李軍

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)河南有限公司，鄭州 450008）

1 背景

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)最顯著的特點(diǎn)就是除了承載傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)外，還能夠提供種類(lèi)繁多的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，由于用戶(hù)分布、用戶(hù)具體的業(yè)務(wù)需求不同，不同小區(qū)的業(yè)務(wù)使用情況千差萬(wàn)別。不同業(yè)務(wù)具有不同的特性，占用不同的系統(tǒng)資源負(fù)荷，造成準(zhǔn)確評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)性能和小區(qū)級(jí)別的無(wú)線(xiàn)資源利用情況十分困難。因此必須首先準(zhǔn)確劃分TD-SCDMA不同的話(huà)務(wù)場(chǎng)景，建立科學(xué)適用的話(huà)務(wù)模型，提出基于業(yè)務(wù)特征的無(wú)線(xiàn)小區(qū)擴(kuò)容的預(yù)警方法，精確指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化。

2 現(xiàn)有TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)小區(qū)無(wú)線(xiàn)資源擴(kuò)容預(yù)警方法

在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)小區(qū)的資源擴(kuò)容預(yù)警方法首先從OMC中提取小區(qū)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵指標(biāo)，然后根據(jù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率公式、關(guān)鍵指標(biāo)和小區(qū)業(yè)務(wù)提供能力系數(shù)（統(tǒng)一的K值），計(jì)算出小區(qū)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率，最后根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)碼資源利用率與擴(kuò)容門(mén)限進(jìn)行比較。在一定時(shí)間間隔內(nèi)，實(shí)際的業(yè)務(wù)碼資源利用率大于擴(kuò)容門(mén)限達(dá)到一定數(shù)量，則預(yù)警小區(qū)無(wú)線(xiàn)資源容量需要擴(kuò)容。現(xiàn)有小區(qū)級(jí)擴(kuò)容預(yù)警方法的缺點(diǎn)如下。

（1）在目前的無(wú)線(xiàn)小區(qū)擴(kuò)容預(yù)警方法中，不同載波配置情況下代表小區(qū)業(yè)務(wù)提供能力的K值設(shè)置均相同。但在實(shí)際無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，不同小區(qū)由于其承載的業(yè)務(wù)類(lèi)型不同，對(duì)無(wú)線(xiàn)資源的需求和占用情況不同，因此反映小區(qū)業(yè)務(wù)提供能力的K值設(shè)置應(yīng)各不相同；

（2）在目前的無(wú)線(xiàn)小區(qū)擴(kuò)容預(yù)警方法中，沒(méi)有根據(jù)無(wú)線(xiàn)小區(qū)承載的具體業(yè)務(wù)類(lèi)型及其特征而理論計(jì)算小區(qū)資源利用情況，無(wú)法準(zhǔn)確調(diào)整小區(qū)實(shí)際提供業(yè)務(wù)能力的K值，不能根據(jù)無(wú)線(xiàn)小區(qū)實(shí)際資源利用率而獲得準(zhǔn)確的容量擴(kuò)容預(yù)警方法。

3 基于業(yè)務(wù)特征的TD-SCDMA小區(qū)擴(kuò)容預(yù)警方法

小區(qū)精確擴(kuò)容預(yù)警方法的思路如圖1所示，首先根據(jù)TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)小區(qū)承載R4、HSDPA業(yè)務(wù)的不同，分別建立小區(qū)級(jí)的話(huà)務(wù)模型，然后根據(jù)每個(gè)小區(qū)不同的話(huà)務(wù)模型，計(jì)算出小區(qū)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率公式中的修正K值。結(jié)合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率公式，對(duì)每個(gè)小區(qū)的無(wú)線(xiàn)容量進(jìn)行評(píng)估預(yù)警。

