 113 因公共信道占用的码资源 固定 且比较小 通常在计算时 可以忽略 所以 当小区的码资源利用率很高 甚至出现码资源拥塞时 建议降低 HSDPA 的最 小码道数为 1 2 3 2 nonHSDPA 载频发射功率平均利用率载频发射功率平均利用率 小区 nonHSDPA 载频发射功率平均利用率指标可以通过网管中的统计指标进行计算 它的定义为 小区 nonHSDPA 载频发射功率平均利用率 小区 nonHSDPA 码道的总下行发射功率 小区 nonHSDPA 码道的总下行可用功率 对于 R99 HSPA 混合载波小区 在做基于下行功率的 DCH 接纳控制时 其中一个判 决条件是 的接纳门限99RdeltaPwerNOHSDSCHPo 其中 NOHSDSCHPower 是 NodeB 上报的 Transmitted carrier power of all codes not used for HS PDSCH or HS SCCH transmission 目前 R99 的接纳门限一般设置为 85 即小区最大发射功率的 85 当 RNC 做基 于下行功率的 DCH 接纳判决时 如果判决时刻有多个连接建立请求 系统会在已有 NOHSDSCHPower 功率基础上加上所有新建连接的预测功率 然后与功率接纳门限 做比较 当预测功率大于接纳门限时 拒绝所有新建连接的接纳请求 如果判决时刻 新建连接请求比较多 功率预测量 deltaP 就会很大 容易发生接纳拒绝 2 3 3 上行噪声抬升上行噪声抬升 在 WCDMA 系统中 所有用户共用相同的载波 用户之间用不同的扩频码和扰码区分 对于上行而言 由于用户扰码的非正交性 每个用户信号对于其他用户信号而言就成 为噪声 干扰 因此 每个信号都包含在由其他用户产生的宽带干扰背景中 为了 接入一个呼叫 移动台的功率必须大到足以克服带宽内其他移动台的噪声 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 上行容量和噪声抬升之间的关系如图 2 1 图 2 1 上行容量和噪声抬升关系图 由图可知 基站上行噪声抬升和上行容量 负载 呈非线性关系 当上行容量 负载 达到一定门限 噪声抬升急剧攀升 因此 UMTS 的无线网络规划是基于一定上行负 载的规划 通常上行负载设计为 50 对应 3db 的噪声抬升 当上行负载过大时 由于噪声抬升的急剧攀升 系统的上行覆盖和性能都会明显恶化 小区上行噪声抬升指标不能在网管中直接统计 它的公式定义为 小区上行噪声抬升 小区的载频接收功率平均值 系统底噪 2 3 4 HSDPA 小区平均吞吐量小区平均吞吐量 HSDPA 小区平均吞吐量主要是从小区 HSDPA 总的吞吐量角度 考量小区是否繁忙 以和 HSDPA 单用户平均吞吐率联合判决小区是否需要扩容 HSDPA 小区平均吞吐量 HSDPA 下行 MAC 证实的用户数据量 单位是 Kb 它表征 了数据传输时间内的小区 HSDPA 平均吞吐量 如果 HSDPA 小区平均吞吐量比较小 那就需要分析是否是因为覆盖不好 传输不够 还是因为小区内用户本身的业务需求量比较小 如 QQ 在线业务等 对于因为覆盖不 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 好或者传输不够 导致用户调度的数据量比较小 则需要从覆盖角度进行优化解决 以提升小区的整体吞吐量 只有当 HSDPA 小区平均吞吐量比较大时 再进一步考查 HSDPA 单用户平均吞吐率 2 3 5 HSDPA 单用户平均吞吐率单用户平均吞吐率 对于 HSDPA 数据业务来说 衡量用户体验的指标除了接通率 掉线率等传统指标以 外 用户平均下载速率是个更为重要的指标 当由于容量的原因导致 HSDPA 用户的 体验速率低于期望值时 我们就需要对网络进行优化和扩容 当 HSDPA 用户平均体验速率不能满足期望时 除了上面说到的可能原因 网络覆盖 不好或传输带宽不够外 另外的原因就是同时发起数据传输的用户数太多 对于因为 同时发起数据传输的用户数太多原因导致的 HSDPA 用户速率低 则需要进行网络优 