山東聯(lián)通WCDMA雙載波擴(kuò)容思路

山東聯(lián)通 WCDMA 雙載波擴(kuò)容 1. 概述 山東聯(lián)通W網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過幾期工程建設(shè)之后已經(jīng)頗具規(guī)模，WCDMA用戶經(jīng)過兩年多的培育也 即將進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，隨著用戶數(shù)尤其是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的爆炸式增長，W網(wǎng)擴(kuò)容問題也 必將成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)之一。 目前上海、北京、廣東等移動(dòng)通信發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)開通了二載波，上海世博園更是開通了三載 波，在多載波組網(wǎng)實(shí)踐方面有了一定的經(jīng)驗(yàn)。山東聯(lián)通目前W用戶在140萬左右，預(yù)計(jì)12 年會(huì)突破420億，雖然目前沒有上雙載波，但是隨著業(yè)務(wù)發(fā)展遲早會(huì)迎來雙載波、多載波建 設(shè)問題，以及具體的組網(wǎng)方案問題。 根據(jù)以上情況，為了提升網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)水平，更好的指導(dǎo)wcdma擴(kuò)容工程建設(shè)，為后續(xù)業(yè) 務(wù)快速發(fā)展做好支撐，我們啟動(dòng)了本次雙載波擴(kuò)容建設(shè)初步方案，首先通過分析總部實(shí)測結(jié) 果，推出單載扇等效綜合容量，再結(jié)合山東市場發(fā)展情況，推導(dǎo)出判定是否擴(kuò)容的相關(guān)算法， 進(jìn)而介紹各地市擴(kuò)容方案。 2. 擴(kuò)容方案 2.1容量配置原則 根據(jù)總部建設(shè)指導(dǎo)意見， WCDMA 基站容量配置采用規(guī)格化配置，分站型設(shè)置高、中、低 配置；密集市區(qū)采用高配置、一般市區(qū)和縣城采用高配置或中配置，其它區(qū)域采用低配置 基站預(yù)期負(fù)荷達(dá)到一定門限后，按照以下原則進(jìn)行擴(kuò)容： （1）首先考慮充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（天線優(yōu)化、參數(shù)優(yōu)化等）、資源調(diào) 配（License遷移、硬件板卡拆閑補(bǔ)忙）加以解決，不能滿足的考慮新增資源。 （2） 原則上按照規(guī)格化的配置模型和步長進(jìn)行擴(kuò)容，當(dāng)某種配置的基站達(dá)到擴(kuò)容門限后， 即擴(kuò)容到下個(gè)配置模型。關(guān)于擴(kuò)容原則及門限要求，總部將另行發(fā)文。 （3） 多載波區(qū)域設(shè)置原則 對于零星話務(wù)熱點(diǎn)，可設(shè)置孤島式多載波基站。對于大面積高話務(wù)區(qū)域，若達(dá)到或超過載扇 容量門限的基站比例超過 20%，其它基站接近載扇容量門限，并且無法通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改善， 則可以考慮連續(xù)成片區(qū)域升級多載波。 2.2容量分析流程 在WCDMA系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)容量由CE資源、下行功率、碼資源、干擾負(fù)荷四種資源共 同決定。由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)支持HSDPA/HSUPA同時(shí)也存在R99業(yè)務(wù)，比如話音業(yè)務(wù)、VP業(yè) 務(wù)仍舊采用DCH信道承載，此外，一些實(shí)時(shí)的流媒體業(yè)務(wù)可能仍舊需要DCH來承載，因 此規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)容量，不僅需要考慮R99業(yè)務(wù)的覆蓋和容量，也要考慮HSDPA和HSUPA的覆 蓋和容量。 