gsm网络无线利用率拐点及扩容门限的研究学士学位论文

GSM网络无线利用率拐点及扩容门限的研究中国移动吴俊岭杨朝晖郭永明高胜梅摘要本文以忙时无线资源和话务量的平均分布为模型，结合半速率、动态数据PDCH信道使用量、语音和数据话务量分布等对GSM网络无线利用率拐点、系统扩容门限进行了分析研究。结论为数据业务质量变差的拐点发生在单小区无线利用率超过110，为确保客户通信质量，建议全网无线利用率达70时需进行工程扩容，单小区无线利用率达100时需进行优化扩容。关键词语音业务、数据业务、接通率、掉话率、PDCH复用度、高阶编码比例随着客户数及业务量的快速增长，河北公司GSM无线网络利用率不断攀升，达到了全国的前列水平，全网利用率最高时达到了88。为更好地为客户提高优质的网络服务，适时解决网络资源问题，我们开展了无线利用率的专题研究，这项研究工作非常复杂，因为半速率、动态数据PDCH信道、语音和数据话务量分布等全是动态变化的，本文从忙时资源平均分布和话务量平均分布为模型，对无线利用率及语音、数据资源使用情况进行了分析、研究。一、河北移动各无线厂家资源、主要业务量及主要运行数据1、各无线厂家资源、主要业务量及主要运行数据河北有十一个地市，无线设备共有4家爱立信、华为、北电、中兴，连片交织覆盖全省。分厂家的业务量占比及各项指标如下厂家爱立信华为北电中兴覆盖范围涉及7地市涉及5地市涉及5地市涉及2地市无线利用率963078826950小区数量全网占比398029132110997BTS数量全网占比375332082056982配置TRX数量全网占比449627341944825话务量全网占比463525761888902数据等效话务量全网占比539824711509622半速率占比1640168510801765单载频话务量212193217224单载频数据等效话务量PDCH平均占用数278209197175单载频业务量（话音数据）490403414399业务量单载频流量（MB）302825112216995接通率9959995899459959无线掉话率006010018012语音感知指标拥塞率004004004002TBF建立成功率9946974496509692PDCH复用度2190697数据感知指标高阶编码比例6913612268225885爱立信的无线利用率较高，平均达到了96，华为、北电略低，也达到80左右。爱立信单载频承载的业务量（语音话务量、数据等效话务量、流量）也较高。各厂家的无线利用率差异较大，但由于话音优先的原则，各厂家的“语音感知指标”均较好。各厂家的“数据感知指标”较差，“TBF建立成功率”仅爱立信达到了99，其他3个厂家低于98；“PDCH复用度”爱立信全网平均2，华为全网平均05。（由于爱立信/华为PDCH复用度算法不同，此处设置门限不同）；“高阶编码比例”爱立信/北电达到了68，其他2个厂家刚达到或低于60。2、各厂家无线利用率及数据感知指标差异的简要分析爱立信设备，可以将TCH信道全部配置为动态PDCH，对数据业务有更大的承载能力。华为、中兴、北电不是全动态的配置，在实际使用时，由于PDCH的数量受到限制，相应数据业务也受到限制。各厂家对动态PDCH设置的原则不同，导致了无线利用率及数据感知指标的差异。爱立信设备的数据资源相对充裕，因此1）爱立信设备的无线利用率高于其他三个厂家，2）爱立信设备的数据感知指标优于其他3个厂家。二、河北移动全网无线利用率现状1、河北移动全网无线利用率目前河北公司20点为话音忙时、21点为数据忙时，整体来看，话音忙时是全网利用率最高的时间段，数据忙时利用率略低于话音忙时。分析利用率时，分别取了话音忙时、数据忙时，以对比语音感知指标、数据感知指标的变化趋势是否一致。无线网利用率日期20点话音忙时21点数据忙时20点、21点利用率差值4月25日81281376629346524月26日81307776592347154月27日81272177616136564月28日81013378123128904月29日81040078952120884月30日84532581767927655月1日85577183188723885月2日84588382767418215月3日84360781208831525月4日85269281853334165月5日84809580382344275月6日85373181133942395月7日86254084921213335月8日85812583127426855月9日86610184352522585月10日85397484291311062、河北业务量在全国排名河北全天及忙时语音话务量在全国排名第7位，忙时数据等效话务量在全国排名第3位，高于语音排名。三、河北移动全网半速率比例、无线利用率对主要运行指标的影响以下表格中的A表示本等级小区数量占全部小区比例、B表示数据感知指标差小区占本等级比例。语音、数据较差小区的定义分类指标较差的门限值较差小区的定义接通率2语音感知指标拥塞率5符合其中一项即为“语音感知指标差的小区”TBF建立成功率80PDCH复用度爱立信2，华为05数据感知指标高阶编码比例30符合其中一项即为“数据感知指标差的小区”1、爱立信4月29日20点忙时数据半速率比例0101020203030404050506060707080809090100042920无线利用率分等级（A）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合计8051815840231483215401555913607105220951117451204622、华为4月29日20点忙时数据半速率比例0101020203030404050506060707080809090100042920无线利用率分等级（A）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合计845351304752256418586175751564115670156701672406725以上数据可见在利用率达到110时，数据业务的感知变差比较明显。