GSM网络规划和优化-容量规划专题.ppt

1、MF006501 容量规划专题ISSUE1.4,在网络设计的初期，正确的规划网络容量，分析话务分布，配置控制信道，以及划分位置区，对以后的网络高质高效的运行以及后期的扩容工程起着至关重要的作用。,引入,学习目标,掌握网络、基站容量规划的思路 掌握如何进行容量设计和计算 掌握SDCCH和CCCH信道的配置原则 掌握如何进行位置区的规划,学习完本课程，您将能够：,内容简介,第一章 容量规划概述 第二章 容量预测 第三章 话务分布分析 第四章 信道配置 第五章 位置区规划 第六章 提高网络容量,第一章 容量规划概述,基站容量： 指一个基站或一个小区配置的信道数，分为无线话音信道数与控制信道数； 网络

2、整体容量： 各个基站所能提供的容量之和； 容量规划： 根据当前用户数及预计的发展趋势，合理的设计出基站分布及各基站配置。,第一章 容量规划概述,容量规划思路 容量预测话务分布分析确定站型和基站数量确定基站布局确定信道配置位置区规划 网络规划在不同阶段的侧重点不同 网络发展初级阶段，容量需求少，主要考虑基本覆盖。站型一般较小，网络结构单一； 网络发展中级阶段，容量需求大，覆盖要求高。通过基站扩容、小区分裂解决；网络结构比较复杂； 网络发展高级阶段，容量需求很大，要求覆盖无盲点。通过增加微蜂窝、建设双频网等解决；网络结构复杂。,内容简介,第一章 容量规划概述 第二章 容量预测 第三章 话务分布分析

3、 第四章 信道配置 第五章 位置区规划 第六章 提高网络容量,第二章 容量预测,蜂窝网络规划首先要确定系统容量需求，即系统中将有多少用户，这些用户将产生多少话务量，这是整个蜂窝网络工程设计的基础。 系统容量分析的目的就是为了尽可能反映实际的和将来的容量需求，以便估算系统所需的信道数。 网络规划是以通过各种统计、计算得到的初期及将来的话务需求分布为基础而展开实施的。,容量预测概述,第二章 容量预测,容量预测分为近期12年和远期35年预测； 常采用普及率法、类比法、数学模型法、专家预测法等多种预测方法，最后进行综合加权得出移动用户数； 常用的数学模型法，用话务模型计算系统话务量，根据PLMN的不同

4、结构获得各接口的话务量； 话务模型受各地的社会、经济环境，主力用户群的组成情况等因素影响较大；且将随着用户的增长不断发生变化； 下表为几个话务模型示例：,容量预测方法,第二章 容量预测,话务模型示例,第二章 容量预测,某本地网需要进行扩容，根据业务发展并结合人口增长和普及率预测，在2年后用户将达到10万； 考虑漫游因子（根据话统及发展趋势）10%、移动因子（主要指用户在本地网内移动而不是漫游）10%、动态因子（考虑突发话务量）15%，得到所需网络容量为10（1+10%+ 10%+15%）=13.5万； 考虑到拥塞，一般按85%计算网络可承担话务密度的依据，所以最终网络的设计容量为13.5/(8

5、5%)=15.88万，即16 万； 再根据所采用的话务模型可预测出整网的忙时话务量。,容量预测示例,内容简介,第一章 容量规划概述 第二章 容量预测 第三章 话务分布分析 第四章 信道配置 第五章 位置区规划 第六章 提高网络容量,第三章 话务分布分析,由于移动电话的话务分布极不均匀。 一般来说，话务量主要集中在城市的市中心区，而郊区、县城、农村的话务量较低；市区内还可以进一步细分为高话务密度区、中话务密度区等； 同时，移动电话话务分布还会随时间变化； 因此我们需要对话务分布密度进行预测，作为基站布局、频率复用方式等的规划依据。,概述,第三章 话务分布分析,最初，可根据人口分布、收入水平、车辆

6、使用分布、电话使用统计等统计数据来预测话务量需求的地理分布； 网络建成运行后，再通过OMC的话务统计报告可以得到移动业务区较全面的话务量分布，作为优化和扩容的参考。 粗略估计用户密度分布的方法有： 1、百分比分配法 2、话机类比法 3、.,话务密度分布分析方法,内容简介,第一章 容量规划概述 第二章 容量预测 第三章 话务分布分析 第四章 信道配置 第五章 位置区规划 第六章 提高网络容量,第四章 信道配置原则,容量设计 SDCCH信道配置 CCCH信道配置,4.1 容量设计,a、用户产生的总话务量及话务分布预测； b、系统提供的服务等级GOS(拥塞率或呼损率)； c、可用的话音/信令信道数；