目前， WCDMA 業(yè)務(wù)仍處于起步階段，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較低，且用戶主要集中在市區(qū)、縣城 等區(qū)域，這些區(qū)域多為下行容量受限的區(qū)域，這時(shí)小區(qū)的覆蓋半徑主要取決于下行，因此本 次可研，主要分析網(wǎng)絡(luò)的下行容量，對于上行容量的分析可以參考下行。 通過分析發(fā)現(xiàn)，CE資源受限時(shí)可以通過擴(kuò)容CE解決，下行功率和碼資源受限時(shí)，建 議進(jìn)行雙載波升級，因此，網(wǎng)絡(luò)容量的分析流程如下圖： 2.2.1 CE資源的擴(kuò)容 本算法僅考慮滿足語音的需求，計(jì)算結(jié)果供調(diào)配CE資源使用，同時(shí)作為載波擴(kuò)容的一 個(gè)參考依據(jù)，不作為載波擴(kuò)容的判斷依據(jù)。 按總部高中低配置模型，各載扇等效無線網(wǎng)絡(luò)容量如下表： 圖1.1-1 各載扇等效無線網(wǎng)絡(luò)容量表 Node B配置 R99 載扇容量 單扇載話音 單扇載VT 等效語音Erl 等效VT Erl S111 （高配置） 24 2 16.63 0.05 S111 （中配置） 16 2 9.83 0.05 S111 （低配置） 8 2 3.63 0.05 S11 （咼配置） 24 2 16.63 0.05 S11 （中配置） 16 2 9.83 0.05 S11 （低配置） 8 2 3.63 0.05 01 （中配置） 16 2 9.83 0.05 O1 （低配置） 8 2 3.63 0.05 室內(nèi)站01/02 fl 8 2 3.63 0.05 f2 8 2 3.63 0.05 S222/ fl 24 2 16.63 0.05 S333/ f2 8 2 3.63 0.05 S444 f3 8 2 3.63 0.05 f4 8 2 3.63 0.05 當(dāng)單載扇的語音話務(wù)量達(dá)到以上數(shù)值時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn) CE 資源受限的情況，需要進(jìn)行 CE 資源的調(diào)配。 按碼資源受限，計(jì)算得到單載扇最大支持的單業(yè)務(wù)容量，如下表： AMR122 CS64 TffPSBA TIT PS12& 下療 RS剜 HSDPA 12.2kbps 64k 64kbpS 12ftkbps ^&4kbpc 20^ 120kbps HSDPAf K 戶密 SF 12A A2 竝 16 4 1« 124 15 ? €4 根據(jù)中國聯(lián)通3G試驗(yàn)網(wǎng)測試結(jié)果，單載扇最大支持的單業(yè)務(wù)容量如下表: 切1類型 Amu CS64 TffFS64 TO PSU4 HSDPA >64 鈾4 187 30-51 7 «*EA* 從以上分析和測試結(jié)果可以看出，單載扇同時(shí)最大可支持約104 個(gè)語音信道，按上行負(fù) 荷 50%，下行負(fù)荷75%考慮， 1 個(gè)載波可支持約45個(gè)語音信道，單語音業(yè)務(wù)的條件下，可 支持約 32.86Erl 的話務(wù)量。 CE 資源分為硬件資源和軟件資源，硬件資源取決于廠家的板件處理能力，軟件資源由 廠家License控制，根據(jù)總部要求，同一 RNC 下,在硬件資源滿足的條件下，CE的License 可在不同基站之間進(jìn)行免費(fèi)進(jìn)行調(diào)整。 各廠家的的CE資源的License配置如下表： 圖1.1-2 各廠家的的 CE 資源 License 配置表 項(xiàng)目 子項(xiàng) 基站配 置 愛立信 華為 中興 上行CE 配置 下行CE 配置 上行 CE配 置 下行 CE配 置 上行CE 配置 下行CE 配置 傳統(tǒng) 宏蜂窩 O1基站 中配置 48 32 40 32 38 27 低配置 48 16 30 16 29 16 S11基站 咼配置 160 96 134 76 126 82 中配置 96 64 80 64 76 53 低配置 80 32 59 32 55 32 S111基站 咼配置 240 144 201 114 189 123 中配置 144 96 120 96 114 79 低配置 112 48 89 48 83 48 S222基站 - 400 192 332 192 308 171 分布式基站 O1基站 中配置 48 32 40 32 38 27 低配置 48 16 30 16 29 16 S11基站 咼配置 160 96 134 76 126 82 中配置 96 64 80 64 76 53 低配置 80 32 59 32 55 