關(guān)于GSM網(wǎng)絡(luò)無(wú)線信道利用率的一種計(jì)算方法

1、2012-07-19#2012-07-19#2012-07-19#A Calculation on GSM Wireless Network Channel Utilization Ratio關(guān)于網(wǎng)絡(luò)無(wú)線信道利用率的一種計(jì)算方法G S M區(qū)間, 繼而得出最佳無(wú)線信道利用率的方法。公司高級(jí)工程師, 主要從事 GSM 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化、規(guī)劃方面的工作。Wu SongGou Guangxue給出一個(gè)合適的范圍。0 前言1 已有的無(wú)線信道利用率計(jì)算方法近年來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正處在一個(gè)轉(zhuǎn)型時(shí)期, 從高速發(fā)展期向平穩(wěn)成熟期過(guò)渡, 質(zhì)量、成本、服 務(wù)越來(lái)越受到運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注。同時(shí)向第三代移動(dòng)通 信系統(tǒng)演進(jìn)的準(zhǔn)備工

2、作也已經(jīng)逐步啟動(dòng), GSM 網(wǎng)絡(luò) 今后將逐步被第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)替代。正是出于這兩者的原因, 對(duì)于擁有 GSM 網(wǎng)絡(luò)的 運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō), 如何評(píng)價(jià)已有網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力和服務(wù) 質(zhì)量, 從而在今后 GSM 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中, 很好地平衡 投資和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量之間的關(guān)系, 成為一個(gè)關(guān)鍵。無(wú)線信道利用率的評(píng)估和提高是其中的關(guān)鍵, 提高無(wú)線信道利用率就可以有效地提高中繼電路利 用率以及頻譜利用率, 從而可以大幅度降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn) 營(yíng)成本, 提高運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)。但由于移動(dòng)通信的固有 特點(diǎn), 無(wú)線利用率的片面提高, 必將導(dǎo)致無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的擁塞, 電話率、呼叫建立成功率、切換成功率等一系無(wú)線信道利用率定義為現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際話務(wù)量/設(shè)計(jì)承載話務(wù)量

3、。設(shè)計(jì)話務(wù)量是在信道數(shù)和呼損率確定 的情況下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可處理的話務(wù)量, 通常是根據(jù)話 音信道數(shù)通過(guò) Erl B 表查得。但是由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的 特殊性, 流入信道的話務(wù)是具有峰值特性的話務(wù)流, 是非隨機(jī)性的, 不滿足應(yīng)用 Erl B 表的基本條件。目前無(wú)線信道利用率比較常見(jiàn)的評(píng)估方法主要有以下幾種。a) 修正愛(ài)爾蘭話務(wù)量。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù), 對(duì)一段時(shí)間內(nèi)相同信道數(shù)量配置的小區(qū)進(jìn)行實(shí) 際信道數(shù)、呼叫完成話務(wù)量、話務(wù)擁塞率的三維分 析, 得到符合現(xiàn)網(wǎng)呼叫特性 Z 峰值因素的修正愛(ài)爾 蘭表, 進(jìn)而得到區(qū)域內(nèi)可承載的理論話務(wù)量。b) 網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)波動(dòng)系數(shù)。網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)波動(dòng)系數(shù)2012-07列-無(wú)1線9指#

4、標(biāo)#隨#之#下#降#。#因#此#必#須#對(duì)#無(wú)#線#信#道2利0用1率2-0為7-19#2012-07-19#Optimiza tion of Ne tworks葛海平 摘 要 主要介紹了一種從用戶主觀感知度、網(wǎng)絡(luò)擁Ge Haiping塞率的角度出發(fā)來(lái)計(jì)算 GSM 網(wǎng)絡(luò)的每載頻最佳話務(wù)1998 年畢業(yè)于杭州電子科技大學(xué), 獲碩士學(xué)位。華信郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限關(guān)鍵詞 GSM 網(wǎng)絡(luò) 無(wú)線信道利用率 話務(wù)量吳 松 Abs tra ct The calculation of premium traffic area per2000 年畢業(yè)于浙江大學(xué)信電系, 獲博士學(xué)位。華信郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公

5、carrying frequency is given from the view of subscriber司副總工程師, 高級(jí)工程師, 主要從事移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、優(yōu)化方面的工作。subjective perception and network congestion ratio, fi-nally to get premium wireless channel utilization ratio.茍光學(xué) Ke ywords GSM networkWireless channel utilization1998 年畢業(yè)于東北大學(xué), 獲碩士學(xué)位, 遼寧移動(dòng)公司計(jì)劃部高級(jí)工程師, 主要從 ra

