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小区最大载波配置研究 摘要：本文通过研究小区公共控制信道与专用业务信道之间的关系，提出在不同数据业务占比以及不同半速率比例下计算小区最大载波配置的方法，该方法对于新站载波配置和小区载波扩容具有一定的参考意义。 关键字：载波配置 CCCH信道效率 寻呼拥塞 1． 前言 随着话务和流量的迅速增长，在某些话务密集和流量较大的区域出现了寻呼拥塞、SDCCH低接通的情况，导致用户拨打困难，严重影响用户感知。究其原因，是因为这些小区出现了公共控制信道不足的情况。我们知道，公共控制信道（CCCH）和专用业务信道（TCH或PDCH）都属于无线信道资源，二者缺一不可，任何信道不足都会成为网络资源的“短板”。 在爱立信设备中，每个小区能够配置的载波非常多，通过TG同步技术甚至能达到一百多个，因此专用业务信道可达一千多个，而每个小区公共控制信道（CCCH）最多为9个。由于公共控制信道的限制，当载波达到一定程度时，再多配置载波恐怕也无法吸收更多的话务，这就有一个控制平衡的问题。那么，究竟配置多少载波是比较合适的呢？这就是本文所要探讨的内容。 2． 每小区能承载的极限综合话务 对于通常的设置（BCCHTYPE＝NCOMB），每个小区固定有9个公共控制信道（CCCH），由寻呼信道（PCH）和立即指配信道（AGCH）组成，其中AGCH至少为1个，而PCH最多为8个。 为了表述方便，我们引入综合话务的概念，综合话务定义如下： 综合话务＝（全速率＋半速率）话务量＋PDCH使用数 首先，我们先从理论上计算一个小区能够承载多少综合话务。考虑以下几个影响因素： n 因素一：数据和语音业务比例（设数据业务占比为 ） n 因素二：每PDCH对应的PS立即指配数（设为A） n 因素三：每Erl话务对应的CS立即指配数（设为B） n 因素四：每Erl话务对应的寻呼数（设为C） n 因素五：每个寻呼块能承载的寻呼数（设为W），它与采用IMSI或TMSI寻呼方式以及二次寻呼比例有关，目前广州大多数局首次寻呼采用TMSI，二次寻呼采用IMSI，假设二次寻呼比例为 ，那么 。 理论计算过程如下： 1) 每综合话务中，占用的PDCH信道是 个，占用的TCH信道是 个； 2) 每综合话务对应的立即指配数为 ；对应的寻呼数为 ； 3) 每个CCCH块（4个连续的TS0）理论上最多可承载两个CS立即指配消息或者承载一个PS立即指配消息，但在目前的网络中实际承载的CS立即指配消息几乎都只有一个，只有极少数情况下会承载两个CS立即指配消息，因此我们这里按照只能承载一个CS或PS立即指配消息进行计算。而每个CCCH块可承载W个寻呼消息。也就是说每个立即指配占用1个CCCH块，每个寻呼占用1/W个CCCH块。因此每综合话务需要占用的CCCH块的个数为 。 4) 每个小区每小时总共有 个CCCH块。 5) 因此，每个小区理论能承载的综合话务为 可以将上式简写为： ，其中 。 根据上面的公式，一个小区理论上能承载的综合话务 与K、A、D有关，这些参数反映了这个小区的特征。在A、D固定时， 与K呈双曲线的关系。一般来说，在数据业务较多的区域，A值很大， 大于0，因此随着K值的增加，小区最多能承载的综合话务 就会减少。 以上分析的结果是理想情况下一个小区能够承载的极限综合话务，这是在假设CCCH信道使用效率达到100%时的结果。但在实际网络中CCCH信道的效率不可能这么高，因此每小区实际可承载的综合话务也就没有这么高。假设CCCH信道的使用效率为 ，那么实际可承载的综合话务为 。 3． 每小区能承载的实际综合话务 每小区实际能承载的综合话务T与CCCH信道效率 有关，那么 取多少比较合适呢？可以预见，CCCH信道越拥塞，信道效率 越高。我们需要得到的实际可承载话务是在保证一定质量下的最大承载话务，因此可以取CCCH刚刚出现拥塞但拥塞又不严重的小区作为样本小区进行分析。根据现网实际情况，把寻呼拥塞率在2%—5%的小区的 值视为可接受的CCCH信道效率。