信息產(chǎn)業(yè)部電信規(guī)劃研究院賀豐

隨著中國(guó)移動(dòng)用戶(hù)的快速增長(zhǎng)，各移動(dòng)公司近年來(lái)都對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模的擴(kuò)容及優(yōu)化資源配置，以求提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力和服務(wù)質(zhì)量，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)力。這在一定程度上滿(mǎn)足了業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力要求，但大規(guī)模的建設(shè)也暴露了一些問(wèn)題，主要是網(wǎng)絡(luò)資源利用率較低。為充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源能力，移動(dòng)集團(tuán)就網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出了相關(guān)原則，以求在規(guī)劃階段指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)模。
本文在集團(tuán)公司相關(guān)指導(dǎo)原則下，以某省幾個(gè)典型地市為例，對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量進(jìn)行測(cè)算，該方法具有通用性，具體參數(shù)應(yīng)根據(jù)各地實(shí)際情況取得。
容量測(cè)算流程
根據(jù)容量配置指導(dǎo)原則，容量測(cè)算流程如下。
圖1容量測(cè)算流程圖
(本流程中沒(méi)有考慮GSM1800的影響)
整個(gè)容量測(cè)算可以分為三個(gè)步驟：
步驟1工程期末網(wǎng)絡(luò)忙時(shí)統(tǒng)計(jì)話(huà)務(wù)量
反映網(wǎng)絡(luò)平均承載的話(huà)務(wù)量，與之相關(guān)的參數(shù)有：
工程期末用戶(hù)規(guī)模：由于目前統(tǒng)計(jì)口徑不同，有HLR統(tǒng)計(jì)用戶(hù)、VLR忙時(shí)登記用戶(hù)、各月實(shí)際通話(huà)用戶(hù)等。從網(wǎng)絡(luò)角度來(lái)看，一般為滿(mǎn)足忙時(shí)需求而配置，直接提供VLR忙時(shí)登記用戶(hù)數(shù)更為合理。但通常所談的用戶(hù)數(shù)是從經(jīng)營(yíng)角度出發(fā)，這里按工程期末達(dá)到的實(shí)際通話(huà)用戶(hù)考慮。
VLR忙時(shí)登記用戶(hù)比：根據(jù)已有的各月VLR忙時(shí)登記用戶(hù)與通話(huà)用戶(hù)數(shù)，計(jì)算VLR忙時(shí)登記用戶(hù)比例，以得到工程期末忙時(shí)VLR登記用戶(hù)。通過(guò)對(duì)某省各本地網(wǎng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，漫游入用戶(hù)較多的本地網(wǎng)VLR忙時(shí)登記用戶(hù)占通話(huà)用戶(hù)數(shù)的100%，漫游入用戶(hù)較少的本地網(wǎng)為90%。
VLR登記用戶(hù)忙時(shí)話(huà)務(wù)行為：根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的忙時(shí)話(huà)務(wù)量和忙時(shí)VLR登記用戶(hù)數(shù)計(jì)算得到。不同地區(qū)用戶(hù)行為有一定差異，就某省統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，省會(huì)級(jí)城市和不發(fā)達(dá)地區(qū)VLR登記用戶(hù)忙時(shí)話(huà)務(wù)行為相對(duì)較高，在0.01～0.012 Erl之間，而一般地區(qū)用戶(hù)話(huà)務(wù)行為則相對(duì)較低，在0.008～0.01 Erl之間。
若簡(jiǎn)化考慮，采用線(xiàn)性方法預(yù)測(cè)話(huà)務(wù)量。即：



考慮到資費(fèi)優(yōu)惠對(duì)用戶(hù)話(huà)務(wù)行為呈凸函數(shù)影響，而低端用戶(hù)的增加對(duì)話(huà)務(wù)行為呈凹函數(shù)影響，可以在線(xiàn)性預(yù)測(cè)的話(huà)務(wù)量基礎(chǔ)上考慮±5%內(nèi)的浮動(dòng)。
步驟2無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)理論承載話(huà)務(wù)量
為滿(mǎn)足忙時(shí)統(tǒng)計(jì)話(huà)務(wù)量以及進(jìn)行載頻配置，需要知道無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)按愛(ài)爾蘭公式的理論承載話(huà)務(wù)量，忙時(shí)統(tǒng)計(jì)話(huà)務(wù)量與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)理論承載話(huà)務(wù)量的比值，即無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率。