6、tio Traffic事 GSM 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)方面的工作。= E1 - 1種。( 1)E2a) 擁塞率, 即忙時(shí)話音信道溢出總次數(shù)和忙時(shí)話音信道試呼總次數(shù)的比例。b) 忙時(shí)擁塞小區(qū)比例, 即擁塞率超過(guò)一定門(mén)限 的小區(qū)比例。從擁塞率的角度出發(fā)考慮無(wú)線信道利用率, 就 是前面所述現(xiàn)有的計(jì)算方法。而從擁塞小區(qū)比例這 條思路出發(fā), 網(wǎng)絡(luò)的最佳無(wú)線信道利用率就是以不 影響用戶主觀感知度為標(biāo)準(zhǔn)。從實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的經(jīng)驗(yàn)看, 當(dāng)小區(qū)存在輕微的 擁塞時(shí), 用戶在使用過(guò)程中是感覺(jué)不到的, 對(duì)其主觀 感受不造成影響, 而且現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明, 輕微 的擁塞對(duì)網(wǎng)絡(luò) KPI 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)影響很小。實(shí)際工程 中, 這個(gè)擁

7、塞率一般設(shè)定為 5%, 本文中擁塞小區(qū)定 義為擁塞率超過(guò) 5%的小區(qū)。從部分地區(qū)現(xiàn)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看, 擁塞小區(qū)比例 一般為 1%1.5%, 高的地區(qū)能達(dá)到 3%5%。部分運(yùn) 營(yíng)商也對(duì)忙時(shí)擁塞小區(qū)比例這個(gè)指標(biāo)進(jìn)行考核, 優(yōu) 秀的標(biāo)準(zhǔn)為 0.8%。從進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量以及滿足 運(yùn)營(yíng)商的考核要求出發(fā), 本文將忙時(shí)擁塞小區(qū)比例 設(shè)定為小于 0.8%。計(jì)算思路是取現(xiàn)網(wǎng)各小區(qū)的系統(tǒng)忙時(shí)話務(wù)量和 擁塞率, 用概率計(jì)算的方法算出話務(wù)區(qū)間和擁塞小 區(qū)比例的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 從而找出滿足擁塞小區(qū)比例的最佳話務(wù)區(qū)間, 以及對(duì)應(yīng)的無(wú)線信道利用率。式中:話務(wù)波動(dòng)系數(shù) E1小區(qū)忙時(shí)無(wú)線話務(wù)量之和 E2系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)忙時(shí)無(wú)線話務(wù)量之和c

8、) 覆蓋站比例。覆蓋站指單扇區(qū)配置為 2TRX及以下的站。d) 話務(wù)突發(fā)比例。重要節(jié)假日等短期突發(fā)高峰 的最高忙時(shí)話務(wù)和日常忙時(shí)話務(wù)的比。一個(gè)區(qū)域的 最高無(wú)線信道利用率為R= E2( +1) ( 2)E- A×1式中:R最高無(wú)線信道利用率 話務(wù)突發(fā)比例 E修正后系統(tǒng)能承載的理論話務(wù)量 A覆蓋站的載頻數(shù)在以上因數(shù)中, 對(duì)愛(ài)爾蘭話務(wù)量進(jìn)行修改是最 重要的, 一般都是將話務(wù)數(shù)據(jù)擬合成一個(gè)函數(shù)曲線, 然后以2%的擁塞率對(duì)應(yīng)一個(gè)話務(wù)量, 該話務(wù)量就是 修正后的理論愛(ài)爾蘭話務(wù)量。這種計(jì)算方法存在以下問(wèn)題。a) 計(jì)算中用到的 2%擁塞率, 是一個(gè)傳統(tǒng)話務(wù) 理論上的值, 是否有改進(jìn)的可能。b) 按式

9、( 2) 所得的無(wú)線信道利用率, 在什么范 圍是合理的, 它的觸發(fā)告警門(mén)限是多少, 這些問(wèn)題在 這種方法中得不到明確的結(jié)論。3 詳細(xì)的分析方法計(jì)算所用數(shù)據(jù)是系統(tǒng)忙時(shí)的話務(wù)量和擁塞率( 不含切換) 。分析準(zhǔn)則是利用概率計(jì)算方法, 找出一個(gè)話務(wù) 區(qū)間, 在這個(gè)區(qū)間內(nèi)及小于這個(gè)區(qū)間時(shí), 系統(tǒng)忙時(shí)擁 塞率大于 5%的小區(qū)比例不大于 0.8%。按不同載頻配置 ( 相同載頻配置下可能存在不同的話音信道數(shù), 但為了方便計(jì)算, 統(tǒng)一取標(biāo)準(zhǔn)情況 下的話音信道數(shù)) , 從 0.1 Erl( 4TRX 從 0.3 Erl 開(kāi)始) 開(kāi)始, 每次遞增 0.01 Erl, 以 0.05 Erl 為話務(wù)區(qū)間間 隔, 連續(xù)計(jì)