将这些小区的综合话务与数据业务占比（K）做散点图（如图1所示），按照K值划定多个区间，取每个区间的第20%的点（综合话务从大到小排序）的综合话务值作为K值区间对应的实际可承载的最大综合话务（图中红色方点），连接这些点的曲线就反映了每小区实际可承载的综合话务与数据业务占比K的关系（图中靠下方的红色曲线）。 再根据每个K值区间内样本小区的K、A、B、C、W平均值，根据之前推导的公式计算出理论可承载最大综合话务（图中绿色三角点），连接这些点的曲线反映了每小区理论可承载的综合话务与数据业务占比K的关系（图中靠上方的绿色曲线）。 图1 小区理论与实际最大承载话务 由图1可见，随着数据业务占比K的上升，小区可承载的综合话务逐渐下降。 红色曲线与绿色曲线上的点的比值就得到了公共控制信道CCCH的使用效率 ，经计算 约为60%。 4． 小区最大载波配置 我们已经得到了在不同数据业务占比K值下的每小区实际可承载的最大综合话务，现在就需要将这个综合话务折合成载波，方法是先将综合话务折合成TCH（包含PDCH）信道数，再将TCH信道折合成载波。 1）综合话务折算成信道数 由于目前网络普遍采用半速率来解决拥塞，因此在综合话务折算为信道数时应考虑半速率话务比例。已知综合话务为T，数据占比为K，半速率话务比例为h，信道数为N，并且假设话务 反查爱尔兰B表得到的信道为 n 语言业务信道话务为： ，先不考虑半速率，根据爱尔兰B表，可把话务折算为信道 n 考虑半速率，语音业务信道需求为： n 数据业务信道需求为： n 因此，信道数与综合话务的关系为： 2）信道数折算成载波 一个载波有8个TCH信道，但在考虑SDCCH信道的情况下，每载波提供的TCH信道应小于8。把现网的载波数和TCH信道数作散点图如图2所示。 图2 载波与信道关系图 由图2可见，载波数C=0.1325*N+0.2898。 根据以上折算方法，可在不同半速率比例下将图1中实际能承载的综合话务折算成载波数，并考虑实际情况将载波数取整，这样就得到了在不同半速率比例下数据业务占比K与小区最大载波配置的关系图（如图3所示） 图3 数据业务占比与小区最大载波配置关系图 上图反映了半速率比例分别为20%、50%、80%时的数据业务占比K与小区最大载波配置的关系。随着数据业务占比K的增加，为保证小区公共信道足够，可配置的最大载波数逐渐变小。 为了方便查询，将不同半速率下数据业务占比与最大配置载波的对应关系制作成表1，以后新站规划或小区扩容时可对照该表进行载波配置。 表1 小区最大载波配置与数据业务占比的对应关系表 从表中可以看出，一般情况下，数据业务占比越大则小区最大载波配置就越小，半速率比例越大则小区最大载波配置就越小。 在一定的数据业务占比下，如果小区载波配置太多，由于公共控制信道资源受限，小区也无法吸收更多的话务，还会引起寻呼拥塞或者SDCCH建立成功率降低，从而影响用户感知。 我们把现网中寻呼拥塞率大于5%的小区放进载波配置折线图（由于大多数小区半速率都在80%左右，因此取半速率80%的载波配置折线）中，如图4所示，分布在折线之上的小区存在载波超配的现象。 图4 现网寻呼拥塞超过5%的小区载波配置 经统计，在这些小区中有70％以上的小区在折线之上，说明这些小区之所以出现寻呼拥塞，与其载波超配有直接的关系。 5． 现网小区“超载”情况分析 根据广州现网忙时指标统计，对照表1的最大载波配置，目前广州网络载波配置与寻呼拥塞现状如下表2所示： 表2 现网小区“超载”情况 由表2可见，目前广州全网还存在部分小区载波超配置，导致这些小区存在寻呼拥塞，一般来说寻呼拥塞若大于10%则会对用户感知造成较明显的影响，因此可重点解决高寻呼拥塞（大于10%）的小区，解决途径就是降低这些小区的载波配置，可以采用直接减少载波或者进行小区分裂的方法。 6． 总结 本文通过研究小区公共控制信道与专用业务信道之间的关系，计算出合理的小区最大载波配置，并在现网中得到了验证。 一般来说，数据业务占比越大则小区最大载波配置就越小，半速率比例越大则小区最大载波配置就越小。具体的最大载波配置数可参考文中的表1。
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发表于 2014-6-3 16:43:34