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无线通信
重大活动中TD-SCDMA网络话务承载保障方案
文章来源:本站原创  发布时间:2014-08-20  浏览次数:838
作者:梁艳  
(中国移动辽宁公司营口分公司 邮编115000)
摘要:本文介绍了重大活动期间,在话务量和数据流量大幅激增的情况下,TD-SCDMA网络如何保障话务承载的方案,结合现网的实际情况,从网络维护的角度提出了容量预估及扩容的依据,并提出了TD系统内外邻区优化的原则和方法,对TD-SCDMA网络的安全运行具有指导意义。
关键词:语音容量、码道资源
1. TD-SCDMA网络话务承载保障的背景
      随着TD-SCDMA网络建设的发展和3G技术的日益成熟,TD用户以迅猛的速度不断增长,话务量和数据流量正在由2G网络飞速向3G网络转移,在这种情况下,当网络服务区域内举办重大比赛、演唱会等活动时,势必对3G网络产生很大的冲击,为了保证用户的良好感知,保障TD-SCDMA网络的平稳运行,适应大话务量的承载,我们从网络维护的角度制定了一系列保障方案。
2. 容量预估及扩容
2.1 语音业务容量计算
      目前所有载波时隙比例配置为2:4,对于CS12.2k用户,1个用户占用2码道,1个载波上行2个时隙下行4个时隙,由于语音业务上下行资源对称,因此根据上行有两个时隙来计算,1个时隙16个码道,那能承载语音业务的有32个码道,其中主载波的上行业务时隙需要有2个码道承载PRACH。
      辅载波承载语音业务用户数=32/2=16
      主载波承载语音业务用户数=(32-2)/2=15
2.2 数据业务容量计算
      对于H业务来说,容量受限于两个因素:上行DPCH码道资源和下行伴随DPCH码道资源。
      按照现网的配置,下行伴随DPCH设置为“连续分配”,上行采用32kbps的速率。
      按照上行DPCH码道资源受限计算:

      上行2个时隙,即32个码道,按照现网的静态参数的设置,上行64kbps占用8个码道,上行32kbps占用4个码道,上行16kbps占用2个码道。每个H载波上行有4个码道的SICH信道的开销,主载波上面还需要有2个码道承载PRACH。由于目前降速接入算法打开,因此,根据上行DPCH码道资源受限计算不同上行业务下能承载的用户数如下表1所示:

表1
      按照下行伴随DPCH码道资源受限计算:

      下行伴随DPCH配置1个时隙,即16个码道,其中每个H载波上面有4个码道的SCCH信道的开销。一个伴随DPCH占用2个码道,若伴随DPCH信道类型设置为“连续分配”,则用户无法复用伴随DPCH信道,但是若是伴随DPCH信道类型设置为不连续,则不同用户可以时分复用同一条伴随DPCH信道。目前复用系数设置为2。因此,按照下行伴随DPCH码道资源受限计算,如下表2所示:

表2
      需要注意的是,上行业务类型为16kbps或者“伴随DPCH是否连续分配”设置为“不连续分配“时,将会影响单个用户的H速率。因此,在重大活动保障期间,后台需要时刻关注保障区域话务量,如果H业务用户数接近临界值,可以考虑将帧分复用。
2.3 组合业务容量预算
      目前智能终端的组合业务越来越多,且始终保持一路PS业务。从R8版本开始,CS+PS组合业务由R4载波承载,现网该组合索引上行资源分配为4个BRU,所以单个R4载波支持组合业务用户的个数为(16+16)/4=8个,R4载波作为主载波时支持组合业务用户的个数为7个。
2.4 载波扩减容判定
2.4.1扩容判别方案一
      R4载波扩容条件:
      在预测小区业务量的基础上,当一周日均出现:
      小区RRC拥塞次数或CS域RAB拥塞次数超过0次且
      小区忙时码资源利用率>=20%且
      R4载波忙时码资源利用率>=40%时
      满足以上条件,需要对R4载波进行扩容。
      H载波扩容条件
      在预测小区业务量的基础上,当一周日均的出现:
      小区RRC拥塞次数 或 PS域RAB拥塞次数超过0次且
      小区忙时H用户数>=小区H载波数*6*90%且
      H载波忙时码资源利用率>10%
      满足以上条件,需要对H载波进行扩容。
      本方案允许部分小区存在拥塞的情况,主要针对高拥塞小区进行扩容
2.4.2扩容判别方案二
      R4载波扩容条件:
      在预测小区业务量的基础上,当一周出现:
      小区RRC拥塞次数 或 CS域RAB拥塞次数超过0次或
      忙时平均:R4载波的上行R4业务码资源利用率>=50%
      满足以上条件,对R4载波进行扩容。
      H载波扩容条件
      在预测小区业务量的基础上,当一周的出现:
      小区RRC拥塞次数 或 PS域RAB拥塞次数超过0次或
      忙时平均:H载波的上行R4业务码资源利用率>=50%或
      忙时平均:H载波的下行R4业务码资源利用率>=40%(该条件主要针对ATU测试区域站点,保证下载速率)或忙时平均:每H载波最大在线用户数>=6(未开启帧分复用)
      满足以上条件,对H载波进行扩容。
      本方案主要针对高拥塞、高负荷小区扩容。
2.4.3  R4载波减容方案
      在预测小区业务量的基础上,当一周日均的小区话务量<5erl且R4载波忙时码资源利用率<10% 且小区RRC拥塞次数或CS域RAB拥塞次数<1次,满足此条件,则对R4载波进行减容。
      对R4载波进行减容,但每小区最低配置保留一个R4载波。
2.4.4  H载波减容方案
      在预测小区业务量的基础上,当一周日均的小区话务量<10MB且H载波忙时码资源利用率<10%且PS域RAB拥塞次数<1次且小区忙时最大H用户数<=(小区H载波数-1)*6(未开启帧分复用),满足以上条件,则对H载波进行减容。
2.5板卡扩容判定

