GSM 容量规划专题

容量规划专题中国电子科技集团公司第二十二研究所通信工程事业部在网络设计的初期，正确的规划网络容量，分析话务分布，配置控制信道，以及划分位置区，对以后的网络高质高效的运行以及后期的扩容工程起着至关重要的作用。引入学习目标•掌握网络、基站容量规划的思路•掌握如何进行容量设计和计算•掌握SDCCH和CCCH信道的配置原则•掌握如何进行位置区的规划学习完本课程，您将能够：内容简介第一章容量规划概述第二章容量预测第三章话务分布分析第四章信道配置第五章位置区规划第六章提高网络容量第一章容量规划概述基站容量：指一个基站或一个小区配置的信道数，分为无线话音信道数与控制信道数；网络整体容量：各个基站所能提供的容量之和；容量规划：根据当前用户数及预计的发展趋势，合理的设计出基站分布及各基站配置。第一章容量规划概述容量规划思路容量预测→话务分布分析→确定站型和基站数量→确定基站布局→确定信道配置→位置区规划网络规划在不同阶段的侧重点不同网络发展初级阶段，容量需求少，主要考虑基本覆盖。站型一般较小，网络结构单一；网络发展中级阶段，容量需求大，覆盖要求高。通过基站扩容、小区分裂解决；网络结构比较复杂；网络发展高级阶段，容量需求很大，要求覆盖无盲点。通过增加微蜂窝、建设双频网等解决；网络结构复杂。内容简介第一章容量规划概述第二章容量预测第三章话务分布分析第四章信道配置第五章位置区规划第六章提高网络容量第二章容量预测蜂窝网络规划首先要确定系统容量需求，即系统中将有多少用户，这些用户将产生多少话务量，这是整个蜂窝网络工程设计的基础。系统容量分析的目的就是为了尽可能反映实际的和将来的容量需求，以便估算系统所需的信道数。网络规划是以通过各种统计、计算得到的初期及将来的话务需求分布为基础而展开实施的。容量预测概述第二章容量预测容量预测分为近期1～2年和远期3～5年预测；常采用普及率法、类比法、数学模型法、专家预测法等多种预测方法，最后进行综合加权得出移动用户数；常用的数学模型法，用话务模型计算系统话务量，根据PLMN的不同结构获得各接口的话务量；话务模型受各地的社会、经济环境，主力用户群的组成情况等因素影响较大；且将随着用户的增长不断发生变化；下表为几个话务模型示例：容量预测方法第二章容量预测话务模型示例沈阳大连鞍山0.0180.0180.0180.0150.0154848484040393939333357575747471.351.351.351.351.3580%80%80%80%80%1.212.611.911.011.7120%20%20%20%20%11.71.711.7000000000010%10%10%10%10%10%10%10%10%10%100%100%100%100%100%移——移40%40%40%30%30%固——移36%36%36%38%38%移——固24%24%24%32%32%拨打比例移动用户被叫时引起的二次寻呼比例移动用户每次呼叫切换次数平均呼叫占用时长移动用户主叫移动用户被叫忙时移动用户每户呼叫次数移动用户激活比例话务模型其余城市忙时移动用户发短消息数/用户忙时移动用户收短消息数/用户项目忙时移动用户每户话务量移动用户漫游入占总用户比例移动用户漫游出占总用户比例呼叫接通率移动用户忙时位置更新第二章容量预测某本地网需要进行扩容，根据业务发展并结合人口增长和普及率预测，在2年后用户将达到10万；考虑漫游因子（根据话统及发展趋势）10%、移动因子（主要指用户在本地网内移动而不是漫游）10%、动态因子（考虑突发话务量）15%，得到所需网络容量为10×（1+10%+10%+15%）=13.5万；考虑到拥塞，一般按85%计算网络可承担话务密度的依据，所以最终网络的设计容量为13.5/(85%)=15.88万，即16万；再根据所采用的话务模型可预测出整网的忙时话务量。