TD-SCDMA网络资源利用率和扩容方式

1、第 1 页 共 18 页产品名称产品名称密级密级TD-SCDMA RAN机密机密产品版本产品版本LCR4.1共共18页页TD-SCDMA 网络资源利用率和扩容方式网络资源利用率和扩容方式审审 核：核：NE/RNT日日 期：期：2009-07-02批批 准：准：ShenZhJian日日 期：期：2009-07-02编写部门编写部门NE/RNT文档版本文档版本V1.0鼎桥通信技术有限公司鼎桥通信技术有限公司版权所有版权所有 侵权必究侵权必究第 2 页 共 18 页修订记录修订记录日期日期修订版本修订版本描述描述作者作者2007- 07 -0210初稿完成郑宇第 3 页 共 18 页1范围.42简介

2、.43网络利用率指标定义：.53.1R4 业务的网络资源利用率指标.53.1.1R4载波码资源占用率.53.1.2上行网络负载.53.1.3下行功率资源占用率.63.2HSDPA 业务的网络资源利用率指标 .63.2.1HS-PDSCH码道利用率.63.2.2HSDPA用户负荷.73.2.3HSDPA载波吞吐量利用率.73.2.4HSDPA载波伴随信道码资源利用率.73.2.5HSDPA载波上行网络负载.83.3IUB 传输资源利用率指标.83.4RNC 硬件资源利用率指标.84对产品的需求.95扩容判定流程.95.1R4 扩容判定条件.95.2HSDPA 扩容判定条件 .105.3IUB 传

3、输资源扩容判定条件.125.4RNC 硬件扩容判定条件.136扩容方式.136.1基于覆盖的扩容.146.2基于容量的扩容.156.2.1解决措施.156.2.1.1参数和算法调整.156.2.1.2增加载波.156.2.1.3小区分裂.156.2.1.4室内小区扩容.166.2.1.5新增站点.176.2.1.6传输资源扩容.176.2.2效果监控.17第 4 页 共 18 页1范围范围TD-SCDMA 网络重点是要保证良好的覆盖效果、网络质量以及较好的用户感知，因此对于合理的定义 TD 网络无线资源利用率以及正确评估等相关问题需要深入分析，并制定相应的扩容或优化配置的标准和方法。2简介简介

4、在进行TD网络扩容之前，首先需要对现有网络资源利用情况进行考察，从而判断需要扩容的网络单元以及扩容的方案。通过对现有网络资源利用率情况的分析，在制定相关扩容方案之前，首先要考察容量拥塞区域的小区系统参数设置是否合理，观察分析是否可以通过调整现有系统参数的方式来改善网络拥塞的现象，进一步提高系统资源的利用率。小区参数的调整主要是通过优化小区级算法参数的方式来达到缓解网络拥塞，提高网络系统资源利用率的目的。 当已经无法通过调整系统参数等优化手段来改善网络拥塞的情况下，可以进一步考虑通过增加硬件的方式来改善网络拥塞。本文给出了TD网络利用率指标的定义和网络扩容的策略，目前可以量化的网络利用率指标有四

5、类：网络利用率指标1R4 业务网络资源利用率衡量指标：i.R4 码资源占用率ii.上行网络负载iii.下行功率资源占用率2HSDPA 业务网络资源利用率衡量指标i.HS-PDSCH 码道利用率ii.HSDPA 载波用户负荷iii.HSDPA 载波吞吐量利用率iv.HSDPA 载波伴随信道码资源利用率v.HSDPA 载波上行网络负载3Iub 传输资源利用率4RNC 硬件资源利用率第 5 页 共 18 页3网络利用率指标定义：网络利用率指标定义：反映无线网络资源利用率的指标有码资源利用率、功率资源利用率、传输资源利用率以及无线网络干扰水平等。由于 R4 业务和 HSDPA 业务的资源分配方式有区别