10、算該話務(wù)區(qū)間內(nèi)系統(tǒng)忙時(shí)擁塞率大于5%的小區(qū)比例, 在連續(xù)計(jì)算的結(jié)果上, 找到滿足準(zhǔn) 則的最大話務(wù)區(qū)間, 該區(qū)間就是這一載頻配置的最 佳話務(wù)區(qū)間( 每信道話務(wù)量) 。2 新的計(jì)算思路通過(guò)多年的建設(shè), 各大運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基本已經(jīng)完善。當(dāng)前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維、工程建設(shè)等工 作的最終目的主要是提高用戶感知度。終端用戶對(duì)無(wú)線信道利用率最直觀的感受就是 無(wú)線接通率, 無(wú)線接通率由 SD 擁塞率和 TCH 擁塞 率決定, 決定 SD 擁塞率的因素很多, 如 SD 信道的 配置數(shù)量、所處的位置、接入?yún)?shù)的設(shè)置等, 通常情 況下可通過(guò)優(yōu)化調(diào)整消除一般的 SD 擁塞 ( 除在位 置區(qū)邊界外) , 因此影響無(wú)線接

11、通率的主要因素還是 TCH 擁塞率。對(duì) TCH 擁塞率的考核, 一般有以下 233ng a nd Optimiza tion of Ne tworks3.1 最佳話務(wù)區(qū)間本文取沿海一大型城市 GSM 網(wǎng)絡(luò) 30 天( 除去 特殊節(jié)假日) 的系統(tǒng)忙時(shí)話務(wù)數(shù)據(jù), 計(jì)算結(jié)果如圖 1 所示。從圖 1 可以看出, 隨著話務(wù)量的上升, 擁塞率成 明顯的上升趨勢(shì)。根據(jù) 0.8%的門(mén)限, 可得到表 1。6TRX 時(shí) 出 現(xiàn) 了 計(jì) 算 值 比 5TRX 小 的 情 況 ,9TRX 時(shí)因數(shù)據(jù)問(wèn)題, 出現(xiàn)了沒(méi)有擁塞的情況, 這 2 組數(shù)據(jù)均根據(jù)相鄰載頻的數(shù)據(jù)按線性插入的原則進(jìn) 行了修正。3.2無(wú)線信道利用率及話務(wù)

12、驗(yàn)證可以得出不同載頻達(dá)到最佳話根據(jù)話務(wù)區(qū)間,34ng a nd Optimiza tion of Ne tworks圖 1 不同載頻時(shí)話務(wù)區(qū)間和擁塞率>5%小區(qū)的比例表 2 不同載頻最佳話務(wù)區(qū)間對(duì)應(yīng)的無(wú)線信道利用率表 1 不同載頻的最佳話務(wù)區(qū)間修正值利用率( %)務(wù)區(qū)間時(shí)對(duì)應(yīng)的無(wú)線信道利用率( 話務(wù)區(qū)間上限/ErlB 表話務(wù)量) ( 見(jiàn)表 2) 。從表 2 可以看出, 話音信道數(shù)越多, 最佳話務(wù)區(qū)間的上限越接近 Erl B 表的理論話務(wù)值, 也就是說(shuō)隨著話音信道的增加, 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)話務(wù)特殊的峰值性 和非隨機(jī)性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響就越小。35ng a nd Optimiza tion of Ne t

13、works載頻數(shù)話音 信道數(shù)最佳話務(wù) 區(qū)間上限Erl B 表每 信道話務(wù)量無(wú)線信道2TRX130.270.567447.593TRX210.420.668462.844TRX280.460.719663.925TRX360.560.759573.736TRX430.580.785173.887TRX520.610.810175.308TRX590.620.825475.129TRX670.670.839979.7710TRX750.720.847784.9412TRX890.740.86985.16載頻數(shù)最佳話務(wù)區(qū)間計(jì)算值最佳話務(wù)區(qū)間建議修正值2TRX0.220.270.220.273TRX0

14、.370.420.370.424TRX0.410.460.410.465TRX0.510.560.510.566TRX0.500.550.530.587TRX0.560.610.560.618TRX0.570.620.570.629TRX0.530.580.620.6710TRX0.670.720.670.7212TRX0.690.740.690.74表 3現(xiàn)網(wǎng)載頻的無(wú)線信道利用率時(shí)的無(wú)線信道利用率( %)取該網(wǎng)絡(luò)中某一天系統(tǒng)忙時(shí)和小區(qū)忙時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算, 可得到表 3。當(dāng)以最佳話務(wù)區(qū)間的上限為標(biāo)準(zhǔn)話務(wù)量時(shí), 無(wú) 線信道利用率達(dá)到 100%是網(wǎng)絡(luò)的最佳狀態(tài)。從表 3 可以看出, 該城市 GSM