容量预测示例内容简介第一章容量规划概述第二章容量预测第三章话务分布分析第四章信道配置第五章位置区规划第六章提高网络容量第三章话务分布分析由于移动电话的话务分布极不均匀。一般来说，话务量主要集中在城市的市中心区，而郊区、县城、农村的话务量较低；市区内还可以进一步细分为高话务密度区、中话务密度区等；同时，移动电话话务分布还会随时间变化；因此我们需要对话务分布密度进行预测，作为基站布局、频率复用方式等的规划依据。概述第三章话务分布分析最初，可根据人口分布、收入水平、车辆使用分布、电话使用统计等统计数据来预测话务量需求的地理分布；网络建成运行后，再通过OMC的话务统计报告可以得到移动业务区较全面的话务量分布，作为优化和扩容的参考。粗略估计用户密度分布的方法有：1、百分比分配法2、话机类比法3、......话务密度分布分析方法内容简介第一章容量规划概述第二章容量预测第三章话务分布分析第四章信道配置第五章位置区规划第六章提高网络容量第四章信道配置原则容量设计SDCCH信道配置CCCH信道配置4.1容量设计a、用户产生的总话务量及话务分布预测；b、系统提供的服务等级GOS(拥塞率或呼损率)；c、可用的话音/信令信道数；d、可用频带和频率复用模式。常用计算呼损概率的公式为爱尔兰公式：爱尔兰公式描述了呼损率B、话务量A及信道数n之间的关系。利用爱尔兰B表，在已知上述三项中的两项时，即可计算出另一项值。容量设计依据4.1容量设计根据各基站或小区覆盖范围及覆盖范围内的用户密度分布，计算出所容纳的用户数；再根据话务模型，计算出基站或小区所需承担的话务总量；最后根据以上计算出的话务量及无线频道呼损率指标要求查爱尔兰B表，求得应配置的话音/控制信道数；由于移动电话话务量分布的不均匀性，所以我们采用的频率复用方式应该能满足高话务密度区的容量需求；在城市中，由于移动用户增长速度很快，因此对每个基站或小区都应尽量配足可用信道数；因此容量计算变成了如下的相反程序：基站容量和基站数量计算4.1容量设计由频率使用情况计算信道数→由信道数计算用户容量→由用户容量计算基站区或小区面积→再计算基站数量；a、根据允许使用的频宽和复用方式，得出基站配置的最大站型；b、每个载频有8个信道，减去控制信道数后，得出每个基站可配置的最大话音信道数；c、根据话音信道数和呼损率指标（一般高话务密度区取2%，其余取5%），查爱尔兰B表，得出一个基站能负荷的最大话务量；d、根据所采用的话务模型，用该爱尔兰数除以平均用户忙时话务量，得到一个基站可满足的最大用户数；e、由用户密度数据可求得该基站的覆盖面积；4.1容量设计f、然后就可根据各种用户密度分布区域的面积及上述求得的一个基站的覆盖面积算出该区域应设置的基站数。基站容量计算示例：例如：某基站站型为S4/4/4；•每小区共32个信道，其中29个为业务信道；•假设呼损2％，查爱尔兰B表得，可承载话务量21.03Erl；•假设每用户平均忙时话务量为0.025Erl，则可容纳用户841户；•该基站可容纳841×3=2523户注意：在步骤b中，要确定控制信道的数量；控制信道的配置与系统结构有很大的关系。4.2SDCCH信道配置SDCCH信道有两种结构：SDCCH/4和SDCCH/8，它们分别运用于混合型和独立型的控制信道配置结构中。混合结构中，各种控制信道配置为：BCCH＋CCCH＋SDCCH/4（TS0）独立性结构中，各种控制信道配置为：BCCH+CCCH（TS0）X×SDCCH/8（在同载频其它时隙或其它载频时隙上）在网络设计中，根据载频数量（即TCH信道数量）、TCH话务量与SDCCH话务量的比例配置X。SDCCH信道结构4.2SDCCH信道配置对于不同结构和用户习惯的网络，不同的话务量模型，以上各种事件占用SDCCH的时间有所不同；近似认为忙时每用户占用SDCCH的话务量为0.005erl。