32 S111基站 咼配置 240 144 201 114 189 123 中配置 144 96 120 96 114 79 低配置 112 48 89 48 83 48 S222基站 - 400 192 332 192 308 171 分布式室內(nèi) 微蜂窩信源 O1基站 直流 64 16 44 32 40 16 交流 64 16 44 32 40 16 O2基站 直流 128 32 87 64 79 32 交流 128 32 87 64 79 32 S11基站 直流 112 32 87 64 79 32 交流 112 32 87 64 79 32 S111基站 直流 160 48 131 96 119 48 交流 160 48 131 96 119 48 S222基站 直流 320 96 261 192 237 96 交流 320 96 261 192 237 96 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的單位CE資源需求各個(gè)廠家的算法略有不同，參照廠家的相關(guān)算法。 2.2.2 基站配置的擴(kuò)容 根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型和用戶感受，按照單載扇的實(shí)際能力，結(jié)合業(yè)務(wù)預(yù)測進(jìn)行考慮，作 為基站配置擴(kuò)容（包含中低配置的擴(kuò)容和載波擴(kuò)容）的依據(jù)。 2.2.2.1 單載扇的吞吐能力分析 由于WCDMA系統(tǒng)是一個(gè)混合業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不同業(yè)務(wù)的量綱不同，需要找到一定方法進(jìn) 行換算為統(tǒng)一單位進(jìn)行計(jì)算。 WCDMA基站的容量主要與所處場景密切相關(guān)。根據(jù)WCDMA網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì), 電路域業(yè)務(wù)以語音為主， CS64 業(yè)務(wù)幾乎可忽略不計(jì)，而分組域業(yè)務(wù)以 HSDPA 為主， PS64/128/384業(yè)務(wù)幾乎可忽略不計(jì)。為簡化起見，我們僅考慮語音業(yè)務(wù)和HSDPA業(yè)務(wù)容量。 根據(jù)總部的測試結(jié)果,給出了三種主要場景下高配置基站的單扇載容量,如下表所示： 圖1.1-3 三種主要場景下高配置基站的單扇載容量情況 城區(qū)宏站 鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村宏站 室分信源 話務(wù)容量 HSDPA 話務(wù)容量 HSDPA 話務(wù)容量 HSDPA （Erl） (Kbps) （Erl） (Kbps) （Erl） (Kbps) 0 2408.5 0 2392 0 4817 5 2242 5 2160 5 4484 10 2043 10 1911 10 4085.5 15 1836 15 1680.5 15 3671.5 20 1643.5 20 1424 20 3287.5 25 1345.5 25 1104.5 25 2691.5 30 1037 30 744.5 30 2074 35 871.5 35 507.5 35 1743 40 665.5 40 279.5 40 1331 45 528 45 110.5 45 1056 50 424.5 50 4.5 50 848.5 顯而易見，語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是此消彼長的關(guān)系，以圖形表示的話是一條折線。根據(jù)以上 數(shù)據(jù)，計(jì)算出12.2K語音折算系數(shù)約為50,其含義是1 Erl語音需要的平均發(fā)射功率約等于 50Kbps數(shù)據(jù)速率所占用的功率，或者說每減少1 Erl語音業(yè)務(wù)節(jié)省的發(fā)射功率，能夠增加 50Kbps的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量，對于CS64的業(yè)務(wù)，折算系數(shù)為200。 在前期工程中，基站配置采用了模型化配置方法，經(jīng)測試，高配置基站屬于空口受限的 情形，中配置、低配置屬于基帶受限的情形，其容量低于高配置。下表給出了不同配置類型 基站的理論容量，已經(jīng)折算為等效綜合容量，單位為Kbps。 