愛立信EDGE資源規(guī)劃方法研究

摘要　EGPRS（Enhanced GPRS）指EDGE（Enhanced Data Rates for Globle Evolution）技術(shù)，俗稱2.75代。EGPRS相對于GPRS而言，能夠大大提高承載速率。隨著移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，EGPRS網(wǎng)絡(luò)目前已成為承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要平臺，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需求亦是EGPRS/GPRS網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作的重要任務(wù)。本文詳細(xì)分析了愛立信EDGE網(wǎng)絡(luò)資源的基本規(guī)劃方法，通過分析無線GPRS信道資源、Abis資源、PCU資源配置原則與策略，得出EGPRS/GPRS網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃的關(guān)鍵所在，提出改進(jìn)的EDGE規(guī)劃方法。

1  引言

隨著GSM技術(shù)的不斷發(fā)展，EDGE技術(shù)的大范圍應(yīng)用，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速增長給無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源帶來極大地壓力。在無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)模較小時，為了提供無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的普遍性服務(wù)，故往往采取簡單的資源配置方式。但隨著無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總量及質(zhì)量要求越來越高，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的資源占用比例也越來越大，以往簡單的無線數(shù)據(jù)資源規(guī)劃方法已經(jīng)無法滿足無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展。

2  建網(wǎng)初期簡單的EGPRS/GPRS資源規(guī)劃方法

2.1  無線EGPRS/GPRS信道規(guī)劃方法

在EDGE實(shí)施初期，由于受頻率規(guī)劃和載頻硬件的限制，每個小區(qū)往往只配置一個EGPRS載頻，EGPRS可用的信道資源大約在6～8個�，F(xiàn)網(wǎng)中，主流手機(jī)最多可同時支持下行4時隙接收，為滿足手機(jī)的多時隙能力，每個小區(qū)至少配置4個PDCH/EPDCH。一般為了保障GPRS業(yè)務(wù)的接入性能，配置2個靜態(tài)的PDCH/EPDCH，以防語音業(yè)務(wù)侵占，再配置2～6個動態(tài)PDCH/EPDCH，以增強(qiáng)EDGE性能。無線EGPRS/GPRS無線信道的配置方法主要采用靜態(tài)EPDCH/PDCH＋動態(tài)EPDCH/PDCH的方式。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行后，系統(tǒng)有了相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來修整信道配置。由于初期數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍沒有形成一定的規(guī)模，數(shù)據(jù)流量沒有相對穩(wěn)定的水平，個別用戶的行為對數(shù)據(jù)流量存在較大的影響，偶然性和波動性較大。因此，初期規(guī)劃一般以現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計的平均每小區(qū)PDCH分配數(shù)為基準(zhǔn)，作為全網(wǎng)PDCH配置參考，即小區(qū)平均分配PDCH數(shù)：PDCHCell分配＝ALLPDCHACC/ALLPDCHSCAN。該分配數(shù)為EGPRS與GPRS信道總共的分配數(shù)量，系統(tǒng)無法直接統(tǒng)計出分配的EPDCH（EDGE信道）和BPDCH（普通GPRS信道）的數(shù)量，但可以統(tǒng)計出傳輸狀態(tài)的EPDCH與BPDCH的數(shù)量，以此作為推算分配的EPDCH（EDGE信道）和BPDCH（普通GPRS信道）數(shù)量的依據(jù)。

●小區(qū)平均傳輸狀態(tài)EPDCH數(shù)：EPDCHCell傳輸＝DLEPDCH/TRAFFDLGPRSSCAN。
●小區(qū)平均傳輸狀態(tài)BPDCH數(shù)：BPDCHCell傳輸＝DLBEPDCH/TRAFFDLGPRSSCAN。
●網(wǎng)絡(luò)PDCH激活比：PDCH激活＝（EPDCHCell傳輸＋BPDCHCell傳輸）/PDCHCell分配。
●小區(qū)平均分配EPDCH數(shù)：EPDCHCell分配＝PDCHCell分配×EPDCHCell傳輸/（EPDCHCell傳輸+BPDCHCell傳輸）。
●全網(wǎng)平均每小區(qū)EPDCH分配數(shù)：EPDCH分配perCell＝ΣEPDCHCell分配/小區(qū)數(shù)。

