電信基站設(shè)備擴(kuò)容判決標(biāo)準(zhǔn)的分析

要向敏

【摘 要】三大運(yùn)營商進(jìn)行了大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并積極發(fā)展用戶。對于每個扇區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并積極發(fā)展和用戶。隨著用戶量的不斷增長，單個用戶的數(shù)據(jù)速率將不斷下降。何時應(yīng)該進(jìn)行擴(kuò)容的判決標(biāo)準(zhǔn)就成為EV-DO網(wǎng)絡(luò)突量優(yōu)化的關(guān)鍵任務(wù)。作者提出了用戶感受速度的計(jì)算方法，可以比較準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)需要擴(kuò)容的扇區(qū)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)服務(wù)；影響因素；擴(kuò)容判決

0.前言

獲得3G牌照后，三大運(yùn)營商進(jìn)行了大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并積極發(fā)展用戶。對于每個扇區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并積極發(fā)展和用戶。對于每個扇區(qū)來說，用戶很少時，所有用戶可以獲取較高速的數(shù)據(jù)服務(wù)，但隨著用戶量的不斷增長，單個用戶的數(shù)據(jù)速率將不斷下降。目前中國電信根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值評估，或者有推導(dǎo)但過程不夠完善。以下提出了用戶感受速度的計(jì)算方法，可以比較準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)需要擴(kuò)容的扇區(qū)。由于用戶感受最重要的是前向數(shù)據(jù)速率，因此以下討論的數(shù)據(jù)速率都是前向數(shù)據(jù)速率。

1.分析和推導(dǎo)

1.1各地判決標(biāo)準(zhǔn)介紹

1.1.1廣東電信的判決標(biāo)準(zhǔn)

廣東電信擴(kuò)容考慮的3個因素為：忙時數(shù)據(jù)吞吐量（忙時EV-DO業(yè)務(wù)信道產(chǎn)生的前向業(yè)務(wù)流量），忙時業(yè)務(wù)信道時隙占用率以及忙時業(yè)務(wù)信道連接話務(wù)量。擴(kuò)容的標(biāo)準(zhǔn)是一個載扇的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是否同時滿足忙時扇區(qū)平均時隙占用率，忙時扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐速率，忙時扇區(qū)連接話務(wù)量這3個條件。

1.1.2云南電信判決標(biāo)準(zhǔn)

云南電信的思路是：每載扇1.6Mbit/s空中接口容量，業(yè)務(wù)信道占空比（即上述業(yè)務(wù)信道時隙占用率）為70%，則小區(qū)平均吞吐速率為1600*70%=1120kbit/s。中國電信集團(tuán)給出的用戶體驗(yàn)速率良好的推薦值是300kbit/s，數(shù)據(jù)用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占空比為40%左右。這時激活鏈路平均速率為300kbit/s*.40%=120kbit/s，相應(yīng)可以支持的話務(wù)量為1120kbit/s÷（300×40%）=9Erl，因此載頻擴(kuò)容判定標(biāo)準(zhǔn)為：業(yè)務(wù)信道占空比大于70%，且呼叫話務(wù)量大于9Erl。

1.2兩種方法的不足

在廣東電信的標(biāo)準(zhǔn)中，室內(nèi)比較嚴(yán)格，室外比較松，沒有理論依據(jù)，只是根據(jù)廠商的經(jīng)驗(yàn)值得來。如果將門限設(shè)置較高，則會漏掉很多需要擴(kuò)容的扇區(qū)。云南電信的標(biāo)準(zhǔn)有理論依據(jù)，但是關(guān)鍵參數(shù)“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占空比”設(shè)為40%比較主觀，無法廣泛適用于不同區(qū)域、不同時期的不同用戶特征。

1.3用戶感受速度的計(jì)算方法

針對上述擴(kuò)容判決標(biāo)準(zhǔn)的不足，筆者提出了基于用戶感受速度的計(jì)算和判決方法。云南電信的標(biāo)準(zhǔn)是基于保證300kbit/s的用戶平均下載速度來計(jì)算一個載扇能支持多少數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)話務(wù)量，并以此話務(wù)量為主要判決標(biāo)準(zhǔn)。筆者的方案是通過各載扇忙時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)話務(wù)量、載扇忙時數(shù)據(jù)計(jì)算該載扇下用戶實(shí)際能夠獲得多大的數(shù)據(jù)下載速度。與云南電信標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)區(qū)別在于，本方案中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占空比不是一上粗略的統(tǒng)一建議值，而是根據(jù)每個扇區(qū)載波的實(shí)際速率分配數(shù)據(jù)計(jì)算得來。EV-DO標(biāo)準(zhǔn)共有14種數(shù)據(jù)速率，5種數(shù)據(jù)包大小。由于目前還沒有引入QoS應(yīng)用，因此可以暫時不考慮用于低時延的3種小的數(shù)據(jù)包。在EV-DO網(wǎng)管系統(tǒng)中，有各載扇的前向數(shù)據(jù)包數(shù)量的分類統(tǒng)計(jì)，以下統(tǒng)計(jì)內(nèi)容都是指載扇數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)忙時的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

第一步，設(shè)第i種數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)包的數(shù)量為Ni，該數(shù)據(jù)速率表示為Ri，與該速率對應(yīng)的數(shù)據(jù)包大小為Si，因此可以得到基站在該載扇前向數(shù)據(jù)總平均發(fā)送速率為Rx=/（∑（Ni×Ri×Si）/∑（Ni×Ri×Si）.其中Ri對應(yīng)14種數(shù)據(jù)速率，Si對應(yīng)相應(yīng)統(tǒng)計(jì)時隙數(shù)下速率Ri的數(shù)據(jù)包的大小，Ni就是相應(yīng)統(tǒng)計(jì)時隙數(shù)下速率為Ri的數(shù)據(jù)包的發(fā)送數(shù)量。

