CN102625323B - 网络规划方法与装置 - Google Patents

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CN102625323B CN201210059252.2A CN201210059252A CN102625323B CN 102625323 B CN102625323 B CN 102625323B CN 201210059252 A CN201210059252 A CN 201210059252A CN 102625323 B CN102625323 B CN 102625323B
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Abstract

本申请提供了一种网络规划方法与装置,其中,网络规划方法包括:根据网络系统的目标业务负荷,对所述网络系统进行容量估算,获得所述网络系统的系统用户数,所述系统用户数包括等效用户数;根据所述等效用户数,计算所述网络系统的控制域负荷;根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算。通过本申请,解决了现有网络规划忽视覆盖与容量间相互影响相互制约的关系,对LTE网络规划不够准确有效的问题,实现了LTE网络的有效规划。

Description

网络规划方法与装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别是涉及一种网络规划方法与装置。
背景技术
LTE(LongTermEvolution,长期演进)项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM(正交频分复用)和MIMO(多输入多输出)作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率,改善了小区边缘用户的性能,提高了小区容量和降低了系统延迟。
在LTE系统网络预规划中,期望能够实现充分利用系统资源,保证业务服务质量的同时提高系统容量和覆盖范围。因此,在无线网络规划过程中,首先需要根据规划的基本目标进行覆盖和容量估算,快速估计出无线网络规模,得到目标覆盖区域的站点分布及用户数的情况,从而对后期的布网工作给出有效可靠的建议。
现有的预规划主要有两个方面:链路预算和容量估算。链路预算通过对系统中前、反向信号传播途径中各种影响因素进行考察,对系统的覆盖能力进行评估,获得保持一定通信质量下链路所允许的最大允许传播损耗;通过选择合适的传播模型,估算各种环境下小区的最大覆盖距离,从而可以获得基于覆盖要求的小区半径以及相关链路覆盖分析;基于覆盖估算结果、结合规划区域面积,可以得到基于覆盖估算规划区域的站址数目。用户容量表征的是系统能够容纳的最大用户数目,与系统可提供的资源数目和用户的资源需求数目有关。容量估算根据业务源模型、混合业务比例、系统资源配置以及系统频谱效率等,进行单业务或者混合业务场景下单小区用户容量的预评估。
目前,在LTE系统网络预规划中,在网络规模估算阶段主要通过覆盖和容量估算来确定网络建设的基本规模。覆盖估算是由传播模型通过链路预算得到不同区域的小区覆盖半径,从而估计出满足覆盖要求的基站数量;容量估算则是分析在一定时隙及站型配置等条件下网络可承载的系统容量。二者独立输出覆盖和容量结果,忽视了覆盖与容量间相互影响相互制约的关系,并未建立一个系统的规划体系,对LTE网络规划不够准确有效。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种网络规划方法与装置,以解决现有网络规划忽视覆盖与容量间相互影响相互制约的关系,对LTE网络规划不够准确有效的问题。
为了解决上述问题,本申请公开了一种网络规划方法,包括:根据网络系统的目标业务负荷,对所述网络系统进行容量估算,获得所述网络系统的系统用户数,所述系统用户数包括等效用户数;根据所述等效用户数,计算所述网络系统的控制域负荷;根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算。
优选地,所述根据网络系统的目标业务负荷,对所述网络系统进行容量估算,获得所述网络系统的系统用户数的步骤包括:根据所述网络系统的系统参数及上下行物理资源开销,确定所述网络系统在每个无线帧内的上下行可用资源总数;确定所述各种业务的单用户资源需求量;根据所述目标业务负荷、所述可用资源总数和所述各种业务的单用户资源需求量,获得所述网络系统在所述各种业务下的系统用户数。
