信息產(chǎn)業(yè)部電信規(guī)劃研究院賀豐

隨著中國移動用戶的快速增長，各移動公司近年來都對GSM網(wǎng)絡進行大規(guī)模的擴容及優(yōu)化資源配置，以求提高網(wǎng)絡的服務能力和服務質量，增強網(wǎng)絡的競爭力。這在一定程度上滿足了業(yè)務發(fā)展對網(wǎng)絡能力要求，但大規(guī)模的建設也暴露了一些問題，主要是網(wǎng)絡資源利用率較低。為充分發(fā)揮網(wǎng)絡資源能力，移動集團就網(wǎng)絡建設提出了相關原則，以求在規(guī)劃階段指導網(wǎng)絡的建設規(guī)模。
本文在集團公司相關指導原則下，以某省幾個典型地市為例，對無線網(wǎng)絡容量進行測算，該方法具有通用性，具體參數(shù)應根據(jù)各地實際情況取得。
容量測算流程
根據(jù)容量配置指導原則，容量測算流程如下。
圖1容量測算流程圖
(本流程中沒有考慮GSM1800的影響)
整個容量測算可以分為三個步驟：
步驟1工程期末網(wǎng)絡忙時統(tǒng)計話務量
反映網(wǎng)絡平均承載的話務量，與之相關的參數(shù)有：
工程期末用戶規(guī)模：由于目前統(tǒng)計口徑不同，有HLR統(tǒng)計用戶、VLR忙時登記用戶、各月實際通話用戶等。從網(wǎng)絡角度來看，一般為滿足忙時需求而配置，直接提供VLR忙時登記用戶數(shù)更為合理。但通常所談的用戶數(shù)是從經(jīng)營角度出發(fā)，這里按工程期末達到的實際通話用戶考慮。
VLR忙時登記用戶比：根據(jù)已有的各月VLR忙時登記用戶與通話用戶數(shù)，計算VLR忙時登記用戶比例，以得到工程期末忙時VLR登記用戶。通過對某省各本地網(wǎng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，漫游入用戶較多的本地網(wǎng)VLR忙時登記用戶占通話用戶數(shù)的100%，漫游入用戶較少的本地網(wǎng)為90%。
VLR登記用戶忙時話務行為：根據(jù)一段時間內(nèi)統(tǒng)計的忙時話務量和忙時VLR登記用戶數(shù)計算得到。不同地區(qū)用戶行為有一定差異，就某省統(tǒng)計數(shù)據(jù)，省會級城市和不發(fā)達地區(qū)VLR登記用戶忙時話務行為相對較高，在0.01～0.012 Erl之間，而一般地區(qū)用戶話務行為則相對較低，在0.008～0.01 Erl之間。
若簡化考慮，采用線性方法預測話務量。即：



考慮到資費優(yōu)惠對用戶話務行為呈凸函數(shù)影響，而低端用戶的增加對話務行為呈凹函數(shù)影響，可以在線性預測的話務量基礎上考慮±5%內(nèi)的浮動。
步驟2無線網(wǎng)絡理論承載話務量
為滿足忙時統(tǒng)計話務量以及進行載頻配置，需要知道無線網(wǎng)絡按愛爾蘭公式的理論承載話務量，忙時統(tǒng)計話務量與無線網(wǎng)絡理論承載話務量的比值，即無線網(wǎng)絡利用率。
可以進一步將無線網(wǎng)絡利用率分解為無線網(wǎng)絡設計利用率和無線網(wǎng)絡實裝率。




