GSM 容量規(guī)劃專題

1、容量規(guī)劃專題中國電子科技集團公司第二十二研究所中國電子科技集團公司第二十二研究所通信工程事業(yè)部通信工程事業(yè)部在網(wǎng)絡設計的初期，正確的規(guī)劃網(wǎng)絡容在網(wǎng)絡設計的初期，正確的規(guī)劃網(wǎng)絡容量，分析話務分布，配置控制信道，以量，分析話務分布，配置控制信道，以及劃分位置區(qū)，對以后的網(wǎng)絡高質(zhì)高效及劃分位置區(qū)，對以后的網(wǎng)絡高質(zhì)高效的運行以及后期的擴容工程起著至關重的運行以及后期的擴容工程起著至關重要的作用。要的作用。引入引入學習目標學習目標掌握網(wǎng)絡、基站容量規(guī)劃的思路掌握如何進行容量設計和計算掌握SDCCH和CCCH信道的配置原則掌握如何進行位置區(qū)的規(guī)劃學習完本課程，您將能夠：學習完本課程，您將能夠：內(nèi)容簡介內(nèi)容

2、簡介l第一章第一章 容量規(guī)劃概述容量規(guī)劃概述l第二章 容量預測l第三章 話務分布分析l第四章 信道配置l第五章 位置區(qū)規(guī)劃l第六章 提高網(wǎng)絡容量第一章第一章 容量規(guī)劃概述容量規(guī)劃概述l基站容量：指一個基站或一個小區(qū)配置的信道數(shù)，分為無線話音信道數(shù)與控制信道數(shù)；l網(wǎng)絡整體容量：各個基站所能提供的容量之和；l容量規(guī)劃：根據(jù)當前用戶數(shù)及預計的發(fā)展趨勢，合理的設計出基站分布及各基站配置。第一章第一章 容量規(guī)劃概述容量規(guī)劃概述l容量規(guī)劃思路容量預測話務分布分析確定站型和基站數(shù)量確定基站布局確定信道配置位置區(qū)規(guī)劃l網(wǎng)絡規(guī)劃在不同階段的側(cè)重點不同網(wǎng)絡發(fā)展初級階段，容量需求少，主要考慮基本覆蓋。站型一般較小，

3、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)單一；網(wǎng)絡發(fā)展中級階段，容量需求大，覆蓋要求高。通過基站擴容、小區(qū)分裂解決；網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)比較復雜；網(wǎng)絡發(fā)展高級階段，容量需求很大，要求覆蓋無盲點。通過增加微蜂窩、建設雙頻網(wǎng)等解決；網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜。內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介l第一章 容量規(guī)劃概述l第二章第二章 容量預測容量預測l第三章 話務分布分析l第四章 信道配置l第五章 位置區(qū)規(guī)劃l第六章 提高網(wǎng)絡容量第二章第二章 容量預測容量預測l蜂窩網(wǎng)絡規(guī)劃首先要確定系統(tǒng)容量需求，即系統(tǒng)中將有多少用戶，這些用戶將產(chǎn)生多少話務量，這是整個蜂窩網(wǎng)絡工程設計的基礎。l系統(tǒng)容量分析的目的就是為了盡可能反映實際的和將來的容量需求，以便估算系統(tǒng)所需的信道數(shù)。l網(wǎng)絡規(guī)劃是以

4、通過各種統(tǒng)計、計算得到的初期及將來的話務需求分布為基礎而展開實施的。 第二章第二章 容量預測容量預測l容量預測分為近期12年和遠期35年預測；l常采用普及率法、類比法、數(shù)學模型法、專家預測法等多種預測方法，最后進行綜合加權得出移動用戶數(shù)；l常用的數(shù)學模型法，用話務模型計算系統(tǒng)話務量，根據(jù)PLMN的不同結(jié)構(gòu)獲得各接口的話務量；l話務模型受各地的社會、經(jīng)濟環(huán)境，主力用戶群的組成情況等因素影響較大；且將隨著用戶的增長不斷發(fā)生變化；l下表為幾個話務模型示例：第二章第二章 容量預測容量預測第二章第二章 容量預測容量預測l某本地網(wǎng)需要進行擴容，根據(jù)業(yè)務發(fā)展并結(jié)合人口增長和普及率預測，在2年后用戶將達到10