      板卡的扩容需根据不同板卡类型支持的载波个数及其他参数指标,在载波扩容需求配置的载波个数与现有配置载波个数的总和超出了现有板卡所支持载波的总个数时,或者超出其他参数指标时,需要对板卡进行扩容,增加板卡的数量来增加载波容量,表3为各类型板卡参数指标

表3
      如果出现18AE的设备,首先替换为EMB5116, EMB5116所用板卡为BPOE和BPOF。
板块扩容计算方法:需新板卡支持的载波数=扩容后NB所有小区载波数 - NB现有板卡可支持载波数,根据NB支持的板块类型,可以算出所需板卡数。
2.6传输扩容
      传输的扩容与否需要根据“载波配置得到理论传输带宽下限”,和“基站现网配置带宽(M)”对比结果来确定,传输带宽下限=(H载波数*1.8+R4载波数*0.6)*110%(信令面带宽需求按照业务面10%的需求估算),基站现网配置传输带宽就是E1数*2M,如果大于,则判定传输需要扩容;理论容量和现有容量的差值,即为需要扩容的传输链路容量。
2.7  FACH容量分析
      FACH信道的容量是以“RRC连接建立请求次数<总和 >”是否大于“允许RRC建立请求理论次数”,来判断是否 FACH信道处于高负荷状态;其中以RNC接收到发来的“RRC建立成功”(RRC Connection Setup Complete)消息来统计RRC建立请求成功次数;以RNC接收到UE发来的“RRC连接请求”(RRC Connection Request)消息(携带建立原因)来统计RRC连接建立请求次数<总和 >,以RNC接收到发来的“RRC建立成功”(RRC Connection Setup Complete)消息来统计RRC建立请求成功次数<注册类>。
      允许RRC建立请求理论次数有以下两种统计方式:若信令直接建立在DCH承载,则FACH信道上面只承载RRC setup消息,则为32.8125×40%×3600秒/(SF=16的5个码道(4*171)占用TTI数)/(1+重发RRC_SETUP消息占比)=32.8125×40%×3600秒/2/1.2=23625次/小时/小区;若把注册类业务放到FACH信道承载,注册类为X注册次时允许RRC建立请求次数为(包括注册类RRC建立请求次数):(32×40%×3600秒-8×注册)/2/1.2次/小时/小区。

      其中通过系统仿真计算,每秒Cell FACH的TTI个数=32.8125,Cell FACH信道负荷的门限设为40%,以及各类型RRC Setup消息占用TTI个数如下表:

表4
      通过以上计算对比“RRC连接建立请求次数<总和 >”和“允许RRC建立请求理论次数”,若“RRC连接建立请求次数<总和 >”超过了“允许RRC建立请求理论次数”,则认为FACH信道处于高负荷状态。
3. 邻区核查
3.1  邻区核查总体原则
      邻区核查首先要保证符合邻区配置的总体原则:
      距离原则:一般来讲,相邻基站的小区应该配置为邻小区,同一个基站的多个小区也应该配置为邻小区。在密集城区站点比较密集的情况下,对于某一个基站来讲,除了最邻近的一圈基站以外,第二圈基站的部分小区也需要考虑配置为邻小区。
强度原则:强度原则不管基站的具体方位,只要有信号过来,并且信号强度达到了要求的门限,就需要配置为邻小区。但须注意前提做过相关的基础优化工作。
      互含原则:如果小区A是小区B的邻区,那小区B一定也是小区A的邻区。需要注意的是,互含原则存在一些例外的情况。在某些特殊场景下可能会产生单向邻区,譬如为了使室内分布系统尽量吸收话务量,高层的小区与室外站做成单向邻区,并且保证室内用户正常使用。
      交叠覆盖原则:在给定的小区边缘覆盖概率条件下,本小区与邻小区之间必须有一个交叠区存在。一般来讲,本小区的导频信号强度要大于最小导频信号强度,且满足设定的小区边缘覆盖概率;邻小区的导频信号强度要大于最小导频信号强度,且与本小区导频信号强度差小于邻区规划余量。这样计算得到的本小区和邻小区的交叠覆盖面积,再考虑跟本小区覆盖面积相比,来确定是否是邻小区。
3.2  TD系统内邻区核查原则
      300米以内最好不要有同频
      3公里以内不能有同频同扰码
      TD邻区最好不要超过17个
3.3  TD系统外邻区核查原则
      同一TD小区下不要添加同频、邻频、同BSIC的GSM邻区;
      优先添加与TD小区共站址,覆盖对向的GSM邻区(如共站与对向GSM邻区是同邻频或同BSIC GSM小区,不建议全部添加,可根据实际情况酌情添加)
      初期优化建议在满足原则1与原则2的基础上统一添加6个GSM邻区;
      保证GSM邻区参数(LAC、CI、BCCH与BSIC)与GSM小区实际无线参数一致,并确保可实时更新;
      确定切换带。将系统间切换尽量控制在一个范围内。既可减少优化工作使得指标最大限度可控,也可避免不必要的系统间切换带来的跨系统位置更新导致的终端不可及的时间,间接提高无线接通率。该工作可根据TD实际覆盖的场强图规划出,并通过修改系统间测量控制门限来约束系统间切换发生的地点。并尽量避免在GSM同邻频覆盖均较强的地点发生系统间切换。
      在没有特殊要求情况下确保不要开启除3A外其他类型的系统间切换开关(如基于业务的系统间切换开关)。
      对于后续新开通的小区,建议先关闭系统间切换开关,待核查过GSM邻区参数,优化GSM邻区配置与系统间切换参数后再开启。
      GSM 900邻区数目,GSM邻区默认为900M优先,当邻区数目超过该值时才考虑1800M的邻区
      保证GSM邻区参数(LAC,CI,BCCH与BSIC)与GSM小区实际无线参数一致,并确保可实时更新;
4. 网络摸底排查
      对于重点保障室外路线,一般采用DT拉网测试的方法,对于其中出现的弱覆盖,干扰,掉话,接通,切换,及用户感知等问题摸底测试,且一定要在重点保障工作开始前处理完毕。
      对于重点保障的室内测试主要针对室内覆盖区域,重点场所内部(体育馆、政府机关等),以及重点保障要求测试区域(如VIP等)等进行信号覆盖测试,以发现、分析和解决这些场所的 RF 问题。其次用于优化室内、室内户外同频、异频或者异系统之间的切换关系。室内覆盖测试通常主要是由室内覆盖厂家来完成。
5. 重大活动中TD-SCDMA网络话务承载保障应用
      2013年8月30日至2013年9月11日, 第十二届全国运动会沙滩排球比赛在辽宁营口鲅鱼圈举行,根据比赛日程安排和观众规模,在比赛进行之前,我们对重点需要保障的室外路线进行大量的拉网测试,对比赛地点及场馆进行大量的覆盖测试,同时根据制定的TD-SCDMA网络话务承载保障方案进行容量预估算,对周边基站进行扩容,尤其是对传输带宽进行详细计算,充分保证多用户大数据业务的下载速率;通过参数一致性检查,优化TD系统内外邻区,尽量减少系统间切换。由于准备充分、保障方案全面,在全运会比赛期间,虽然TD-SCDMA话务量和数据流量有很大的增幅,但网络运行并未因此受到强大的冲击,取得了令人满意的效果。
6. 结束语
      随着3G智能手机的不断普及,TD-SCDMA网络承载日益繁重,尤其是在重大活动期间,存在人员集中、话务量和数据流量瞬间突增的特点,对网络承载有很大的冲击,只有制定切实有效的大话务量网络承载保障方案,才能保障网络的平稳运行,保证良好的用户感知。 
参考文献
1 许宏敏  《TD-SCDMA无线网络原理及方法》,人民邮电出版社  2009年第一版
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