高負(fù)荷小區(qū)優(yōu)化方法研究

史旭鵬

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)遼寧有限公司大連分公司，大連 116000）

1 網(wǎng)絡(luò)評(píng)估

1.1 KPI關(guān)聯(lián)分析

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是基于CDMA多址技術(shù)具有自干擾特性，所以網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的增高會(huì)對(duì)KPI指標(biāo)和用戶感知有一定的影響，針對(duì)自干擾這一特性，對(duì)某市的話務(wù)模型進(jìn)行了高負(fù)荷門限評(píng)估。通過KPI拐點(diǎn)確定高負(fù)荷小區(qū)關(guān)注門限。

如圖1所示，通過對(duì)CS域和PS域的接通率/掉話率與小區(qū)總利用率的關(guān)系圖可以得出當(dāng)總利用大于50%，CS接通率低于98.5%，當(dāng)總利用率大于65%，CS掉話率高于0.5%；當(dāng)總利用率大于60%，PS接通率低于98.5%，總利用率在70%以下，掉線率都低于1%。

通過對(duì)CS域和PS域的接通率/掉話率與R4載波上行利用率的關(guān)系可以得出當(dāng)R4載波上行利用率大于50%，CS接通率低于98.5%，當(dāng)R4載波上行利用率在70%以上，掉話率高于0.5%；當(dāng)R4載波上行利用率大于70%，PS接通率低于99%，隨著R4載波上行利用率升高，PS掉線率指標(biāo)惡化，但仍處在1%以下。

通過對(duì)CS域和PS域的接通率/掉話率與H載波上行利用率的關(guān)系可以得出當(dāng)利用率大于75%，CS接通率低于99% ，隨著上行利用率升高，掉話率指標(biāo)下降，但仍處在0.5%以下；隨著H載波上行利用率的提升，PS接通率指標(biāo)有所下降，但不低于99%，隨著H載波利用率的提升，PS掉線率始終不高于1%。

通過對(duì)CS域和PS域的接通率/掉話率與H載波下行利用率的關(guān)系可以得出隨著H載波下行利用率的提升，CS/PS接通率變化并無明顯規(guī)律； 隨著H載波下行利用率的提升，CS掉話率/PS掉線率的變化無明顯規(guī)律。

通過對(duì)小區(qū)總利用率、R4載波上行利用率、H載波上行利用率和H載波下行利用率與CS/PS接通率、CS掉話率、CS掉線率指標(biāo)分析可以得出當(dāng)小區(qū)總利用率、R4上行利用率、H載波上行利用率負(fù)荷過高，雙域接通率和掉話/掉線都會(huì)惡化，影響用戶感知。當(dāng)R4載波上行利用率或小區(qū)碼資源利用率超過50%時(shí)，KPI指標(biāo)出現(xiàn)短板。

圖1 小區(qū)總利用率與雙域KPI關(guān)系

通過上述對(duì)現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析，我們將出現(xiàn)以下5種情況的小區(qū)列為高負(fù)荷小區(qū)，進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

（1）最忙時(shí)R4載波上行碼資源利用率大于50%。

（2）最忙時(shí)小區(qū)碼資源利用率大于50%。

（3）RRC最大擁塞率大于2%。

（4）CS RAB最大擁塞率大于2%。

（5）PS RAB最大擁塞率大于2%。

1.2 高負(fù)荷小區(qū)場(chǎng)景化

對(duì)進(jìn)入關(guān)注門限的小區(qū)進(jìn)細(xì)化分析，根據(jù)R4/H載波不同的業(yè)務(wù)狀況，可以將其分為6類場(chǎng)景，如表1所示，后續(xù)針對(duì)不同場(chǎng)景分別采用不同的優(yōu)化措施。

場(chǎng)景1：該類小區(qū)歸屬為高業(yè)務(wù)區(qū)，話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都很高，且多為大流量用戶。

場(chǎng)景2：該類小區(qū)歸屬為高業(yè)務(wù)區(qū)，話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都很高，且小流量用戶較多。

場(chǎng)景3：該類小區(qū)歸屬為話音業(yè)務(wù)低、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高且多為大流量用戶，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)搶占R4載波。

場(chǎng)景4：該類小區(qū)歸屬為話音業(yè)務(wù)低、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高且多為小流量用戶，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)搶占R4載波。