6、，R4 业务是专用信道，H 业务是共享资源池的方式，所以其反映网络资源利用率的统计指标也有不同。3.13.1 R4R4业务的网络资源利用率指标业务的网络资源利用率指标3.1.1R4 载波码资源占用率载波码资源占用率R4 载波码资源占用率表示当前为 R4 业务分配的码资源与可以提供的全部 R4 码资源的比例，可以准确反映当前 R4 载波码资源状态。LCR4.0.1 系统支持分别统计时隙码资源、载波码资源和小区码资源占用情况。计算公式如下：R4 载波上行码资源占用率= R4 载波上行占用的 BRU 数 / 可被 R4 业务占用的上行BRU 数总和 R4 载波下行码资源占用率= R4 载波下行占用的

7、 BRU 数/ 可被 R4 业务占用的下行BRU 数总和= CR.NbrAssnBruDl.R4/16*下行时隙个数设备支持程度设备支持程度目前 RNC 已经支持相关统计量的上报，可以落地。测量指标名称：CR 测量(以载频为单位) 指标名称指标名称详细描述详细描述测量点测量点CR.NbrAssnBruDl.R4R4 业务占用的 BRU 数为DPCH 信道占用的 BRU 数，不包括独立的 HSDPA 下行伴随信道。此测量参数通过预先设定测量时间间隔采样，得到给定载波下行业务分配的 BRU 数，然后取算术平均值。CR.NbrAssnBruUl.R4R4 业务占用的 BRU 数为DPCH 信道占用的

8、 BRU 数，包括与 HSDPA 对应的上行DPCH 信道此测量参数通过预先设定测量时间间隔采样，得到给定载波上行业务分配的 BRU 数，然后取算术平均值。3.1.2上行网络负载上行网络负载TD-SCDMA 系统理论上是码资源受限系统，但是当 TD 的频率复用度比较低的情况下，TD 的上行干扰同样是影响网络容量的重要因素。网络负载用来反映上行的干扰情况。上行网络负载=（载波平均上行干扰值-系统理论底噪）/系统容忍的最大干扰量（需要仿真输出）小区上行网络负载为各载波负载的平均值，当小区 R4 载波上行网络负载率持续一段第 6 页 共 18 页时间（如 1周）内大于 50%时，则需要发出网络负载扩

9、容预警。这个指标是一个网络级的指标，所以要结合其他指标一起来分析是否需要扩容。设备支持程度设备支持程度目前 RNC 已经支持相关统计量的上报，可以落地。OMC 测量指标名称：CARR 测量 CARR.TDDMeanISCP.TimeSlotn指标名称指标名称详细描述详细描述测量点测量点CARR.TDDMeanISCP.TimeSlot1载频时隙 1 的干扰信号码平均功率。接收到小区 ISCP 测量报告 COMMON MEASUREMENT REPORT 时。3.1.3下行功率资源占用率下行功率资源占用率通过统计小区内每个 R4 载波下行功率资源占用率，估计系统功率资源占用情况。载波时隙发射功率

10、的占用率=载波所有下行时隙发射功率均值 / 载波最大发射功率载波时隙发射功率的占用率取 R4 载波时隙发射功率占用率的平均值。当小区下行功率资源占用率持续一段时间（如1周）内大于设备允许发射功率的50%(可根据现场情况进行调整)，则需要进行功率扩容预警。设备支持程度设备支持程度目前 RNC 已经支持相关统计量的上报，可以落地。OMC 测量指标名称：CARR 测量(载频)指标名称指标名称详细描述详细描述测量点测量点CARR.MeanNoHSFreqTcp.TSN.Inner统计时隙 N NonHs Txcp 平均发射功率。（内部）时隙 N 接收到小区非HS Txcp 测量报告COMMON MEA

11、SUREMENT REPORT 时3.23.2 HSDPAHSDPA业务的网络资源利用率指标业务的网络资源利用率指标3.2.1HS-PDSCH 码道利用率码道利用率HS-PDSCH 本质是共享信道，其传输格式和调制状态具有动态调整的特征，与数据流量表现出一定的不确定性，但是，码资源利用率可以屏蔽 HSDPA 无线性能的差异，并且是网络资源的最本质的表征。因此，同 R4 系统一样，按照码资源利用率进行统计，衡量业务信道的忙闲程度，作为各指标中的主要指标，具体计算方法如下：第 7 页 共 18 页忙时 HSDPA 业务信道码资源利用率=忙时 HSDPA 业务信道占用 BRU 数/HSDPA 业务信

