CN101437232A

CN101437232A - 密集话务区无线规划和优化方法

Info

Publication number: CN101437232A
Application number: CNA2008100724614A
Authority: CN
Inventors: 徐健; 蒋启凡; 赵飞龙; 陈元曦; 邓成明
Original assignee: China Mobile Group Fujian Co Ltd
Current assignee: China Mobile Group Fujian Co Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2009-05-20

Abstract

本发明涉及无线网络规划技术领域，特别是一种密集话务区无线规划和优化方法，包括：利用Common BCCH技术将GSM900、GSM1800和EGSM结合在一个小区内实现单小区的高容量，通过多种站型相结合分区域分类别多层次吸收话务量；根据密集话务区内语音业务和数据业务的需求，通过增长率算法对区域内小区批量做出信道配置；根据预期的语音业务、数据业务增长率，通过扩容新站配置策略得出详细的扩容及新站需求；根据小区级用户速率的提升需求，通过用户速率提升需求算法得出小区建议配置及新站需求；根据输入的密集话务区内的小区信息，得出相应的话务及频谱分析和优化前后的来自不同功能的软容量提升比例的比较。

Description

密集话务区无线规划和优化方法

技术领域

本发明涉及无线网络规划技术领域，特别是一种可提升密集话务区的网络容量的密集话务区无线规划和优化方法。

背景技术

随着手机普及率的提高，不可避免地给运营商的网络负荷能力提出了更高的要求。如何针对话务密集的区域合理的配置使用现有的网络资源以及根据业务需求提出网络建设规划等成为关键课题。

目前对于语音业务通过ErlangB表和相应的GoS得出语音业务所需的信道数；对于数据业务则通过坎贝尔算法得出数据业务所需的信道数，综合以上结果得出小区所需的总信道数再结合现网配置情况决定是否增加新站。在密集话务区可以在原GSM900宏站的基础上增加GSM1800，这样能够更加有效的利用现有的站点资源增加网络容量；针对密集室内区域可增加GSM900室内覆盖小区单独吸收室内话务需求。

坎贝尔方法计算的关键是引入了业务资源强度概念，不同业务对无线资源的占用情况不同，高速业务占用资源较多，低速业务占用资源量较小，坎贝尔模型定义业务资源强度来反映不同业务对无线资源的占用情况。

现有规划优化方法存在如下缺陷：全网容量利用受限(即对现有站址资源利用效率偏低、对频谱资源利用效率偏低)、由于并未对全网各类站型最大配置进行要求故在后期优化中容易受到限制、语音业务和数据业务单独考虑具有一定的片面性、坎贝尔算法需要取到GGSN侧各种业务的流量比例且需要每小区人工输入无法批量计算。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种密集话务区无线规划和优化方法，以提升密集话务区的网络容量。

为实现上述之发明目的，本发明采用的技术方案是：这种密集话务区无线规划和优化方法，通过以下步骤提升密集话务区的网络容量：

利用Common BCCH技术将GSM900、GSM1800和EGSM结合在一个小区内实现单小区的高容量，通过多种站型相结合分区域分类别多层次吸收话务量；

根据密集话务区内语音业务和数据业务的需求，通过增长率算法对区域内小区批量做出信道配置；根据预期的语音业务、数据业务增长率，通过扩容新站配置策略得出详细的扩容及新站需求；

根据小区级用户速率的提升需求，通过用户速率提升需求算法得出小区建议配置及新站需求；

根据输入的密集话务区内的小区信息，得出相应的话务及频谱分析和优化前后的来自不同功能的软容量提升比例的比较。

本发明的显著特点是弥补了现有无线规划和优化技术的不足，可以批量的同时分析话音和数据业务的话务量，给出优化建议，并对输入的密集话务区小区进行各种分析和计算，输出客观的统计数据，包括输入小区的总覆盖面积，话务密度，频普效率，各种功能下所产生的网络软容量等。系统的输出以小区的BTS级为单位，通过一定的算法计算后，结合语音和数据业务综合考虑，给出规划和优化建议。本发明方法还可以输入对话音的GoS要求，话音的增长率，数据业务的增长率给出综合性的规划和优化输出建议，并可对数据业务的下载数据提升率期望值给出该有的数据信道配置优化建议。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明中网络拓扑配置示意图。