同理可得：

全網(wǎng)平均每小區(qū)BPDCH分配數(shù)：BPDCH分配perCell＝ΣBPDCHCell分配/小區(qū)數(shù)。

最后，可根據(jù)業(yè)務(wù)分布及業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃情況，依據(jù)現(xiàn)網(wǎng)平均每小區(qū)EPDCH數(shù)，BPDCH數(shù)對全網(wǎng)的PDCH信道進(jìn)行配置規(guī)劃。根據(jù)EDGE業(yè)務(wù)的推廣程度及重要性，確定靜態(tài)與動態(tài)PDCH的具體構(gòu)成及動態(tài)激活比例。

2.2  Abis資源計算方法

Abis資源用于承載基站與BSC的數(shù)據(jù)及信令的傳送，以2M（32個64k傳輸時隙）為單位進(jìn)行配置。載頻上的一個時隙，稱為一個基本物理信道BPC，當(dāng)BPC只定義做TCH或BPDCH（GPRS CS1/2信道）時，只需占用16k的Abis資源，當(dāng)定義了該BPC支持GPDCH（GPRS CS3/4信道）或EPDCH（EDGE信道）后，需占用64k的Abis資源。對于Abis資源而言，不管信道是靜態(tài)或動態(tài)，都需配置64k的帶寬。也就是說，在進(jìn)行Abis資源配置時，只需考慮配置的PDCH類型及數(shù)量，不用考慮動態(tài)EPDCH的激活比例。

不開啟EDGE時，載頻上每個時隙占用16k的Abis資源，每塊載頻所需64k傳輸信道為：8×16÷64＝2，加上1個信令信道（采取不壓縮的信令方式），需要3個64k傳輸信道�；�站所需Abis數(shù)＝基站載頻數(shù)/10，結(jié)果向上取整。

開啟EDGE后，每個支持EDGE的時隙獨(dú)占一個64k的Abis資源，假設(shè)小區(qū)開啟EDGE信道數(shù)為X，相比不開啟EDGE時，額外增加的64k傳輸數(shù)＝(64 X－16 X)/64＝0.75X，等效于0.25X個普通載頻需要的64k傳輸數(shù)。Abis資源是以基站為單位共享的，以基站為單位計算Abis需求的。假設(shè)基站中每個小區(qū)開啟X個EDGE信道，則基站所需2M Abis傳輸數(shù)＝（基站載頻數(shù)＋小區(qū)數(shù)×0.25X）/10，結(jié)果向上取整。由此可得：

●BSC Abis資源需求值＝基站需求資源取和。
●BSC Abis資源規(guī)劃值＝BSC Abis資源需求值×冗余系數(shù)，結(jié)果向上取整。

2.3  PCU資源計算方法

愛立信PCU資源主要是RPP資源，主要有兩個作用：一是Pb接口，管理BSC上作為PDCH使用的BPC；二是Gb接口，承載BSC與SGSN間的數(shù)據(jù)及信令傳送。RPP資源需求受處理能力和處理帶寬影響。

（1）處理能力方面：系統(tǒng)每分配一個BPDCH，對應(yīng)一個16k的GSL鏈路（GPRS信令鏈接），每個G/EPDCH對應(yīng)一個64k的GSL鏈路，一個RPP能處理150個16k的GSL或100個64k的GSL。

（2）處理帶寬方面：一個RPP只能接兩個2M傳輸，即64個64k時隙，除去兩個同步時隙，可以支持62個64k時隙，或248個16k時隙。因此，對于BPDCH，RPP資源是處理能力受限；對于G/EPDCH，RPP資源是處理帶寬受限，在實(shí)際規(guī)劃中以處理帶寬受限考慮。

對于PB接口RPP資源，靜態(tài)信道會一直占用資源，而動態(tài)信道只有分配給用戶后才占用資源。因此，在計算RPP資源時，需要考慮動態(tài)信道的激活比例。

假設(shè)BSC開啟EDGE的小區(qū)數(shù)為X，EPDCH配置方式為E＋e（靜態(tài)EPDCH＋動態(tài)EPDCH），動態(tài)激活比例m。不開啟EDGE的小區(qū)數(shù)為Y，BPDCH配置方式為B＋b（靜態(tài)BPDCH＋動態(tài)BPDCH），動態(tài)激活比例為n，從處理帶寬考慮，將4個BPDCH折算成1個EPDCH，則可得：

●RPP需求值＝[X（E + e×m )+Y×(B+b×n)/4＋Gb接口預(yù)留帶寬]/62。
●RPP規(guī)劃值＝RPP需求值×冗余系數(shù)，結(jié)果向上取整。