場(chǎng)景5：該類小區(qū)歸屬為話音業(yè)務(wù)低、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶少但多為大流量用戶。

場(chǎng)景6：該類小區(qū)歸屬為話音業(yè)務(wù)低、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶多但多為小流量用戶。

2 高負(fù)荷優(yōu)化

通過對(duì)某市全網(wǎng)小區(qū)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)高負(fù)荷小區(qū)存在359個(gè)，針對(duì)這些高負(fù)荷小區(qū)進(jìn)行算法和參數(shù)優(yōu)化。優(yōu)化分兩批進(jìn)行，首批對(duì)高負(fù)荷小區(qū)開啟二倍幀分和進(jìn)入速率優(yōu)化，第二批對(duì)負(fù)荷仍然較高的小區(qū)開啟四倍幀分、優(yōu)化在線定時(shí)器。

表1 各種場(chǎng)景劃分

2.1 算法介紹

2.1.1 二倍幀分復(fù)用

算法介紹：目前現(xiàn)網(wǎng)時(shí)隙配比為上下行2:4配置，H載波下行配置3時(shí)隙做HS-PDSCH信道使用，TS6承載HSSCCH和A-DPCH，現(xiàn)網(wǎng)HS-SCCH配置兩對(duì)，占用4個(gè)BRU，一個(gè)用戶占用兩個(gè)A-DPCH，所以最終一個(gè)載頻下行只能容納（16-4）/2=6個(gè)用戶。為了提升用戶感知度和網(wǎng)絡(luò)的容納能力，可以通過開啟二倍幀分復(fù)用功能，來降低RRC擁塞和RAB擁塞，提升接通率。

參數(shù)位置及調(diào)整建議如表2所示。

算法影響：二倍幀分開啟后，TD-SCDMA的H載波下行容量會(huì)提升1倍，所以建議對(duì)擁塞小區(qū)開啟二倍幀分，緩解RRC擁塞和RAB擁塞。

2.1.2 上行16kbit/s初始接入

算法介紹：如果開啟二倍幀分復(fù)用，但是上行初始接入速率大于16 kbit/s的話，上行碼資源受限，二倍幀分效果無法得以實(shí)現(xiàn)，所以建議開啟二倍幀分復(fù)用的小區(qū)，開啟上行16 kbit/s初始接入。

四倍幀分復(fù)用：小流量用戶較多時(shí)，大量用戶占用DCH資源，H載波業(yè)務(wù)時(shí)隙無法充分利用。通過開啟四倍幀分，減少單用戶對(duì)DCH資源的需求，從而接入更多用戶。

2.2 優(yōu)化效果

通過對(duì)全網(wǎng)359個(gè)小區(qū)進(jìn)行二倍幀分復(fù)用和CAC初始接入速率的優(yōu)化，高負(fù)荷小區(qū)數(shù)量下降10%，性能指標(biāo)無明顯變化，如圖2所示。

圖2 碼資源利用率優(yōu)化前后對(duì)比

通過對(duì)高負(fù)荷小區(qū)開啟二倍幀分和上行16 kbit/s初始接入的優(yōu)化，某市高負(fù)荷小區(qū)由原來的359個(gè)下降到323個(gè)，降幅達(dá)10%；CS接通率由98.61%提升到98.91%，PS接通率沒有變化；總碼資源利用率由33.75%下降到33.47%，R4載波上行碼資源利用率由39.10%下降到30.84%效果明顯；H載波上行碼資源利用率由60.48%下降到59.30%；H載波下行碼資源利用率由20.82%下降到19.53%。通過優(yōu)化某市全網(wǎng)高負(fù)荷小區(qū)下降明顯，R4載波上行碼資源利用率下降了8.26%效果明顯，雙域接通率、掉話率指標(biāo)在正常波動(dòng)范圍。

表2 二倍幀分復(fù)用參數(shù)位置及調(diào)整建議

二階段對(duì)負(fù)荷特別高的20個(gè)校園網(wǎng)小區(qū)通過開啟四倍幀分、修改保持在線定時(shí)器進(jìn)行優(yōu)化和禁止PS搶占R4資源進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后高負(fù)荷小區(qū)減少35%，話音接通率分別提高2%和5%，各項(xiàng)指標(biāo)正常波動(dòng)。20個(gè)校園網(wǎng)小區(qū)根據(jù)場(chǎng)景歸類：