优选地,所述系统参数包括系统带宽、时分双工TDD上下行子帧配置和特殊子帧配置。
优选地,所述确定所述各种业务的单用户资源需求量的步骤包括:根据空中接口物理层协议开销分析,确定所述各种业务的单用户在一个无线帧内的物理资源需求。
优选地,所述根据所述目标业务负荷、所述可用资源总数和所述各种业务的单用户资源需求量,获得所述网络系统在所述各种业务下的系统用户数的步骤包括:将所述网络系统在所述各种业务下的所述可用资源总数与所述目标业务负荷相乘,将乘积和相应的所述各种业务下的所述单用户资源需求量的商,作为所述各种业务的等效用户数。
优选地,所述根据所述等效用户数,计算所述网络系统的控制域负荷的步骤包括:根据所述等效用户数,计算调度用户数;根据所述调度用户数,计算所述网络系统的控制域负荷。
优选地,所述根据所述等效用户数,计算调度用户数的步骤包括:根据各种业务下的所述等效用户数,和该业务在下行无线子帧内的平均调度次数,获得单个子帧的调度用户数。
优选地,所述根据所述调度用户数,计算所述网络系统的控制域负荷的步骤包括:根据所述调度用户数,获得多个用于调度的信道的资源开销,所述多个用于调度的信道包括:物理混合重传指示信道PHICH、物理下行链路控制信道PDCCH和物理上行链路控制信道PUCCH;根据获得的所述资源开销,分别计算所述网络系统的上、下行控制域负荷。
优选地,所述根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算的步骤包括:根据所述目标业务负荷,计算所述网络系统的业务信道覆盖距离;根据所述控制域负荷,计算所述网络系统的控制信道覆盖距离;根据所述业务信道覆盖距离和所述控制信道覆盖距离,获得所述网络系统的覆盖距离和/或覆盖面积。
优选地,所述系统用户数还包括背景用户数;在所述根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算的步骤之后,还包括:根据所述链路预算的结果,获得所述网络系统的实际用户容量;比较所述实际用户容量与所述背景用户数,并根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
优选地,所述根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整的步骤包括:当所述实际用户容量大于所述背景用户数,则确定所述网络系统容量受限,调整所述网络系统的系统容量为所述背景用户数,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为所述背景用户数与设定的规划区用户密度的商。
优选地,所述根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整的步骤包括:当所述实际用户容量小于所述背景用户数,则确定所述网络系统覆盖受限,根据所述实际用户容量获得所述网络系统的实际业务负荷,比较所述实际业务负荷与所述目标业务负荷,根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
优选地,所述比较所述实际业务负荷与所述目标业务负荷,根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整的步骤包括:判断所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差是否在设定范围;若是,则调整所述网络系统的系统容量为所述实际用户容量,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为根据所述链路预算的结果获得的所述网络系统的覆盖面积;若否,则使用迭代算法,根据所述实际业务负荷调整所述目标业务负荷,重新对所述网络系统进行所述网络规划,直至所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差在所述设定范围。
为了解决上述问题,本申请还公开了一种网络规划装置,包括:容量估算模块,用于根据网络系统的目标业务负荷,对所述网络系统进行容量估算,获得所述网络系统的系统用户数,所述系统用户数包括等效用户数;控制域负荷计算模块,用于根据所述等效用户数,计算所述网络系统的控制域负荷;链路预算模块,用于根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算。