15、 網(wǎng)絡(luò)的利用率偏低, 如 3、9TRX 特別偏低, 而 2、8TRX 的無(wú)線信道利用率比較 符合要求。3.3 建議 考慮到實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)從規(guī)劃到竣工有半年左右的時(shí)間, 因此可以設(shè)定無(wú)線信道利用率達(dá)到 80%85%時(shí), 為警戒利用率, 應(yīng)該準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容, 當(dāng)無(wú)線 信道利用率達(dá)到 95%時(shí), 應(yīng)啟動(dòng)緊急擴(kuò)容預(yù)案。來(lái)研究網(wǎng)絡(luò)利用率,的實(shí)際情況。更能體現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)客戶服務(wù)通過(guò)本方法得出的無(wú)線信道利用率, 可以較明確地指出擴(kuò)容工程啟動(dòng)的合理時(shí)間以及何時(shí)需要啟 動(dòng)緊急擴(kuò)容預(yù)案; 可以隨著網(wǎng)絡(luò)的變化, 通過(guò)取不同 的門(mén)限, 如對(duì)優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò), 擁塞率大于 5%的小區(qū)比 例門(mén)限值可以設(shè)在 0.8% ; 而對(duì)于一些

16、高話務(wù)的網(wǎng) 絡(luò) , 擁 塞 率 大 于 5% 的 小 區(qū) 比 例 門(mén) 限 值 可 以 設(shè) 在2%, 甚至 5%, 得到適用于不同網(wǎng)絡(luò)、不同網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 階段的合理無(wú)線信道利用率。參 考 文 獻(xiàn)王文博, 常永樂(lè)等. 移動(dòng)通信原理與應(yīng)用. 北京郵電大學(xué)出版社,2002韓斌杰. GSM 原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 200114結(jié)束語(yǔ)2本文從網(wǎng)絡(luò)擁塞率的角度給出了一種評(píng)估無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源利用率的方法, 主要從思路和計(jì)算方法上 豐富了以往的研究, 是以一種客戶主管感受的視點(diǎn)信產(chǎn)部稱(chēng)我國(guó) 2008 年提交 4G 標(biāo)準(zhǔn)“2007 年 中 國(guó) 電 信 業(yè) 發(fā) 展 與 政 策 通 報(bào)36ng a nd

17、 Optimiza tion of Ne tworks后 的 標(biāo) 準(zhǔn) 戰(zhàn) 略 和 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 戰(zhàn) 略 , 他 指定、征集工作。 ( 信網(wǎng))積鋪開(kāi), 但 4G 標(biāo)準(zhǔn)提案仍然要馬上征會(huì)”上強(qiáng)調(diào), 中國(guó)電信業(yè)必須考慮 3G 以造 業(yè) 能 夠 聯(lián) 合 推 動(dòng) 中 國(guó) 4G 標(biāo) 準(zhǔn) 的 制婁勤儉表示, 盡管 3G 還沒(méi)有大面部希望在 4G 標(biāo)準(zhǔn)提案中, 運(yùn)營(yíng)業(yè)和制4G 演進(jìn)思路提交標(biāo)準(zhǔn)。近 日 , 信 產(chǎn) 部 副 部 長(zhǎng) 婁 勤 儉 在勢(shì), 或者是爭(zhēng)取更大的優(yōu)勢(shì)”。信息產(chǎn)業(yè)確定明年提交, 計(jì)劃按 TD- SCDMA 向才能在“未來(lái)的發(fā)展進(jìn)程中保持這種優(yōu)日, 據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人透露, 我國(guó) 4G 標(biāo)準(zhǔn)已集。

18、3G 之后的發(fā)展必須現(xiàn)在考慮, 這樣出, 4G 標(biāo)準(zhǔn)提案即將展開(kāi)征集工作。近收稿日期: 2007- 03- 22( 編輯 王堅(jiān))DT P T載頻數(shù)現(xiàn)網(wǎng)承載話務(wù)量按最佳話務(wù)區(qū)間上 限可承載的話務(wù)量按 Erl B 表可 承載的話務(wù)量以最佳話務(wù)區(qū)間上限話務(wù)量為 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的無(wú)線信道利用率( %)以 Erl B 表話務(wù)量為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)忙時(shí)小區(qū)忙時(shí)系統(tǒng)忙時(shí)小區(qū)忙時(shí)系統(tǒng)忙時(shí)小區(qū)忙時(shí)2TRX786.151 076.801 195.742 686.4765.7590.0529.2640.083TRX1 144.141 413.822 161.113 531.2452.9465.4232.4040.044TRX3 524.624 384.806 079.459 360.9157.9872.1337.6546.845TRX1 659.372 020.282 842.324 156.1858.3871.0839.9348.616TRX4 964.995 946.917 690.3011 435.9764.5677.3343.4252.007TRX58