四、全网无线利用率及扩容门限分析1、爱立信1各时段的“话音感知指标差小区”数量都较少。2“数据感知指标差的小区数量”数量较多，占比较高。3当全网的利用率75时，“话音感知指标差小区”的数量没有明显增加，但“数据感知指标差的小区数量”的小区数量上升迅速,占本等级小区比例超过了15。语音忙时（4月29日20点）利用率与语音/数据感知指标对比分析话音感知指标差小区数据感知指标差的小区数量小区利用率（A）分等级全网无线利用率小区总数占全部小区比例（）数据业务占比（）小区数量占本等级小区比例小区数量占本等级小区比例占全网小区比例050310394220352461173458751780603765238270535209943683222507044066963455358087563841290080504827242653610746698093450905689979514546906984684843601006361195361654770641092914563011070714181731538305915581099803012078016623857528805325661544132201308281820893850930513711203819120140844187449665097052410921922117全部8731940710004998050462923852385为此建议当全网利用率爱立信达到70时，需要启动全网的扩容工程。2、华为1各时段的“话音感知指标差小区”数量都较少与爱立信一致。2“数据感知指标差的小区数量”数量较多，占比较高，且整体高于爱立信。（考虑与不同厂家的信道配置原则有关）。3当全网的无线利用率增长时，“话音感知指标差小区”的数量没有明显增加。4“数据感知指标差”的小区数量较大，基本各利用率等级都有相当数量的差小区。结合差小区“占本等级的比例”与“占全网小区比例”，认为当利用率在65时，“数据感知指标差的小区”增长迅速。5华为设备的“数据感知指标差的小区”明显多于爱立信设备，且数据业务的占比低于话音，这是由于厂家对动态PDCH的设置不同造成的。语音忙时（4月29日20点）利用率与语音/数据感知指标对比分析话音感知指标差小区数据感知指标差的小区数量小区利用率（A）分等级全网无线利用率小区总数占全部小区比例（）数据业务占比（）小区数量占本等级小区比例小区数量占本等级小区比例占全网小区比例05031043803105246105345788244060368577140849540941233213787307043072055104957079168323361191080484853860448600702162253215300905419881699486506627552788195001005931112978848710643373303123870110640122048644774061404633152863012067813008921477505846163549326701307051352895746780585011370435460140720137789754679057520437773683全部7481413010004582058550438953895数据忙时（4月29日21点）利用率与语音/数据感知指标对比分析话音感知指标差小区数据感知指标差的小区数量小区利用率（A）分等级全网无线利用率小区总数占全部小区比例（）数据业务占比（）小区数量占本等级小区比例小区数量占本等级小区比例占全网小区比例0503104693332524609834573524406036160524285479131161726721144070423749653154841122210294815640804798818624538910128433024201209053310092714539309235013469247801005831125079652960854186372129620110631122858695198080484939473432012066913038923511000775403414438240130697135419585010207557904276409801407141379497650106077598743404237全部74414130100049107076624744214421为此建议当全网利用率华为达到70时，需要启动全网的扩容工程。3、小结通过对无线利用率、“话音感知指标差小区”、“数据感知指标差小区”进行对比分析，初步判定全网无线利用率超过7080时，会影响网络的数据感知指标（话音优先的原则下）。由于启动全网扩容，需要可行性研究、立项、工程协调等多方面配合，周期35个月，因此对全网的扩容工作应尽早启动，建议全网扩容的门限为70。