GSM 容量規(guī)劃專題

1、容量規(guī)劃專題中國電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所中國電子科技集團(tuán)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(luò)設(shè)計的初期，正確的規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)容在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的初期，正確的規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)容量，分析話務(wù)分布，配置控制信道，以量，分析話務(wù)分布，配置控制信道，以及劃分位置區(qū)，對以后的網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)高效及劃分位置區(qū)，對以后的網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)高效的運(yùn)行以及后期的擴(kuò)容工程起著至關(guān)重的運(yùn)行以及后期的擴(kuò)容工程起著至關(guān)重要的作用。要的作用。引入引入學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握網(wǎng)絡(luò)、基站容量規(guī)劃的思路掌握如何進(jìn)行容量設(shè)計和計算掌握SDCCH和CCCH信道的配置原則掌握如何進(jìn)行位置區(qū)的規(guī)劃學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠：學(xué)習(xí)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(yù)測l第三章 話務(wù)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(luò)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(luò)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(dāng)前用戶數(shù)及預(yù)計的發(fā)展趨勢，合理的設(shè)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(yù)測話務(wù)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(luò)規(guī)劃在不同階段的側(cè)重點(diǎn)不同網(wǎng)絡(luò)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(luò)結(jié)構(gòu)單一；網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中級階段，容量需求大，覆蓋要求高。通過基站擴(kuò)容、小區(qū)分裂解決；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；網(wǎng)絡(luò)發(fā)展高級階段，容量需求很大，要求覆蓋無盲點(diǎn)。通過增加微蜂窩、建設(shè)雙頻網(wǎng)等解決；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)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(yù)測容量預(yù)測l第三章 話務(wù)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(luò)容量第二章第二章 容量預(yù)測容量預(yù)測l蜂窩網(wǎng)絡(luò)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(wù)量，這是整個蜂窩網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計的基礎(chǔ)。l系統(tǒng)容量分析的目的就是為了盡可能反映實(shí)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(luò)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(wù)需求分布為基礎(chǔ)而展開實(shí)施的。 第二章第二章 容量預(yù)測容量預(yù)測l容量預(yù)測分為近期12年和遠(yuǎn)期35年預(yù)測；l常采用普及率法、類比法、數(shù)學(xué)模型法、專家預(yù)測法等多種預(yù)測方法，最后進(jìn)行綜合加權(quán)得出移動用戶數(shù)；l常用的數(shù)學(xué)模型法，用話務(wù)模型計算系統(tǒng)話務(wù)量，根據(jù)PLMN的不同結(jié)構(gòu)獲得各接口的話務(wù)量；l話務(wù)模型受各地的社會、經(jīng)濟(jì)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(wù)模型示例：第二章第二章 容量預(yù)測容量預(yù)測第二章第二章 容量預(yù)測容量預(yù)測l某本地網(wǎng)需要進(jìn)行擴(kuò)容，根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展并結(jié)合人口增長和普及率預(yù)測，在2年后用戶將達(dá)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(wù)量）15%，得到所需網(wǎng)絡(luò)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(luò)可承擔(dān)話務(wù)密度的依據(jù)，所以最終網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計容量為13.5/(85%)=15.88萬，即16 萬；l再根據(jù)所采用的話務(wù)模型可預(yù)測出整網(wǎng)的忙時話務(wù)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(yù)測l第三章第三章 話務(wù)分布分析話務(wù)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(luò)容量第三章第三章 話務(wù)分布分析話務(wù)分布分析l由于移動電話的話務(wù)分布