第二步，從載扇忙時的數(shù)據(jù)吞吐量（字節(jié)數(shù)）得到下行數(shù)據(jù)平均總速率為R=吞吐量×8/3600（單位bit/s）.Rx是真正有數(shù)據(jù)發(fā)送時的平均速率，R是整個忙時總流量除以時間，因此可以得到該載扇的平均數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占空比K=R/Rx。

第三步，計(jì)算該載扇用戶感受的平均下載速度Rd=B/（E×K）=B/（E×R×Rx）。其中，B為一個載扇的空中接口容量，建議設(shè)置為2Mbit/s，該參數(shù)為典型站點(diǎn)覆蓋和用戶分布下實(shí)測的平均空中接口能力；E為該載扇的忙時信道連接話務(wù)量，單位為Erl，包括EV-DORev.0和 EV-DO Rev.A 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的話務(wù)總和。

2.應(yīng)用分析

以福田皇悅酒店、站號=583、扇區(qū)號=1、載頻號=10為例，根據(jù)該載扇的前向忙時發(fā)送數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出前向數(shù)據(jù)總平均發(fā)送速率為Rx=2.646Mbit/s，空中接口容量B=2Mbit/s 。該載扇忙時吞吐量為846 580 089字節(jié)，因此有總速率R=吞吐量×8/3600=846580089×8/3600=1.88 Mbit/s.根據(jù)統(tǒng)計(jì)，該載扇EV-DO Rev.0和EV-DO Rev.A的話務(wù)分別為47 247.5s和5855.167s，因此業(yè)務(wù)信道連接話務(wù)量E=Edo_0+Edo_a =14.75Erl，用戶感受的平均下載速度Rd=B/（E×R/Rx）=2/（14.75×1.88/2.646）=191kbit/s.此處Rd〈300kbit/s，因此可以判斷該扇區(qū)應(yīng)該進(jìn)行載頻擴(kuò)容。同理可以得到全網(wǎng)其他載扇的計(jì)算結(jié)果。

對于Rd〈300kbit/s 的載扇，應(yīng)考慮下面幾種情況：

對于話務(wù)量大于10Erl的載扇，可以考慮載頻擴(kuò)容。

對于總速率大于1Mbit/s的載扇，還要查看該基站所有扇區(qū)載波的總速率之和是否大于基站配置的傳輸鏈路所能提供的速率之和， 以M_福田皇悅酒店為例，該站為EV-DO配置了2條2Mbit/s傳輸，可以提供約4Mbit/s的數(shù)據(jù)寬帶，考慮70%的利用率和一定的峰值裕量，總的可用帶寬約為⒉5Mbit/s，而該站忙時3個扇區(qū)總數(shù)據(jù)速率為2.91Mbit/s，因此需要考慮傳輸擴(kuò)容，而M_新安海關(guān)的3個扇區(qū)配有2條傳輸鏈路，總數(shù)據(jù)速率為1.92Mbit/s，因此暫時不必?cái)U(kuò)容傳輸。

對于話務(wù)量和總速率都比較低的載扇，如果其所屬基站所有扇區(qū)數(shù)據(jù)總速率沒有超過傳輸容量，就不必考慮擴(kuò)容，而應(yīng)該考慮其無線環(huán)境的優(yōu)化。

按話務(wù)量對載扇進(jìn)行排序，發(fā)現(xiàn)很多話務(wù)量高的載扇總速率（總吞吐速率）并不高，但需要擴(kuò)容，因此如果按照廣東電信的標(biāo)準(zhǔn)，用吞吐速率來判定將會漏掉許多需要擴(kuò)容的扇區(qū)。

需要注意，采用用戶感受平均下載速度判決的方法是一種統(tǒng)計(jì)分析方法，對于話務(wù)量很低或數(shù)據(jù)總流量很低的載扇，將可能得到用戶感受的平均速度Rd遠(yuǎn)大于空中接口容量2Mbit/s，這在物理上是不可能的.這是由于統(tǒng)計(jì)樣本不足造成的結(jié)果不準(zhǔn)確，并不影響判決結(jié)果，因?yàn)榈驮拕?wù)和低流量的載扇肯定不需要擴(kuò)容.另外還要注意的是，應(yīng)取一周以上的各載扇忙時統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以便更準(zhǔn)確地判定是否有必要擴(kuò)容。

為驗(yàn)證基于用戶感受判決標(biāo)準(zhǔn)的合理性，筆者對按該標(biāo)準(zhǔn)過濾出的站點(diǎn)進(jìn)行了擴(kuò)容，以站點(diǎn)“M_福田皇悅酒店”為例說明擴(kuò)容的效果，可以看出擴(kuò)容后兩個載波的總速率比擴(kuò)容前大大提升，用戶速率大大改善，達(dá)到了理想的效果。

3.結(jié)束語

根據(jù)上述判決標(biāo)準(zhǔn)， 2011年10月至2012年1月，我們對電信網(wǎng)中達(dá)到擴(kuò)容標(biāo)準(zhǔn)的351個站點(diǎn)的1005個扇區(qū)進(jìn)行了EV-DO載頻和傳輸擴(kuò)容，這期間EV-DO忙時話務(wù)量從13000Erl上升到17000Erl，但用戶關(guān)于EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速度慢的日平均投訴量反而下降了31%，說明對站點(diǎn)擴(kuò)容需求判斷準(zhǔn)確，擴(kuò)容效果明顯。