6-16 关于无线信道利用率的相关研究

6-16 关于无线信道利用率的相关研究 关于无线信道利用率的相关研究 吕傲然 (辽宁移动通信有限责任公司网络管理中心) lvaoran@ln.chinamobile.com 摘 要:无线信道利用率越来越受到移动各大运营商的重视，随着3G时代的来临，如何提高投资收益率，在现有网络资源的基础上，通过网络优化等调整手段给用户提供满意服务将是一项重要的课题。 关键词:利用率 话务量 网络优化 载频配置 前 言 在市场经济发展的今天，客户、竞争和变化构成了驱动社会发展的主要力量，相应地，深化管理成为企业工作的主旋律。面对日趋严峻的竞争形势，实施精细化管理成为我们实现“服务与业务领先”的助推器与落脚点，更是中国移动面对激烈竞争寻求可持续发展的必然选择。基于以上认识，同时本着不断加强网络优化的精细管理，最大程度优化网络资源、提高网络效率、降低投资成本，以实现无线网络资源最佳配置为重点，对无线信道的有效利用进行了相关的研究。 一、提高无线信道利用率的重要意义 随着移动通信市场的迅猛发展，给中国移动带来了前所未有的发展机遇和挑战，但是面对竞争的逐渐加剧和移动通信市场的逐步成熟，伴随企业规模的扩大，投资拉动发展显然已经不适应当前企业的需求，必须从追求外延扩大转变为外延、内涵并重，既要进一步拓展现有规模，更要有效提升企业效益，讲求投入产出比，通过精细管理实现由规模型发展向规模效益型发展转变已成为最近两年中国移动的战略重点。另外，随着3G时代的即将到来，由于3G WCDMA与2G GSM在无线方面的不兼容性将会造成大量的建设投资，如何更好地完成2G向3G的过渡，如何将中国移动2G的优势保持到3G，如何降低GSM建设过度所带来的投资风险，所有这些都要求我们必须提高现有无线网络设备利用率。 前几年，由于移动用户的迅猛增长及优化网络指标、实现城乡无缝覆盖的现实要求，无线网络的建设速度比较超前，网络冗余度偏大。因此，如何在保证网络指标达标、保障客户通话质量的前提下、提高无线信道利用率，如何做好矛盾双方的平衡将是无线网络优化的研究重点。 二、几种无线信道利用率的计算方法 一般来说无线信道利用率有两种计算方法，具体计算方法如下: 统计方法 计算方式 特点 适用范围 第一种方法 某小区无线信道利用率=该小区忙时计算量大、耗时试用于日常维 实际话务量/该小区理论承载话务量; 长、但对无线信道护优化人员网 某BSC无线信道利用率=?该BSC所有利用率的评估较络资源利用率 小区忙时实际话务量/?该BSC所有小准确。 计算和针对小 区理论承载话务量 范围区域(个 全网无线信道利用率=?全网所有小别小区、网元) 区忙时实际话务量/?全网所有小区无线信道利用 理论承载话务量 率的统计评 估。 第二种方法 某BSC无线信道利用率=该BSC忙时实计算量小、耗时试用于全网或 际话务量/(该BSC平均每小区信道数短、但一般比第一大范围区域的 对应的理论话务量*该BSC小区数) 种计算出的利用无线利用率统 全网无线信道利用率= 全网忙时实际率高出1-2个百计评估;试用 话务量/(全网平均每小区信道数对应分点。 于网络规划前 的理论话务量*全网小区数) 的无线利用率 估算。 说明: 第一种方法: 该小区理论承载话务量:根据该小区载频数计算出话音信道个数，在考虑2%呼损的情况下，通过爱尔兰B公式计算出理论值;该BSC(全网)理论承载话务量就是用上述算法算出的所含小区理论承载话务量的总和。 第二种方法: 该BSC(全网)平均每小区信道数=该BSC(全网)所含小区话音信道总数/该BSC(全网)所含小区个数，根据该BSC(全网)的平均每小区信道数，在考虑2%呼损的情况下，通过爱尔兰B公式计算出该BSC(全网)平均每小区信道数对应的理论话务量。 爱尔兰B公式计算的理论值，如下表所示: 载频数 TCH数量 2,呼损率的每信道话理想无线信道 理论小区话务量 利用率 务量 1 6 2.28 0.38 100.00% 2 14 8.2 0.59 100.00% 3 21 14.04 0.67 100.00% 4 29 21.04 0.73 100.00% 5 36 28.25 0.78 100.00% 6 44 34.68 0.79 100.00% 7 52 42.12 0.81 100.00% 8 59 48.7 0.83 100.00% 9 67 56.28 0.84 100.00% 10 75 63.9 0.85 100.00% 11 83 71.57 0.86 100.00% 12 91 79.27 0.87 100.00% 三、对无线信道利用率的影响因素 从2003年开始，集团公司提出了“三个转变”，即“从规模型发展向规模效益型发展转变、从经验型管理向分析型管理转变、从部门条块式经营向团队经营转变”，体现在我省网络优化专业上，从去年下半年开始，紧紧围绕优化资源配置、提高网络投资收益这个主题进行了探索，其中核心部分就是找到影响无线接通率的主要因素。 , 无线网络质量对无线信道利用率的要求 提高无线信道利用率必须在保证无线网络质量的前提下，一般衡量无线网络质量 的指标有掉话率、无线接通率、切换成功率、随机接入成功率、用户感知度等，与话 务量有因果关系的主要是无线接通率、拥塞率。全网掉话率和话务量有一定关系，当全网话务量上升，拥塞率大于一定值后(如15,,30,)，会对全网掉话率有明显影响，但在拥塞率较小时对全网掉话率几乎无影响。因此，在网络冗余度较大时，随着话务量的上升，无线指标基本没有变化，但随着话务量上升到与网络理论承载话务量比较接近时，虽然这时无线利用率指标较高，但话务量的上升波动不仅会降低网络抗突增话务的能力，同时会引起无线指标的连带恶化，例如:话务量上升—》TCH拥塞率超过15%—》无线接通率低于99%—》掉话率指标明显恶化。 因此，提高无线信道利用率不是盲目的，必须在一定的无线网络指标的基础上进行，无线考核指标设定过高不利于信道利用率的提高。 , 无线网络规划对无线利用率的影响 移动网络在进行无线规划和设计时都要求一定的超前度和网络冗余度，但是度的把握应适移动业务产品生命周期由成长期向成熟期发展的情况而进行适当的调整，过度超前或网络冗余偏大不利于投资收益率的提高，同时也会大幅度降低无线利用率。 , 基站特点对无线利用率的影响 基站的站形(例如:全向、定向(1/1/1、2/2/2或以上载频)、基站是容量站还是覆盖站、基站是宏蜂窝还是微蜂窝、基站所处的地理区域(城市、郊区、农村)等特点对基站无线利用率的完成有很大的影响。根据对大量实际网络运行数据的分析，不同载频配置的小区无线设备利用率的理想设计值是不同的，由下表可见无线信道利用率是与小区载频数量成正比的。另外，以覆盖为主的基站无线利用率均偏低，如果这部分基站占全网基站比例偏大或这部分基站站型配置过大，都会给全网无线利用率的提高带来较大影响。 载频数 TCH数量 实际最佳每线实际小区最2,呼损率的理想无线信 话务量 佳话务量 理论小区话务道利用率 量 1 6 0.18 1.08 2.28 47.37% 2 14 0.3 4.2 8.2 51.22% 3 21 0.4 8.4 14.04 59.83% 4 29 0.45 13.05 21.04 62.02% 5 36 0.5 18 28.25 63.72% 6 44 0.6 26.4 34.68 76.12% 7 52 0.62 32.24 42.12 76.54% 8 59 0.63 37.17 48.7 76.32% 9 67 0.63 42.21 56.28 75.00% 10 75 0.65 48.75 63.9 76.29% 11 83 0.7 58.1 71.57 81.18% 12 91 0.72 65.52 79.27 83.80% , 用户行为对无线利用率的影响 移动用户每用户话务量逐年降低，我省的每用户话务量已由最初的0.02爱尔兰/用户下降到0.013爱尔兰/用户，由于该值用于网络规划时全网话务量的预测计算，因此如何设定该值影响网络设计冗余度的大小，进而影响无线利用率的提高。 移动用户的移动特性导致了话务的波动性，全网的忙时与局部的忙时并不完全一致，这就要求在网络能力配置上留有一定的余量以克服用户移动性带来的影响。一般做规划时，使用全网忙时话务量(一般是早忙时)而不是全网最大话务量做基础的预测数据，这会造成个别地区例如:一些进行六合彩活动的农村或郊县、商场或娱乐场所、体育场或会展中心等地方当最忙时到来时出现局部的网络拥塞，所以话务的波动性越大对网络的冗余度要求越高越不利于利用率的完成。另外，话务的波动除表现在不同地区上，同时也表现在时间的走势上。从下图可见话务量和GPRS流量每天24小时、工作日、休息日或节假日均不同，特别是中秋节、圣诞节、春节等节日话务量的波动幅度均在平时话务量的40%以上、甚至能达到100%以上，因此从网络安全及提高用户服务的角度也要求在网络配置上考虑一定的富余，以提高网络抗突发话务的能力，这必然会导致无线利用率的下降。 GSM话务量24小时趋势图 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 01234567891011121314151617181920212223 工作日休息日 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.000:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00 工作日PDCH占用均值休息日PDCH占用均值工作日流量均值休息日流量均值 , 载频配置与实际话务量的均衡 高话务密度地区:这些地区的无线利用率高达80%以上，高拥塞现象严重，大部分属于城市的经济活动频繁区，经常出现频率资源受限、900M基站已经是最大配置的现象，由于无法进行扩容进而导致容量受限。