要確定無線網(wǎng)絡設計利用率，主要考慮以下幾個因素：
用戶行為的變化，分用戶話務行為和用戶移動行為。從宏觀的角度來看，盡管用戶在不同小區(qū)間移動，導致各日忙時話務量不同的主要因素是用戶話務行為的變化，可以通過一段時間(按天計算)內(nèi)忙時話務量的變化來分析用戶話務行為。用戶移動行為則必須從微觀上(小區(qū)級)進行分析，通過對小區(qū)話務量的分析得到一些宏觀統(tǒng)計特性，可以通過一段時間(一周內(nèi))各小區(qū)忙時話務變化來分析。對幾個本地網(wǎng)進行統(tǒng)計，用戶行為的變化使網(wǎng)絡利用率下降25%～30%。
信道配置非線性的影響。由于信道配置是按載頻數(shù)進行計算，并非按需求進行線性配置，必然會造成一定的浪費，如某小區(qū)計算只需要9個TCH，但配置上必須2個TRX(14個TCH)。對幾個本地網(wǎng)進行統(tǒng)計，非線性使網(wǎng)絡利用率下降20%～25%，對省會級城市，下降20%，對一般地市下降25%，對于特別落后地區(qū)，由于單載頻小區(qū)較多，可以下降30%。
Z峰值的影響。實際話務統(tǒng)計中，流入的話務很難完全滿足愛爾蘭公式的使用條件，而是具有峰值特性的話務流。當一定信道數(shù)和一定呼損下，Z峰值越大，可承載的話務量越小，信道利用率也越低。對于省會級城市，Z峰值影響較大，利用率下降20%，對于一般地市利用率下降15%。
通過對幾個本地網(wǎng)進行統(tǒng)計，無線網(wǎng)絡設計利用率50%～60%。建議省會級城市取60%，一般地市取56%，落后地市取54%。
網(wǎng)絡實裝率可以作為各個地方無線網(wǎng)絡利用情況的比較。從對幾個地市的計算來看，這個指標的差異較大，從50%～70%不等。從提高網(wǎng)絡利用率出發(fā)，在指標制定中應略高于現(xiàn)網(wǎng)絡統(tǒng)計的平均值，建議在規(guī)模測算中按統(tǒng)計值中較大值取，范圍在65%～70%之間。
根據(jù)設計利用率和實裝率的統(tǒng)計，無線網(wǎng)絡利用率取值在35%～42%。若將無線實裝率要求提高到75%，則無線網(wǎng)絡利用率為40%～45%。
步驟3無線網(wǎng)絡載頻配置計算
在已知無線網(wǎng)絡理論承載的話務量基礎上，計算載頻規(guī)模需要考慮的幾個參數(shù)：
每TCH理論承載的話務量：不同本地網(wǎng)，因小區(qū)載頻配置不同而全網(wǎng)平均每TCH理論承載的話務量不同，對幾個典型本地網(wǎng)統(tǒng)計，取值范圍在0.67～0.72 Erl/TCH。落后地區(qū)由于有較多的單載頻小區(qū)，該值較低，通過對這類小區(qū)增加載頻的方法可以提高該指標。建議在規(guī)模測算中，取0.69～0.72，省會級城市略高于一般地區(qū)。
每TRX配置的TCH信道：不同本地網(wǎng)，因小區(qū)載頻配置不同而每TRX配置的TCH不同，對幾個典型本地網(wǎng)統(tǒng)計，取值范圍在7.12～7.18 TCH/TRX。落后地區(qū)由于有較多的單載頻小區(qū)，該值較低，通過對這類小區(qū)增加載頻的方法可以提高該指標。建議在規(guī)模測算中，取7.15～7.18，省會級城市略高于一般地區(qū)。
GPRS影響因素：在GPRS資源分配上，有固定和動態(tài)分配兩種方式。目前無線網(wǎng)絡中采用動態(tài)信道配置方式，每小區(qū)固定分配1 GPRS業(yè)務信道，當用戶需求大時，在不影響話音業(yè)務的前提下可臨時增加2～3個GPRS業(yè)務信道，形成1U+3D或1U+4D方式。通過對幾個本地網(wǎng)計算，在各小區(qū)固定分配1個GPRS業(yè)務信道情況下，占用原話音信道資源的4%～6%不等，固定分配2個GPRS業(yè)務信道情況下，占用原話音信道資源的8%～12%不等，固定分配3個GPRS業(yè)務信道情況下，占用原話音信道資源的12%～18%不等。對于省會級城市，對GPRS業(yè)務需求較大，按2 GPRS業(yè)務信道考慮，取8%左右，對一般城市按1 GPRS業(yè)務信道考慮，影響因素按4%～6%考慮。
容量測算舉例
以某省3個本地網(wǎng)為例進行計算。根據(jù)統(tǒng)計，計算流程中所需各種參數(shù)見表1。
表1 計算流程參數(shù)表
省會
城市一般
地區(qū)落后
地區(qū)
VLR登記用戶占通話用戶比例90%100%90%
VLR登記用戶忙時話務行為(Erl)0.010.0090.01
無線網(wǎng)絡實裝率65%65%65%
無線網(wǎng)絡設計利用率60%56%54%
每TCH理論承載話務量(Erl/TCH)0.720.690.69