五、单小区无线利用率及扩容门限分析1、爱立信（某本地网忙时数据）1）话音感知指标、数据感知指标分析（2010年除夕）2010年除夕话音感知差数据感知差20100213除夕小区总数占全部小区比例半速率比例数据占比拥塞率掉话率接通率TBF建立成功率PDCH复用度小区数量占本等级小区比例小区数量占本等级小区比例占全部小区比例0A1047135097509100000999749985121213242600610A20651871634867000003997210000130000000000020A301143282764772000009997510000140000326300930A40120345187508700000799799999140000000000040A501353883254749001007997310000140000859302350A601454174395508000004997910000150000855202360A7016647849956940010049968100001500001060202970A801704898025730003005997799951500001694104680A90153440105758930020069981100001500001171903290A100229659765604100600798379986160000241048069100A110251722790599000500699519998160000311235089110A12037810881254604201400799499998171026631667181120A1306681922101253260300099937997924507538858081117130A14043912632773457807500998669923321227336984051062140A15017450147053976064009989498634284601579023452150A160782246675407402600799489835411128678590193160A170541557325336001100899619611530000529630150170A180421218096302708900898639476624952419762118180A190270788532252904600999239126701370269630075190A2007020896920642190129754827110834286710000020200A13037882767774501589805915170646151310000037合计34751000022795190038008991599332342121129637293729当小区无线利用率大于200时，网络整体质量很差；当小区无线利用率在100时，虽然网络语音感知指标基本正常，但数据感知指标差，如PDCH复用度高、TBF建立成功率低、话音对数据的抢占严重等，在网络使用中会出现数据业务接入成功率降低、速率低、掉线等问题，影响客户感知。2）各时段样本利用率与坏点的分布（以2010年除夕忙时为例）坏点拥塞率2的小区；接通率，98的小区；复用度2的小区；半速率比例20的小区。坏点在无线利用率100150时密度较大，也就是当小区无线利用率100时，性能指标恶化的概率快速增加。3）话音与数据对资源的争夺当利用率在110以下时，TCH对PDCH资源的抢夺还在25次左右，当利用率大于110后，争夺次数快速上升至200次以上。由此可以看到，在话音优先的原则下，无线利用率高时，为保证话音感知指标，是牺牲了数据感知指标的。对以上时段的小区统计数据进行分析，得到以下结论无线利用率网络各项指标半速率占比话音对数据资源的争夺数据业务占比PDCH复用度（要求2）200急剧恶化严重超标严重极低很高，达到18150200恶化严重超标严重低高，达到5100150稍有恶化超标一般接近或超过话音接近2100优秀达标少高小于2综合话音感知指标/数据感知指标分析、话音指标坏点的分布及话音对数据资源的争夺曲线，初步认为小区无线利用率的拐点（爱立信）在110，会影响小区数据感知指标。建议优化扩容的门限为100。2、华为（某本地网忙时数据）话音感知差数据感知差10年4月初小区总数占全部小区比例半速率比例数据占比拥塞率掉话率接通率TBF建立成功率PDCH复用度小区数量占本等级小区比例小区数量占本等级小区比例占全部小区比例0A101592520004864000012990893200645158364809210A2014523000060860000099971992033207000020A3018529300059830000109962980040000421600630A4029546803456690000089975983051034413600640A5040464102457930000099968985061025512400850A6052483101554310000099967980062038917201460A70584926109540400001099559830730511118801770A80625991073548000001099679760700001828802980A907221145134547100001099679710810143244305190A10070611203125366001010996797808000019269030100A11067310685655149003009996897509000031461049110A12056189011814914004009996996610101833588052120A130374593237247550060109956948110000391043062130A14016426052304425005007997093212