图2是本发明中Common BCCH技术带来的容量差异示意图。

图3是本发明的信道配置示意图。

图4是本发明的增长率算法示意图。

图5是本发明的PS扩容判决模块算法示意图。

图6是本发明的CS扩容判决模块算法示意图。

图7a是本发明的宏基站新增BTS层优先策略示意图。

图7b是本发明的室内分布基站和街道站新增BTS层优先策略示意图。

图8是本发明的AMR渗透率与软容量关系示意图。

图9是本发明的AMR FR与AMR HR关系示意图。

图10是本发明的小区分布情况示意图。

具体实施方式

本发明的密集话务区无线规划和优化方法，通过以下步骤提升密集话务区的网络容量：

利用Common BCCH技术将GSM900、GSM1800和EGSM结合在一个小区内实现单小区的高容量，通过室外宏站、室内微基站和街道站等多种站型相结合分区域分类别多层次吸收话务量；同时，在热点区域增加街道站以进一步提升全网容量，且街道站采用射频跳频技术复用GSM900的TCH频点，以提高频谱资源的利用率。

下面就以上策略及算法做详细阐述。

1、网络拓扑配置策略

参照图1和图2，宏基站利用Common BCCH将GSM900、EGSM、GSM1800不同频段的载频工作在一个小区里共享一个BCCH；GSM900激活GPRS和EDGE，以保证区域性的连续覆盖同时主要吸收GPRS和EDGE的需求；GSM1800激活GPRS业务但不激活EDGE业务，其主要用于吸收语音话务需求和GPRS需求；EGSM不支持GPRS和EDGE其主要用于吸收语音话务需求。因此，可根据不同的业务需求可选择增加EGSM或GSM1800，每小区最大可配置6+2+6＝14块载频(TRX)；针对部分话务热点区域可选择街道站进一步吸收话务给宏基站进行有效的补充，街道站利用Common BCCH将GSM900、GSM1800不同频段的载频工作在一个小区里共享一个BCCH每小区最大可配置4+4＝8块TRX；对写字楼、大学等室内用户稳定的区域使用室内分布微基站GSM900对话务进行分担，同样室内分布微基站利用Common BCCH增加GSM1800进一步扩大单小区配置容量，最大可至4+6＝10块TRX。

Common BCCH技术使不同频段载频共享BCCH不仅节约了控制信道而且大容量电路池能够更加有效的吸收话务量增加了频谱的利用率。

2、信道配置策略

参照图3：

1)CDED_TS：

CDED_TS＝busy_ts_dl

busy_ts_dl：在PS的自然忙时GPRS下行一直占用的平均信道数

CDED_TS信道数配置成busy_ts_dl即是把在PS自然忙时里下行一直占用的信道数配置成GPRS专用信道。

2)CDEF_TS：

CDEF_TS＝CH-cs_reqd_ch_psbh

CH＝cs_reqd_ch_csbh+CDED_TS

cs_reqd_ch_psbh＝cs channels needed for cs traffic in ps busy hour(根据小区在数据业务自然忙时的话务量可计算出需求的语音信道)

cs_reqd_ch_csbh＝cs channels needed for cs traffic in cs busy hour(根据小区在语音业务自然忙时的话务量可计算出需求的语音信道)

小区语音业务在语音忙时需求的信道数和CDED_TS相加作为小区需求的总信道数，再将总信道数减去语音业务在数据自然忙时需求的信道数作为CDEF_TS的信道数。这样可在不影响语音信道需求的前提下尽量满足数据业务的需求。