化和扩容 HS PDSCH 为共享物理信道 HSDPA 的传输带宽为所有 HSDPA 用户共 享 如果同时发起数据传输的用户数太多 势必造成每用户的 HSDPA 实时传输速率 下降 因此 除了 HSDPA 用户实时体验速率指标外 系统还应该提供 HSDPA 实时 传输用户数指标 用于辅助判断是否是因为同时进行数据传输的 HSDPA 用户数太多 导致每用户的 HSDPA 实时传输速率太低 HSDPA 单用户平均吞吐率的定义如下 单用户平均 HSDPA 吞吐率 Kbps HSDPA 下行 MAC 证实的用户数据量 用户 HSDPA 数据传送时间 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 3高高负负荷荷网网络络优优化化 3 1网网络络负负荷荷优优化化所所处处阶阶段段 高负荷状态的网络 会产生如接入失败 切换失败 掉话 HSPA 低速率等诸多问题 严重影响用户感受 迫切需要进行优化或者扩容 图 3 1 所示为高负荷网络优化所处 的阶段 即网络负荷抬升之后 网络扩容之前 当监控到网络负荷高时 首先需要进 行优化 以降低网络负荷 如果通过网络优化之后 负荷还比较高 则需要准备扩容 图 3 1 网络负荷优化所处阶段示意图 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 3 2网网络络负负荷荷优优化化流流程程 网络负荷优化流程如图 3 2 所示 实际上高负荷网络的优化主要针对小区空口资源 针对小区负荷抬升 可以通过 RF 优化和参数优化来解决 其中 RF 优化主要是进行 覆盖 邻区 干扰在优化 以降低越区覆盖 导频污染及切换比例过高而形成的资源 过多消耗 而参数优化包括切换门限优化 接纳拥塞控制手段 拒绝和抢占 负荷 控制 DRBC 功率控制及 HSPA 相关参数 还包括系统内 系统间小区负荷均衡 而这些优化除了对小区负荷有降低之外 某些优化手段也对 NodeB 和 RNC 的负荷降 低有作用 如切换和 DRBC 降速等 而相对来说 对于 Node B 和 RNC 设备负荷抬 升 属于自身硬件资源消耗 需要说明的是 某些优化手段是专门针对某种资源或者指标而采取的方法 但可能会 对另外一种资源或者指标产生负面影响 如 通过减少 HSDPA 的码资源 可以降低 非 HSDPA 码资源的利用率和 R99 业务的拥塞 但同时会降低 HSDPA 业务的速率和 用户体验 所以在优化时 需要综合考虑各种优化手段和考查指标的均衡 如果优化之后 还有 指标受限 则需要准备或执行扩容 图 3 2 高负荷网络优化流程 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 4高高负负荷荷网网络络扩扩容容 根据固定宽带网络的发展经验 当数据业务孕育到一定阶段 会出现爆发式的增长 但是爆发拐点何时到来 和资费策略 终端发展情况 网络质量 用户行为等都有关 联 较难准确预测 所以建议将扩容指标门限设置为两个阶段 监控门限和扩容门限 给扩容留有充分空间 所谓监控门限 就是说当指标达到该门限时 需要准备相关的 扩容资源 当达到扩容门限时 则需要执行相应的扩容动作 同时建议关注资费 终端 网络质量 宣传等相关因素 当相关策略发生变化时 提 前考虑由此带来的网络提前扩容的可能 4 1扩扩容容流流程程 4 1 1 扩容分析流程扩容分析流程 网络扩容从网络负荷监控开始 分别针对各层次网元进行针对性监控 分析 预警 对达到扩容标准的网元 用合适的扩容手段进行扩容 扩容分析流程如图 4 1 所示 图 4 1 扩容分析流程 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 4 2扩扩容容标标准准及及 方方法法 对于 WCDMA 系统而言 高负荷网络的扩容要分别针对无线接入网的小区 Node B 和 RNC 三个网元 小区负荷的高低一定程度上只反映了小区本身的负荷状况 一个 Node B 可以有多个小区 小区数量不同造成 Node B 负荷的差异 如果一个 Node B 包含过多小区 