通信人家园

标题: 无线网络规划工具中的3G话务建模 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2005-8-27 19:39

作者: scayer 标题: 无线网络规划工具中的3G话务建模

摘  要：本文对目前业界主流的3G无线网络规划工具中的话务建模方法进行了归纳总结，并以华为的GENEX U-Net工具为例，详细描述具体的建模方法，最后给出了不同运营商的3G话务建模的方法，以供大家参考。

引言

      正如大家所知，3G网络采用码分多址技术，是一个自干扰系统，覆盖和容量相互影响，系统容量表现为软容量，因此相对2G网络，我们更多的、且必须借助于网络规划工具来进行网络性能的仿真，以指导3G网络建设。网络仿真结果的正确性有两个重要的条件，其中之一是跟覆盖相关的，也就是覆盖预测的正确性，而这依赖于传播模型的正确性；另外一个跟容量相关的，即话务模型的正确性，它依赖于用户输入数据的正确性和建模方法的可靠性。3G网络的一个重要特征就是移动业务的丰富多样化，由于目前3G网络尚未大规模的运营，3G业务缺乏实践统计数据，缺乏话务建模的经验。话务建模的方法不同，使得用户需要采集的数据也不同。一个好的话务建模方法直接影响到用户获取话务信息的难易程度和准确性。针对这一现状，本文对目前业界主流的3G无线网络规划工具中的话务建模方法进行了归纳总结，并以华为的GENEX U-Net无线网络规划工具为例，详细描述具体的建模方法，最后给出了运营商在不同条件下，3G话务建模的方法，以供大家参考。

话务建模分析

      无线网络规划工具中话务建模，可以归纳为两方面的内容，一是业务模型，就是将用户所使用的各业务类型在规划工具中进行定义，包括业务类型，用户行为，终端等；二是话务分布，定义将用户如何分布到网络中的方法，即规划工具中的话务地图生成方式。规划工具在进行网络仿真时，将按照话务地图来生成用户。下面两节分别对业界主流规划工具中的业务模型和话务分布方式进行了归纳总结。

1.  业务模型

      在3G网络中，按照数据传输方式的不同，业务可以分为两大类，一类是电路域业务，另一类是分组域业务。一般来说，在规划工具中，除了电路域业务仍采用Erlang或BHCA度量外，其它分组域业务，如www、FTP、E－mail等业务，需建立相应的业务模型。也有的主流规划工具在定义业务模型时进行了简化处理，直接用承载类型来表示业务类型。

1.1 基于承载类型的业务模型
      采用这类业务模型的规划工具，它不提供具体的业务类型定义，业务类型的定义是基于所属承载(Bearer)类型来定义的。且通常没有相应的详细话务特性描述，只是针对每种承载类型定义同时连接用户数，来直接给出话务量信息。

      以WCDMA为例说明模型的定义方法。需要定义的业务参数实际上是该业务上、下行分别使用的承载类型相关参数，不同的业务类型如果使用同样的承载传输，则可以归为一类。承载类型一般包括CS12.2K,、CS64K、PS64K、 PS128K和PS384K几种。每种承载类型主要包括的参数是数据承载速率、发射功率、Eb/No和CE资源等。这些参数只跟网络系统和设备相关，在不同的网络环境中，参数基本也是固定的。表1给出了某规划工具中典型基于承载类型定义的业务模型实例。

由于这类模型不牵涉到具体的业务信息，话务模型信息方面非常简单，只要直接输入每种承载的同时连接用户数即可。同时连接的用户数目通常不能直接获得，需要工程师另行计算得出。

时间: 2005-8-27 19:40

作者: scayer

1.2 基于业务特性的业务模型
      大多数的规划工具通常使用的业务模型属于本章将要描述的类型。该业务模型按照承载类型的不同大致分为两大类来定义，一类是电路域业务，另一类是分组域业务。

      1）  电路域业务模型
      电路域业务一般是语音业务或者实时数据业务，如可视电话等。电路域业务相关的主要业务参数包括：发射功率，承载类型和激活因子等，跟话务相关的主要是忙时话务量因子。

      2）  分组域业务模型
      在规划工具中，一般又分为两种建模方式，一种是从可用性出发定义，定义的参数非常直观、简单，这里暂且称为直观模型；另一种是基于IEEE给出的非实时业务模型，定义参数比较完善。这两种模型在业务属性参数方面，定义方式基本是相同的，都包括发射功率、承载类型等基本参数，区别在于话务模型的定义。

直观模型
      除了业务特性相关的发射功率和承载类型等参数外，在话务信息方面，用户只需要定义忙时用户发起连接的次数，以及每次的平均数据吞吐量即可。规划工具进行网络性能仿真时，可自动计算同时连接的用户分布。这种方式的优点是，定义简单，在目前业务模型还处在探索阶段，没有大量3G网络的统计数据支撑的情况下，数据源相对容易获取，容易保证话务信息的正确性。不足是如果采用动态仿真，一些业务特性将无法仿真出来，比如时延。