可以進(jìn)一步將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率分解為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)利用率和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)裝率。




要確定無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)利用率，主要考慮以下幾個(gè)因素：
用戶(hù)行為的變化，分用戶(hù)話(huà)務(wù)行為和用戶(hù)移動(dòng)行為。從宏觀(guān)的角度來(lái)看，盡管用戶(hù)在不同小區(qū)間移動(dòng)，導(dǎo)致各日忙時(shí)話(huà)務(wù)量不同的主要因素是用戶(hù)話(huà)務(wù)行為的變化，可以通過(guò)一段時(shí)間(按天計(jì)算)內(nèi)忙時(shí)話(huà)務(wù)量的變化來(lái)分析用戶(hù)話(huà)務(wù)行為。用戶(hù)移動(dòng)行為則必須從微觀(guān)上(小區(qū)級(jí))進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)小區(qū)話(huà)務(wù)量的分析得到一些宏觀(guān)統(tǒng)計(jì)特性，可以通過(guò)一段時(shí)間(一周內(nèi))各小區(qū)忙時(shí)話(huà)務(wù)變化來(lái)分析。對(duì)幾個(gè)本地網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用戶(hù)行為的變化使網(wǎng)絡(luò)利用率下降25%～30%。
信道配置非線(xiàn)性的影響。由于信道配置是按載頻數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并非按需求進(jìn)行線(xiàn)性配置，必然會(huì)造成一定的浪費(fèi)，如某小區(qū)計(jì)算只需要9個(gè)TCH，但配置上必須2個(gè)TRX(14個(gè)TCH)。對(duì)幾個(gè)本地網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，非線(xiàn)性使網(wǎng)絡(luò)利用率下降20%～25%，對(duì)省會(huì)級(jí)城市，下降20%，對(duì)一般地市下降25%，對(duì)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(shí)際話(huà)務(wù)統(tǒng)計(jì)中，流入的話(huà)務(wù)很難完全滿(mǎn)足愛(ài)爾蘭公式的使用條件，而是具有峰值特性的話(huà)務(wù)流。當(dāng)一定信道數(shù)和一定呼損下，Z峰值越大，可承載的話(huà)務(wù)量越小，信道利用率也越低。對(duì)于省會(huì)級(jí)城市，Z峰值影響較大，利用率下降20%，對(duì)于一般地市利用率下降15%。
通過(guò)對(duì)幾個(gè)本地網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)利用率50%～60%。建議省會(huì)級(jí)城市取60%，一般地市取56%，落后地市取54%。
網(wǎng)絡(luò)實(shí)裝率可以作為各個(gè)地方無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用情況的比較。從對(duì)幾個(gè)地市的計(jì)算來(lái)看，這個(gè)指標(biāo)的差異較大，從50%～70%不等。從提高網(wǎng)絡(luò)利用率出發(fā)，在指標(biāo)制定中應(yīng)略高于現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)的平均值，建議在規(guī)模測(cè)算中按統(tǒng)計(jì)值中較大值取，范圍在65%～70%之間。
根據(jù)設(shè)計(jì)利用率和實(shí)裝率的統(tǒng)計(jì)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率取值在35%～42%。若將無(wú)線(xiàn)實(shí)裝率要求提高到75%，則無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用率為40%～45%。
步驟3無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)載頻配置計(jì)算
在已知無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)理論承載的話(huà)務(wù)量基礎(chǔ)上，計(jì)算載頻規(guī)模需要考慮的幾個(gè)參數(shù)：