那么虽然小区自身负荷不高 但是 Node B 的负荷可能已经超出限制 同理 RNC 负荷受下面所包含 Node B 以及小区的数量影响 所以三个网元的负荷都 要评估 并且要有针对性的不同的扩容标准和扩容方法 扩容标准主要包括扩容门限以及扩容评估公式 扩容方法分别对应不同网元和不同资 源受限情况 4 2 1 小区扩容小区扩容 WCDMA 系统小区是三个网元中最靠近实际用户的网元 是网络负荷评估最小的单元 小区负荷高低以及性能好坏直接影响到用户体验 所以小区级负荷的监控和评估将作 为我们日常监控和评估的重点 小区扩容也是 WCDMA 网络扩容的核心内容 4 2 1 1小区扩容判决流程小区扩容判决流程 如图 4 2 所示 小区负荷判决以用户体验为核心 结合网络资源类指标利用情况对小 区负荷做出判决 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 图 4 2 小区扩容判决流程 评估用户体验的指标主要是数据用户体验速率和小区资源拥塞程度 网络资源主要是 指空口码资源和功率资源 具体可参考 2 2 节的小区指标 4 2 1 2扩容门限及手段扩容门限及手段 网络负荷的轻重最直接有效的反映就是在用户体验上 以往对用户的体验的考察主要 通过接通率 掉话率等传统指标 对于 3G 网络来讲 数据业务用户的不断增多是必 然趋势 数据业务所占比重也将越来越大 所以数据业务的用户体验也将成为衡量 3G 网络负荷的最重要的因素 而考察数据业务用户体验的最佳指标就是数据业务下 载时的用户体验速率 依据 聚焦用户感受 的扩容原则 我们将以 HSDPA 用户平 均体验速率 吞吐率 作为小区负荷评估核心 同时结合空口资源对小区负荷做尽可 能准确的评估 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 小区负荷评估的每一个监控指标都设定了扩容指标编号 扩容指标 SPI 是逻辑指标 取值只能为 0 或者 1 当扩容指标 SPI 达到门限则为 1 否则为 0 同时也给出每一 个指标达到扩容门限时对应的扩容方法 以供参考 表 4 1 小区扩容门限 扩容指 标编号 指标名称 告警门 限 扩容门 限 扩容方法 SPI1 HSDPA 单用户平均吞吐率 1Mbps 100MB 150MB HSPA 多载波 加 站 SPI4 nonHSDPA 码资源平均占用率 60 70 多载波 加站 SPI5 nonHSDPA 载频发射功率平均利用率 60 70 扩功放 加站 SPI6 上行噪声抬升 6dB 8dB多载波 加站 SPI8 下行码资源受限接纳拒绝比例 设置为 固定值 1 2 多载波 加站 SPI9 下行功率 TCP 受限接纳拒绝比例 设置为 固定值 1 2 扩功放 加站 依据小区负荷监控指标 SPI 门限设定和小区扩容评估流程 我们可以得出小区扩容判 决公式组合图 4 3 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 图 4 3 小区扩容判决公式组合图 由上可得高负荷小区判决总公式 S cell SPI1 SPI2 SPI4 SPI8 SPI5 SPI9 SPI6 SPI4 SPI5 公式说明 公式说明 1 S cell 表示小区负荷指数 2 SPI1 SPI2 主要为了筛选以数据业务为主的高负荷小区 即不但要同时满足用户 低速 小区高吞吐量 3 SPI4 SPI8 SPI5 SPI9 SPI6 SPI4 SPI5 主要为了筛选以 nonHSDPA 业务为主 的高负荷小区 SPI 两两相与目的是进行两个计数器相互修正 两个 SPI 均达标基本 可以确定小区处于高负荷状态 SPI4 SPI8 即 NonHSDPA 码资源平均利用率较高且发生严重的接纳拒绝 如果 NonHSDPA 码资源平均利用率较高但是没有发生接纳拒绝 则说明虽负荷较高 但 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 未达到扩容标准 如果发生严重的接纳拒绝 但是 NonHSDPA 码资源平均利用率不 高 