6、極不均勻。l一般來說，話務(wù)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(wù)量較低；市區(qū)內(nèi)還可以進(jìn)一步細(xì)分為高話務(wù)密度區(qū)、中話務(wù)密度區(qū)等；l同時，移動電話話務(wù)分布還會隨時間變化；l因此我們需要對話務(wù)分布密度進(jìn)行預(yù)測，作為基站布局、頻率復(fù)用方式等的規(guī)劃依據(jù)。第三章第三章 話務(wù)分布分析話務(wù)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(yù)測話務(wù)量需求的地理分布；l網(wǎng)絡(luò)建成運(yùn)行后，再通過OMC的話務(wù)統(tǒng)計報告可以得到移動業(yè)務(wù)區(qū)較全面的話務(wù)量分布，作為優(yōu)化和擴(kuò)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(jī)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(yù)測l第三章 話務(wù)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(luò)容量第四章第四章 信道配置原則信道配置原則l容量設(shè)計lSDCCH信道配置lCCCH信道配置4.1 容量設(shè)計容量設(shè)計la、用戶產(chǎn)生的總話務(wù)量及話務(wù)分布預(yù)測；lb、系統(tǒng)提供的服務(wù)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(fù)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(wù)量A及信道數(shù)n之間的關(guān)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(shè)計容量設(shè)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(wù)模型，計算出基站或小區(qū)所需承擔(dān)的話務(wù)總量；l最后根據(jù)以上計算出的話務(wù)量及無線頻道呼損率指標(biāo)要求查愛爾蘭B表，求得應(yīng)配置的話音/控制信道數(shù)；由于移動電話話務(wù)量分布的不均勻性，所以我們采用的頻率復(fù)用方式應(yīng)該能滿足高話務(wù)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(yīng)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(shè)計容量設(shè)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(fù)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(biāo)（一般高話務(wù)密度區(qū)取2%，其余取5%），查愛爾蘭B表，得出一個基站能負(fù)荷的最大話務(wù)量；d、根據(jù)所采用的話務(wù)模型，用該愛爾蘭數(shù)除以平均用戶忙時話務(wù)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(shè)計容量設(shè)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(yīng)設(shè)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(wù)信道；假設(shè)呼損2，查愛爾蘭B表得，可承載話務(wù)量21.03Erl；假設(shè)每用戶平均忙時話務(wù)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(guān)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(yùn)用于混合型和獨(dú)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(dú)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(luò)設(shè)計中，根據(jù)載頻數(shù)量（即TCH信道數(shù)量）、TCH話務(wù)量與SDCCH話務(wù)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(xí)慣的網(wǎng)絡(luò)，不同的話務(wù)量模型，以上各種事件占用SDCCH的時間有所不同；l近似認(rèn)為忙時每用戶占用SDCCH的話務(wù)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(wù)，例如點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)、傳真業(yè)務(wù)的建立過程、補(bǔ)充業(yè)務(wù)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(wù)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(dāng)TCH的GOS設(shè)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(wù)模型已知的情況下，可以計算出每一類手機(jī)行為的每用戶業(yè)務(wù)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(wù)量如下的SDCCH業(yè)務(wù)量預(yù)測都是按照一般的業(yè)務(wù)模型計算的，實(shí)際規(guī)劃過程中應(yīng)該按照運(yùn)營商所提供的業(yè)務(wù)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(diǎn)對點(diǎn)短消息111mE/user補(bǔ)充業(yè)務(wù)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(wù)量假設(shè)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(zhǔn)許接入信道（AGCH）和尋呼信道（PCH ）以及隨機(jī)接入信道（RACH ）；功能是發(fā)送準(zhǔn)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(wù)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(jìn)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(shí)際情況計算尋呼信道的容量，進(jìn)行具體配置

17、CCCH配置一個BCCH復(fù)幀中CCCH消息塊數(shù)CCCH使用一個基本物理信道，不與SDCCH進(jìn)行組合9CCCH使用一個基本物理信道，與SDCCH進(jìn)行組合3CCCH使用兩個基本物理信道，不與SDCCH進(jìn)行組合18CCCH使用三個基本物理信道，不與SDCCH進(jìn)行組合27CCCH使用四個基本物理信道，不與SDCCH進(jìn)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(yù)測l第三章 話務(wù)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(luò)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(luò)是按位置區(qū)碼劃分為不同的業(yè)務(wù)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(jìn)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(yīng)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(shè)置過大，易導(dǎo)致PCH信道負(fù)荷過重、ABIS接口信令流量過大，系統(tǒng)資源無端浪費(fèi)；如果位置區(qū)設(shè)置過小，頻繁的位置更新將導(dǎo)致信令信道和ABIS、A接口擁塞。l進(jìn)行位置區(qū)設(shè)置的時候，首先考慮的問題是，在假定的話務(wù)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(dá)到9；l若話務(wù)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(wù)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(fù)荷的話務(wù)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(jìn)行LAC的區(qū)域劃分，達(dá)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(dú)立組網(wǎng)方式，即1800與900各自歸屬其獨(dú)立的MSC，則它們的位置區(qū)肯定不同；此時需要通過設(shè)置參數(shù)，使移動臺盡量駐留在吸收話務(wù)的1800小區(qū) ，減少雙頻段間的切換和重選，同時在設(shè)計信令信道，充分考慮位置

21、更新給系統(tǒng)帶來的負(fù)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(shè)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(yù)測l第三章 話務(wù)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(luò)容量提高網(wǎng)絡(luò)容量第六章第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量提高網(wǎng)絡(luò)容量l在GSM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(luò)容量的需求，此時網(wǎng)絡(luò)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(wù)的推廣，小區(qū)擁塞現(xiàn)象日益嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不斷受到?jīng)_擊，于是提高網(wǎng)絡(luò)容量的需求越來越緊迫。 第六章第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量提高網(wǎng)絡(luò)容量l容量設(shè)計思路的推進(jìn)過程小站型基站基站擴(kuò)容&小區(qū)分裂熱點(diǎn)增加微蜂窩建設(shè)雙頻網(wǎng)l提高網(wǎng)絡(luò)容量的方法蜂窩小區(qū)分裂采用更緊密的頻率復(fù)用方式增加微蜂窩設(shè)備擴(kuò)展頻段第六章第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量提高網(wǎng)絡(luò)容量lGSM建網(wǎng)初期，