优选地,所述系统用户数还包括背景用户数;所述装置还包括:调整模块,用于在所述链路预算模块根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算之后,根据所述链路预算的结果,获得所述网络系统的实际用户容量;比较所述实际用户容量与所述背景用户数,并根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
优选地,所述调整模块包括:实际用户容量获得模块,用于在所述链路预算模块根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算之后,根据所述链路预算的结果,获得所述网络系统的实际用户容量;比较模块,用于比较所述实际用户容量与所述背景用户数,确定比较结果;第一结果模块,用于当所述比较模块确定所述实际用户容量大于所述背景用户数,则确定所述网络系统容量受限,调整所述网络系统的系统容量为所述背景用户数,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为所述背景用户数与设定的规划区用户密度的商;和/或,第二结果模块,用于当所述比较模块确定所述实际用户容量小于所述背景用户数,则确定所述网络系统覆盖受限,根据所述实际用户容量获得所述网络系统的实际业务负荷,比较所述实际业务负荷与所述目标业务负荷,根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
优选地,所述第二结果模块,用于当所述比较模块确定所述实际用户容量小于所述背景用户数,则确定所述网络系统覆盖受限,根据所述实际用户容量获得所述网络系统的实际业务负荷;判断所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差是否在设定范围;若是,则调整所述网络系统的系统容量为所述实际用户容量,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为根据所述链路预算的结果获得的所述网络系统的覆盖面积;若否,则使用迭代算法,根据所述实际业务负荷调整所述目标业务负荷,重新对所述网络系统进行所述网络规划,直至所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差在所述设定范围。
与现有技术相比,本申请具有以下优点:
通过本申请,先对网络系统进行容量估算,进而根据容量估算的结果,即系统用户数,确定网络系统的控制域负荷,根据控制域负荷和目标业务负荷进行网络系统的链路预算,从而使容量估算影响链路预算。本申请充分考虑了容量估算结果和链路预算之间的相互影响关系,解决了现有网络规划忽视覆盖与容量间相互影响相互制约的关系,对LTE网络规划不够准确有效的问题,实现了LTE网络的有效规划。
附图说明
图1是根据本申请实施例一的一种网络规划方法的步骤流程图;
图2是根据本申请实施例二的一种网络规划方法的步骤流程图;
图3是根据本申请实施例三的一种网络规划方法的步骤流程图;
图4是图3所示实施例中的链路预算的步骤流程图;
图5是根据本申请实施例四的一种网络规划装置的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
实施例一
参照图1,示出了根据本申请实施例一的一种网络规划方法的步骤流程图。
本实施例的网络规划方法包括以下步骤:
步骤S102:根据网络系统的目标业务负荷,对网络系统进行容量估算,获得网络系统的系统用户数。
其中,系统用户数包括等效用户数,等效用户数也可称为等效在线用户容量或等效在线用户数,指小区内同时处于业务激活状态的用户数目,也就是虚拟在线用户数目,该用户数与实际在线的用户数和业务的激活比有关,如实际在线用户数为n,业务激活比为A,则等效在线用户数为n*A,即1/A个实际用户实体等效为1个虚拟在线用户,等效在线用户容量用于衡量设备的负荷能力。
本步骤中,目标业务负荷是事先设定的业务负荷量,根据目标业务负荷对网络系统进行容量估算可以参照现有的容量估算技术实现。在对网络系统进行容量估算后,可以获得系统的系统用户数,如等效用户数,(容量估算出的)实际用户数等。
步骤S104:根据等效用户数,计算网络系统的控制域负荷。
