TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中利用2G現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的探討

1、TD-SCDMA的用戶分布和業(yè)務(wù)模型的特殊性

用戶分布簡單來說，就是在不同地理區(qū)域內(nèi)的用戶密度。但是我們需要注意到，移動通信用戶的分布除了取決于人口因素之外，還受限于其他多種因素，如經(jīng)濟發(fā)展因素、地理環(huán)境因素、人文風(fēng)俗因素等等，需要統(tǒng)籌考慮。特別是對于3G網(wǎng)絡(luò)來說，除了具有通常意義的話音/數(shù)據(jù)一體終端用戶外，還會具有使用高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)卡用戶，其用戶分布更加復(fù)雜，需要考慮的因素更多。

業(yè)務(wù)模型按照我們通常的理解，對于話音業(yè)務(wù)就是單位時間內(nèi)用戶的通話次數(shù)和單次通話的時長；對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)就是單位時間內(nèi)發(fā)起數(shù)據(jù)通話的次數(shù)和單次數(shù)據(jù)通話的吞吐量。由于3G網(wǎng)絡(luò)提供了相比2G網(wǎng)絡(luò)更加豐富的業(yè)務(wù)種類，其業(yè)務(wù)模型也相對更加復(fù)雜。表1列出了一個3G業(yè)務(wù)模型的實例。

表1　一個3G業(yè)務(wù)模型的實例

2、業(yè)務(wù)分布和用戶模型對于TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要意義

TD-SCDMA采用FDMA、TDMA、CDMA、SDMA的多種多址方式，以及智能天線、聯(lián)合檢測等多種先進(jìn)的無線技術(shù)，具有高的頻率利用率、呼吸效應(yīng)不明顯的特點。

由于TD-SCDMA具有一定的自干擾特性，因此在無線網(wǎng)規(guī)劃階段需要通過Monte-Carlo仿真來對預(yù)測和驗證其無線網(wǎng)絡(luò)性能。

Monte-Carlo仿真通常具有以下流程：首先定義發(fā)射臺和接收臺相關(guān)參數(shù)，包括主設(shè)備參數(shù)以及天饋系統(tǒng)參數(shù)；其次確定無線傳播參數(shù)；再次定義覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶分布以及業(yè)務(wù)模型。Monte-Carlo過程也就是在給定的邊界條件下隨機進(jìn)行生成用戶分布，然后進(jìn)行相應(yīng)的計算來模擬網(wǎng)絡(luò)性能，最終將多次計算的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計平均作為輸出結(jié)果。

由以上敘述可以看出，用戶分布和業(yè)務(wù)模型對于Monte-Carlo仿真影響重大。合理、準(zhǔn)確的用戶分布和業(yè)務(wù)模型才能夠使得仿真結(jié)果具有現(xiàn)實意義。否則站點布局和基站配置都將無從談起。

3、TD-SCDMA用戶分布和業(yè)務(wù)模型的測算思路

3G網(wǎng)絡(luò)在我國尚沒有進(jìn)行過試商用，缺乏可以進(jìn)行參照的數(shù)據(jù)；而我國在國情上有很大的特殊性，這也使得國外3G運營商的相應(yīng)數(shù)據(jù)對我國3G建設(shè)缺乏指導(dǎo)意義。

沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)可以借鑒，那么我們就需要從頭開始制定用戶分布和業(yè)務(wù)模型。對于移動運營商來說，最為寶貴的資源就是用戶。這些用戶的日常通話、移動、遷徙等行為最終都通過2G現(xiàn)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到體現(xiàn)。因此2G現(xiàn)網(wǎng)的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)是非常寶貴的用戶信息，需要最大程度的加以合理地利用。

3.1　2G現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計包括的信息

2G現(xiàn)網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，其統(tǒng)計數(shù)據(jù)非常豐富，其中可以用于進(jìn)行用戶分布和業(yè)務(wù)模型測算的主要有以下部分：

