MF006501 容量规划专题 ISSUE14不印刷.docx

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MF006501

容量规划专题

ISSUE1.4

华为技术

课程说明

课程介绍

本教材对应的产品版本为：

M900/M1800基站控制器G2BSC32版。

本课程包括容量规划概述、容量预测、话务分布分析、信道配置、位置区规划、提高网络容量共六章内容。

课程目标

完成本课程学习，学员能够：

●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

第1章容量规划概述

在网络发展初级阶段，由于主要侧重于覆盖，因此对容量的要求较低，容量规划也相应比较简单；因此本文所述内容主要指网络发展中、高级阶段时的容量规划。

第2章容量预测

该表与1998年的话务模型相比，已发生了很大变化，例如：

在拨打比例中，移动拨打移动的比例已由3％上升到40％；

第3章话务分布分析

用户密度值单位面积上的用户数量；

百分比分配法：

这种方法是将服务区划分为高密度用户区、中密度用户区和低密度用户区，分配每种密度区占移动用户预测数的百分比。

然后，根据用户预测数乘以该区的百分比求得该密度区的用户总数，再按该密度区面积均分求得用户密度；

话机类比法：

Y=AZ；

需要说明的是，现在还没有经典的方法来预测移动通信业务，可以说，迄今为止，所有的预测都是保守的。

第4章信道配置原则

4.1

容量设计

话务量是电话系统业务多少的度量，它与单位时间（一般取忙时1小时）内的呼叫次数n及呼叫占用信道的时间（T）成正比；

在计算信道数时采用忙时话务量可以保证除忙时以外的其它时间的无线信道呼损率明显低于忙时的指标，这是为了保持一定的服务质量等级所必须的；

用户摘机后，若没有空闲信道则无法进行通话，即用户呼叫失败。

我们将这种由于信道的限制而造成呼叫失败的概率称为呼损率B；

一个系统内允许的拥塞呼叫百分比定义了该系统的服务质量，称为服务等级（GOS）；

一般情况下，GOS取值为2~5%；在话务密度高的地区可取2%；

在话务理论中，爱尔兰B函数最符合多信道共用电话系统的实际情况，它有如下假设：

a、系统的信道数N为有限值，用户数M＞＞N,但不为0；

b、单位时间内的呼叫次数与系统的用户数无关，是一个独立常数；

c、用户发出呼叫后，没有空闲信道则放弃呼叫要求；

d、通话时间长度的概率分布服从指数规律；

从满足容量需求的角度出发，有一基站数量的要求；从满足覆盖需求的角度出发，也有一对基站数量的要求。

最终确定的基站数量应取两者之间较大的一个。

4.2

SDCCH信道配置

根据信令分析，一次位置更新占用SDCCH的平均时间约为3秒，考虑到一个SDCCH信道释放（CHANNELRELEASEACK）到该SDCCH重新可以被分配的时间，一次位置更新的总时长按3.5秒计；

周期性位置更新与位置更新的信令流程和信道占用时长一样；

IMSI附着流程与位置更新流程相同，时长约3.5秒；

IMSI分离占用SDCCH时长大约为2.9秒；

MS主叫和被叫时占用SDCCH的时长略有不同：

主叫占用SDCCH的时长约为2.2秒，被叫占用SDCCH的时长为2.4秒；

考虑到从信道释放到该SDCCH重新可以被分配的时间，实际SDCCH占用时长约为2.7秒（主叫）和2.9秒（被叫）；

点对点短消息占用SDCCH的时间包括：

短消息建立时间和传输短消息本身的时间；一般短消息的占用时长约为6.2秒；

GSM支持3类传真业务，传真业务仅在建立连接时占用SDCCH，占用时长与呼叫建立一样；

补充业务的使用是可选的，如呼叫转移、呼叫禁止、多方会议等。

补充业务占用SDCCH信道的时长约为0.9秒。

由于无线干扰产生的错误接入信道请求，系统在等待一定时间后，接收不到任何后续消息而将释放该SDCCH信道，该过程时长约为3.5秒。

SDCCH/4由系统自动配置；

在配置SDCCH/8时，当有多个SDCCH/8时可以把它们配置在不同的载频上（一般时隙号相同），但也可以在一个载频上配置2个SDCCH；

出于基带信令处理能力的考虑，一般不宜在同一载频上配置3个以上的SDCCH/8。

采用立即指配到TCH的信道分配算法后，可以减少SDCCH信道的配置，但会增加TCH上的负荷量。

忙时SDCCH信道位置更新业务量计算示例：

对于在位置区内部和在位置区边界的小区，位置更新对SDCCH业务量的贡献是不同的：

在位置区中心，手机只发生周期性位置更新，一般不发生普通位置更新；但在位置区边缘，手机不但会定期进行周期性位置更新，还会经常因位置区的变化进行普通的位置更新；当位置区规划不合理时位置更新将更加频繁；