则可能是资源分配不当等原因导致的负荷虚抬升所致 SPI5 SPI9 同上 SPI6 SPI4 SPI5 即要满足至少两者达标 第一个原因是因为上行可能受干扰所致 第二个原因是自动底噪更新不实时 所以用码资源和功率资源这两个指标作以修正 以保证我们筛选出的小区确实是上行负荷较重小区 4 当 S cell 0 时 表示小区进入高负荷状态 有扩容需求 进行监控优化以及负荷 评估 5 S cell 取值越大表示小区当前负荷越重 S cell 最小为 0 最大可为 5 4 2 1 3门限设定方法及依据门限设定方法及依据 对于不同网络 扩容门限可能会不同 下面就各个指标门限设定 做以简要说明 4 2 1 3 1nonHSDPA 码资源平均占用率 如图 4 4 所示 对某地区全网 CS 话务量大于 1Erl 的小区进行 7 24 小时统计 nonHSDPA 码资源平均占用率一定程度上反映了小区 R99 业务量大小 和小区 CS 话务量是正比对应关系 所以在小区负荷评估中 在引入 nonHSDPA 码资源平均占 用率这个指标的时候 就等于间接引入了 CS 话务量这个指标 nonHSDPA 码资源平 均占用率不但反映小区 R99 码资源占用情况和接纳拒绝情况 也反映了小区 CS 话务 负荷的高低 图 4 4 码资源利用率和话务量关系 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 4 2 1 3 2nonHSDPA 载频发射功率平均利用率 在有些网络中 当 nonHSDPA 载频发射功率平均利用率大于 40 时 已经开始发生 下行功率受限导致的接纳拒绝 这和接纳拒绝测量判决周期 2ms 有关 2ms 内同时 接入业务过多 就会造成接纳拒绝 图 4 5 小区载频发射功率利用率和 TCP 受限比例的关系 4 2 1 3 3上行噪声抬升 上行噪声抬升定义为 小区上行总平均接收功率 RTWP 基站底噪 目前 ZTE 的上 行接纳控制开关关闭 但 HSUPA 的调度受参数 MaxRTWP 的控制 MaxRTWP 默认 配置是 6dB 建议上行噪声抬升的扩容门限制定为 8dB 对应 85 的上行负荷 因 为理论上来讲 6dB 表示小区有 75 的上行负荷 显然还不成为高负荷小区 而 8dB 对应 85 的上行负荷 所以我们建议将 8dB 设置为上行噪声抬升的扩容门限 同时 将 6dB 设置为告警门限 4 2 1 3 4HSDPA 用户平均吞吐率 HSDPA 小区平均吞吐量 当由于容量的原因导致 HSDPA 用户的实时体验速率低于期望值时 我们需要对网络 进行扩容 HSDPA 用户实时体验速率可以在网管后台直接提取 另外 HSDPA 用户 速率低的原因可能是覆盖不好 传输带宽不够 或网络负荷重 只有因为网络负荷重 原因导致的 HSDPA 用户速率低 才需要进行网络扩容 因此 除了监控 HSDPA 单 用户平均吞吐率外 我们还需同时监控 HSDPA 小区平均吞吐量 用这二个指标联合 判定网络是否需要扩容 当 HSDPA 单用户平均吞吐率低于 512kbps 时 需进行容量监控的下一步判决 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 HSDPA 小区平均吞吐量表征了小区数据传输的业务量大小 HSDPA 小区平均吞吐量 过低的原因可能是应用层流量不足或小区覆盖差 这种情况不应该纳入扩容的范畴 因此 ZTE 建议 HSDPA 小区平均吞吐量 150MB 时 才考虑扩容 综上所述 当 HSDPA 单用户平均吞吐率低于 512kbps 且 HSDPA 小区平均吞吐量 150MB 时 小区应该扩容 4 2 1 3 5接纳拒绝比例 当拥塞率超过 2 即认为严重影响用户体验 所以在此将此类 KPI 的告警及扩容门 限设定为 2 4 2 1 4扩容实施细则扩容实施细则 小区扩容实施细则主要以小时为粒度 监控和评估周期为一周时间 因为各个小区用 户行为不同 各小区有不同的忙时 所以我们推荐施行 7 24 小时的监控方式 实施 细则如表 4 2 所示 表 4 2 小区扩容实施细则 监控方式监控方式一监控方式二 