容量規(guī)劃專題

1、MF006501 容量規(guī)劃專題ISSUE1.4,在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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，以及劃分位置區(qū)，對(duì)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)重要的作用。,引入,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(jì)和計(jì)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：,內(nèi)容簡(jiǎn)介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預(yù)測(cè)第三章 話務(wù)分布分析第四

2、章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,第一章 容量規(guī)劃概述,基站容量：指一個(gè)基站或一個(gè)小區(qū)配置的信道數(shù)，分為無(wú)線話音信道數(shù)與控制信道數(shù)；網(wǎng)絡(luò)整體容量：各個(gè)基站所能提供的容量之和；容量規(guī)劃：根據(jù)當(dāng)前用戶數(shù)及預(yù)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，合理的設(shè)計(jì)出基站分布及各基站配置。,第一章 容量規(guī)劃概述,容量規(guī)劃思路容量預(yù)測(cè)→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)劃網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在不同階段的側(cè)重點(diǎn)不同網(wǎng)

3、絡(luò)發(fā)展初級(jí)階段，容量需求少，主要考慮基本覆蓋。站型一般較小，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單一；網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中級(jí)階段，容量需求大，覆蓋要求高。通過(guò)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(jí)階段，容量需求很大，要求覆蓋無(wú)盲點(diǎn)。通過(guò)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(jiǎn)介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預(yù)測(cè)第三章 話務(wù)分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,第二章 容量預(yù)測(cè),蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃首先要確定系統(tǒng)

4、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(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。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(lái)的容量需求，以便估算系統(tǒng)所需的信道數(shù)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是以通過(guò)各種統(tǒng)計(jì)、計(jì)算得到的初期及將來(lái)的話務(wù)需求分布為基礎(chǔ)而展開(kāi)實(shí)施的。,容量預(yù)測(cè)概述,第二章 容量預(yù)測(cè),容量預(yù)測(cè)分為近期1～2年和遠(yuǎn)期3～5年預(yù)測(cè)；常采用普及率法、類比法、數(shù)學(xué)模型法、專家預(yù)測(cè)法等多種預(yù)測(cè)方法，最后進(jìn)行綜合加權(quán)得出移動(dòng)用戶數(shù)；常用

5、的數(shù)學(xué)模型法，用話務(wù)模型計(jì)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；話務(wù)模型受各地的社會(huì)、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(zhǎng)不斷發(fā)生變化；下表為幾個(gè)話務(wù)模型示例：,容量預(yù)測(cè)方法,第二章 容量預(yù)測(cè),話務(wù)模型示例,第二章 容量預(yù)測(cè),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(zhǎng)和普及率預(yù)測(cè)，在2年后用戶將達(dá)到10萬(wàn)；考慮漫游因子（根據(jù)話統(tǒng)及發(fā)展趨勢(shì)）10%、移動(dòng)因子（主要指用戶在本地網(wǎng)內(nèi)移

6、動(dòng)而不是漫游）10%、動(dòng)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(wàn)；考慮到擁塞，一般按85%計(jì)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(jì)容量為13.5/(85%)=15.88萬(wàn)，即16 萬(wàn)；再根據(jù)所采用的話務(wù)模型可預(yù)測(cè)出整網(wǎng)的忙時(shí)話務(wù)量。,容量預(yù)測(cè)示例,內(nèi)容簡(jiǎn)介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預(yù)測(cè)第三章 話務(wù)分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃

7、第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,第三章 話務(wù)分布分析,由于移動(dòng)電話的話務(wù)分布極不均勻。一般來(lái)說(shuō)，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；同時(shí)，移動(dòng)電話話務(wù)分布還會(huì)隨時(shí)間變化；因此我們需要對(duì)話務(wù)分布密度進(jìn)行預(yù)測(cè)，作為基站布局、頻率復(fù)用方式等的規(guī)劃依據(jù)。,概述,第三章 話務(wù)分布分析,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(jì)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)話務(wù)量需求的