12、道全部可用 BRU 数HSDPA 业务信道全部可用 BRU 数=16*每载波配置的 HS-PDSCH 时隙数*HSDPA 载波数；设备支持程度设备支持程度目前 RNC 已经支持相关统计量的上报，可以落地。3.2.2HSDPA 用户负荷用户负荷HSDPA 用户负荷= HSDPA 小区在线用户数/（HSDPA 载波支持的最大用户数H 载波数目）HSDPA 在线用户数的定义：取 HSDPA 小区一段时间内的平均在线用户数。HSDPA 载波支持的最大用户数MIN(LMT-R 上设置的 HSDPA 载波允许的用户数，伴随信道允许最大上行用户数，伴随信道允许最大下行用户数)从上面公式可以看出，HSDPA

13、载波支持的最大用户数定义可以由三个维度来决定，因此由设备侧来计算伴随信道允许的最大用户数实现起来非常困难，每个载波配置的控制信道数目、DCCC 的实现策略、是否打开帧分、以及 UPA 和 DPA 是否配置在一个载波等都对最后结果有影响。为了实现简单，建议在 OMC 统一以 12 个用户为载波的最大用户数。设备支持程度设备支持程度目前系统支持小区HSDPA用户数指标的统计，可以落地。 HSDPA.MeanNbrUser 小区一段时间内的HSDPA平均在线用户数3.2.3HSDPA 载波吞吐量利用率载波吞吐量利用率HSDPA 载波吞吐量利用率=HSDPA 载波吞吐量/（H 载波 PDSCH 时隙数

14、目500K统计时长）使用空分：HSDPA 载波吞吐量利用率=HSDPA 载波吞吐量/（H 载波 PDSCH 时隙数目500K最大空分倍数统计时长）设备支持程度设备支持程度 目前我司设备支持基于载频的HSDPA流量统计，但是不支持将最大空分倍数上传给OMC，所以只能支持不打开空分小区的统计上报。HSDPA.RlcOcts 在一定测量时间范围内，统计每个载频HSDPA下行RLC层数据量。当小区 HSDPA 载波吞吐量持续一段时间（如 1周，可根据现场情况调整）内大于50%时，则需要进行用户负荷扩容预警。3.2.4HSDPA 载波上行伴随信道码资源利用率载波上行伴随信道码资源利用率HSDPA 载波上

15、行伴随信道码资源利用率H 载波上行时隙为用户分配的伴随 BRU第 8 页 共 18 页数目/ H 载波上行时隙可分配的伴随信道 BRU 数目伴随信道的码资源利用率可以准确的反映 H 载波的忙闲程度，但是受到目前 UE 实现策略的影响（UE 的上行接入速率一般为 128K） ，即使在打开 DCCC 的情况下，也极易达到甚至超过 75的利用率，所以建议为扩容的辅助指标。设备支持程度设备支持程度目前系统支持小区上行伴随信道利用率的统计。 3.2.5HSDPA 载波上行网络负载载波上行网络负载HSDPA 载波上行网络负载=（载波平均上行干扰值-系统理论底噪）/系统容忍的最大干扰量（需要仿真输出）设备支

16、持程度设备支持程度目前系统支持小区上行ISCP的统计，可以落地。OMC 测量指标名称：CARR 测量CARR.TDDMeanISCP.TimeSlotN当小区 H 载波伴上行时隙干扰持续一段时间（如 1周）内大于 50%时，则需要进行H 载波上行时隙干扰扩容预警。这个指标是一个网络级的指标，所以要结合其他指标一起来分析是否需要扩容。3.33.3 IUBIUB传输资源利用率指标传输资源利用率指标Iub 传输资源利用率ATM=单站传输的峰值带宽需求/单站传输的实际配置带宽Iub 传输资源利用率IP=单站传输的峰值带宽需求/单站传输的实际配置带宽若持续一段时间（如 1 周）内统计每个 NodeB 的