5、萬；l考慮漫游因子（根據(jù)話統(tǒng)及發(fā)展趨勢）10%、移動因子（主要指用戶在本地網(wǎng)內(nèi)移動而不是漫游）10%、動態(tài)因子（考慮突發(fā)話務量）15%，得到所需網(wǎng)絡容量為10（1+10%+ 10%+15%）=13.5萬；l考慮到擁塞，一般按85%計算網(wǎng)絡可承擔話務密度的依據(jù)，所以最終網(wǎng)絡的設計容量為13.5/(85%)=15.88萬，即16 萬；l再根據(jù)所采用的話務模型可預測出整網(wǎng)的忙時話務量。內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介l第一章 容量規(guī)劃概述l第二章 容量預測l第三章第三章 話務分布分析話務分布分析l第四章 信道配置l第五章 位置區(qū)規(guī)劃l第六章 提高網(wǎng)絡容量第三章第三章 話務分布分析話務分布分析l由于移動電話的話務分布

6、極不均勻。l一般來說，話務量主要集中在城市的市中心區(qū)，而郊區(qū)、縣城、農(nóng)村的話務量較低；市區(qū)內(nèi)還可以進一步細分為高話務密度區(qū)、中話務密度區(qū)等；l同時，移動電話話務分布還會隨時間變化；l因此我們需要對話務分布密度進行預測，作為基站布局、頻率復用方式等的規(guī)劃依據(jù)。第三章第三章 話務分布分析話務分布分析l最初，可根據(jù)人口分布、收入水平、車輛使用分布、電話使用統(tǒng)計等統(tǒng)計數(shù)據(jù)來預測話務量需求的地理分布；l網(wǎng)絡建成運行后，再通過OMC的話務統(tǒng)計報告可以得到移動業(yè)務區(qū)較全面的話務量分布，作為優(yōu)化和擴容的參考。l粗略估計用戶密度分布的方法有：1、百分比分配法2、話機類比法3、.內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介l第一章 容量規(guī)劃

7、概述l第二章 容量預測l第三章 話務分布分析l第四章第四章 信道配置信道配置l第五章 位置區(qū)規(guī)劃l第六章 提高網(wǎng)絡容量第四章第四章 信道配置原則信道配置原則l容量設計lSDCCH信道配置lCCCH信道配置4.1 容量設計容量設計la、用戶產(chǎn)生的總話務量及話務分布預測；lb、系統(tǒng)提供的服務等級GOS(擁塞率或呼損率)；lc、可用的話音/信令信道數(shù)；ld、可用頻帶和頻率復用模式。l常用計算呼損概率的公式為愛爾蘭公式：愛爾蘭公式描述了呼損率B、話務量A及信道數(shù)n之間的關系。利用愛爾蘭B表，在已知上述三項中的兩項時，即可計算出另一項值。4.1 容量設計容量設計l根據(jù)各基站或小區(qū)覆蓋范圍及覆蓋范圍內(nèi)的用

8、戶密度分布，計算出所容納的用戶數(shù)；l再根據(jù)話務模型，計算出基站或小區(qū)所需承擔的話務總量；l最后根據(jù)以上計算出的話務量及無線頻道呼損率指標要求查愛爾蘭B表，求得應配置的話音/控制信道數(shù)；由于移動電話話務量分布的不均勻性，所以我們采用的頻率復用方式應該能滿足高話務密度區(qū)的容量需求；在城市中，由于移動用戶增長速度很快，因此對每個基站或小區(qū)都應盡量配足可用信道數(shù)；l因此容量計算變成了如下的相反程序：4.1 容量設計容量設計l由頻率使用情況計算信道數(shù)由信道數(shù)計算用戶容量由用戶容量計算基站區(qū)或小區(qū)面積再計算基站數(shù)量；a、根據(jù)允許使用的頻寬和復用方式，得出基站配置的最大站型；b、每個載頻有8個信道，減去控制