8、地理分布；網(wǎng)絡(luò)建成運(yùn)行后，再通過(guò)OMC的話務(wù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告可以得到移動(dòng)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。粗略估計(jì)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、......,話務(wù)密度分布分析方法,內(nèi)容簡(jiǎn)介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預(yù)測(cè)第三章 話務(wù)分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,第四章 信道配置原則,容量設(shè)計(jì)SDCCH信道配置CCCH信道配置,4.1 容量設(shè)計(jì)

9、,a、用戶產(chǎn)生的總話務(wù)量及話務(wù)分布預(yù)測(cè)；b、系統(tǒng)提供的服務(wù)等級(jí)GOS(擁塞率或呼損率)；c、可用的話音/信令信道數(shù)；d、可用頻帶和頻率復(fù)用模式。常用計(jì)算呼損概率的公式為愛(ài)爾蘭公式：愛(ài)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(ài)爾蘭B表，在已知上述三項(xiàng)中的兩項(xiàng)時(shí)，即可計(jì)算出另一項(xiàng)值。,容量設(shè)計(jì)依據(jù),4.1 容量設(shè)計(jì),根據(jù)各基站或小區(qū)覆蓋范圍及覆蓋范圍內(nèi)的用戶密度分布，計(jì)算出所容納的用戶數(shù)；再根據(jù)話務(wù)模型，

10、計(jì)算出基站或小區(qū)所需承擔(dān)的話務(wù)總量；最后根據(jù)以上計(jì)算出的話務(wù)量及無(wú)線頻道呼損率指標(biāo)要求查愛(ài)爾蘭B表，求得應(yīng)配置的話音/控制信道數(shù)；由于移動(dòng)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(dòng)用戶增長(zhǎng)速度很快，因此對(duì)每個(gè)基站或小區(qū)都應(yīng)盡量配足可用信道數(shù)；因此容量計(jì)算變成了如下的相反程序：,基站容量和基站數(shù)量計(jì)算,4.1 容量設(shè)計(jì),由頻率使用情況計(jì)算信道數(shù)→由信道數(shù)計(jì)算用戶容量→由

11、用戶容量計(jì)算基站區(qū)或小區(qū)面積→再計(jì)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(gè)載頻有8個(gè)信道，減去控制信道數(shù)后，得出每個(gè)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(ài)爾蘭B表，得出一個(gè)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(ài)爾蘭數(shù)除以平均用戶忙時(shí)話務(wù)量，得到一個(gè)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

12、積；,4.1 容量設(shè)計(jì),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(gè)基站的覆蓋面積算出該區(qū)域應(yīng)設(shè)置的基站數(shù)。,基站容量計(jì)算示例： 例如：某基站站型為S4/4/4；每小區(qū)共32個(gè)信道，其中29個(gè)為業(yè)務(wù)信道；假設(shè)呼損2％，查愛(ài)爾蘭B表得，可承載話務(wù)量21.03Erl；假設(shè)每用戶平均忙時(shí)話務(wù)量為0.025Erl，則可容納用戶841戶；該基站可容納841×3=2523戶,注意：在步驟b中，要確定控制信道的數(shù)

13、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,SDCCH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：BCCH＋CCCH＋SDCCH/4（TS0）獨(dú)立性結(jié)構(gòu)中，各種控制信道配置為：BCCH+CCCH （TS0）X×SDCCH/8 （在同載頻其它時(shí)隙或其它載頻時(shí)隙上）在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，根據(jù)載頻數(shù)量（即TCH信道

14、數(shù)量）、TCH話務(wù)量與SDCCH話務(wù)量的比例配置X。,SDCCH信道結(jié)構(gòu),4.2 SDCCH信道配置,對(duì)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(shí)間有所不同；近似認(rèn)為忙時(shí)每用戶占用SDCCH的話務(wù)量為0.005erl。,移動(dòng)性管理過(guò)程，例如位置更新和周期性登記等；無(wú)線資源管理過(guò)程，例如呼叫建立過(guò)程等；用戶業(yè)務(wù)，例如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)、傳真業(yè)務(wù)的建立過(guò)程、補(bǔ)充業(yè)務(wù)等；,SDCCH信道承載的業(yè)務(wù)類型,4