17、 Iub 传输资源占有率，如果连续若干次大于 85（可根据现场情况进行调整） ，说明 RNC 到该 NodeB 的传输资源受限，需要进行 IUB 传输扩容预警。3.43.4 RNCRNC硬件资源利用率指标硬件资源利用率指标1 RNC扩容指标分三个部分分别考虑：1)信令处理能力；2)业务数据处理能力；3)传输板能力。2 信令处理能力，即SPU子系统资源能力，需要考虑两个指标： 1) SPU系统CPU利用率； 2) SPU系统内存使用率。RNC将向OMC报告上述两个指标，OMC根据这两个指标确定SPU子系统是否需要扩容。3 业务数据处理能力，即DPU单板系统资源能力，需要考虑两个指标： 1) 语音

18、业务、VP业务话务量；第 9 页 共 18 页 2) 数据业务峰值流量；OMC已经可以统计上述两个指标，OMC将根据这两个指标确定DPU单板是否需要扩容。4 传输板能力，包括RNC Iub、IuCS、IuPS，需要考虑两个指标： 1) 信令峰值流量； 2) 业务峰值流量;OMC已经可以统计上述两个指标，OMC将根据这两个指标确定传输板是否需要扩容。4对产品的需求对产品的需求1 产品在LCR4.1中需要支持将最大空分倍数上传给OMC。5扩容判定流程扩容判定流程下面列出了扩容评估的相关标准和流程，为了确保统计结果的准确性，以下两条准则需要在统计平均处理时考虑：1.采样时间：一天中的最忙时；2.最小

19、平均周期：一周，（一周之内超过3次，或者两周之内超过4次，则发出告警）；5.15.1R4R4 扩容判定条件扩容判定条件扩容指标网络资源利用率预警扩容依据扩容门限R4 载波码资源占用率当 R4 码资源占用率指标预警超过 1 周时充分条件50%下行功率资源占用率当下行功率资源占用率指标预警超过 1 周时充分条件50%R4 扩容上行网络负载当上行网络负载指标预警超过 1 周时必要参考条件扩容时，我们不仅仅需要关注超出标准的指标，同时也要观察未超标的指标，需要关注指标间的平衡性。例如，对于R4上行网络负载，如果小区的“底噪抬升”（Noise Rise）表现明显恶化，但是其它指标处于正常的范围，此时首先

20、应该考虑的是其它原因，如是否有基站失步、是否频点配置不合理、或者系统外干扰，而不是小区实际话务负荷增长。另外，ISCP告警还要考虑发生“上行负载over load”的小区占全部小区数目的百分比。第 10 页 共 18 页5.25.2HSDPAHSDPA 扩容判定条件扩容判定条件对于主要指标和重要指标的分析，下图以 HSDPA 业务信道的码资源占用率为主要依据，重点结合接入用户数，并参考载波吞吐率，同时辅以上行伴随信道的具体情况，综合分析和判断。HS-PDSCH码道利用率是扩容的重要条件，当其出现预警时，需要观察H小区的用户负荷，如果用户负荷也达到了预警门限，则需要采取扩容措施。检查PDSCH码

21、道利用率80%?处理OMC统计数据检查用户负荷50?采取扩容措施YesNoYesNo图一 PDSCH码道资源扩容预警处理流程HSDPA载波用户负荷为扩容的重要条件，如果用户负荷一周内连续多次达到告警门限，此时需要判断HSDPA载波吞吐量利用率是否达到门限，如果载波吞吐率也达到了预警门限，则需要采取扩容措施。第 11 页 共 18 页用户负荷50%？处理OMC统计数据发出载波扩容预警，同时观察载波吞吐量利用率50？采取扩容措施YesNoNoNoYes图二 用户负荷扩容预警处理流程HSDPA载波吞吐量利用率为扩容的重要条件，如果载波吞吐量连续一周多次达到告警门限，如果用户负荷也达到了预警门限，则需

22、要采取扩容措施。第 12 页 共 18 页判断HSDPA载波吞吐量利用率50%?处理OMC统计数据发出载波扩容预警，同时观察用户负荷50?采取扩容措施YesNoYesNo图三 载波吞吐量利用率扩容预警处理流程上行伴随信道码道占用率作为扩容的参考指标，因为用户上行业务需求较高（75%） ，应包括两种可能的业务模型，具体分析和建议如下：（1）下行业务较多，对应上行业务量较大本质是下行业务主导，应根据主要指标和重要指标进行分析，判断是否需要扩容，若需要则进行扩容；（2）下行业务不多，但上行业务量较大该小区用户以上行业务为主，不考虑下行 HSDPA 扩容时，亦应关注上行的用户行为，综合分析是否为上行扩