监控对象全网小区全网小区 监控粒度小时小时 监控周期一周 7 24 小时 一周 7 每天固定 N 个忙时 忙时根据现网情况设定 告警监控 触发条件 利用告警门限 一周内 S cell 0 的小时数 N 10 则进行监控 优化和扩容评估 利用扩容门限 一周内 S cell 0 的小时数 N 10 则加入到监 控优化和扩容评估小区列表 利用告警门限 一周内 S cell 0 的小时数 N 3 则进行监控 优化和扩容评估 利用扩容门限 一周内 S cell 0 的小时数 N 3 则加入到监 控优化和扩容评估小区列表 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 扩容触发 条件 利用扩容门限 假设 Sn 为扩容指数 Sn S cell 1 S cell 2 S cell n n 7 24 小时 当 S 10 时 对小区进行扩容 实际上 公式含义就是将达标 S cell 0 的 S cell 值相加求和得 Sn 扩容指数 Sn 越大 表明小区扩容的需求越大 利用扩容门限 假设 Sn 为扩容指数 Sn S cell 1 S cell 2 S cell n n 7 24 小时 当 S 3 时 对小区进行扩容 实际上 公式含义就是将达标 S cell 0 的 S cell 值相加求和得 Sn 扩容指数 Sn 越大 表明小区扩容的需求越大 4 2 2 Node B CE 扩容扩容 Node B 网元处于三级网元的中间层次 主要为小区提供基带资源池 并承担着所辖 小区的数据传输工作 本章节主要指 NodeB 的 CE 资源进行扩容 4 2 2 1CE 扩容门限及手段扩容门限及手段 Node B 级扩容主要考察 Node B 下小区的共享资源使用情况 比如 CE 资源和传输资 源 本章节主要介绍 CE 资源 Node B CE 资源负荷评估如表所示 每一个监控指标都设定了扩容指标编号 SPI 扩容指标 SPI 是逻辑指标 取值只能为 0 或者 1 当指标达到扩容门限则为 1 否则 为 0 同时也给出每一个指标达到扩容门限时对应的扩容方法 以供参考 扩容门限 以及方法如表 4 3 所示 表 4 3 Node B CE 扩容门限和扩容方法 扩容指 标编号 指标名称 告警门 限 扩容门 限 扩容方法 SPI11 上行 NodeB CE 资源平均利用率60 70 SPI12 下行 NodeB CE 资源平均利用率60 70 扩 BPC 板 扩 BPC 板 SPI13 上行 NodeB CE 资源最大利用率80 90 扩 BPC 板 SPI14 下行 NodeB CE 资源最大利用率80 90 扩 BPC 板 SPI15 上行 CE 接纳拒绝率 设置为 固定值 1 2 扩 BPC 板 SPI16 下行 CE 接纳拒绝率 设置为 固定值 1 2 扩 BPC 板 根据表 4 3 扩容门限设定 我们用扩容判决公式来评估 Node B 负荷和扩容需求 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 S nodeb CE SPI11 SPI3 SPI15 SPI12 SPI4 SPI16 公式说明公式说明 S nodeb CE 表示 Node B CE 扩容指数 2 SPI11 SPI3 SPI15 主要为了筛选以上行 CE 的高负荷小区 表示上行的平 均或最大利用率较高 并且同时出现上行 CE 接纳拒绝 如果仅利用率高 没有出现 接纳拒绝表示未达到扩容门限 如果仅出现接纳拒绝 但是利用率高 可能是资源分 配不平衡导致 3 SPI12 SPI4 SPI16 同上 当 S nodeb CE 0 时 表示 NodeB 进入高负荷状态 进入我们监控范围 进行监控 优化和扩容评估 S nodeb CE 取值越大表示 Node B 扩容需求越大 S node CE 最小为 0 最大可 为 2 4 2 2 2扩容门限设定方法和依据扩容门限设定方法和依据 当 CE 资源平均利用率为 70 的时候 我们认为 NodeB 处于高负荷状态 需要扩容 但是如图 4 2 6 所示 由于 CE 