15、.2 SDCCH信道配置,SDCCH/4位于BCCH時(shí)隙，并且只能位于時(shí)隙0，共有4個(gè)信令子信道，一個(gè)小區(qū)內(nèi)只能有一個(gè)SDCCH/4。SDCCH/8提供8個(gè)信令子信道，可位于任何載頻的任何時(shí)隙上（除BCCH所占用的時(shí)隙）。SDCCH/4 + CBCH共有3個(gè)信令子信道，一個(gè)CBCH信道。SDCCH/8 + CBCH共有7個(gè)信令子信道，一個(gè)CBCH信道。,SDCCH 配置方式,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH 的服務(wù)等

16、級(jí)（GOS）一般SDCCH/8的GOS，按TCH的GOS的1/4計(jì)算；SDCCH/4的GOS，按TCH的1/2計(jì)算。例如當(dāng)TCH的GOS設(shè)計(jì)要求為2%，則SDCCH/4 GOS = 1%SDCCH/8 GOS = 0.5%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(dòng)態(tài)SDCCH分配都可以在TCH上傳輸信令消息。,4.2 SDCCH信道配置,在業(yè)務(wù)模型已知的情況下，可以計(jì)算出每一類手機(jī)行

17、為的每用戶業(yè)務(wù)量。計(jì)算公式如下：,SDCCH容量預(yù)測(cè),如下的SDCCH業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)都是按照一般的業(yè)務(wù)模型計(jì)算的，實(shí)際規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)該按照運(yùn)營(yíng)商所提供的業(yè)務(wù)模型計(jì)算。,4.2 SDCCH信道配置,每用戶忙時(shí)SDCCH業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè),注：上表中TCH話務(wù)量假設(shè)為25mE/user,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH推薦配置,4.3 CCCH信道配置,CCCH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

18、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(gè)小區(qū)的所有的業(yè)務(wù)信道共用CCCH信道。CCCH信道配置類型即是否與SDCCH信道合用一個(gè)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,CCCH信道配置原則,內(nèi)容簡(jiǎn)介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預(yù)測(cè)第三章 話務(wù)分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,在GSM協(xié)議里，整個(gè)移動(dòng)通信

19、網(wǎng)絡(luò)是按位置區(qū)碼劃分為不同的業(yè)務(wù)區(qū)；位置區(qū)是GSM系統(tǒng)中尋呼區(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(gè)移動(dòng)用戶的尋呼消息將在位置區(qū)中的所有小區(qū)中發(fā)送；由于在同一個(gè)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。一個(gè)位置區(qū)可能包括一個(gè)或多個(gè)BSC，但只能屬于一個(gè)MSC。,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,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(guò)大，易導(dǎo)致P

20、CH信道負(fù)荷過(guò)重、ABIS接口信令流量過(guò)大，系統(tǒng)資源無(wú)端浪費(fèi)；如果位置區(qū)設(shè)置過(guò)小，頻繁的位置更新將導(dǎo)致信令信道和ABIS、A接口擁塞。進(jìn)行位置區(qū)設(shè)置的時(shí)候，首先考慮的問(wèn)題是，在假定的話務(wù)和信道配置模型下，一個(gè)位置區(qū)能夠配置的最大TRX數(shù)目：,位置區(qū)劃分方法,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,此種信道配置下，尋呼塊數(shù)最大可達(dá)到9；若話務(wù)模型和尋呼策略如下：移動(dòng)用戶的呼叫平均時(shí)長(zhǎng)45S；移動(dòng)用戶被叫占整個(gè)呼叫量的40%；平均每個(gè)TRX忙時(shí)的話

21、務(wù)量為4.505Erl；BSS側(cè)自動(dòng)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；則根據(jù)計(jì)算，每個(gè)位置區(qū)約可容納306個(gè)TRX。,a、CCCH信道占用一個(gè)物理信道，不與SDCCH組合,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,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(gè)位置區(qū)下可負(fù)荷的話務(wù)量 = 1377/3=459Erl；每個(gè)位置區(qū)可容納的TRX數(shù)量 = 306/3=102（個(gè)）劃分LAC的另一個(gè)規(guī)