23、容或调整，考虑适时引入 HSUPA 技术，提高用户上行速率，最佳方式，但是需要产业支持，短期内实现较难；5.35.3IUBIUB 传输资源扩容判定条件传输资源扩容判定条件Iub 传输资源利用率ATM=单站传输的峰值带宽需求/单站传输的实际配置带宽Iub 传输资源利用率IP=单站传输的峰值带宽需求/单站传输的实际配置带宽若持续一段时间（如 1 周）内统计每个 NodeB 的 Iub 传输资源占有率，如果连续若干次大于 85（可根据现场情况进行调整） ，说明 RNC 到该 NodeB 的传输资源受限，需要进行 IUB 传输扩容预警。第 13 页 共 18 页说明：单站传输的峰值带宽需求分为信令面和

24、业务面两部分，如果信令面告警，需要观察业务面的传输情况，如果此时业务面的传输利用率低于 50，可以考虑调整信令面和业务面的配置比例，进行带宽优化。如果业务面的传输出现告警，则必须采取扩容措施。5.45.4RNCRNC 硬件扩容判定条件硬件扩容判定条件RNC 硬件系统扩容指标网络资源利用率指标扩容依据扩容门限SPU 系统 CPU 利用率当 CPU 利用率指标预警连续超过 1 周时，则 SPU 系统需要扩容充分条件50%信令处理能力SPU 系统内存使用率当内存利用率指标预警连续超过 1 周时，则 SPU 系统需要扩容充分条件50%语音业务、VP 业务话务量当等效爱尔兰指标预警连续超过 1 周时，则

25、 DPU 单板需要扩容充分条件50%业务处理能力数据业务峰值流量当数据业务峰值流量指标预警连续超过 1周时，则 DPU 单板需要扩容充分条件50%信令峰值流量当信令峰值流量指标预警连续超过 1 周时，则 DPU 单板需要扩容充分条件50%传输板能力RNC Iub、IuCS、IuPS业务峰值流量当业务峰值流量指标预警连续超过 1 周时，则 DPU 单板需要扩容充分条件50%6扩容方式扩容方式通过第一章的内容对现有网络资源利用率进行考察，针对无线网络利用率的变化情况制定扩容措施来改善网络拥塞；网络扩容的目的主要是为了满足覆盖和容量的需求，网络扩容方式需要结合软扩容和硬扩容两种手段。对造成忙小区的原

26、因进行细分，同时根据室内和室外的不同应用环境采用不同的扩容方法。软扩容是根据反映网络资源利用情况的各项统计指标，采用改变小区资源配置、DCCC、负载均衡、DCA 等优化手段，帧分复用、空分复用 HSDPA 来提高用户满意度。第 14 页 共 18 页硬扩容是在软扩容之后，根据小区资源占用状态，以增加载波、增加小区、加基站及相应硬件设备资源来满足话务增长的需求。6.16.1 基于覆盖的扩容基于覆盖的扩容基于覆盖的扩容主要源于规划的准确度，对于很多特殊场景，诸如城中村、室内、隧道等场景，一般很难在规划阶段得到很准确的覆盖预测，所以需要在后期的网络优化测试中根据测试的结果来设计针对性的方案。基于覆盖

27、的扩容触发条件有：1.客户及消费者投诉；2.现网的测试采集数据分析，包括路测数据及网络性能数据；对于以上两种情况触发的覆盖扩容，都要求方案设计者进行目标区域（覆盖较差但是有实际话务需求的区域）进行实地考察，采集第一手测试数据，通过对网络覆盖的分析，包括RSCP、C/I、UE TX POWER等，来决定选择RF调整或者新建站点的方式改善网络覆盖。首先考虑通过参数优化来改善局部区域的覆盖，如小区参数，包括功率配置优化、切换参数优化等，以及工程参数，包括天线下倾角、方向角、天线位置、天线高度、甚至站点位置。当以上调整措施的效果很有限，且可能会对原有的覆盖目标产生较大影响时，往往需要通过新增站点来解决