9、信道數(shù)后，得出每個基站可配置的最大話音信道數(shù)；c、根據(jù)話音信道數(shù)和呼損率指標（一般高話務密度區(qū)取2%，其余取5%），查愛爾蘭B表，得出一個基站能負荷的最大話務量；d、根據(jù)所采用的話務模型，用該愛爾蘭數(shù)除以平均用戶忙時話務量，得到一個基站可滿足的最大用戶數(shù)；e、由用戶密度數(shù)據(jù)可求得該基站的覆蓋面積；4.1 容量設計容量設計f、然后就可根據(jù)各種用戶密度分布區(qū)域的面積及上述求得的一個基站的覆蓋面積算出該區(qū)域應設置的基站數(shù)?；救萘坑嬎闶纠?例如：某基站站型為S4/4/4；每小區(qū)共32個信道，其中29個為業(yè)務信道；假設呼損2，查愛爾蘭B表得，可承載話務量21.03Erl；假設每用戶平均忙時話務量為0

10、.025Erl，則可容納用戶841戶；該基站可容納8413=2523戶注意：在步驟b中，要確定控制信道的數(shù)量；控制信道的配置與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有很大的關系。4.2 SDCCH信道配置信道配置lSDCCH信道有兩種結(jié)構(gòu)：SDCCH/4和SDCCH/8，它們分別運用于混合型和獨立型的控制信道配置結(jié)構(gòu)中?；旌辖Y(jié)構(gòu)中，各種控制信道配置為：BCCHCCCHSDCCH/4 （TS0）獨立性結(jié)構(gòu)中，各種控制信道配置為：BCCH+CCCH （TS0）XSDCCH/8 （在同載頻其它時隙或其它載頻時隙上）l在網(wǎng)絡設計中，根據(jù)載頻數(shù)量（即TCH信道數(shù)量）、TCH話務量與SDCCH話務量的比例配置X。4.2 SDCCH信道

11、配置信道配置l對于不同結(jié)構(gòu)和用戶習慣的網(wǎng)絡，不同的話務量模型，以上各種事件占用SDCCH的時間有所不同；l近似認為忙時每用戶占用SDCCH的話務量為0.005erl。a移動性管理過程，例如位置更新和周期性登記等；a無線資源管理過程，例如呼叫建立過程等；a用戶業(yè)務，例如點對點短消息業(yè)務、傳真業(yè)務的建立過程、補充業(yè)務等；4.2 SDCCH信道配置信道配置lSDCCH/4位于BCCH時隙，并且只能位于時隙0，共有4個信令子信道，一個小區(qū)內(nèi)只能有一個SDCCH/4。lSDCCH/8提供8個信令子信道，可位于任何載頻的任何時隙上（除BCCH所占用的時隙）。lSDCCH/4 + CBCH共有3個信令子信道

12、，一個CBCH信道。lSDCCH/8 + CBCH共有7個信令子信道，一個CBCH信道。4.2 SDCCH信道配置信道配置lSDCCH 的服務等級（GOS）一般SDCCH/8的GOS，按TCH的GOS的1/4計算；SDCCH/4的GOS，按TCH的1/2計算。例如當TCH的GOS設計要求為2%，則SDCCH/4 GOS = 1%SDCCH/8 GOS = 0.5%l立即指配到TCH根據(jù)BSC的信道分配算法，可以在TCH信道上傳送信令；極早指配、動態(tài)SDCCH分配都可以在TCH上傳輸信令消息。4.2 SDCCH信道配置信道配置l在業(yè)務模型已知的情況下，可以計算出每一類手機行為的每用戶業(yè)務量。計算