22、則是如何利用移動(dòng)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；避免一個(gè)位置區(qū)的基站被另一個(gè)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(gè)物理信道，與SDCCH組合,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,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(shí)需要通過(guò)設(shè)置參數(shù)，使移動(dòng)臺(tái)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(shí)在設(shè)

23、計(jì)信令信道，充分考慮位置更新給系統(tǒng)帶來(lái)的負(fù)荷。若1800與900共用一個(gè)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)；如果由于尋呼容量的限制，必須劃分為兩個(gè)以上的位置區(qū)，這時(shí)候就有兩種設(shè)計(jì)思路：按地理位置劃分和按頻段劃分。,雙頻網(wǎng)位置區(qū)劃分經(jīng)驗(yàn),第五章 位置區(qū)規(guī)劃,雙頻網(wǎng)按頻段劃分位置區(qū),第五章 位置區(qū)規(guī)劃,雙頻網(wǎng)按地理環(huán)境劃分位置區(qū),內(nèi)容簡(jiǎn)介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預(yù)測(cè)第三章 話務(wù)分布分析第四章 信道

24、配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,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(shí)網(wǎng)絡(luò)涉及的主要矛盾在于覆蓋問(wèn)題；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(lái)越緊迫。,第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,容量設(shè)計(jì)思路的推進(jìn)過(guò)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)提高網(wǎng)絡(luò)容

25、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 提高網(wǎng)絡(luò)容量,GSM建網(wǎng)初期，主要是解決覆蓋問(wèn)題，天線掛高較高，基站間距較大，小區(qū)覆蓋半徑也較大。隨著用戶的不斷增多，可以將原來(lái)的小區(qū)分裂成更多的覆蓋面積更小的小區(qū)；基站間距縮小，降低天線高度，或者適當(dāng)增加天線下傾角，則小區(qū)覆蓋半徑相應(yīng)縮??；通過(guò)小區(qū)分裂，全網(wǎng)基站數(shù)增加，全網(wǎng)載頻數(shù)、信道數(shù)增加，話務(wù)容量及可容納用戶數(shù)也相應(yīng)增加。,蜂窩分裂原理,第六

26、章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,蜂窩分裂的具體實(shí)現(xiàn)方法是在原有的兩個(gè)基站連接線中點(diǎn)增加一個(gè)新基站；以原有蜂窩小區(qū)半徑的1/2作為分裂后的蜂窩小區(qū)半徑，分裂后各扇區(qū)的天線方向不變。蜂窩分裂不可能無(wú)限制進(jìn)行下去，宏蜂窩基站的站間距一般不能小于400m；基站天線高度不能過(guò)高，在一般中等城市，天線高度在25m左右比較適宜；對(duì)于天線掛高較高的基站，在進(jìn)行蜂窩分裂的同時(shí)最好降低天線高度。,蜂窩分裂實(shí)現(xiàn)方法,第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,在無(wú)法通過(guò)小區(qū)分裂來(lái)增加網(wǎng)

27、絡(luò)容量時(shí)，可以采用更緊密的頻率復(fù)用技術(shù)，提高頻帶的利用率，增大網(wǎng)絡(luò)可支持的基站站型，從而使整網(wǎng)容量得到提升；現(xiàn)在常用的緊密頻率復(fù)用方式主要有：分層緊密復(fù)用技術(shù)1×3（或1×1）復(fù)用技術(shù)同心圓技術(shù),更緊密頻率復(fù)用方式：,第六章 提高網(wǎng)絡(luò)容量,微蜂窩的使用有兩種情況：其一為改善覆蓋“盲區(qū)”，第二為解決高話務(wù)“熱點(diǎn)”地區(qū)話務(wù)溢出問(wèn)題。宏蜂窩在底層，覆蓋較大的面積，吸收主要的話務(wù)量；微蜂窩層級(jí)較高，作為宏蜂窩覆蓋的