28、问题，包括使用微蜂窝、RRU、直放站等方式。同时由于已经有现网运行的信息数据作为参考，选择合适的扩容站点位置及配置就变得更为实际且有针对性。此类问题的解决方案及优先顺序如下：1.小区算法参数优化调整，包括功率配置优化、切换参数优化等；2.小区工程参数优化调整，包括天线下倾角、方向角、天线位置、天线高度、站点位置等；3.新增站点。效果监控第 15 页 共 18 页以上解决措施实施以后，需要对实施效果进行核对与监控，主要观察措施实施前后目标区域网络覆盖的变化，观察RSCP、C/I、UE TX POWER等的变化，是否达到预期的效果，是否有效解决原有网络覆盖的问题；如果达到预期效果，扩容调整完成，否

29、则需要进一步优化调整，直至问题解决。6.26.2 基于容量的扩容基于容量的扩容在网络规划时期，要想准确地预测网络中每个小区的话务需求是很困难的，所以在网络投入商业运行以后，一些站点小区的话务会发展得异常高，这会严重影响这些小区的性能指标，对于这些局部区域的网络拥塞，需要通过“容量扩容”方案来改善网络质量。6.2.1 解决措施解决措施如果此时整个网络的小区平均负荷还处在一个较低的水平，即网络处于初期发展阶段，只是在局部区域出现话务负荷较重的情况，此时建议的解决方法有以下几种方式。6.2.1.1参数和算法调整参数和算法调整1.小区算法参数调整主要通过调整小区信道功率参数、切换参数、DCCC参数、上

30、下行准入参数、拥塞控制等参数来改善网络质量，详细的算法参数描述请参考“RRM算法策略”文档。2.小区工程参数调整在小区软件参数优化调整效果有限的情况下，如果是RF覆盖的问题，可以通过优化调整小区工程参数，包括小区天线方向角、下倾角、天线位置、天线高度、天线类型等方面，来改善网络质量。6.2.1.2增加载波增加载波此方法主要针对局部话务热点区域的站点容量扩容，在频率资源允许的前提下，可以通过增加载波的方法来有效地改善话务热点小区的拥塞问题。6.2.1.3小区分裂小区分裂此方法主要针对局部话务热点区域的站点容量扩容，但是频率资源受限的情况。第 16 页 共 18 页小区分裂通常采用“站点分裂、扇区

31、分裂”两种方法。“站点分裂”由于要引入新的站点资源，而在城市中站点资源又是非常有限，因此“扇区分裂”的方式相对简单，同时扩容成本也比较低。当然，小区分裂在一定程度上会影响原有的网络结构，需要注意对小区间干扰的控制，包括天线波瓣宽度的控制，以避免小区间干扰降低小区的容量，影响小区分裂对容量扩容的作用。此方法还会经常应用在一些较为封闭的应用场景，如室内系统，如果小区间信号可以通过实际存在的物体进行有效地间隔，小区间干扰会很小，此时可以优先考虑使用小区分裂（增加同频小区）的方法来改善其它小区的拥塞情况，有效分担其它小区的话务负荷。当然，这种方法涉及对现有室内分布天馈系统的更改，如果这一工作显得很难操

32、作，此时可以通过增加载波的方式来扩容小区。6.2.1.4室内小区扩容室内小区扩容当室内小区需要扩容时，根据小区配置和网络利用指标可采用以下几种扩容方式，逐步解决网络资源不足的问题：如果已有室内分布系统能够承载新的载频，首先考虑增加新的载频。如果已有室内分布系统不能够承载新的载频，需要改造已有室内分布系统以增加新的室内载频。当小区 R4 资源闲而 HSDPA 资源，可以考虑减少 R4 载波，增加 HSDPA 载波来增加 HSDPA 资源；若小区由多个 RRU path 覆盖，也可以考虑采用空分 HSDPA对 HSDPA 业务扩容，同时增加传输资源；当小区 R4 资源忙而 HSDPA 资源闲时，可以考虑改变 R4 和 HSDPA 资源配置，减少 HSDPA 载波，增加 R4 载波；当小区 R4 资源和 HSDPA 资源都忙a)