基于IEEE的非实时业务模型
      分组域业务一般采用基于IEEE的非实时业务模型来描述，该模型可以描述具体业务的Burst传输特性。该模型的优点是对分组域业务特性描述比较全面，参数比较完整。不足的是这些参数对用户而言是不可见，很难获得准确信息，不过，如果规划工具采用动态仿真算法，该模型的作用将会增强。基于IEEE的非实时业务模型如图1所示。

图1 非实时业务模型

      模型中包含的参数如下：

      Session会话：用户建立PPP连接到断开PPP连接的整个时间段。
      Call分组数据呼叫：一个"call"涉及到一个终端用户给UMTS网络发送一个明确的请求，尝试和目的端用户进行信息交互。
      Mean # of packet calls per session：每次会话的平均呼叫个数。
      Packet分组包：每个数据呼叫的数据都是打成分组包的形式传送。
      Reading time between calls  ：每个呼叫之间的阅读时间。
      Mean # of packets in cal  ：每个呼叫的平均信息包个数。
      Packet size：分组包大小。
      Max queuing delay：指所有的信息包等待传送的最大排队时间，是排队时间的门限值。
      Packet inter-arrival time：分组数据呼叫中各分组包的到达间隔时间。

时间: 2005-8-27 19:41

作者: scayer

2.  话务地图生成方式

      话务地图的生成归纳起来，主要分为下面三种方式，一般三种方式可以相互配合使用。

基于地物Clutter的用户分布
      这种类型的用户分布，可以使得用户在地图上的分布可以按照地物类型分布，同等面积下，不同地物类型分布的用户数目可以不同。一般还可以设定每种地物室内、室外的用户比例。目前而言，想获得相对比较准确的不同地物用户比重(或密度)很困难，再加上数字地图的精度不准会造成影响，所以一般情况下，做网络规划时，不考虑这种方法。图2是U-Net规划工具中按照地物进行分布的一种定义方式。

图2 基于地物类型的话务分布定义

基于一定区域的用户分布
仿真用户可以用多边形定义的区域进行分布，这些多边形可以为一个封闭区域或某条街道，用户可以定义某区域的用户密度，也可以定义某区域的总用户数目等。采用这种方式，在规划之前通常要进行区域划分，将规划区域按照人口密度、话务分布特性进行划分，比如分为密集城区，普通城区，郊区等。就目前而言，这是一种比较通用的方式，关键是能获得该区域总用户数或密度即可，话务信息获取相对比较容易。
基于现网数据的话务分布
这种用户分布的前提是规划区域已经有网络存在，并且拥有各个小区的话务统计文件。另外必须注意的是，在生成该话务分布之前，必须导入该话务信息对应的站点分布，生成小区的覆盖预测，这样小区的话务信息才会分布在小区覆盖范围。这种方式的优点是话务分布可以精确到小区范围，相当准确，不足是必须有现网数据。

时间: 2005-8-27 19:42

作者: scayer

GENEX U-Net的话务建模

      本章以华为GENEX U-Net规划工具为例，说明规划工具的话务模型建立方法。用户在进行网络性能仿真和分析前，第一步进行业务建模，第二步生成话务地图，即建立话务分布，下面分别说明U-Net的建立方法。

1.  业务模型

      U-Net的3G业务模型的逻辑图和各部分参数的关系图如图3所示。所涉及的话务数据包括业务类型、终端、移动性、用户行为、话务环境等。其中业务类型，用于定义业务的具体属性，例如发射功率，该业务不同信道下Eb/No等参数，而用户行为主要定义每个注册用户的话务信息，例如语音用户的忙时呼叫时间等。很明显，U-Net工具采用的业务模型属于前面所说的基于业务特性的建模方式。

图3：GENEX U-Net 话务模型

时间: 2005-8-27 19:45

作者: scayer

2. 话务地图

U-Net包括所有前面描述的几大类话务地图，并且在定义方式上更加灵活方便，具体定义的种类也更加丰富。U-Net具体可以创建5类话务地图，如图4所示，各类地图可以配合使用。另外所有生成的地图文件均可以导入导出，在不同的工程文件里面共享。实际使用时，因不同的话务分布方式，需要采集的数据也不同，因此用户可以根据获取数据的难易程度，选择适合自己的话务分布方法。

  1）Based on Environments(raster)：基于话务模型的珊格地图

      这种方式要求在U-Net中定义完整的话务模型，然后直接将该话务模型与地理区域捆绑。例如对于某个城市，可以将该城市分为密集城区、普通城区和郊区，不同城区对应不同的用户密度和用户行为，使用不同的业务等。