资源上下行的独立性 高负荷情况下 有的网络的 CE 资源利用率上行要远远大于下行 甚至上行 CE 资源利用率平均大概是下行 CE 资 源利用率的 2 倍 所以我们需要将上下行 CE 资源指标联合监控 但是分开上下行扩 容 图 4 2 6 重庆沙坪坝地区同 NodeB 上下行 CE 资源平均利用率对比 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 图 4 2 7 重庆沙坪坝地区同 NodeB 上下行 CE 资源最大利用率对比 4 2 2 3扩容实施细则扩容实施细则 NodeB 扩容实施细则主要以小时为粒度 监控和评估周期为一周时间 因为各 NodeB 用户行为不同 各有不同的忙时 所以我们推荐施行 7 24 小时的监控方式 实施细则如表 4 4 所示 表 4 4 小区扩容实施细则 监控方式监控方式一监控方式二 监控对象全网小区全网小区 监控粒度小时小时 监控周期一周 7 24 小时 一周 7 每天固定 N 个忙时 忙时根据现网情况设定 告警监控 触发条件 利用告警门限 一周内 S nodeb CE 0 的小时数 N 10 则进行 监控优化和扩容评估 利用扩容门限 一周内 S nodeb CE 0 的小时数 N 10 则加入 到监控优化和扩容评估 NodeB 列表 利用告警门限 一周内 S nodeb CE 0 的小时数 N 3 则进行 监控优化和扩容评估 利用扩容门限 一周内 S nodeb CE 0 的小时数 N 3 则加入 到监控优化和扩容评估 NodeB 列表 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 扩容触发 条件 利用扩容门限 假设 Sn 为扩容指数 Sn S nodeb CE 1 S nodeb CE 2 S nodeb CE n n 7 24 小时 当 S 10 时 对小区进行扩容 实际上 公式含义就是将达标 S nodeb CE 0 的 S nodeb CE 值相加求和得 Sn 扩容指数 Sn 越大 表明小区扩容的需求越大 利用扩容门限 假设 Sn 为扩容指数 Sn S nodeb CE 1 S nodeb CE 2 S nodeb CE n n 7 24 小时 当 S 3 时 对小区进行扩容 实际上 公式含义就是将达标 S nodeb CE 0 的 S nodeb CE 值相加求和 得 Sn 扩容指数 Sn 越大 表明小区扩容的需求越大 4 2 3 IUB 传输扩容传输扩容 IUB 扩容同样属于无线网络的第二层次 负责数据的传输 其容量受限降直接影响各 项 KPI 指标 4 2 3 1IUB 口传输扩容门限及手段口传输扩容门限及手段 IUB 资源负荷评估如表所示 每一个监控指标都设定了扩容指标编号 SPI 扩容指标 SPI 是逻辑指标 取值只能为 0 或者 1 当指标达到门限则为 1 否则为 0 同时也给 出每一个指标达到扩容门限时对应的扩容方法 以供参考 扩容门限以及方法如表 4 3 所示 表 4 2 5 IUB 传输扩容门限 扩容指 标编号 指标名称 告警门 限 扩容门 限 扩容方法 SPI17 IP 承载前向接纳带宽比例最大值80 90 SPI18 IP 承载后向接纳带宽比例最大值80 90 扩传输 SPI19 IP 承载前向接纳带宽比例平均值60 70 扩传输 SPI20 IP 承载后向接纳带宽比例平均值60 70 扩传输 SPI21 ATM 承载前向接纳带宽比例最大值80 90 扩传输 SPI22 ATM 承载后向接纳带宽比例最大值80 90 扩传输 SPI23 ATM 承载前向接纳带宽比例平均值60 70 扩传输 SPI24 ATM 承载后向接纳带宽比例平均值60 70 扩传输 上面的 SPI17 24 需要先在 OMCB 上开启测量 至少需要开启 1 周 然后关闭即可 根据表 扩容门限设定 我们用扩容判决公式来评估 IUB 传输负荷和扩容需求 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 S trans SPI17 SPI18 SPI19 