移动性管理过程，例如位置更新和周期性登记等；无线资源管理过程，例如呼叫建立过程等；用户业务，例如点对点短消息业务、传真业务的建立过程、补充业务等；SDCCH信道承载的业务类型4.2SDCCH信道配置SDCCH/4位于BCCH时隙，并且只能位于时隙0，共有4个信令子信道，一个小区内只能有一个SDCCH/4。SDCCH/8提供8个信令子信道，可位于任何载频的任何时隙上（除BCCH所占用的时隙）。SDCCH/4+CBCH共有3个信令子信道，一个CBCH信道。SDCCH/8+CBCH共有7个信令子信道，一个CBCH信道。SDCCH配置方式4.2SDCCH信道配置SDCCH的服务等级（GOS）一般SDCCH/8的GOS，按TCH的GOS的1/4计算；SDCCH/4的GOS，按TCH的1/2计算。例如当TCH的GOS设计要求为2%，则SDCCH/4GOS=1%SDCCH/8GOS=0.5%立即指配到TCH根据BSC的信道分配算法，可以在TCH信道上传送信令；极早指配、动态SDCCH分配都可以在TCH上传输信令消息。4.2SDCCH信道配置在业务模型已知的情况下，可以计算出每一类手机行为的每用户业务量。计算公式如下：(mE/user)3.6占用时长用户比例忙时执行次数业务量SDCCH容量预测如下的SDCCH业务量预测都是按照一般的业务模型计算的，实际规划过程中应该按照运营商所提供的业务模型计算。4.2SDCCH信道配置每用户忙时SDCCH业务量预测事件一般小区内部小区边界小区单位位置更新0.401.2mE/user周期性位置更新1.81.81.8mE/userIMSI附着/分离0.80.80.8mE/user呼叫建立0.90.90.9mE/user点对点短消息111mE/user补充业务0.20.20.2mE/user累计5.14.75.9mE/user考虑余量（20%）6.15.67mE/userSDCCH/TCH之比24%23%28%注：上表中TCH话务量假设为25mE/user4.2SDCCH信道配置SDCCH推荐配置一般小区内部小区边界小区一般小区内部小区边界小区1SDCCH/4SDCCH/4SDCCH/4SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/82SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8SDCCH/8+SDCCH/43SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/4SDCCH/8+SDCCH/442譙DCCH/8SDCCH/8+SDCCH/42譙DCCH/82譙DCCH/82譙DCCH/82譙DCCH/852譙DCCH/82譙DCCH/82譙DCCH/82譙DCCH/82譙DCCH/82譙DCCH/8+SDCCH/462譙DCCH/8+SDCCH/42譙DCCH/82譙DCCH/8+SDCCH/42譙DCCH/8+SDCCH/42譙DCCH/8+SDCCH/42譙DCCH/8+SDCCH/472譙DCCH/8+SDCCH/42譙DCCH/8+SDCCH/43譙DCCH/83譙DCCH/82譙DCCH/8+SDCCH/43譙DCCH/883譙DCCH/83譙DCCH/83譙DCCH/83譙DCCH/83譙DCCH/83譙DCCH/8+SDCCH/4TRX数SDCCH配置SDCCH配置无CBCH有CBCH4.3CCCH信道配置CCCH信道概述公共控制信道主要包含准许接入信道（AGCH）和寻呼信道（PCH）以及随机接入信道（RACH）；功能是发送准许接入（即立即指配）和寻呼消息；每个小区的所有的业务信道共用CCCH信道。CCCH信道配置类型即是否与SDCCH信道合用一个物理信道，将在后文中结合位置区划分进行介绍；4.3CCCH信道配置CCCH信道配置原则小区中载频数CCCH配置1～2TRXCCCH信道占用一个物理信道且与SDCCH共用3～