（1）各小區(qū)系統(tǒng)忙時話務(wù)量和小區(qū)忙時話務(wù)量及相應(yīng)數(shù)據(jù)流量；

（2）全網(wǎng)用戶數(shù)及各品牌用戶數(shù)；

（3）按照計費話單統(tǒng)計的各品牌通話時長和通話分鐘數(shù)，細(xì)分到小區(qū)；

（4）按照計費話單統(tǒng)計的各品牌新業(yè)務(wù)使用頻次和業(yè)務(wù)量，細(xì)分到小區(qū)。

通過以上統(tǒng)計，可以基本明確2G現(xiàn)網(wǎng)的用戶分布情況和業(yè)務(wù)模型。

3.2　如何借助2G現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計測算TD-SCDMA用戶分布和業(yè)務(wù)模型

移動通信由2G網(wǎng)絡(luò)到3G網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，改變的只是網(wǎng)絡(luò)制式，以及催生了諸如可視電話在內(nèi)的新業(yè)務(wù)。如果不考慮新業(yè)務(wù)，那么對單個用戶來說，日常的通話需求沒有太大的變化，這體現(xiàn)了需求的相對剛性。因此，我們提出第一個先決條件。

（1）對于2G/3G共有的業(yè)務(wù)，單個用戶的行為在2G轉(zhuǎn)網(wǎng)到3G后保持不變。

3G網(wǎng)絡(luò)相對2G，除了能夠提供更加高質(zhì)量的話音業(yè)務(wù)和更大的容量之外，最大的優(yōu)勢就是能夠提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，相對原有的GPRS/EGPRS網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率和質(zhì)量上有了較大進(jìn)步。一般來講，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供能力的增長會推動相應(yīng)業(yè)務(wù)的增長，但是如果我們考慮到TD-SCDMA現(xiàn)階段能夠支持的最高速率為384kbit/s，那么顯然固網(wǎng)的帶寬消耗類業(yè)務(wù)不會遷移到3G網(wǎng)上，占據(jù)統(tǒng)治地位的仍將是E-mail、WWW、Streaming和WAP等中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。對于這些業(yè)務(wù)而言，3G承載網(wǎng)絡(luò)使得傳輸時延更小，單位時間的數(shù)據(jù)流量增大了，但是由于基本用戶需求沒有變化，通話次數(shù)并不會變化。當(dāng)然我們也需要考慮由于業(yè)務(wù)質(zhì)量和用戶感知度的提高，用戶在使用某些業(yè)務(wù)的頻次上有所增加，但總體來說，需求的相對剛性占據(jù)主導(dǎo)地位。由此，我們提出第二個先決條件。

（2）對于數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)，用戶由2G轉(zhuǎn)網(wǎng)到3G后通話次數(shù)不變，單次通話流量增加，流量增加量同帶寬成正比。

對于可視電話業(yè)務(wù)，普遍被認(rèn)為是3G網(wǎng)絡(luò)吸引用戶的殺手級業(yè)務(wù)之一。但是由于其對網(wǎng)絡(luò)資源消耗較大，相應(yīng)的資費會顯著高于普通通話。受限于社會經(jīng)濟發(fā)展水平，從我國現(xiàn)階段業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，特別是彩信的發(fā)展來看，質(zhì)優(yōu)價高的普遍發(fā)展較慢�？紤]到可視電話業(yè)務(wù)在需求上的局限性，我們引入第三個先決條件。

（3）可視電話的使用頻度和通話時長均明顯少于普通通話業(yè)務(wù)。

分析3G用戶的來源，數(shù)據(jù)卡用戶的來源相對簡單，主要是對于移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有強烈需求的商務(wù)用戶，因此除少量新增用戶外，基本會從現(xiàn)有全球通用戶中產(chǎn)生，而新增的用戶也將是潛在的全球通用戶。由此我們引入第四個先決條件。

（4）數(shù)據(jù)卡用戶的來源均為全球通用戶。

在終端用戶方面，由于3G相對于2G的主要新引力在于數(shù)據(jù)能力和可視電話等新業(yè)務(wù)，因此終端用戶將主要由偏向商務(wù)的全球通用戶和偏向新業(yè)務(wù)的動感地帶用戶轉(zhuǎn)網(wǎng)而來，其中全球通用戶將占據(jù)多數(shù)。由此引入第五個先決條件。