13、公式如下：(mE/user) 3.6占用時長用戶比例忙時執(zhí)行次數(shù)業(yè)務量如下的SDCCH業(yè)務量預測都是按照一般的業(yè)務模型計算的，實際規(guī)劃過程中應該按照運營商所提供的業(yè)務模型計算。4.2 SDCCH信道配置信道配置事件一般小區(qū)內(nèi)部小區(qū)邊界小區(qū)單位位置更新0.401.2mE/user周期性位置更新1.81.81.8mE/userIMSI附著/分離0.80.80.8mE/user呼叫建立0.90.90.9mE/user點對點短消息111mE/user補充業(yè)務0.20.20.2mE/user累計5.14.75.9mE/user考慮余量（20%）6.15.67mE/userSDCCH/TCH之比24%23

14、%28%注：上表中TCH話務量假設為25mE/user4.2 SDCCH信道配置信道配置一般小區(qū)內(nèi)部小區(qū)邊界小區(qū)一般小區(qū)內(nèi)部小區(qū)邊界小區(qū)1SDCCH/4SDCCH/4SDCCH/4SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/82SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8+SDCCH/43SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/442SDCCH/8SDCCH/8+SDCCH/42SDCCH/8 2SDCCH/8 2SDCC

15、H/8 2SDCCH/852SDCCH/8 2SDCCH/8 2SDCCH/8 2SDCCH/8 2SDCCH/82SDCCH/8+SDCCH/462SDCCH/8+SDCCH/42SDCCH/82SDCCH/8+SDCCH/42SDCCH/8+SDCCH/42SDCCH/8+SDCCH/42SDCCH/8+SDCCH/472SDCCH/8+SDCCH/42SDCCH/8+SDCCH/43SDCCH/8 3SDCCH/82SDCCH/8+SDCCH/43SDCCH/883SDCCH/8 3SDCCH/8 3SDCCH/8 3SDCCH/8 3SDCCH/83SDCCH/8+SDCCH/4TRX

16、數(shù)SDCCH配置SDCCH配置無CBCH有CBCH4.3 CCCH信道配置信道配置lCCCH信道概述公共控制信道主要包含準許接入信道（AGCH）和尋呼信道（PCH ）以及隨機接入信道（RACH ）；功能是發(fā)送準許接入（即立即指配）和尋呼消息；每個小區(qū)的所有的業(yè)務信道共用CCCH信道。lCCCH信道配置類型即是否與SDCCH信道合用一個物理信道，將在后文中結(jié)合位置區(qū)劃分進行介紹；4.3 CCCH信道配置信道配置小區(qū)中載頻數(shù)CCCH配置12TRXCCCH信道占用一個物理信道且與SDCCH共用34TRXCCCH信道占用一個物理信道不與SDCCH共用4TRX根據(jù)實際情況計算尋呼信道的容量，進行具體配置

17、CCCH配置一個BCCH復幀中CCCH消息塊數(shù)CCCH使用一個基本物理信道，不與SDCCH進行組合9CCCH使用一個基本物理信道，與SDCCH進行組合3CCCH使用兩個基本物理信道，不與SDCCH進行組合18CCCH使用三個基本物理信道，不與SDCCH進行組合27CCCH使用四個基本物理信道，不與SDCCH進行組合36內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介l第一章 容量規(guī)劃概述l第二章 容量預測l第三章 話務分布分析l第四章 信道配置l第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃l第六章 提高網(wǎng)絡容量第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃l在GSM協(xié)議里，整個移動通信網(wǎng)絡是按位置區(qū)碼劃分為不同的業(yè)務區(qū)；l位置區(qū)是GSM系統(tǒng)中尋呼

18、區(qū)的基本單位，即尋呼消息將以位置區(qū)為單位進行尋呼，一個移動用戶的尋呼消息將在位置區(qū)中的所有小區(qū)中發(fā)送；l由于在同一個位置區(qū)中任何尋呼消息將在位置區(qū)內(nèi)所有的小區(qū)中發(fā)送，同一位置區(qū)下的小區(qū)的尋呼信道容量應盡可能相等。l一個位置區(qū)可能包括一個或多個BSC，但只能屬于一個MSC。 第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃l位置區(qū)的大小將影響尋呼和位置更新的信令流量，分析如下：如果位置區(qū)設置過大，易導致PCH信道負荷過重、ABIS接口信令流量過大，系統(tǒng)資源無端浪費；如果位置區(qū)設置過小，頻繁的位置更新將導致信令信道和ABIS、A接口擁塞。l進行位置區(qū)設置的時候，首先考慮的問題是，在假定的話務和信道配置模型下，一