7、 d、可用频带和频率复用模式。 常用计算呼损概率的公式为爱尔兰公式： 爱尔兰公式描述了呼损率B、话务量A及 信道数n之间的关系。利用爱尔兰B表， 在已知上述三项中的两项时，即可计算 出另一项值。,容量设计依据,4.1 容量设计,根据各基站或小区覆盖范围及覆盖范围内的用户密度分布，计算出所容纳的用户数； 再根据话务模型，计算出基站或小区所需承担的话务总量； 最后根据以上计算出的话务量及无线频道呼损率指标要求查爱尔兰B表，求得应配置的话音/控制信道数； 由于移动电话话务量分布的不均匀性，所以我们采用的频率复用方式应该能满足高话务密度区的容量需求； 在城市中，由于移动用户增长速度很快，因此对每个基站

8、或小区都应尽量配足可用信道数； 因此容量计算变成了如下的相反程序：,基站容量和基站数量计算,4.1 容量设计,由频率使用情况计算信道数由信道数计算用户容量由用户容量计算基站区或小区面积再计算基站数量； a、根据允许使用的频宽和复用方式，得出基站配置的最大站型； b、每个载频有8个信道，减去控制信道数后，得出每个基站可配置的最大话音信道数； c、根据话音信道数和呼损率指标（一般高话务密度区取2%，其余取5%），查爱尔兰B表，得出一个基站能负荷的最大话务量； d、根据所采用的话务模型，用该爱尔兰数除以平均用户忙时话务量，得到一个基站可满足的最大用户数； e、由用户密度数据可求得该基站的覆盖面积；,

9、4.1 容量设计,f、然后就可根据各种用户密度分布区域的面积及上述求得的一个基站的覆盖面积算出该区域应设置的基站数。,基站容量计算示例： 例如：某基站站型为S4/4/4； 每小区共32个信道，其中29个为业务信道； 假设呼损2，查爱尔兰B表得，可承载话务量21.03Erl； 假设每用户平均忙时话务量为0.025Erl，则可容纳用户841户； 该基站可容纳8413=2523户,注意：在步骤b中，要确定控制信道的数量；控制信道的配置与系统结构有很大的关系。,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH信道有两种结构：SDCCH/4和SDCCH/8，它们分别运用于混合型和独立型的控制信道配置结构中。 混合

10、结构中，各种控制信道配置为： BCCHCCCHSDCCH/4（TS0） 独立性结构中，各种控制信道配置为： BCCH+CCCH （TS0） XSDCCH/8 （在同载频其它时隙或其它载频时隙上） 在网络设计中，根据载频数量（即TCH信道数量）、TCH话务量与SDCCH话务量的比例配置X。,SDCCH信道结构,4.2 SDCCH信道配置,对于不同结构和用户习惯的网络，不同的话务量模型，以上各种事件占用SDCCH的时间有所不同； 近似认为忙时每用户占用SDCCH的话务量为0.005erl。,移动性管理过程，例如位置更新和周期性登记等； 无线资源管理过程，例如呼叫建立过程等； 用户业务，例如点对点短

11、消息业务、传真业务的建立过程、补充业务等；,SDCCH信道承载的业务类型,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH/4 位于BCCH时隙，并且只能位于时隙0，共有4个信令子信道，一个小区内只能有一个SDCCH/4。 SDCCH/8 提供8个信令子信道，可位于任何载频的任何时隙上（除BCCH所占用的时隙）。 SDCCH/4 + CBCH 共有3个信令子信道，一个CBCH信道。 SDCCH/8 + CBCH 共有7个信令子信道，一个CBCH信道。,SDCCH 配置方式,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH 的服务等级（GOS） 一般SDCCH/8的GOS，按TCH的GOS的1/4计算；SDCCH/

12、4的GOS，按TCH的1/2计算。 例如当TCH的GOS设计要求为2%，则 SDCCH/4 GOS = 1% SDCCH/8 GOS = 0.5% 立即指配到TCH 根据BSC的信道分配算法，可以在TCH信道上传送信令； 极早指配、动态SDCCH分配都可以在TCH上传输信令消息。,4.2 SDCCH信道配置,在业务模型已知的情况下，可以计算出每一类手机行为的每用户业务量。 计算公式如下：,SDCCH容量预测,如下的SDCCH业务量预测都是按照一般的业务模型计算的，实际规划过程中应该按照运营商所提供的业务模型计算。,4.2 SDCCH信道配置,每用户忙时SDCCH业务量预测,注：上表中TCH话务