（5）終端用戶的來源主要是全球通用戶輔以少部分動感地帶用戶。

對于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)來說，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)按照QoS及速率的不同，具有PS64k、PS128k和PS384k三種類型。用戶成為某一類型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的簽約用戶后，除可以使用本類型業(yè)務(wù)外，還可視網(wǎng)絡(luò)資源情況降級使用低類型業(yè)務(wù)。以PS384k業(yè)務(wù)為例，其用戶在網(wǎng)絡(luò)資源不足的時候可以嘗試使用PS128k甚至PS64k業(yè)務(wù)，可以保證基本的業(yè)務(wù)感知度。考慮到高速業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)資源的占用巨大，PS384k業(yè)務(wù)幾乎需要一個載扇的資源，相應(yīng)資費勢必會較為昂貴。從而我們可以認(rèn)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)簽約用戶必然較少，且實際的高速業(yè)務(wù)使用頻次也勢必最低，但其單次數(shù)據(jù)流量將最高。由此引入第六個先決條件。

（6）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用頻次按速率由低到高逐漸降低，單次使用數(shù)據(jù)流量反之。

通過以上6個先決條件，輔以現(xiàn)網(wǎng)按照品牌區(qū)分的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，則可以得到較為符合實際情況的用戶分布和業(yè)務(wù)模型。

圖1是通過現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行TD用戶分布和業(yè)務(wù)模型測算的流程示意圖。

圖1　模型測算流程

3.3　TD用戶分布及業(yè)務(wù)模型測算示例

下面我們以某城市的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃為例，說明一下用戶分布及業(yè)務(wù)模型的測算過程。

首先對其進(jìn)行覆蓋區(qū)域和區(qū)域內(nèi)2G話務(wù)統(tǒng)計，結(jié)果如表2所示。

表2　2G話務(wù)統(tǒng)計結(jié)果

該城市經(jīng)濟發(fā)達(dá)，商務(wù)活動頻繁，從表2中可以看出，密集城區(qū)在全網(wǎng)業(yè)務(wù)量上占很大比重，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比重要高于話音業(yè)務(wù)比重。

再進(jìn)行分品牌話務(wù)統(tǒng)計，結(jié)果如表3所示。

表3　分品牌話務(wù)統(tǒng)計結(jié)果

依據(jù)條件4和5，我們綜合上述表格中的業(yè)務(wù)量比例，以全球通用戶的分布為基礎(chǔ)，部分參考動感地帶用戶的分布情況作為3G終端用戶和數(shù)據(jù)卡用戶在這些區(qū)域的分布比例。

按照統(tǒng)一部署，該城市TD-SCDMA用戶數(shù)分別為終端用戶100萬，數(shù)據(jù)卡用戶66萬，各區(qū)域的用戶數(shù)及比例如表4所示。（其中V為終端用戶，D為數(shù)據(jù)卡用戶，下同）。

表4　不同用戶統(tǒng)計結(jié)果

對覆蓋區(qū)域內(nèi)的2G用戶進(jìn)行呼叫統(tǒng)計，見表5。

表5　2G用戶呼叫統(tǒng)計結(jié)果

在此主要考慮全球通用戶和動感地帶用戶的呼叫統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行3G話音呼叫數(shù)據(jù)預(yù)測，最終取定3G話音業(yè)務(wù)的呼叫次數(shù)為0.82，平均通話時長為88s。

同時提取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平均PDP激活次數(shù)和平均忙時數(shù)據(jù)流量數(shù)據(jù)，作為3G數(shù)據(jù)PS64業(yè)務(wù)通話的預(yù)測依據(jù)，對于高速率的PS業(yè)務(wù)，其會話次數(shù)相應(yīng)降低，單次通話數(shù)據(jù)流量加以放大。綜合以上數(shù)據(jù)，得到該城市用戶模型如表1所示。

4、結(jié)束語

以上只是提出了一個經(jīng)在實際規(guī)劃中得到應(yīng)用參考2G現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行3G用戶分布以及業(yè)務(wù)模型預(yù)測的一個方法，由于我們業(yè)務(wù)水平和認(rèn)知能力的限制，還有很多待改進(jìn)的地方。如在用戶分布上可以考慮用戶的ARPU的影響，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的呼叫次數(shù)上增加新業(yè)務(wù)使用頻次的統(tǒng)計等等，將會在進(jìn)一步的工作中加以研究。