容量規(guī)劃專題

1、MF006501 容量規(guī)劃專題ISSUE1.4,在網絡設計的初期，正確的規(guī)劃網絡容量，分析話務分布，配置控制信道，以及劃分位置區(qū)，對以后的網絡高質高效的運行以及后期的擴容工程起著至關重要的作用。,引入,學習目標,掌握網絡、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：,內容簡介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預測第三章 話務分布分析第四

2、章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網絡容量,第一章 容量規(guī)劃概述,基站容量：指一個基站或一個小區(qū)配置的信道數，分為無線話音信道數與控制信道數；網絡整體容量：各個基站所能提供的容量之和；容量規(guī)劃：根據當前用戶數及預計的發(fā)展趨勢，合理的設計出基站分布及各基站配置。,第一章 容量規(guī)劃概述,容量規(guī)劃思路容量預測→話務分布分析→確定站型和基站數量→確定基站布局→確定信道配置→位置區(qū)規(guī)劃網絡規(guī)劃在不同階段的側重點不同網

3、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，網絡結構單一；網絡發(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；網絡結構比較復雜；網絡發(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、建設雙頻網等解決；網絡結構復雜。,內容簡介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預測第三章 話務分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網絡容量,第二章 容量預測,蜂窩網絡規(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，這些用戶將產生多少話務量，這是整個蜂窩網絡工程設計的基礎。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。網絡規(guī)劃是以通過各種統(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。,容量預測概述,第二章 容量預測,容量預測分為近期1～2年和遠期3～5年預測；常采用普及率法、類比法、數學模型法、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；常用

5、的數學模型法，用話務模型計算系統(tǒng)話務量，根據PLMN的不同結構獲得各接口的話務量；話務模型受各地的社會、經濟環(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；下表為幾個話務模型示例：,容量預測方法,第二章 容量預測,話務模型示例,第二章 容量預測,某本地網需要進行擴容，根據業(yè)務發(fā)展并結合人口增長和普及率預測，在2年后用戶將達到10萬；考慮漫游因子（根據話統(tǒng)及發(fā)展趨勢）10%、移動因子（主要指用戶在本地網內移

6、動而不是漫游）10%、動態(tài)因子（考慮突發(fā)話務量）15%，得到所需網絡容量為10×（1+10%+ 10%+15%）=13.5萬；考慮到擁塞，一般按85%計算網絡可承擔話務密度的依據，所以最終網絡的設計容量為13.5/(85%)=15.88萬，即16 萬；再根據所采用的話務模型可預測出整網的忙時話務量。,容量預測示例,內容簡介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預測第三章 話務分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃

7、第六章 提高網絡容量,第三章 話務分布分析,由于移動電話的話務分布極不均勻。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、農村的話務量較低；市區(qū)內還可以進一步細分為高話務密度區(qū)、中話務密度區(qū)等；同時，移動電話話務分布還會隨時間變化；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。,概述,第三章 話務分布分析,最初，可根據人口分布、收入水平、車輛使用分布、電話使用統(tǒng)計等統(tǒng)計數據來預測話務量需求的

8、地理分布；網絡建成運行后，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。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、......,話務密度分布分析方法,內容簡介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預測第三章 話務分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網絡容量,第四章 信道配置原則,容量設計SDCCH信道配置CCCH信道配置,4.1 容量設計

9、,a、用戶產生的總話務量及話務分布預測；b、系統(tǒng)提供的服務等級GOS(擁塞率或呼損率)；c、可用的話音/信令信道數；d、可用頻帶和頻率復用模式。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。,容量設計依據,4.1 容量設計,根據各基站或小區(qū)覆蓋范圍及覆蓋范圍內的用戶密度分布，計算出所容納的用戶數；再根據話務模型，

10、計算出基站或小區(qū)所需承擔的話務總量；最后根據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；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；因此容量計算變成了如下的相反程序：,基站容量和基站數量計算,4.1 容量設計,由頻率使用情況計算信道數→由信道數計算用戶容量→由

11、用戶容量計算基站區(qū)或小區(qū)面積→再計算基站數量；a、根據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，減去控制信道數后，得出每個基站可配置的最大話音信道數；c、根據話音信道數和呼損率指標（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、根據所采用的話務模型，用該愛爾蘭數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；e、由用戶密度數據可求得該基站的覆蓋面

12、積；,4.1 容量設計,f、然后就可根據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。,基站容量計算示例： 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0.025Erl，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

13、量；控制信道的配置與系統(tǒng)結構有很大的關系。,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH信道有兩種結構：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構中?；旌辖Y構中，各種控制信道配置為：BCCH＋CCCH＋SDCCH/4（TS0）獨立性結構中，各種控制信道配置為：BCCH+CCCH （TS0）X×SDCCH/8 （在同載頻其它時隙或其它載頻時隙上）在網絡設計中，根據載頻數量（即TCH信道

