高负荷指标关联分析与扩容条件探析李青春.docx

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高负荷指标关联分析与扩容条件探析李青春

高负荷指标关联分析与扩容条件探析

诺基亚精品网专项项目组

李青春

2017-8-21

背景

结合网络平台话务指标统计，进行大数据相关性分析，找出与网络负荷相匹配的指标系列。

结合用户感知和网络指标，推出网络负荷在达到何种程度时，感知恶化到用户不能容忍（或是易造成用户投诉），在用户投诉之前，结合指标及时对网络进行优化扩容，提升设备有效利用率的同时也保障用户感知不因网络负荷过高而下降。

本文结合前期分析结论的基础上进行深入挖掘，找出网内区域或小区的高负荷情况，及时做好优化调整。

如果以大小包作为高负荷扩容判断的基础，一个小区下不可能一直都是小包，或是大包，这应该决定于小区下用户的主流行为，个人认为网络大部分小区承载的大小包业务是随机的，可变的，符合正态分布概率的，只有用户数较少的部分小区在时间段上出现不同的大小包行为。

基于这个想法，找出指标间的关联和高负荷域的临界值，作为扩容的参考依据。

1、指标关联性分析

取现网连续5天小时级小区级指标（指标内容较多，基本涵盖了小区各个阶段性能的各项指标，如接入类、保持类、容量负荷类、网络质量类等等），通过逐个对比，删除不相关指标，得到容量负荷类指标，如下所示。

根据关联性分析，上表有以下特点（下行业务流量较大，重点关注下行指标）：

◆以数据流量作为业务的参考对比的基础数据，可以看出无线利用率与流量密切关联；下行PRB利用率、下行PDSCH使用率、无线利用率，与业务的关联程度，比之前定义的EU0529\EU0530\EU0531更加相关，使用下行PRB利用率、下行PDSCH使用率、无线利用率，分析网络负荷更会接近事实。

推荐使用下行PRB利用率衡量无线利用率的情况，该指标定义为:

用于DL传输的PRBs总数/可调度于PDSCH的TTIs数目，可理解为每TTI上用于传输的PRB个数/100个PRB，如果10M带宽，需要乘以2（频点38544，10M带宽只有50个PRB）。

◆与数据流量和下行PRB无线利用率关联较大的是AVG_SCHED_UE_DL_TTI，其定义为单位TTI内调度的用户数。

综上所述，与网络负荷密切关联的指标为：

下行PRB利用率、下行PDCP流量、AVG_SCHED_UE_DL_TTI。

另外RRC平均连接用户数反映了小区内RRC用户的连接数量，与有缓存数据的用户数为LTE5802A_MAX_ACT_UE_DL存在关联，即连接数越多，上网的几率就越大，可以看出有缓存数据的用户相对于RRC连接数的并发系数为15%（有缓存数据的平均用户数/RRC连接平均用户数），其中有1%的RRC连接用户（或6.5%的有缓存的数据数）被调度，被调度的用户占比越大，说明网络负荷越高。

下表为某地网络的用户模型数据

LTE5800B_AVG_ACT_UE_DL

LTE5805B_AVG_ACT_UE_DL_QCI1

LTE5806B_AVG_ACT_UE_DL_NONGBR

LTE5801B_AVG_ACT_UE_UL

LTE5807B_AVG_ACT_UE_UL_QCI1

LTE5808B_AVG_ACT_UE_UL_NONGBR

LTE5802A_MAX_ACT_UE_DL

LTE5803A_MAX_ACT_UE_UL

AVG_SCHED_UE_UL_TTI

AVG_SCHED_UE_DL_TTI

RRC_CONN_UE_AVG

RRC_CONN_UE_AX

CELL_LOAD_ACT_UE_AVG

1.04

0.13

0.91

1.47

0.11

1.36

3.47

6.31

0.33

0.07

7.12

15.24

7.08

2、指标确定性分析

结合大量数据统计，分析下行PRB利用率、调度用户数以及流量指标关联图中的畸变域和高负荷域临界值（紫色圈内为高负荷域和畸变域）。

从而找出指标的内在关联性和临界值。

从上面两张图结合分析：

✓下行PRB利用率、用户数与流量存在强关联，集中趋势一致，规律性明显。

✓线性图可以看出忙时流量在3G以上时，三者出现非线性关系，抖动现象明显（网络在负荷较高的情况下存在指标差异化变化，与用户上网的行为有关）。

✓指标关联的抖动区域为可能的高负荷区域，下行PRB利用率图、流量关联图、用户数关联图，三张图的重叠部分即为高负荷区域，临界值数据表达为下行PRB利用率>45且调度用户数>10且流量>3GB,满足该系列条件的小区为高负荷小区，频次上满足一周中至少出现3天的情况下，可考虑扩容等解决方案。

如果其他理想覆盖小区较闲，优先通过优化和工程整改的方式解决，区域上整体负荷偏高（理想覆盖小区的下行PRB平均利用在30%以上时，理想覆盖小区指的时按规划设计时该区域的主服小区），建议扩容解决。