每TCH理論承載的話(huà)務(wù)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(huà)務(wù)量不同，對(duì)幾個(gè)典型本地網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，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(guò)對(duì)這類(lèi)小區(qū)增加載頻的方法可以提高該指標(biāo)。建議在規(guī)模測(cè)算中，取0.69～0.72，省會(huì)級(jí)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(duì)幾個(gè)典型本地網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，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(guò)對(duì)這類(lèi)小區(qū)增加載頻的方法可以提高該指標(biāo)。建議在規(guī)模測(cè)算中，取7.15～7.18，省會(huì)級(jí)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(dòng)態(tài)分配兩種方式。目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中采用動(dòng)態(tài)信道配置方式，每小區(qū)固定分配1 GPRS業(yè)務(wù)信道，當(dāng)用戶(hù)需求大時(shí)，在不影響話(huà)音業(yè)務(wù)的前提下可臨時(shí)增加2～3個(gè)GPRS業(yè)務(wù)信道，形成1U+3D或1U+4D方式。通過(guò)對(duì)幾個(gè)本地網(wǎng)計(jì)算，在各小區(qū)固定分配1個(gè)GPRS業(yè)務(wù)信道情況下，占用原話(huà)音信道資源的4%～6%不等，固定分配2個(gè)GPRS業(yè)務(wù)信道情況下，占用原話(huà)音信道資源的8%～12%不等，固定分配3個(gè)GPRS業(yè)務(wù)信道情況下，占用原話(huà)音信道資源的12%～18%不等。對(duì)于省會(huì)級(jí)城市，對(duì)GPRS業(yè)務(wù)需求較大，按2 GPRS業(yè)務(wù)信道考慮，取8%左右，對(duì)一般城市按1 GPRS業(yè)務(wù)信道考慮，影響因素按4%～6%考慮。
容量測(cè)算舉例
以某省3個(gè)本地網(wǎng)為例進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算流程中所需各種參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 計(jì)算流程參數(shù)表
省會(huì)
城市一般
地區(qū)落后
地區(qū)
VLR登記用戶(hù)占通話(huà)用戶(hù)比例90%100%90%
VLR登記用戶(hù)忙時(shí)話(huà)務(wù)行為(Erl)0.010.0090.01
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)裝率65%65%65%
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)利用率60%56%54%
每TCH理論承載話(huà)務(wù)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(yù)測(cè)的2003年底計(jì)劃達(dá)到的通話(huà)用戶(hù)，則各地網(wǎng)絡(luò)規(guī)模測(cè)算見(jiàn)表2。
表2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模測(cè)算表
省會(huì)城市一般地區(qū)落后地區(qū)
預(yù)計(jì)通話(huà)用戶(hù)(萬(wàn))1964418
VLR忙時(shí)登記用戶(hù)數(shù)(萬(wàn))1764416
預(yù)計(jì)VLR忙時(shí)話(huà)務(wù)量(Erl)1764039601620
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)承載話(huà)務(wù)量(Erl)2713860922492
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)理論承載話(huà)務(wù)量(Erl)45231108794615
話(huà)音TCH信道數(shù)(TCH)62821157676689
話(huà)音TRX數(shù)(TRX)87492205936
考慮GPRS后TRX數(shù)(TRX)94492337973
按照用戶(hù)的發(fā)展規(guī)模和TCH配置情況，計(jì)算各地的幾個(gè)宏觀(guān)指標(biāo)見(jiàn)表3。
表3宏觀(guān)指標(biāo)
省會(huì)城市一般地區(qū)落后地區(qū)
每TCH通話(huà)用戶(hù)數(shù)31.227.926.9
每TCH愛(ài)爾蘭0.280.250.24