圖1 小區(qū)級(jí)精確擴(kuò)容預(yù)警方法流程圖

3.1 小區(qū)級(jí)話(huà)務(wù)模型建立

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)主要包含R4和HSDPA兩種業(yè)務(wù)，下面以R4業(yè)務(wù)的特征和無(wú)線(xiàn)資源占用情況為例，建立小區(qū)級(jí)話(huà)務(wù)模型。在TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)小區(qū)中R4業(yè)務(wù)分為電路交換（CS）域和分組交換（PS）域兩種類(lèi)型。

從OMC統(tǒng)計(jì)可以得到R4話(huà)務(wù)量和流量，利用下面的公式將PS流量轉(zhuǎn)換成話(huà)務(wù)量（厄蘭）；

假設(shè)R4業(yè)務(wù)K的流量THk(單位：bit/s)，業(yè)務(wù)速率Rk，那么流量等效話(huà)務(wù)量(厄蘭)為Erlk＝Tk/Rk×3600。

由于R4提供固定速率的業(yè)務(wù)，因此可以直接得到每種業(yè)務(wù)占用碼道對(duì)應(yīng)表。TD-SCDMA系統(tǒng)典型的業(yè)務(wù)速率以及各業(yè)務(wù)所需碼資源如表1所示。

將R4業(yè)務(wù)話(huà)務(wù)量、占用的碼道數(shù)代入下述背包算法公式，計(jì)算出各業(yè)務(wù)的等效呼叫阻塞概率，建立R4業(yè)務(wù)的小區(qū)級(jí)話(huà)務(wù)模型。

表1 TD-SCDMA系統(tǒng)典型的業(yè)務(wù)速率以及各業(yè)務(wù)所需碼資源

背包算法的核心在于容量有限的背包中，若有多種業(yè)務(wù)的用戶(hù)要求接入，則各種業(yè)務(wù)的阻塞概率的計(jì)算方法。本方法擬采用Kaufman-Roberts迭代算法，屬于Stochastic Knapsack 算法的一種具體計(jì)算方法，具體計(jì)算過(guò)程如下。

如系統(tǒng)容量為C，存在K種業(yè)務(wù)，第k種業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量為ak，容量需求為bk，k∈[1,K]業(yè)務(wù)K的阻塞概率計(jì)算過(guò)程：

背包Kaufman-Roberts迭代公式：

初始值：c=0時(shí)，G(c)=1;c<0時(shí)，G(c)=0則業(yè)務(wù)k的阻塞概率：

建立R4業(yè)務(wù)的話(huà)務(wù)模型，每個(gè)業(yè)務(wù)的話(huà)務(wù)模型包括3個(gè)維度。

業(yè)務(wù)K的話(huà)務(wù)模型={話(huà)務(wù)量Ak，碼道占用數(shù)Bk，業(yè)務(wù)阻塞概率Gk}

3.2 小區(qū)修正的Kn值計(jì)算

根據(jù)每個(gè)小區(qū)不同的業(yè)務(wù)模型，計(jì)算出每個(gè)小區(qū)的修正Kn值。

Kn值：考慮呼損情況下，小區(qū)業(yè)務(wù)能力修正值；Kn值計(jì)算公式：Kn=ηX（1-Pcell）；

η：空口效率；

Pcell：小區(qū)的“業(yè)務(wù)阻塞概率”，Pcell= ∑ (Gk×Tk)；

Gk：業(yè)務(wù)K的“業(yè)務(wù)阻塞概率”；

Tk：業(yè)務(wù)K的平均流量占比。

根據(jù)小區(qū)話(huà)務(wù)模型可以得到不同業(yè)務(wù)的“平均流量占比”Tk：

Ak：業(yè)務(wù)K的平均流量。

將R4話(huà)務(wù)模型中的業(yè)務(wù)K的阻塞概率Gk和平均流量占比Tk代入Kn值計(jì)算公式，可以算出每種R4業(yè)務(wù)的上、下行的修正Kn值。