其中，Gb接口預(yù)留帶寬，可以根據(jù)設(shè)備所承載用戶及用戶流量進(jìn)行計算。

2.4  算法總結(jié)

以上EGPRS/GPRS資源規(guī)劃算法，是以現(xiàn)網(wǎng)的統(tǒng)計指標(biāo)直接作為資源規(guī)劃依據(jù)，以滿足業(yè)務(wù)普遍性為目標(biāo)，以無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量較低為前提的。避免了資源規(guī)劃中的盲目浪費(fèi)，可以滿足提供普遍服務(wù)的規(guī)劃目的。但是，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的深入推廣及迅猛發(fā)展，這種簡單的預(yù)留資源冗余的方式已經(jīng)不能符合無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)律，不能滿足精確規(guī)劃、科學(xué)規(guī)劃的目標(biāo)。為了準(zhǔn)確反映無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長情況，需要引入增長因子的概念以確定規(guī)劃需求。

3  改進(jìn)的GPRS/EGPRS資源規(guī)劃方法

以引入能夠反映無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源增長的增長因子為出發(fā)點(diǎn)，分析影響Abis和RPP資源配置的因素。BSC的Abis資源需求取決于其所帶的站數(shù)、每個站的載頻數(shù)、以及每個站開啟的EDGE信道數(shù)；RPP資源需求取決于BSC所帶的小區(qū)數(shù)、以及每個小區(qū)忙時分配的PDCH類別及激活情況。以上因素中，最具不確定性的就是小區(qū)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道數(shù)——EPDCH/BPDCH數(shù)量，PCU資源，ABIS資源的規(guī)劃算法，最終可以歸結(jié)到該BSC平均每小區(qū)需要配置的EPDCH/BPDCH信道數(shù)量。

3.1  業(yè)務(wù)增長因子分析

正如上文所提到的，需要對網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢做出預(yù)測，確定從現(xiàn)網(wǎng)到規(guī)劃期的增長因子。數(shù)據(jù)流量與用戶數(shù)是反映無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的一個指標(biāo)，但對于無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，當(dāng)無線PDCH資源緊張時，多個用戶會共享若干個PDCH，單用戶流量下降，總流量不變。除非PDCH資源很充足，否則數(shù)據(jù)流量統(tǒng)計上無法反映真正的業(yè)務(wù)需求。由于單用戶的數(shù)據(jù)流量受多種因素制約，故按照用戶與數(shù)據(jù)流量增長的方法不符合無線數(shù)據(jù)資源增長因子要求。

根據(jù)GSM無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源分配原則，在PDCH的共享機(jī)制中，每個PDCH最多可被8個業(yè)務(wù)共享，如果網(wǎng)絡(luò)擁塞不是特別嚴(yán)重的話，對業(yè)務(wù)請求的接入并不會有直接的影響。根據(jù)每個業(yè)務(wù)所使用的編碼方式，可以分別統(tǒng)計出GRPS業(yè)務(wù)和EDGE業(yè)務(wù)數(shù)量。相比數(shù)據(jù)流量與用戶數(shù)，業(yè)務(wù)量能更真實(shí)地反映數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增加情況。下面就怎么計算下行業(yè)務(wù)量及業(yè)務(wù)增長因子進(jìn)行分析。

用戶每次業(yè)務(wù)申請，系統(tǒng)都需要建立惟一的TBF（Temporary Block Flow，臨時數(shù)據(jù)流）來承載該項(xiàng)業(yè)務(wù)，而系統(tǒng)針對TBF有比較詳細(xì)的統(tǒng)計，可以根據(jù)TBF的統(tǒng)計來計算業(yè)務(wù)量。下行TBF相關(guān)統(tǒng)計的3個主要計數(shù)器，為小區(qū)級別的：

●TBFDLGPRS：承載普通GPRS業(yè)務(wù)的TBF數(shù)，即BTBF數(shù)。
●TBFDLEGPRS：承載EDGE業(yè)務(wù)的TBF數(shù)，即ETBF數(shù)。
●TRAFFDLGPRSSCAN：掃描次數(shù)，以上計算器是每次掃描結(jié)果的累計值。