每TRX通話(huà)用戶(hù)數(shù)207188185
(這里按通話(huà)用戶(hù)計(jì)算，一般通話(huà)用戶(hù)占到達(dá)用戶(hù)的90%左右)
根據(jù)對(duì)典型地區(qū)的測(cè)算，歸納出指導(dǎo)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的幾個(gè)指標(biāo)。
指標(biāo)1：忙時(shí)每TCH承載的話(huà)務(wù)量(或者忙時(shí)每TRX承載的話(huà)務(wù)量)
指平均忙時(shí)話(huà)務(wù)量(一周各日忙時(shí)話(huà)務(wù)量的平均)與工程末TCH數(shù)量的比值，
省會(huì)城市，平均每TCH按0.28
愛(ài)爾蘭左右衡量。
一般地區(qū)，平均每TCH按0.25
愛(ài)爾蘭左右衡量。
落后地區(qū)，平均每TCH按0.24
愛(ài)爾蘭左右衡量。
若用一周內(nèi)最忙時(shí)話(huà)務(wù)量進(jìn)行計(jì)算，比用平均忙時(shí)話(huà)務(wù)量高10~20%。
指標(biāo)2：忙時(shí)每TRX承載的通話(huà)用戶(hù)數(shù)
指達(dá)到的通話(huà)用戶(hù)與工程末TRX數(shù)的比值。
省會(huì)城市，平均每TRX承載200～210個(gè)通話(huà)用戶(hù)考慮。
一般地區(qū)，平均每TRX承載185～190個(gè)通話(huà)用戶(hù)考慮。
落后地區(qū)，平均每TRX承載180～190個(gè)通話(huà)用戶(hù)考慮。
對(duì)于指標(biāo)1，能夠直觀(guān)反映無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的使用情況，是衡量擴(kuò)容與否和擴(kuò)容規(guī)模較好的指標(biāo)。使用時(shí)需要知道期末網(wǎng)絡(luò)達(dá)到的平均忙時(shí)話(huà)務(wù)量，這個(gè)數(shù)據(jù)可以根據(jù)當(dāng)前通話(huà)用戶(hù)規(guī)模、當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)平均忙時(shí)話(huà)務(wù)量和期末通話(huà)用戶(hù)規(guī)模測(cè)算得到。
對(duì)于指標(biāo)2，能夠從通話(huà)用戶(hù)數(shù)得到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，測(cè)算起來(lái)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但沒(méi)有體現(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)負(fù)荷情況，在用戶(hù)話(huà)務(wù)行為在統(tǒng)計(jì)特性上保持不變的情況下，同指標(biāo)1一樣能反映網(wǎng)絡(luò)承載的負(fù)荷情況。
小區(qū)載頻調(diào)整建議
參考集團(tuán)關(guān)于基站設(shè)計(jì)利用率合基站話(huà)務(wù)不均衡系數(shù)，提出小區(qū)配置載頻所對(duì)應(yīng)的最大承載愛(ài)爾蘭，如表4及圖2。
表4小區(qū)載頻配置參考值
TRX公式計(jì)算愛(ài)爾蘭建議承載
最大愛(ài)爾蘭無(wú)線(xiàn)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(duì)應(yīng)的最大承載愛(ài)爾蘭

可以根據(jù)這個(gè)原則對(duì)已有小區(qū)進(jìn)行載頻的調(diào)配，如某個(gè)小區(qū)統(tǒng)計(jì)得到忙時(shí)話(huà)務(wù)量為15愛(ài)爾蘭，則需要配置5個(gè)TRX。應(yīng)該說(shuō)明，載頻調(diào)整是基于一段時(shí)間各小區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到，建議在對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)考慮10～20%的富余，得到的話(huà)務(wù)量與設(shè)定的各門(mén)限值比較，從而決定對(duì)小區(qū)載頻的調(diào)整。如某4 TRX小區(qū)，連續(xù)一個(gè)月統(tǒng)計(jì)，最忙時(shí)話(huà)務(wù)量4愛(ài)爾蘭，考慮20%富余后為5愛(ài)爾蘭，小于3TRX的門(mén)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(diào)整建議見(jiàn)表5。
表5本地網(wǎng)載頻調(diào)整
省會(huì)城市一般地市落后地市
現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)數(shù)2375564230
調(diào)入載頻小區(qū)603191129
調(diào)入載頻數(shù)779218176
調(diào)出載頻小區(qū)96615346
調(diào)出載頻數(shù)-1706-224-77