      2）Based on densities：基于用户密度的珊格地图。

      这种方式与基于话务模型的珊格地图方式类似，但不需要事先定义完整的话务模型，方便工程师使用。

      3）Based on User profiles(vector)：基于用户行为的矢量地图

      这种方式适合定义某些热点区域的用户分布，该区域可以是一个封闭的区域，也可以是某些非封闭的街道等。定义时可以临时创建，也可以从外部导入矢量地图文件生成。用户分布方式即可以按照密度来分布，也可以按照总用户数来分布。在该区域里面还可以定义地物比重和室内室外用户比例，如图5所示。

4) Based on Transmitters and Services(throughput)：基于每小区每业务的流量地图

      Based on Transmitters and Services(#users)：基于每小区和每业务的话务量地图

      这两种方式都可以根据现网话务数据来生成3G的话务地图，基于每小区每业务的流量地图需要知道每种业务在每小区里面的吞吐量信息，而基于每小区和每业务的话务量地图是需要知道每业务在每小区里面的话务量。第一种方式主要应用于分组域业务，第二种方式一般用于电路域业务。这两种方式适合有现网话务数据的2G运营商。注意使用前，首先需要生成现网的站点分布，进行现网的小区覆盖预测；然后导入现网的话务数据，生成话务地图；最后在3G工程里面就可以使用该话务地图进行网络仿真。

      在U-Net工具中，即使在2G工程中不存在的业务，也可以为该种3G业务按照小区范围来定义话务量，这是一般规划工具所不具有的功能。提供这个功能的优点在于：目前运营商很难获取准确话务分布，现网话务信息分布应该是目前相对最为准确的一种方式，如果有语音的话务分布信息，那么其他3G数据业务分布或多或少跟语音的分布存在一定比例关系，因此我们可以应用这种关系来尽量获得相对准确的3G数据业务分布。图6是U-Net按照现网话务数据生成的话务地图实例。

总结

根据前面所述，话务建模方面主要包括对业务模型的建立，以及话务地图的生成。业务模型建立方面，业界的工具中基本类似，大多采用基于业务特性的建模方法，这也是笔者推荐的方法。基于承载类型业务模型过于简单，没法反应业务本身的特性，用户数据也很难直接获取，需要工程师在规划前期进行手工计算，来得到相应的最终用户数目。

话务地图的选择策略方面，有现网数据的运营商，建议用现网话务数据生成话务地图。这种方式能够将话务量精确到小区级别，应该是目前最为准确的一种方式。另外在U-Net工具中，对哪些在2G现网采集不到话务信息的一些数据业务，也提供了这样的定义方法，即按每小区每业务分布来定义，这一方法也是比较有价值的，例如对于视频业务，某些场景语音业务话务量大的地方，可能视频业务话务量也会高些。对于没有现网数据的运营商，建议将规划区域按照人口密集程度以及对业务使用特性上，划分成不同的区域范围，比如密集城区，普通城区和郊区等，在不同的区域定义不同的人口密度和业务类型。实际使用过程中，运营商可同时结合几种方法，进行灵活选择。

时间: 2005-8-27 20:12

作者: DaPanDa

　对这个建模不是很了解　可以学习一下　还没看完　捧个人场吧

时间: 2005-8-27 22:22

作者: scayer

谢谢老大捧场！

时间: 2005-8-28 22:25

作者: zz0259aa

好长啊,不错

时间: 2006-2-13 11:38

作者: steven5332

GOOD

时间: 2006-2-14 16:54

作者: shmc

上面的例子是用atoll软件做的。我已经用它作过话务地图了。

时间: 2006-2-16 10:39

作者: steven5332

好啊

时间: 2006-2-18 10:33

作者: 中坚分子

需要慢慢看看

时间: 2006-2-22 09:16

作者: yydx2598

首先应该谢谢,可是我没做过规划,类似的规划工具也没见过,有软件的简化版本或者教学版本么??

时间: 2009-3-24 16:12

作者: tzlyf

没有工具，不知道怎么学习。

时间: 2009-5-2 17:22

作者: chenshanbo

学习下

时间: 2014-3-23 16:50

作者: hl020817

scayer 发表于 2005-8-27 19:45
2. 话务地图

U-Net包括所有前面描述的几大类话务地图，并且在定义方式上更加灵活方便，具体定义 ...

不错

时间: 2014-3-23 17:44

作者: post927

楼主能不能出来冒个泡，给个附件吧

时间: 2014-5-17 01:48

作者: scayer

post927 发表于 2014-3-23 17:44
楼主能不能出来冒个泡，给个附件吧

抱歉，找不到了

通信人家园 (https://www.txrjy.com/)