为使载频配置与实际话务量均衡，并在合理范围内提高无线利用率，我省采取以下手段:(1)分流话务到1800M;(2)小区分裂;(3)室内用宏蜂窝带室内分布系统进行覆盖分流室内话务;(4)启用应急通信车;(5)载频池。 低话务密度地区:进行长期的话务量分析，提取这些地区的话务模型，在话务模型基础上采用拆闲补忙、优化等手段进行合理配置。 特殊地区:一些旅游景点、交通干线、农村等特殊地区，虽然话务量不大，但由于提高移动品牌形象和指标的要求，必须进行投资建站，这些地区的无线信道利用率一般较低，对全网利用率的提升有较大影响。 , 双频网、多层网吸收话务的能力 目前，我省有八个城市建设了GSM900/1800双频网，通过对我省双频网和单频网的利用率比较，发现具有双频网的城市无线利用率普遍较低。分析具体原因有以下几点: 、由于1800M网络基站布局和频率特性，话务吸收不理想，与设计话务量差别较大，1 导致站型配置偏大，引起利用率过低。 2、由于双频网话务均衡涉及的优化参数较多且复杂，如果设置不合理就会导致各层网络之间话务负荷不均，从而在一定程度上降低全网的设备利用率。 3、由于1800M频率特点(与900M相比衰耗大)和部分1800M厂家产品自身问题较多，导致1800M网络指标相对900M偏差，因此某些城市在参数设定时采取优选900M的策 略。 , GSM/GPRS信道配置与容量的均衡 GSM所承载的语音业务和GPRS承载的数据业务共享无线信道资源，数据业务信道PDCH分为静态和动态两种，在计算话音信道利用率时，由于动态信道优先提供给语音业务，因此仅扣除静态数据业务信道进行计算。由于语音业务和数据业务忙时或热点地区不完全一致，因此对于话音业务量较少而数据业务量较大的地区，合理适当增加静态PDCH的设置，可以提高该地区的话音信道利用率，防止无线资源的浪费。 我省GPRS信道配置原则暂定为: 应用场景 专用PDCH+动态PDCH 市区普通小区 2+3 郊区普通小区 1+3 地市公司营业厅、GPRS演示厅、机场、四星级以上宾馆、高3+4 档写字楼等GPRS重要保障场所 (VIP) GPRS重点应用场所(星级宾馆、火车站、汽车站、大型商场)2+4 VIP 市区有语音话务拥塞且暂时无法扩容的小区 1+4 郊区存在语音话务拥塞问题的小区、小载频配置小区 0+4 高速公路、国道、铁路干线等沿线骨干小区 (VIP) 2+3/1+4 四、如何提高无线信道利用率 1、 利用参数调整等网络优化手段合理分流话务。提高无线利用率在考虑进行硬件 调整或网络结构性调整之前，应该考虑采用参数调整、网优工程等优化手段进 行话务分流或扩大话务吸收面积，目的是动态优化网络，在保证网络质量、不 增加投资的前提下，最大限度吸收话务量，尽可能与实际话务量均衡匹配，提 高资源利用率。 2、 站型选择要合理、与实际话务量要匹配。通过现网大量数据分析，我们发现站 型选择不合理、且偏大，由于理论要求承载话务量高，但实际吸收话务量不够， 会直接影响利用率。以某城市为例，假设将爱立信/900M、摩托/900M站型偏 大的小区进行调整，调整后全网利用率比未调整前能提高3.51%。网络规模适 度超前是必须的，但过大不仅浪费投资，同时从全网指标上来看也与合理配置 的网络差不多。 3、 拆闲补忙、做好网络预警。规划和预测网络与实际话务分布情况有出入属于正 常现象，这就需要优化人员在日常优化过程中能够根据话务量情况、预警 动态调整基站配置，合理利用载频资源，使载频配置与话务量分布达到一个均 衡。 、 加大1800M网络的利用。1800M网络承载话务量偏低仍然是影响有1800M网络4 城市无线利用率的重要原因，通过调查部分省份或地区目前1800M站型和网络 规模与其实际承载话务量相比偏大,以某城市为例,假设将该城市北电/1800M -3个载频小区,全网无线利用率比1800M网络规模不变情况下提高均调整为2 6.55%。在保证网络指标不受影响的情况下，通过对十几个城市的现网估算， 通过刨除1800M网络前后全网无线利用率的对比，我们得到与单频网相比，双 频网对无线利用率的影响在10%左右。 5、 加强市场营销，从整体上提高全网话务量。今年前几个月，全网话务量增长迅 猛，比去年同期话务量增长20%以上，但从无线指标上来看并没有对全网性无 线指标带来影响，从另一个侧面说明如果网络规模超前较大，继续加大话务量 增长对利用率的提高将很有益处。通过现网运行的实际情况也证明了，如果网 络规模超前较大，在话务量增长幅度远大于网络规模增长的一段时间内，全网 指标比较稳定，仅需要小范围高拥塞小区的适当扩容。 6、 利用动态半速率等新功能提高利用率。虽然话务量的快速增长对全网指标影响 不大，但个别热点地区会出现一些小区高拥塞，可以利用半速率等新功能在不 增加载频的基础上提高小区容量，提高无线信道利用率。 五、结束语 提高无线资源利用率是一项长期的课题，涉及规划、工程、优化等多个方面，体现移动网络的整体综合能力。目前，无线资源利用率受到越来越多人的关注，我们将在今后的日常优化过程中继续探讨并进行实践。