13、量假设为25mE/user,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH推荐配置,4.3 CCCH信道配置,CCCH信道概述 公共控制信道主要包含准许接入信道（AGCH）和寻呼信道（PCH ）以及随机接入信道（RACH ）； 功能是发送准许接入（即立即指配）和寻呼消息； 每个小区的所有的业务信道共用CCCH信道。 CCCH信道配置类型 即是否与SDCCH信道合用一个物理信道，将在后文中结合位置区划分进行介绍；,4.3 CCCH信道配置,CCCH信道配置原则,内容简介,第一章 容量规划概述 第二章 容量预测 第三章 话务分布分析 第四章 信道配置 第五章 位置区规划 第六章 提高网络容量,第五章 位置

14、区规划,在GSM协议里，整个移动通信网络是按位置区码划分为不同的业务区； 位置区是GSM系统中寻呼区的基本单位，即寻呼消息将以位置区为单位进行寻呼，一个移动用户的寻呼消息将在位置区中的所有小区中发送； 由于在同一个位置区中任何寻呼消息将在位置区内所有的小区中发送，同一位置区下的小区的寻呼信道容量应尽可能相等。 一个位置区可能包括一个或多个BSC，但只能属于一个MSC。,第五章 位置区规划,位置区的大小将影响寻呼和位置更新的信令流量，分析如下： 如果位置区设置过大，易导致PCH信道负荷过重、ABIS接口信令流量过大，系统资源无端浪费； 如果位置区设置过小，频繁的位置更新将导致信令信道和ABIS、

15、A接口拥塞。 进行位置区设置的时候，首先考虑的问题是，在假定的话务和信道配置模型下，一个位置区能够配置的最大TRX数目：,位置区划分方法,第五章 位置区规划,此种信道配置下，寻呼块数最大可达到9； 若话务模型和寻呼策略如下： 移动用户的呼叫平均时长45S； 移动用户被叫占整个呼叫量的40%； 平均每个TRX忙时的话务量为4.505Erl； BSS侧自动重发寻呼次数为3； 由于寻呼丢失，25%的成功寻呼需要MSC触发第二次寻呼； 则根据计算，每个位置区约可容纳306个TRX。,a、CCCH信道占用一个物理信道，不与SDCCH组合,第五章 位置区规划,此种配置寻呼块数最大为3，容量是情况1配置的1

16、/3，因此： 每个位置区下可负荷的话务量 = 1377/3=459Erl； 每个位置区可容纳的TRX数量 = 306/3=102（个） 划分LAC的另一个规则是如何利用移动用户的地理分布和行为巧妙地进行LAC的区域划分，达到在位置区边缘位置更新较少的目的； 避免一个位置区的基站被另一个位置区所围绕，从而在该基站引起大量的位置更新流程。,b、CCCH信道占用一个物理信道，与SDCCH组合,第五章 位置区规划,若采用独立组网方式，即1800与900各自归属其独立的MSC，则它们的位置区肯定不同；此时需要通过设置参数，使移动台尽量驻留在吸收话务的1800小区 ，减少双频段间的切换和重选，同时在设计信

17、令信道，充分考虑位置更新给系统带来的负荷。 若1800与900共用一个MSC，在建网初期，只要系统容量允许，建议使用相同的位置区； 如果由于寻呼容量的限制，必须划分为两个以上的位置区，这时候就有两种设计思路：按地理位置划分和按频段划分。,双频网位置区划分经验,第五章 位置区规划,双频网按频段划分位置区,第五章 位置区规划,双频网按地理环境划分位置区,内容简介,第一章 容量规划概述 第二章 容量预测 第三章 话务分布分析 第四章 信道配置 第五章 位置区规划 第六章 提高网络容量,第六章 提高网络容量,在GSM网络建设初期，用户数有限，只需配置少量的基站及较小的站型即可满足网络容量的需求，此时网

18、络涉及的主要矛盾在于覆盖问题； 随着用户数量的迅速增加，新业务的推广，小区拥塞现象日益严重，网络质量不断受到冲击，于是提高网络容量的需求越来越紧迫。,第六章 提高网络容量,容量设计思路的推进过程 小站型基站基站扩容&小区分裂热点增加微蜂窝建设双频网 提高网络容量的方法 蜂窝小区分裂 采用更紧密的频率复用方式 增加微蜂窝设备 扩展频段,第六章 提高网络容量,GSM建网初期，主要是解决覆盖问题，天线挂高较高，基站间距较大，小区覆盖半径也较大。 随着用户的不断增多，可以将原来的小区分裂成更多的覆盖面积更小的小区； 基站间距缩小，降低天线高度，或者适当增加天线下倾角，则小区覆盖半径相应缩小； 通过小区分裂，全网基站数增加，全网载频数、信道数