3.3 基于業(yè)務(wù)特征的小區(qū)擴(kuò)容預(yù)警方法

將每個(gè)小區(qū)計(jì)算得到的K值代入表2的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率公式，可以得到每個(gè)小區(qū)準(zhǔn)確的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率，從而給出精確的擴(kuò)容預(yù)警結(jié)果。

表2 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率公式

對(duì)于R4業(yè)務(wù)，只需檢查上、下行R4業(yè)務(wù)碼資源利用率，觀察忙時(shí)利用率是否大于等于既定擴(kuò)容門(mén)限。若在一定時(shí)間間隔內(nèi)，實(shí)際的業(yè)務(wù)碼資源利用率大于擴(kuò)容門(mén)限達(dá)到一定數(shù)量，則預(yù)警小區(qū)無(wú)線(xiàn)資源容量需要擴(kuò)容。

4 實(shí)際應(yīng)用和部署

根據(jù)TD-SCDMA小區(qū)承載業(yè)務(wù)類(lèi)型的不同，在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率公式的基礎(chǔ)上，對(duì)某省會(huì)城市TDSCDMA現(xiàn)網(wǎng)不同的小區(qū)給出各種業(yè)務(wù)能力校正K值，使小區(qū)擴(kuò)容預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)更加準(zhǔn)確。

以下介紹小區(qū)擴(kuò)容預(yù)警方法已成功應(yīng)用于某省會(huì)城市TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)R4小區(qū)擴(kuò)容工作中。

4.1 根據(jù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率公式，按照K=75%計(jì)算全網(wǎng)小區(qū)的碼資源利用率

從上行R4碼資源利用率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果從表3可以看出，上行碼資源利用率超過(guò)擴(kuò)容預(yù)警門(mén)限50%的小區(qū)數(shù)目為0個(gè)，因此上行R4碼資源不存在受限的情況。

表3 上行R4碼資源利用率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從下行R4碼資源利用率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果從表4可以看出，目前下行R4碼資源利用率超過(guò)擴(kuò)容預(yù)警門(mén)限50%的小區(qū)數(shù)目為1個(gè)。

表4 下行R4碼資源利用率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表5是下行碼資源利用率TOP3的3個(gè)小區(qū)。

表5 下行碼資源利用率TOP3的3個(gè)小區(qū)

4.2 根據(jù)基于業(yè)務(wù)的小區(qū)級(jí)話(huà)務(wù)模型和校正后的K值計(jì)算小區(qū)R4碼資源利用率

以表6中給出數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算：

Pcell（等效呼叫阻塞概率）=∑(PBk×Ti)=0.4×5%+0.1×6%+0.05×6%+0.4×12%+0.05×40%

=0.002+0.006+0.003+0.048+0.2=25.9%

可 以 得 到 小 區(qū) 的 校 正K值 ：K=η×（1–Pcell）=85%×(1-25.9%)=74%

校正后的R4碼資源利用率

=忙時(shí)下行R4業(yè)務(wù)占用的BRU數(shù)/（下行R4全部可用BRU數(shù)×Kn）

=59/（128×74%）

=62.29%

表6 R4碼資源利用率

4.3 TOP3 R4小區(qū)擴(kuò)容預(yù)警分析

同理，計(jì)算小區(qū)cell 1504和小區(qū)cell 50525的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率后，得到表7所示結(jié)果。

表7 結(jié) 果

根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，需要對(duì)小區(qū)cellID=14370發(fā)出擴(kuò)容預(yù)警。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文考慮TD-SCDMA中不同業(yè)務(wù)的具體特性，針對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷占用的差異性，建立基于業(yè)務(wù)特征的TDSCDMA無(wú)線(xiàn)小區(qū)擴(kuò)容的預(yù)警方法，準(zhǔn)確評(píng)估小區(qū)級(jí)別的無(wú)線(xiàn)資源利用率，為整個(gè)TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化以及無(wú)線(xiàn)容量配置評(píng)估提供科學(xué)的參考依據(jù)，有效提升了TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率，具有廣闊的應(yīng)用前景和使用價(jià)值。

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