19、個位置區(qū)能夠配置的最大TRX數(shù)目：第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃l此種信道配置下，尋呼塊數(shù)最大可達到9；l若話務模型和尋呼策略如下：移動用戶的呼叫平均時長45S；移動用戶被叫占整個呼叫量的40%；平均每個TRX忙時的話務量為4.505Erl；BSS側(cè)自動重發(fā)尋呼次數(shù)為3；由于尋呼丟失，25%的成功尋呼需要MSC觸發(fā)第二次尋呼；l則根據(jù)計算，每個位置區(qū)約可容納306個TRX。a、CCCH信道占用一個物理信道，不與信道占用一個物理信道，不與SDCCH組合組合第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃l此種配置尋呼塊數(shù)最大為3，容量是情況1配置的1/3，因此：每個位置區(qū)下可負荷的話務量 = 1377/3

20、=459Erl；每個位置區(qū)可容納的TRX數(shù)量 = 306/3=102（個）l劃分LAC的另一個規(guī)則是如何利用移動用戶的地理分布和行為巧妙地進行LAC的區(qū)域劃分，達到在位置區(qū)邊緣位置更新較少的目的；l避免一個位置區(qū)的基站被另一個位置區(qū)所圍繞，從而在該基站引起大量的位置更新流程。b、CCCH信道占用一個物理信道，與信道占用一個物理信道，與SDCCH組合組合第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃l若采用獨立組網(wǎng)方式，即1800與900各自歸屬其獨立的MSC，則它們的位置區(qū)肯定不同；此時需要通過設置參數(shù)，使移動臺盡量駐留在吸收話務的1800小區(qū) ，減少雙頻段間的切換和重選，同時在設計信令信道，充分考慮位置

21、更新給系統(tǒng)帶來的負荷。l若1800與900共用一個MSC，在建網(wǎng)初期，只要系統(tǒng)容量允許，建議使用相同的位置區(qū)；l如果由于尋呼容量的限制，必須劃分為兩個以上的位置區(qū)，這時候就有兩種設計思路：按地理位置劃分和按頻段劃分。第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃第五章第五章 位置區(qū)規(guī)劃位置區(qū)規(guī)劃內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介l第一章 容量規(guī)劃概述l第二章 容量預測l第三章 話務分布分析l第四章 信道配置l第五章 位置區(qū)規(guī)劃l第六章第六章 提高網(wǎng)絡容量提高網(wǎng)絡容量第六章第六章 提高網(wǎng)絡容量提高網(wǎng)絡容量l在GSM網(wǎng)絡建設初期，用戶數(shù)有限，只需配置少量的基站及較小的站型即可滿足網(wǎng)絡容量的需求，此時網(wǎng)絡涉及的主要矛盾在于覆蓋問題；l隨著用戶數(shù)量的迅速增加，新業(yè)務的推廣，小區(qū)擁塞現(xiàn)象日益嚴重，網(wǎng)絡質(zhì)量不斷受到?jīng)_擊，于是提高網(wǎng)絡容量的需求越來越緊迫。 第六章第六章 提高網(wǎng)絡容量提高網(wǎng)絡容量l容量設計思路的推進過程小站型基站基站擴容&小區(qū)分裂熱點增加微蜂窩建設雙頻網(wǎng)l提高網(wǎng)絡容量的方法蜂窩小區(qū)分裂采用更緊密的頻率復用方式增加微蜂窩設備擴展頻段第六章第六章 提高網(wǎng)絡容量提高網(wǎng)絡容量lGSM建網(wǎng)初期，