按照時間平均，某一時刻小區(qū)承載的GPRS業(yè)務(wù)數(shù)和EDGE業(yè)務(wù)數(shù)為：

●BTBFCell＝TBFDLGPRS/ TRAFFDLGPRSSCAN。
●ETBFCell＝TBFDLEGPRS/ TRAFFDLGPRSSCAN。

由此可得：

●全網(wǎng)的GPRS業(yè)務(wù)數(shù)，BTBFAll＝ΣBTBFCell。
●全網(wǎng)的EDGE業(yè)務(wù)數(shù)，ETBFAll＝ΣETBFCell。
●GPRS業(yè)務(wù)增長因子，KB＝BTBFAll現(xiàn)網(wǎng)/BTBFAll歷史。
●EDGE業(yè)務(wù)增長因子，KE＝ETBFAll現(xiàn)網(wǎng)/ETBFAll歷史。

代入不同的歷史數(shù)據(jù)，計算出相應(yīng)時間段內(nèi)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長情況，并根據(jù)業(yè)務(wù)增長軌跡預(yù)測未來業(yè)務(wù)增長需求KB預(yù)測，KE預(yù)測，真實(shí)反映無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長需求。

3.2  PDCH信道配置策略

通過以上分析，可以求得：

●GRPS規(guī)劃業(yè)務(wù)量BTBFAll規(guī)劃=BTBFAll現(xiàn)網(wǎng)×KB預(yù)測。
●EDGE規(guī)劃業(yè)務(wù)量ETBFAll規(guī)劃= ETBFAll現(xiàn)網(wǎng)×KE預(yù)測。

全網(wǎng)平均每小區(qū)承載業(yè)務(wù)數(shù)：

●每小區(qū)承載GPRS業(yè)務(wù)數(shù)BTBFAll規(guī)劃perCell＝BTBFAll規(guī)劃/CellAll規(guī)劃。
●每小區(qū)承載EDGE業(yè)務(wù)數(shù)ETBFAll規(guī)劃perCell ＝ETBFAll規(guī)劃/CellAll規(guī)劃。

有了業(yè)務(wù)數(shù)，接下來需要確定業(yè)務(wù)的目標(biāo)速率。目前，終端多為4時隙手機(jī)，N的最大值取4，此時理論最高速率為236.8kbit/s/用戶（MSC-9編碼，59.2kbit/s/EPDCH），網(wǎng)絡(luò)資源在非忙時利用率太低。建議N取2，也就是說，忙時每4個PDCH承載2個TBF，此時理論速率為118.4kbit/s/用戶。那么，每小區(qū)傳輸狀態(tài)下的規(guī)劃信道數(shù)為：

●BPDCHAll規(guī)劃傳輸perCell = BTBFAll規(guī)劃perCell × N。
●EPDCHAll規(guī)劃傳輸perCell = ETBFAll規(guī)劃perCell × N。

由于當(dāng)業(yè)務(wù)結(jié)束時，PDCH并不是馬上釋放，而是保留一小段時間。因此，需要將PDHC傳輸轉(zhuǎn)換為PDCH分配，系統(tǒng)中PILTIMER參數(shù)控制PDCH釋放時間的長短，經(jīng)過長期統(tǒng)計分析，該參數(shù)一般可設(shè)置為5~10s以保證用戶業(yè)務(wù)感受及避免資源浪費(fèi)。在此情況下分析現(xiàn)網(wǎng)忙時GSL負(fù)荷較為理想（70％）的BSC，傳輸狀態(tài)下的PDCH與分配的PDCH比例M為50％～60％（可參照前部分分析，通過現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計）。則每小區(qū)平均分配的規(guī)劃信道數(shù)為：

●BPDCHAll規(guī)劃分配perCell = BPDCHAll規(guī)劃傳輸perCell/M。
●EPDCHAll規(guī)劃分配perCell = EPDCHAll規(guī)劃傳輸perCell/M。

通過以上分析，得出了全網(wǎng)的平均小區(qū)分配信道數(shù)，可以比較準(zhǔn)確地反映無線網(wǎng)絡(luò)資源需求。在此基礎(chǔ)上，可分別根據(jù)ABIS接口資源，PCU資源規(guī)劃方法進(jìn)行規(guī)劃。

4  結(jié)束語

本文通過詳細(xì)分析以網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計為基礎(chǔ)的EGPRS/GPRS資源規(guī)范方法，得出數(shù)據(jù)流量及用戶數(shù)均不能作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃增長依據(jù)，提出了以業(yè)務(wù)量來衡量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求的概念，以網(wǎng)絡(luò)資源需求增長因子（業(yè)務(wù)量增長）作為EGPRS/GPRS網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃的基礎(chǔ)。經(jīng)實(shí)踐證明與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)資源增長基本相符，可以作為EGPRS/GPRS網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃方法。