每TRX平均TCH信道數(shù)(TCH/TRX)7.187.157.15
GPRS影響因素8%6%4%
根據(jù)預測的2003年底計劃達到的通話用戶，則各地網(wǎng)絡規(guī)模測算見表2。
表2 網(wǎng)絡規(guī)模測算表
省會城市一般地區(qū)落后地區(qū)
預計通話用戶(萬)1964418
VLR忙時登記用戶數(shù)(萬)1764416
預計VLR忙時話務量(Erl)1764039601620
無線網(wǎng)絡設計承載話務量(Erl)2713860922492
無線網(wǎng)絡理論承載話務量(Erl)45231108794615
話音TCH信道數(shù)(TCH)62821157676689
話音TRX數(shù)(TRX)87492205936
考慮GPRS后TRX數(shù)(TRX)94492337973
按照用戶的發(fā)展規(guī)模和TCH配置情況，計算各地的幾個宏觀指標見表3。
表3宏觀指標
省會城市一般地區(qū)落后地區(qū)
每TCH通話用戶數(shù)31.227.926.9
每TCH愛爾蘭0.280.250.24
每TRX通話用戶數(shù)207188185
(這里按通話用戶計算，一般通話用戶占到達用戶的90%左右)
根據(jù)對典型地區(qū)的測算，歸納出指導無線網(wǎng)絡擴容的幾個指標。
指標1：忙時每TCH承載的話務量(或者忙時每TRX承載的話務量)
指平均忙時話務量(一周各日忙時話務量的平均)與工程末TCH數(shù)量的比值，
省會城市，平均每TCH按0.28
愛爾蘭左右衡量。
一般地區(qū)，平均每TCH按0.25
愛爾蘭左右衡量。
落后地區(qū)，平均每TCH按0.24
愛爾蘭左右衡量。
若用一周內(nèi)最忙時話務量進行計算，比用平均忙時話務量高10~20%。
指標2：忙時每TRX承載的通話用戶數(shù)
指達到的通話用戶與工程末TRX數(shù)的比值。
省會城市，平均每TRX承載200～210個通話用戶考慮。
一般地區(qū)，平均每TRX承載185～190個通話用戶考慮。
落后地區(qū)，平均每TRX承載180～190個通話用戶考慮。
對于指標1，能夠直觀反映無線網(wǎng)絡資源的使用情況，是衡量擴容與否和擴容規(guī)模較好的指標。使用時需要知道期末網(wǎng)絡達到的平均忙時話務量，這個數(shù)據(jù)可以根據(jù)當前通話用戶規(guī)模、當前網(wǎng)絡平均忙時話務量和期末通話用戶規(guī)模測算得到。
對于指標2，能夠從通話用戶數(shù)得到網(wǎng)絡規(guī)模，測算起來相對比較簡單，但沒有體現(xiàn)無線網(wǎng)絡的真實負荷情況，在用戶話務行為在統(tǒng)計特性上保持不變的情況下，同指標1一樣能反映網(wǎng)絡承載的負荷情況。
小區(qū)載頻調整建議
參考集團關于基站設計利用率合基站話務不均衡系數(shù)，提出小區(qū)配置載頻所對應的最大承載愛爾蘭，如表4及圖2。
表4小區(qū)載頻配置參考值
TRX公式計算愛爾蘭建議承載
最大愛爾蘭無線信道利用率Erl/TCH
11.910.3820.0%0.06
27.352.940.0%0.21
312.037.260.0%0.36
418.6412.165.0%0.43
525.5117.970.0%0.50
632.5424.475.0%0.55
738.8031.080.0%0.61
845.1338.485.0%0.66
951.5243.885.0%0.67
1057.9649.385.0%0.68

圖2小區(qū)配置載頻所對應的最大承載愛爾蘭

可以根據(jù)這個原則對已有小區(qū)進行載頻的調配，如某個小區(qū)統(tǒng)計得到忙時話務量為15愛爾蘭，則需要配置5個TRX。應該說明，載頻調整是基于一段時間各小區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)得到，建議在對統(tǒng)計數(shù)據(jù)考慮10～20%的富余，得到的話務量與設定的各門限值比較，從而決定對小區(qū)載頻的調整。如某4 TRX小區(qū)，連續(xù)一個月統(tǒng)計，最忙時話務量4愛爾蘭，考慮20%富余后為5愛爾蘭，小于3TRX的門限(7.2 Erl)，可以減少1 TRX。以典型地區(qū)為例，各本地網(wǎng)載頻調整建議見表5。
表5本地網(wǎng)載頻調整
省會城市一般地市落后地市
現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)數(shù)2375564230
調入載頻小區(qū)603191129
調入載頻數(shù)779218176
調出載頻小區(qū)96615346
調出載頻數(shù)-1706-224-77