控制域负荷包括上行控制域负荷和下行控制区域负荷,在获得了等效用户数的基础上,可以计算出与调度相关的PHICH信道(PhysicalHybrid-ARQIndicatorChannel,物理混合重传指示信道)、PDCCH信道(PhysicalDownlinkControlChannel,物理下行控制信道)、PUCCH信道(PhysicalUplinkControlChannel,物理上行链路控制信道)等的资源开销,进而计算出上、下行控制域负荷。
步骤S106:根据目标业务负荷和控制域负荷,对网络系统进行链路预算。
链路预算包括控制信道覆盖距离的计算和业务信道覆盖距离的计算,其中,一方面,可以根据目标业务负荷进行容量估算,进而计算出控制域负荷,由控制域负荷进一步计算出控制信道的覆盖距离;另一方面,可以根据目标业务负荷直接计算出业务信道的覆盖距离,进而,根据控制信道覆盖距离和业务信道覆盖距离获得网络系统的最小覆盖距离以及覆盖面积,实现网络系统的链路预算。
通过本实施例,先对网络系统进行容量估算,进而根据容量估算的结果,即系统用户数,确定网络系统的控制域负荷,根据控制域负荷和目标业务负荷进行网络系统的链路预算,从而使容量估算影响链路预算。本申请充分考虑了容量估算结果和链路预算之间的相互影响关系,解决了现有网络规划忽视覆盖与容量间相互影响相互制约的关系,对LTE网络规划不够准确有效的问题,实现了LTE网络的有效规划。
实施例二
参照图2,示出了根据本申请实施例二的一种网络规划方法的步骤流程图。
本实施例的网络规划方法包括以下步骤:
步骤S202:根据网络系统的目标业务负荷,对网络系统进行容量估算,获得网络系统的系统用户数。
在初定的目标业务负荷条件下,通过容量估算得到系统用户数,本实施例中,系统用户数除包括等效用户数之外,还包括(容量估算出的)实际用户数和背景用户数。其中,容量估算的实际用户数是指小区内发起业务处于连接状态的用户实体数目,包括处于业务激活和非激活状态的用户,该指标用于指导设备开发规模及成本估算;背景用户数是指一个小区覆盖范围内潜在发起业务的用户数,包括处于连接和IDLE状态、以及脱网关机的总用户实体,该指标可用于指导运营商发放授权数量,以及作为网络扩容的依据。
用户数据的发送过程首先是业务面数据从高层下发后,然后经过各协议层封装到达物理层,通过物理空口管道发送到接收端,显然用户面数据在层层封装后会引入协议开销,导致空中口接实际发送的数据量大于有用的业务数据量,即用户实际的资源需求会变大;而另一方面为了对用户的数据发送进行控制,不仅在高层协议引入协议开销,在物理层也会引入控制信道,那么系统实际可提供的资源数目也会因为这些控制信道的开销而变小。因此,在评估系统的用户容量时,需要根据系统参数配置对各协议层和物理层开销进行分析,确定系统可用资源总数;进而由业务特性计算各种业务的单用户资源需求量;然后初步确定系统容量,即系统用户数,包括背景用户数N1、实际(在线)用户数N2和等效(在线)用户数N3。
具体地,包括:根据系统参数及小区的上下行物理资源开销,确定网络系统在每个无线帧内的上下行可用资源总数;确定各种业务的单用户资源需求量;根据目标业务负荷、可用资源总数和各种业务的单用户资源需求量,获得网络系统在各种业务下的系统用户数。其中,系统参数可以包括系统带宽、TDD(时分双工)上下行子帧配置和特殊子帧配置。
具体地,在确定各种业务的单用户资源需求量时,可以根据业务速率需求和高层业务数据包大小,确定该业务在单个无线帧内的物理层HARQ初传数据量,进而获得各种业务在一个无线帧内的单用户资源需求量。
另外,各种业务下的系统用户数是由单业务在一个无线帧内的资源需求量与系统可用资源总数确定的。假设系统内考虑N种业务,则根据业务用户比例及单业务的资源需求量计算出混合业务在一个无线帧内的平均资源需求量,再结合系统可用资源总数可获得系统总用户数。
步骤S204:结合系统用户数和系统资源配置计算控制域负荷。
控制域负荷的计算包括上行控制域负荷的计算和下行控制域负荷的计算。
其中,上行控制域负荷的计算,需要重点分析PUCCH信道及Sounding(探测)信号的资源分配与系统容量间相互影响的关系。PUCCH有两种格式,在资源块内采用循环移位的方式复用资源,其开销与PUCCH循环移位间隔、专用SR(SpreadingRate)周期、半持续调度资源周期、RI(RankIndication)/CQI(ChannelQualityIndicator)/PMI(Pre-codingMatrixIndicator)上报周期、调度用户数等有关;SRS信号开销则与循环移位数、测量周期等参数有关。其中,两种格式的PUCCH其用途不同,在计算其资源开销时都需要考虑,根据各自占用资源的方式按照协议规定进行计算。PUCCH信道及Sounding(探测)信号的资源分配与系统容量间相互影响是指PUCCH和SRS占用的资源数与用户数有关,当用户数多时它们的资源开销大,从而使系统可容纳的用户数下降。