SPI20 SPI21 SPI22 SPI23 SPI24 公式说明 公式说明 S trans 表示 IUB 传输扩容指数 当 S trans 0 时 表示进入传输高负荷状态 进入我们监控范围 进行监控优化和扩 容评估 S nodeb 取值越大表示 IUB 传输扩容需求越大 S trans 最小为 0 最大可为 8 4 2 3 2扩容门限设定方法及依据扩容门限设定方法及依据 高负荷情况下 Iub 口上下行传输带宽利用率扩容门限应当为总传输带宽带宽的 70 4 2 3 3扩容实施细则扩容实施细则 IUB 扩容实施细则主要以小时为粒度 监控和评估周期为一周时间 因为各 NodeB 用户行为不同 各有不同的忙时 所以我们推荐施行 7 24 小时的监控方式 实施细 则如表 4 5 所示 表 4 6 小区扩容实施细则 监控方式监控方式一监控方式二 监控对象全网小区全网小区 监控粒度小时小时 监控周期一周 7 24 小时 一周 7 每天固定 N 个忙时 忙时根据现网情况设定 告警监控 触发条件 利用告警门限 一周内 S trans 0 的小时数 N 10 则进行监控 优化和扩容评估 利用扩容门限 一周内 S trans 0 的小时数 N 10 则加入到监 控优化和扩容评估 NodeB 列表 利用告警门限 一周内 S trans 0 的小时数 N 3 则进行监控 优化和扩容评估 利用扩容门限 一周内 S trans 0 的小时数 N 3 则加入到监 控优化和扩容评估 NodeB 列表 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 扩容触发 条件 利用扩容门限 假设 Sn 为扩容指数 Sn S trans 1 S trans 2 S trans n n 7 24 小 时 当 S 10 时 对小区进行扩容 实际上 公式含义就是将达标 S trans 0 的 S trans 值相加求和得 Sn 扩容指数 Sn 越大 表明小区扩容的需求越大 利用扩容门限 假设 Sn 为扩容指数 Sn S trans 1 S trans 2 S trans n n 7 24 小 时 当 S 3 时 对小区进行扩容 实际上 公式含义就是将达标 S trans 0 的 S trans 值相加求和得 Sn 扩容指数 Sn 越大 表明小区扩容的需求越大 4 2 4 RNC 扩容扩容 RNC 处于无线网络的最高层次 负责所辖 Node B 以及小区各项工作的调度和处理 从软硬件约束的角度划分 RNC 扩容可以分为 RNC 硬件扩容 和 RNC 软件扩容 RNC 硬件扩容 是指由于 RNC 硬件处理能力约束而触发的扩容 通过增加硬件单板 的手段解决 RNC 软件扩容 是指软件 license 接近或达到了承诺容量 从而触发的扩容 通过增 加软件 license 的手段解决 RNC 硬件扩容和 RNC 软件扩容 有可能同时发生 也可能各自单独发生 其关联情 况取决于项目的硬件配置方式和软件报价方式 各个项目需要针对 RNC 硬件扩容和 RNC 软件扩容的相关参数分别进行监控 从模型化配置的角度划分 RNC 扩容可以分为模型化扩容 和非模型化扩容 模型化扩容 是指 RNC 软硬件采用了模型化配置报价 扩容以模型为单位 非模型化扩容 是指 RNC 软硬件未采用模型化配置报价 扩容以单板为单位 4 2 4 1扩容门限及手段扩容门限及手段 4 2 4 1 1RNC 硬件扩容 RNC 的硬件 可以分为公共硬件 容量硬件和接口硬件 公共硬件的扩容公共硬件的扩容 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 公共硬件主要包括 机架 机框和公共单板 机架的扩容 由机框数决定 每 4 个机框 需要 1 个机架 机框 分为控制框 资源框和交换框 控制框的扩容 取决于控制面处理板 RCB 的增加量 有交换框时 主控制框可插 6 块 RCB 其余控制框可插 14 块 RCB 无交换框时 主控制框可插 2 块 RCB 其余控制框可插 14 块 RCB 资源框的扩容 取决于用户面处理板 RUB 和接口板的增加量 