圖1.1-4 等效綜合容量 Node B配置 R99 HSDPA 等效綜合容量 （Kbps） 單扇載 話音 單扇載 VT 單扇載 PS64/PS128 （上行/下行） 單扇載 Code 單扇載 HS-SCCH S111 （高配置） 24 2 4 10 4 2408 S111 （中配置） 16 2 2 10 2 1351 S111 （低配置） 8 2 1 10 2 1127 S222 f1 24 2 4 10 4 2408 f2 8 2 1 15 4 2408 室內(nèi)覆蓋站O1 8 2 1 15 4 4817 2.2.2.2 基站擴(kuò)容的判定 采用從網(wǎng)管上提取的數(shù)據(jù)，根據(jù)忙時(shí)業(yè)務(wù)量、HSDPA用戶數(shù)以及市場發(fā)展目標(biāo)判定， 判定過程如下： 1）算法 1：從用戶模型的角度考慮 現(xiàn)網(wǎng)用戶數(shù)約為140萬，根據(jù)市場部門的發(fā)展目標(biāo)，到滿足期末的2012年3 月, WCDMA 用戶數(shù)將達(dá)到420萬，約為現(xiàn)在的3倍，故語音業(yè)務(wù)量按現(xiàn)網(wǎng)的3倍考慮，考慮到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 的發(fā)展速度高于語音業(yè)務(wù)，故數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量按現(xiàn)網(wǎng)的5倍考慮。 ① 計(jì)算各小區(qū)滿足期末總的業(yè)務(wù)量 滿足期末小區(qū)總的業(yè)務(wù)量=小區(qū)忙時(shí)現(xiàn)有語音業(yè)務(wù)量*3*折算系數(shù)+小區(qū)忙時(shí)現(xiàn)有數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)量*5/3600 （注：折算系數(shù)的計(jì)算見上節(jié)，數(shù)值為50） ② 將滿足期末小區(qū)總業(yè)務(wù)量與小區(qū)的等效綜合容量進(jìn)行比較，若： ?滿足期末總的業(yè)務(wù)量＞ 2408Kbps，則該小區(qū)需擴(kuò)容雙載波； ? 2408kbps ＞滿足期末總的業(yè)務(wù)量＞ 1351Kbps，且該小區(qū)為中或低配置，則該小區(qū) 需擴(kuò)容為高配置； ? 1351kbps ＞滿足期末總的業(yè)務(wù)量＞ 1127Kbps，且該小區(qū)為低配置，則該小區(qū)需擴(kuò) 容為中配置。 2）算法 2：從用戶感知的角度考慮 假設(shè)條件同算法一。 ① 計(jì)算各小區(qū)滿足期末總的業(yè)務(wù)量 滿足期末小區(qū)總的業(yè)務(wù)量=小區(qū)的預(yù)測用戶數(shù)*單機(jī)話務(wù)模型*折算系數(shù)+小區(qū)的預(yù)測用戶數(shù) * 占空比*激活率*期望的數(shù)據(jù)速率 其中： 小區(qū)的預(yù)測用戶數(shù)=現(xiàn)網(wǎng)忙時(shí)業(yè)務(wù)量 / 單機(jī)話務(wù)模型*4 占空比取 0.125 激活率取 0.05 期望的數(shù)據(jù)速率=各種終端類型的占比*各種終端的期望數(shù)據(jù)速率，本期取定為250kbps。按 iPhone手機(jī)、G普通手機(jī)、無線上網(wǎng)卡三種用戶類型計(jì)算，期望的數(shù)據(jù)速率分別為1024kbps、 192kbps、1024kbps，三種用戶的占比分別為10%、75%和15%。 ② 將滿足期末小區(qū)總業(yè)務(wù)量與小區(qū)的等效綜合容量進(jìn)行比較，若： ?滿足期末總的業(yè)務(wù)量＞ 2408Kbps，則該小區(qū)需擴(kuò)容雙載波； ? 2408kbps ＞滿足期末總的業(yè)務(wù)量＞ 1351Kbps，且該小區(qū)為中或低配置，則該小區(qū) 需擴(kuò)容為高配置； ? 1351kbps ＞滿足期末總的業(yè)務(wù)量＞ 1127Kbps,且該小區(qū)為低配置，則該小區(qū)需擴(kuò) 容為中配置。 3）雙載波擴(kuò)容區(qū)域的判定 將算法 1（從用戶模型的角度考慮）和算法2（從用戶感知的角度考慮）的最大值作為雙載 波擴(kuò)容的判定條件，某一區(qū)域中，需擴(kuò)容雙載波的小區(qū)（滿足期末總的業(yè)務(wù)量max（從用戶 感知的角度；從用戶模型考慮）＞2408kbps）,則考慮該區(qū)域內(nèi)的雙載波擴(kuò)容。