若仅满足一个条件，且感知指标较差的情况（下行PRB利用率或调度用户数），采用优化的方式缓解。

当调度用户为10时，相应的有缓存数据的用户数15个，RRC连接用户数为98。

（为了再次简化算法，下行PRB利用率修正值_38544*AVG_SCHED_UE_DL_TTI*流量MB>1350000,可判定为负荷权值高的区域，再对这些区域做高负荷筛选和频次筛选。

这个方法的好处是用户数多的小区基本都会被筛选上，对分析高负荷小区的周围站点的话务情况有帮助；另外小包业务较多的小区也会被筛选到，这种小区的特征是用户数多、利用率高，但流量不足够大），具体在执行计算是，可酌情考虑。

高负荷小区的筛选其实是条件的设定，能符合网络情况，能符合客户感知情况，条件都是正确的。

3、区域三维地图展示

通过excel自带的三维地图的方式展示某地网络负荷较高区域。

为方便展示多个因素相互作用下的高负荷，地图使用高负荷权值=下行PRB利用率修正值_38544*AVG_SCHED_UE_DL_TTI*流量MB>1350000，小于1350000的部分忽略不显示。

（数据为8月6日~12日，小时级）

某地全部区域

主城区

富顺县城区域

荣县县城区域

在8月初的指标统计中，负荷权值高于1350000的小区有以下：

CELLNAME

AVG_SCHED_UE_DL_TTI

流量

下行PRB利用率修正

高负荷权值

高负荷条件是否满足

频次是否满足

蜀光中学新操场_5

29.9

7161

79.76

17076842

满足

满足

蓝鹰美庐4栋_5

23.5

3566

63.62

5330822

满足

满足

大安牛佛牛王山_1

16.2

6232

45.94

4638059

满足

富顺西城名都小区_1

18.5

4882

49.63

4482754

满足

富顺狮市小河村_1

14.4

4846

61.97

4324558

满足

自井中国人寿_1

6.3

11319

55.8

3979180

华商国际城-格林东方_0

18.8

6607

31.61

3926513

光大名筑_3

14.3

4647

50.57

3360548

满足

荣县新城星河宾馆旁_2

15.7

5696

33.31

2978987

理工汇北学生公寓F_4

10.7

3161

69.48

2349800

满足

富顺变压器厂_1

14.1

4339

37.53

2296071

牛佛宏远_2

12

4478

38.35

2060960

大安寨_3

13.3

4118

37.31

2043496

沿滩保险公司_3

9.9

3455

59.18

2024211

某地一中初中部_2

11

4609

38.89

1971658

富顺西城国际一期南门旁1_1

6.5

4845

61.93

1950186

丹桂大街七天酒店_2

13.3

2731

44.17

1604303

贡舒路口_1

12.5

3861

31.95

1541843

贡井贡院5栋_3

11.3

3613

37.16

1517165

大安区三多寨镇八甲村_3

8.8

3651

46.82

1504250

富顺北湖半岛后山_1

10.4

3653

39.27

1491959

大安仁和半岛_3

12.4

3109

36.98

1425757

富顺互助罗家湾_3

6.1

6013

38.38

1407691

荣县西南街中国银行_1

11.6

3369

35.88

1402292

自井蓝鹰海岸_2

10

3818

36.51

1394058

一医院康复楼_2

8.9

5397

28.73

1379902

全网小区中，负荷权值较高的小区有26个小区，其中忙时指标满足高负荷条件的小区有7个，满足频次条件的小区有两个：

ZigongShuGuangZhongXueXinCaoChang_NLH_5（该小区10M带宽，同覆盖方向的2小区负荷也偏高），ZigongLanYingMeiLu4Dong_NLH_5。

4、负荷分析举例

通过以上的指标筛选可以看出蜀光中学新操场_5在多天的指标统计都比较拥塞，优先进行处理。

其处理过程中不仅要考虑本站的话务情况，也要考虑周边站点的话务情况，进行区域均衡。

在具体扩容上要参考站点具体的配置和硬件特征，从而提出合理可行的优化方案。

举例：

蜀光中学新操场_5拥塞解决措施

，该站为F频点站点，配置为S2\2\2，根据指标分析同覆盖方向2小区负荷也较高，该站满配不存在扩容条件。

Ø同频同覆盖小区基础上扩容/分裂，干扰增加小区性能恶化严重，目前网内无此方案；

Ø本设备RRU带宽30M，基站配置为S2\2\2，RRU的带宽已经用完，如果扩容就得考虑新增RRU，扩展板和天馈系统，成本并没有下降。

建议先降低蜀光中学新操场_5小区RS功率，抬升蜀光中学1、4小区的下倾角，增强话务分担能力。

或是在问题区域增加新建站吸收话务。

以下是指标具体特征。

现网蜀光中学新操场2、5小区共用一副天线，功率配置相同，区别是系统带宽不同，从各自的TA话务分布看，各自小区话务集中在1km以内，38544小区的使用10M带宽，RS功率较大，在远处覆盖要比38400要强，同距离的每个点的RSRP都比38400RSRP的高。

本例38544（中心频率1909.4）和38400频点（中心频率1895）除了覆盖功率的不同外，其他参数全部相同（方位角\下倾角相同、配置参数相同、频率差异忽略不计），2个小区的业务比为3:

7,建议收缩功率，减少38544小区的用户数，也可以提高下载速率。

在利用蜀光中学基站均衡不了的情况，建议增加新建站。