14、數量）、TCH話務量與SDCCH話務量的比例配置X。,SDCCH信道結構,4.2 SDCCH信道配置,對于不同結構和用戶習慣的網絡，不同的話務量模型，以上各種事件占用SDCCH的時間有所不同；近似認為忙時每用戶占用SDCCH的話務量為0.005erl。,移動性管理過程，例如位置更新和周期性登記等；無線資源管理過程，例如呼叫建立過程等；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；,SDCCH信道承載的業(yè)務類型,4

15、.2 SDCCH信道配置,SDCCH/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)內只能有一個SDCCH/4。SDCCH/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）。SDCCH/4 + CBCH共有3個信令子信道，一個CBCH信道。SDCCH/8 + CBCH共有7個信令子信道，一個CBCH信道。,SDCCH 配置方式,4.2 SDCCH信道配置,SDCCH 的服務等

16、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%立即指配到TCH根據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,在業(yè)務模型已知的情況下，可以計算出每一類手機行

17、為的每用戶業(yè)務量。計算公式如下：,SDCCH容量預測,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,每用戶忙時SDCCH業(yè)務量預測,注：上表中TCH話務量假設為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許接入信道（AGCH）和尋呼信道（PCH ）以及隨機接

18、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。CCCH信道配置類型即是否與SDCCH信道合用一個物理信道，將在后文中結合位置區(qū)劃分進行介紹；,4.3 CCCH信道配置,CCCH信道配置原則,內容簡介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預測第三章 話務分布分析第四章 信道配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網絡容量,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,在GSM協(xié)議里，整個移動通信

19、網絡是按位置區(qū)碼劃分為不同的業(yè)務區(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；由于在同一個位置區(qū)中任何尋呼消息將在位置區(qū)內所有的小區(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。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 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)設置過大，易導致P

20、CH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。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，一個位置區(qū)能夠配置的最大TRX數目：,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，尋呼塊數最大可達到9；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

21、務量為4.505Erl；BSS側自動重發(fā)尋呼次數為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SDCCH組合,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,此種配置尋呼塊數最大為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=459Erl；每個位置區(qū)可容納的TRX數量 = 306/3=102（個）劃分LAC的另一個規(guī)

22、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；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SDCCH組合,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,若采用獨立組網方式，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，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

23、計信令信道，充分考慮位置更新給系統(tǒng)帶來的負荷。若1800與900共用一個MSC，在建網初期，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。,雙頻網位置區(qū)劃分經驗,第五章 位置區(qū)規(guī)劃,雙頻網按頻段劃分位置區(qū),第五章 位置區(qū)規(guī)劃,雙頻網按地理環(huán)境劃分位置區(qū),內容簡介,第一章 容量規(guī)劃概述第二章 容量預測第三章 話務分布分析第四章 信道

24、配置第五章 位置區(qū)規(guī)劃第六章 提高網絡容量,第六章 提高網絡容量,在GSM網絡建設初期，用戶數有限，只需配置少量的基站及較小的站型即可滿足網絡容量的需求，此時網絡涉及的主要矛盾在于覆蓋問題；隨著用戶數量的迅速增加，新業(yè)務的推廣，小區(qū)擁塞現象日益嚴重，網絡質量不斷受到沖擊，于是提高網絡容量的需求越來越緊迫。,第六章 提高網絡容量,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→建設雙頻網提高網絡容

25、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 提高網絡容量,GSM建網初期，主要是解決覆蓋問題，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，或者適當增加天線下傾角，則小區(qū)覆蓋半徑相應縮?。煌ㄟ^小區(qū)分裂，全網基站數增加，全網載頻數、信道數增加，話務容量及可容納用戶數也相應增加。,蜂窩分裂原理,第六

26、章 提高網絡容量,蜂窩分裂的具體實現方法是在原有的兩個基站連接線中點增加一個新基站；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。蜂窩分裂不可能無限制進行下去，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高，在一般中等城市，天線高度在25m左右比較適宜；對于天線掛高較高的基站，在進行蜂窩分裂的同時最好降低天線高度。,蜂窩分裂實現方法,第六章 提高網絡容量,在無法通過小區(qū)分裂來增加網

27、絡容量時，可以采用更緊密的頻率復用技術，提高頻帶的利用率，增大網絡可支持的基站站型，從而使整網容量得到提升；現在常用的緊密頻率復用方式主要有：分層緊密復用技術1×3（或1×1）復用技術同心圓技術,更緊密頻率復用方式：,第六章 提高網絡容量,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“熱點”地區(qū)話務溢出問題。宏蜂窩在底層，覆蓋較大的面積，吸收主要的話務量；微蜂窩層級較高，作為宏蜂窩覆蓋的