每个 资源框可插 15 块 RUB 和接口板 交换框 系统最多配置 1 个交换框 资源框数目大于 2 时 必须配置 交换框 当资源框数目小于等于 2 时 默认也推荐配置交换框 公共单板 分为全局处理单板 和系统交换单板 全局处理单板 包括 ROMB CLKG SBCX 数量固定配置 和容 量无关 通常没有扩容问题 如果初期未作主备 则后续根据运营 商需求扩成主备 系统交换单板 THUB GUIM UIMC PSN GLI THUB 整个 RNC 固定配置 1 对 GUIM 每个资源框配置 1 对 UIMC 为每个控 制框或交换框配置 1 对 PSN 为每个交换框配置 1 对 GLI 为每 2 个资源框配置 1 对 容量硬件的扩容 容量硬件的扩容 容量硬件 可分为控制面处理单板 RCB 和用户面处理单板 RUB 控制面硬件扩容监控指标 RCB 扩容 包括 1 RCP 的 CPU 负荷 2 基站数 3 小区数 用户面硬件扩容监控指标 RUB 扩容 包括 RUP 的 CE 资源占用率 RNC 容量硬件资源硬件扩容监控指标如表 4 7 所示 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 表 4 7 RNC 容量硬件扩容监控指标 指标编号指标名称 监控门限 扩容门限扩容方法 SPI31RUP 的 CE 资源平均占有率 60 70 扩 RUB 板 SPI32RUP 的 CE 资源最大占有率 80 90 扩 RUB 板 SPI33RCP 的 CPU 平均负荷 60 70 扩 RCB 板 SPI34RCP 的 CPU 峰值负荷 80 90 扩 RCB 板 基站数140 每对 RCB扩 RCB 板 小区数420 每对 RCB扩 RCB 板 针对基站数和小区数 不设监控计数器 在扩基站时 同时评估是否要扩 RCB 针对 RUB 的 CE 资源利用率和和 RCB 的 CPU 负荷 设置监控指标 每一个监控指标都设定了扩容指标编号 SPI31 SPI34 取值只能为 0 或者 1 当 指标达到扩容门限则为 1 否则为 0 根据表 扩容门限设定 我们可以用扩容判决公式来评估 RNC 负荷和扩容需求 S hard Ctrl SPI31 1 SPI32 S hard User SPI33 1 SPI34 公式说明 公式说明 S hard 表示 RNC 扩容指数 取值范围为 0 1 2 当 S hard 0 时 表示峰值和均值都未达标 不需要扩容 当 S hard 1 时 表示均值达标 峰值未达标 此时 RNC 进入高负荷状态 需要进 行控制面或用户面扩容 当 S hard 2 时 表示均值和峰值都达到了扩容门限 此时扩容紧迫度最高 除上述监控指标外 还可设置一些观察指标 用于观察硬件接近或达到扩容门限时 网络实际的业务开展情况 如表 4 8 所示 表 4 8 RNC 容量硬件扩容观察指标 观察指标名称相关的监控指标影响的单板 BHCASPI33 SPI34RCB 板 CS 话务量SPI31 SPI32RUB 板 PS 流量SPI31 SPI32RUB 板 在线用户数SPI31 SPI32 SPI33 SPI34RCB 板和 RUB 板 接口硬件的扩容 接口硬件的扩容 UMTS 网络负荷监控与扩容指导 导致接口硬件扩容的因素比较多 包括 1 由于容量原因导致的扩容 2 逻辑接口分离 例如 联通项目 初期很多省份 Iu Iub 共用 IP 接口单板 后要求 Iu Iub 口的接口单板分离 这样就会产生接口单板独立扩容 而容量 硬件不需要改变 这种类型的扩容 是运营商需求 不需要扩容依据 根据 分离后的各个接口流量 重新计算接口流量即可 3 接口类型发生变化 例如 原先是 ATM 的接口板 由于网络向全 IP 演进 需要增加 IP 接口板 这种类型的扩容 是运营商需求 不需要扩容依据 根据新的接口单板计算法则重新计算 4 网元数或端口数增加 很多类型的接口单板和网元数 端口数相关 例如 增加 NodeB 数 或每个 NodeB 增加 E1 数目 或增加 Iur 数目 或者增加 Iu flex 功能等 都可能会增加接口单板 此场景下 根