3)CMAX_TS：

CMAX_TS＝TCHtotal

TCHtotal＝BTS支持GPRS业务TRX的总TCHF/TCHD信道数

3、增长率算法及扩容新站配置策略

根据语音业务和数据业务各自的增长率通过相关的算法结合既定的信道配置策略以及扩容新站配置策略就能给出小区的扩容配置或新站需求方案，下面就相关策略及算法做相应介绍。

图4为本发明的增长率算法的示意图，从图中可以看出该算法分别从语音业务和数据业务的增长需求出发通过扩容判决模块算法得出各自的扩容需求，再综合新增BTS和新增站点判决模块算法得出是否新增BTS层或是否新增站点的结果。

所述扩容判决模块算法包括PS扩容判决模块算法和CS扩容判决模块算法：

如图5所示，PS扩容判决模块算法(假设PS增长需求为X％)分别计算同一个小区Seg下的不同BTS的扩容需求情况，当某一BTS需要的TRX超出最大允许数时则直接增加新站，且保留原来的GPRS静态信道数CDED和GPRS动态信道数CDEF的配置不变。

如图6所示，CS扩容判决模块算法(假设CS增长需求为Y％，半速率比例为h％)先根据增长需求求出需要的信道数，再根据半速率的比例(可根据话统得出或手动输入)求出所需的物理信道数，最后根据每个BTS的话务比例将所需的物理信道分配至同一小区Seg下的各个BTS。

参考图7a和图7b，所述新增BTS和新增站点判决模块算法通过PS扩容判决模块算法和CS扩容判决模块算法分别得出了每个BTS在语音及数据业务各自的增长率的要求下需要的信道数及TRX数，若小区Seg所需载频超出最大允许数(TRX_Need>TRX_Allowed)时则直接新增站点，新增站点TRX_Newsite＝TRX_Need-TRX_Allowed；否则分bts考虑，若bts1现有信道数小于需要信道数则需新增TRX，即TS_bts1<CDED_TS_New+CH_News_bts1＝>Expansion TRX In bts1，若bts1的载频已满则考虑新增BTS。

用户速率提升需求算法

GPRS系统中无线资源指PDCH，PDCH是小区内所有GPRS attached手机共享和动态分配的，以TBF(Temporary Block Flow)形式进行划分、按需分配，当数据(确切来说指RLC/MAC块)需要传送时分配TBF，传送完毕后TBF就会释放。不同用户的TBF请求可以共享一个PDCH，但是速率会因为共享而下降。如果用户速率提升x％则要求tbf/ts下降x％，故根据用户速率的提升，通过将GPRS静态信道数CDED信道数增加x％来满足用户速率的提升需求，最后根据需要增加的信道数来决定扩容的需求和方式。

软容量提升算法

软容量的概念：对任何能够提供额外容量的技术或方法所得出的额外的容量称为软容量。

1)Common BCCH

使用Common BCCH不仅有效的减少和节约了网络的小区数将多层网络简化为单层网络结构，而且节约了不同频段的信令信道，提升小区的话务量同时也提升了小区的软容量。

下面就宏基站采用Common BCCH对网络软容量的提升做举例说明。

从上表可以看出GSM900+EGSM(Common BCCH)与GSM900+EGSM(Non-Common BCCH)相比容量有15.76％的提升；GSM900+EGSM+GSM1800(Common BCCH)与GSM900+EGSM+GSM1800(Non-CommonBCCH)相比容量有22.18％的提升。

2)半速率(Half Rate Speech Codec)

使用半速率能够提升网络容量，一个全速率信道相当于两个半速率信道。

下面就宏基站采用HR对网络软容量的提升做举例说明。

Macro Site	TRX	TCH	Gos	Erl	Improve
Macro Site	TRX	TCH	Gos	Erl	Improve	GSM900(100％FR)	6	44	2％	34.68
GSM900(100％HR)	6	88	2％	76.38	120.24％	GSM900(100％FR)	6	44	2％	34.68