（1）對(duì)場(chǎng)景2即話音用戶多、小流量用戶多的場(chǎng)景開啟四倍幀分，同時(shí)禁止PS業(yè)務(wù)搶占R4資源。

（2）對(duì)場(chǎng)景4即話音用戶少、小流量用戶多的場(chǎng)景修改保持在線定時(shí)器，同時(shí)不禁止PS業(yè)務(wù)搶占R4資源。

3 擴(kuò)容策略

通過完成兩批優(yōu)化調(diào)整后，可以對(duì)高負(fù)荷小區(qū)擴(kuò)容策略進(jìn)行總結(jié)用于未來容量調(diào)整指導(dǎo)。

3.1 R4載波擴(kuò)容策略

ErlB表在滿足業(yè)務(wù)強(qiáng)度和信道數(shù)需求下按照擁塞率2%進(jìn)行資源評(píng)估；對(duì)于TD-SCDMA來說體現(xiàn)在話音業(yè)務(wù)被迫接入H載波，或擁塞不能接入。

R4碼資源利用率較大存在由于H資源不足或者并發(fā)業(yè)務(wù)占用在R4載波上的情況，故加入話務(wù)量門限一并參考。

根據(jù)R4上行碼資源利用率評(píng)估維度分析得知R4上行碼資源利用率與話務(wù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)R4上行碼資源利用率達(dá)到81%（單載波R4上行碼資源利用率負(fù)載門限）時(shí)，平均話務(wù)量為3.4 Erl以上。

3.2 H載波擴(kuò)容策略

在H載波上行DPCH資源不足時(shí)，新用戶將不能接入DPA載波，其過程與CS業(yè)務(wù)擁塞相同，可以使用ErlB公式計(jì)算DPA載波所能承載的業(yè)務(wù)強(qiáng)度（在線時(shí)長&占用帶寬）與擁塞率（遷移到R4的比例）關(guān)系。因此基于上行初始接入速率為16 kbit/s（上行最大接入用戶為14個(gè)）。

根據(jù)HSDPA平均用戶數(shù)與H上下行碼資源利用率對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)H平均用戶數(shù)不小于3時(shí)，H上行碼資源利用率在85%左右，故取H平均用戶數(shù)不小于3這一維度，以避免由于過少的HSDPA用戶導(dǎo)致的碼資源利用率較高的擴(kuò)容而產(chǎn)生的載頻資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

另一方面為保證用戶感知，通過ErlC表確定H業(yè)務(wù)信道利用率擴(kuò)容門限，H載波數(shù)為1的H下行利用率為41%，H載波數(shù)為2的H下行利用率為51%，H載波數(shù)為3的H下行利用率為56%。

4 后期優(yōu)化建議

后期高負(fù)荷小區(qū)轉(zhuǎn)為日常維護(hù)過程中的一項(xiàng)工作，結(jié)合軟擴(kuò)容和載波擴(kuò)容兩種措施定期優(yōu)化高負(fù)荷小區(qū)，具體措施如下。

4.1 RAB擁塞——2核5算1擴(kuò)法

針對(duì)RAB擁塞我們主要采用2核5算1擴(kuò)法進(jìn)行優(yōu)化。2核：核查HSDPA載波最大用戶數(shù)，核查ATM的PATH容量；5算：二倍幀分復(fù)用，上行16 kbit/s初始接入，R4/H載波均衡算法，PS資源調(diào)度算法、LCC算法；1擴(kuò)：物理載波擴(kuò)容。具體優(yōu)化流程如圖3所示。

圖3 2核5算1擴(kuò)法流程

圖4 1參3算1擴(kuò)法流程

4.2 RRC擁塞——1參3算1擴(kuò)法

針對(duì)RRC擁塞，我們采用1參數(shù)優(yōu)化：2G/3G重選優(yōu)化；3算法優(yōu)化：Fach二次接入算法，User Inactive優(yōu)化，RRC重定位GSM算法優(yōu)化；1擴(kuò)容：載波擴(kuò)容，具體優(yōu)化流程如圖4所示。

[1]彭木根, 王文博等. TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]李世鶴. TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京：人民郵電出版社，2003.