以下计算不包括周期性位置更新；

一般忙时每个开机用户发生一次位置更新，活动用户比例为40%。

对于一般小区：

SDCCH业务量=1×40%×3.5/3.6=0.4mE/user

对于位置区内部小区，无普通位置更新：

SDCCH业务量=0mE/user

对于位置区边界小区，位置更新一般是普通小区的3倍：

SDCCH业务量=1.2mE/user

上表结果在计算过程中的假设条件如下：

忙时每个开机用户发生一次位置更新，活动用户比例为40%；

周期性位置更新时间设为半小时，开机用户仍按40%计；

假设忙时每用户执行IMSI附着分离各1次；

假设忙时每用户主叫0.8次，被叫0.3次；

假设忙时每用户发送短消息0.5次，接收短消息0.1次；

很少有用户使用手机进行传真业务，因此不于考虑；

假设忙时每用户执行补充业务0.3次，开机用户比例40%；

当系统内错误接入较多时，将浪费无线资源。

通过优化可以减少这些错误接入，在规划时不考虑错误接入对SDCCH的占用；

根据业务模型计算得到的SDCCH的配置是不合适的，一般应留有20%的余量。

4.3

CCCH信道配置

第5章位置区规划

网络侧要与移动用户建立呼叫连接，就必须随时记录该移动用户的位置信息，以在需要的时候能够寻呼他。

在网络侧设备HLR中保存着本地注册用户的基本信息及该用户的当前的位置信息（该用户当前所在的MSC/VLR信息）；

网络侧设备MSC/VLR保存着所有当前驻扎在本MSC下的移动用户的基本信息和位置信息（具体的位置区信息）；

移动用户SIM卡中存贮着移动用户的具体位置区信息；

移动台在刚开机时，在锁定到广播信道后，既进行位置信息的比较，如果不一致，移动台就启动位置更新；

当移动台处于待机状态时，它将不停侦听广播信道的位置信息，一旦发现SIM卡中的位置信息与广播信道下发的位置信息不一致，立即启动位置更新；

当移动台在通话状态时，它将侦听随路信道下发的位置信息，当发现SIM卡中的位置信息与随路信道下发的信息不一致时，在完成通话后，立即启动位置更新；

为了保证不丢失对移动用户的寻呼，必须要求在任何时候，HLR、VLR和SIM卡中存贮的位置信息保持一致。

如果位置区设置过大，网络侧将对位置区内的所有小区发某移动用户的寻呼信息，这样同一寻呼消息会在许多小区中发送，很容易导致PCH信道负荷过重，也导致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，移动用户很容易进行位置更新。

由于进行一次位置更新的信令量近似一次完整呼叫的信令量的3倍，频繁的位置更新将导致信令信道和ABIS、A接口拥塞。

单位时间内寻呼块数=PCH块数/复帧时间=9/（51×4.615ms）=38.25寻呼块数/秒①；

考虑寻呼自动重发和部分寻呼的丢失重发，则：

每个寻呼块完成的成功寻呼次数=每个寻呼块寻呼量/每次成功呼叫所需的寻呼量=4/（3+3×25%）=1.067寻呼次数/寻呼块；②

由①和②式可得到：

单位时间内寻呼信道容量=单位时间内寻呼块数×每个寻呼块完成的成功寻呼次数=38.25×1.067=40.81寻呼次数/秒；

一般从统计意义考虑。

当寻呼量达到寻呼最大能力的30%时，CCCH信道将过载，因此：

单位时间内寻呼信道的实际寻呼容量=40.81×0.3=12.24寻呼次数/秒；

在如胶片中所述的话务模型中：

单位话务量中所需的呼叫次数=1ERL×3600/45=80次

单位话务量中被叫所需的呼叫次数=80×40%=32次

每个位置区下可负荷的话务量=单位时间内寻呼信道的实际寻呼容量×3600/单位话务量中被叫所需的呼叫次数=12.24×3600/32=1377ERL；

如果所有的基站都按O2配置，呼损率为2%，则：

平均每个TRX忙时的话务量=4.505ERL

得到：

每个位置区TRX容量=1377/4.505≈306个

尽量利用移动用户的地理分布和行为进行LAC的区域划分，达到在位置区边缘位置更新较少的目的。

例如在高话务的大城市，如果存在两个以上的位置区，可以利用市区中山体、河流等地形因素来作为位置区的边界，减少两个位置区下不同小区的交叠深度。

如果不存在这样的地理环境，位置区的划分尽量不要以街道为界，边界不要放在话务量很高的地方（比如商场）；一般要求位置区边界不与街道平行或垂直，而是斜交。

在市区和城郊交界区域，一般将位置区的边界放在外围一线的基站处，而不是放在话务密集的城郊结合部，避免结合部用户频繁位置更新。

按频段划分位置区，考虑到双频段间切换、重选导致位置更新较频繁，需要设置参数，使移动台尽量驻留在吸收话务的M1800小区，尽量减少双频段间的切换和重选，同时在设计信令信道，充分考虑位置更新给系统带来的负荷。

按地理位置设置位置区可以解决双频切换、重选带来的位置更新频繁问题，但是需要修改原来M900网络的局数据，同时，在位置区边界，同时存在同频段和双频段的切换和重选带来的位置更新，信令流量比较大，需要仔细设计位置区边界。

第6章提高网络容量

分层紧密复用技术又称MRP（MultipleReusePattern）；允许在同一GSM网络中，同时存在几种不同的频率复用模式；

从本质上来说MRP是一种频率规划方法，对设备没有特殊的软硬件要求。

它是建立在一种载波分层的概念上；

同心圆技术将普通的小区分为大圆和小圆两个服务层，大圆频率复用较宽松；而小圆频率复用紧密；

1×3或1×1复用，复用距离较短，干扰较大，必须采用射频跳频技术；

相关内容请参考“频率规划”专题。

在服务区范围内，有的地区由于存在障碍物的阻挡，出现局部盲区；或是因为建筑物的穿入损耗比较大，导致大楼内信号很弱，影响通话；

“热点”是指话务特别集中（如机场、市区的购物中心等）的地区，这些地区手机用户特别多，造成局部的高话务量分布；

对于这两类地区，采用微蜂窝进行覆盖是一种有效的解决手段问题。