3)使用AMR功能提升软容量

AMR FR和EFR相比时，AMR FR编码方式可以承受更小的C/I值，允许更紧的频率复用，从而提升整体的容量承载能力。此容量的提升可称为软容量。AMR FR的软容量与AMR渗透率的关系可分为两个方面：分别是AMR渗透率>＝10％和<10％。AMR渗透率与软容量关系示意图如图6所示。

i.AMR渗透率>＝10％：

软容量＝6.5x^3-28x^2+53.5x-32

x＝(r+50)/37.967

r＝AMR渗透率

ii.AMR渗透率<10％：

软容量＝0.8273r-0.8273

当网络允许AMR HR的使用时，AMR HR的MOS值会比AMR FR低0.2左右。而0.2的下降相当于C/I值下降2dB。所以当使用AMR HR时，AMR功能所得到的软容量会下降13.62％(10logR-10logr＝2dB＝>R/r＝antilog(0.2)＝1.5848＝>(R-r)/R＝1-1/1.5848)

图9为AMR FR与AMR HR关系示意图。

综合考虑AMR FR和AMR HR的使用比例，AMR软容量计算如下：

i.AMR渗透率>＝10％：

软容量＝(6.5x^3-28x^2+53.5x-32)*(1-0.1362HR％)

x＝(r+50)/37.967

r＝AMR渗透率

ii.AMR渗透率<10％：

软容量＝(0.8273r-0.8273)*(1-0.1362HR％)

话务及频谱分析算法：

1)话务密度：

Traffic Density＝Sum of cells traffic/Coverage Area

其中Coverage Area＝X*Y(square km)

X＝[max(xi)，max(yi)]-[min(xi)，max(yi)]

Y＝[min(xi)，max(yi)]-[min(xi)，min(yi)]

即根据密集话务区内小区的分布情况求出区域内小区经度、纬度的距离差值再相乘得出区域面积。图10为本发明小区分布情况示意图。

2)频谱效率：

Spectral Efficiency＝Sum of cells traffic/Coverage Area/Frequency Bandwidth

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims

1、一种密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：通过以下步骤提升密集话务区的网络容量：

2、根据权利要求1所述的密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：所述多种站型包括室外宏站、室内微基站和街道站。

3、根据权利要求1所述的密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：在热点区域增加街道站以进一步提升全网容量，且街道站采用射频跳频技术复用GSM900的TCH频点，以提高频谱资源的利用率。

4、根据权利要求1所述的密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：宏基站利用Common BCCH将GSM900、EGSM、GSM1800不同频段的载频工作在一个小区里共享一个BCCH；GSM900激活GPRS和EDGE，以保证区域性的连续覆盖同时主要吸收GPRS和EDGE的需求；GSM1800激活GPRS业务但不激活EDGE业务，主要用于吸收语音话务需求和GPRS需求。

5、根据权利要求1所述的密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：所述增长率算法分别从语音业务和数据业务的增长需求出发通过扩容判决模块算法得出各自的扩容需求，再通过新增BTS和新增站点判决模块算法得出是否新增BTS层或是否新增站点的结果。

6、根据权利要求5所述的密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：所述扩容判决模块算法包括PS扩容判决模块算法和CS扩容判决模块算法；所述PS扩容判决模块算法分别计算同一个小区下的不同BTS的扩容需求情况，当某一BTS需要的载频超出最大允许数时则直接增加新站，且保留原来的GPRS静态信道数CDED和GPRS动态信道数CDEF的配置不变；所述CS扩容判决模块算法先根据增长需求求出需要的信道数，再根据半速率的比例求出所需的物理信道数，最后根据每个BTS的话务比例将所需的物理信道分配至同一小区下的各个BTS。

7、根据权利要求6所述的密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：所述新增BTS和新增站点判决模块算法通过PS扩容判决模块算法和CS扩容判决模块算法分别得出了每个BTS在语音及数据业务各自的增长率的要求下需要的信道数及载频数，若小区所需的载频超出最大允许数时则直接新增站点，否则分bts考虑，若bts现有信道数小于需要信道数则新增载频，若bts的载频已满则新增BTS。

8、根据权利要求1所述的密集话务区无线规划和优化方法，其特征在于：用户速率提升需求算法为根据用户速率的提升，增加相应的GPRS静态信道数CDED，以满足用户速率的提升需求，最后根据需要增加的信道数来决定扩容的需求和方式。