而下行控制域负荷计算,需要首先计算PHICH、PCFICH(PhysicalControlFormatIndicatorChannel)、CRS(CommonReferenceSignal)各自的资源开销以及控制域总的资源数,再由业务特性及容量确定调度用户数以及PDCCH采用的聚合度等级等信息来确定PDCCH信道资源开销,最后采用归一化负荷计算方式得到下行控制域负荷。
在具体计算控制域负荷时,可以先根据系统用户数中的等效用户数的信息,获得调度用户数的信息,进而根据调度用户数的信息,获得用于调度的信道的资源开销,计算网络系统的控制域负荷。
步骤S206:根据控制域负荷和目标业务负荷,对网络系统进行链路预算。
在已知控制域负荷和目标业务负荷的基础上,通过链路预算得到各信道的覆盖距离,从而得到系统的最小覆盖距离和覆盖面积,包括:根据目标业务负荷,计算网络系统的业务信道覆盖距离;根据控制域负荷,计算网络系统的控制信道覆盖距离;根据业务信道覆盖距离和控制信道覆盖距离,获得网络系统的覆盖距离。
步骤S208:根据链路预算的结果,获得网络系统的实际用户容量。
通过链路预算得到了系统的最小覆盖距离和覆盖面积,由此结合用户密度可得到覆盖范围内的用户数,即实际用户容量,也即实际覆盖面积内的实际用户容量。
步骤S210:比较实际用户容量与系统用户数中的背景用户数,并根据比较结果对网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
通过比较实际用户容量和背景用户数,可以判断系统的受限情况,并做相应的处理,调整系统的容量和/或覆盖范围,如调整系统的容量和/或覆盖范围为适当的设定数值等,进而输出经过调整后的最终的系统容量和覆盖结果指标。
本实施例通过容量估算、控制域负荷计算、链路预算和覆盖与容量调整,实现了一种高效的LTE系统覆盖和容量预规划的实现方案。通过由容量估算结果计算出的控制域负荷影响链路预算,充分考虑了容量估算与链路预算之间的影响关系,通过覆盖与容量调整,使得LTE系统覆盖和容量预规划更加有效和准确。
实施例三
参照图3,示出了根据本申请实施例三的一种网络规划方法的步骤流程图。
本实施例的网络规划方法包括以下步骤:
步骤S302:设定目标业务负荷。
目标业务负荷通常是经过仿真取的经验值,一般设定为80%。但是,该值有可能不够准确,在用户密度及系统资源配置不同的情况下会导致该负荷下网络系统容量和/或覆盖受限。本实施例中,通过后续的迭代计算过程可以根据实际的容量对其进行修正。
步骤S304:根据目标业务负荷,对网络系统进行容量估算,获得网络系统的系统用户数。
本实施例中,系统用户数包括等效用户数、背景用户数和(容量估算出的)实际用户数。
一种优选的容量估算方式是根据系统参数及上下行物理资源开销,确定网络系统的各种业务在每个无线帧内的可用资源总数;然后根据空中接口物理层协议开销分析,确定各种业务的单用户在一个无线帧内的物理控制资源需求;进而将网络系统在各种业务下的可用资源总数与目标业务负荷相乘,将乘积和相应的各种业务下的单用户资源需求量的商,作为各种业务的等效用户数(即,系统业务域可用资源总数*目标业务负荷/单业务用户资源需求量=单业务用户容量)。其中,系统参数可以包括:系统带宽、TDD上下行子帧配置和特殊子帧配置。
具体地,包括:(a)计算某种业务在单个无线帧内的物理层HARQ初传数据量;(b)基于仿真频谱效率确定单个业务在一个无线帧的资源需求;(c)基于空口物理层协议开销分析,确定单用户在一个无线帧内的物理控制资源需求Service_PRB_Num;(d)基于系统参数,确定小区在每个无线帧内的上下行可用资源总数AvailablePRB_Num;(e)基于单个用户的资源需求以及可用资源数,确定单业务可容纳用户数,即等效(在线)用户数:Service_User_Num=AvailablePRB_Num/Service_PRB_Num;(f)在现有容量估算的基础上,要获得实际(在线)用户容量(即容量估算出的实际用户数)和背景用户容量(即背景用户数),还需要以下输入信息:用户的渗透率为P,使用该业务的用户的发起率为λ,用户使用该业务的平均在线时长为T,用户使用该业务过程中的业务激活率为A,该业务的上、下行业务量比例分别为U和D,则:
实际在线用户容量(实际用户数):
Service _ User _ Num ( real ) = Service _ User _ Num A * D ;
背景用户容量(背景用户数):
Service _ User _ Num ( background ) = Service _ User _ Num ( real ) P * T * λ
步骤S306:根据系统用户数中的等效用户数计算调度用户数。
计算调度用户数主要是为了后续计算控制域负荷,一种优选的计算方式是根据各种业务下的等效用户数,和该业务在下行无线子帧内的平均调度次数,获得单个子帧的调度用户数。在获得了调度用户数后,可以根据调度用户数,获得多个用于调度的信道的资源开销,包括:PHICH信道、PDCCH信道和PUCCH信道的资源开销;然后根据获得的资源开销,分别计算网络系统的上、下行控制域负荷。
具体地,可以由业务特性及占用资源数确定完成一次上/下行业务包传输需要调度的次数N_UL和N_DL,并且有参数假设:上行重传次数为a,下行重传次数为b,上行自适应重传调度占所有上行重传调度的比例为r,即可计算出:
上行单业务平均调度次数/下行单子帧=(N_UL+N_UL*a*r)/有效数据包时长内上行业务调度子帧个数;
下行单业务平均调度次数/下行单子帧=(N_DL+N_DL*b)/有效数据包时长内上行业务调度子帧个数;
则,单子帧调度业务用户数=单业务场景下等效在线用户数*单业务在下行子帧内的平均调度次数。
步骤S308:根据调度用户数,计算控制域负荷。
由调度用户数可以计算出与调度相关的PHICH信道、PDCCH信道以及PUCCH信道的资源开销,进而可以计算控制域负荷。
一种优选的计算方法如下:
上行控制域负荷:
下行控制域负荷可以采用归一化负荷计算方式得到,如下所示:
步骤S310:根据目标业务负荷和控制域负荷进行链路预算,确定网络系统的覆盖距离和覆盖面积。
包括:根据目标业务负荷,计算网络系统的业务信道覆盖距离;根据控制域负荷,计算网络系统的控制信道覆盖距离;根据业务信道覆盖距离和控制信道覆盖距离,获得网络系统的覆盖距离和覆盖面积。
一种优选的链路预算方式由系统、基站、UE、无线传播等参数,以及初定的系统目标业务负荷和计算得到的控制域负荷,计算得到各信道的最大路径损耗和覆盖距离,从而确定系统的覆盖距离和覆盖面积,如图4所示,具体包括以下步骤:
步骤S3102:根据系统、基站、UE、无线传播等参数,计算EIRP。
其中,EIRP(EffectiveIsotropicRadiatedPower,有效全向辐射功率)区分上下行。
步骤S3104:根据目标业务负荷、控制域负荷,以及确定的链路解调门限,计算目标SNR值。
其中,目标SNR(SignaltoNoiseRatio,信噪比值)区分上下行。
需要说明的是,步骤S3102和步骤S3104可以不分先后顺序。
步骤S3106:根据计算出的EIRP和目标SNR值,计算接收机灵敏度和最小接收电平。
步骤S3108:根据最小接收电平,计算最大允许的路径损耗。
一种优选的最大允许的路径损耗的计算方式如下:
最大允许路损PassLoss_Max=EIRP+接收天线增益-接收天线馈线及合路器损耗-最小接收电平-阴影衰落余量-穿透损耗+特性增益+功控参数增益。
步骤S31010:根据最大允许的路径损耗,计算上下行控制信道、业务信道的覆盖距离。
一种优选的上下行控制信道、业务信道的覆盖距离的计算方式如下:
信道最大覆盖距离=10^[(PassLoss_Max-截距)/斜率],即10的“[(PassLoss_Max-截距)/斜率]”次方。
步骤S31012:遍历各信道,对每个信道执行上述步骤S3102-S31010,最终获得系统覆盖距离和覆盖面积。
步骤S312:根据链路预算的结果,获得网络系统的实际用户容量。
本步骤中,由系统覆盖面积和已知的用户密度可以得到系统容纳的实际用户容量N_real。
其中,预规划过程中的用户密度可以根据环境类型等提前配置,比如密集市区配8000人/km^2等,无固定值。实际用户容量N_real是根据链路预算的覆盖结果计算得到的,N_real=系统覆盖面积*用户密度。
步骤S314:比较实际用户容量与背景用户数,判断系统属于容量受限还是覆盖受限;若实际用户容量大于背景用户数,则判断为容量受限,执行步骤S316;若实际用户容量小于背景用户数,则判断为覆盖受限,执行步骤S318。
将实际用户容量N_real与背景用户数N1相比较,如果N_real<N1说明由于覆盖面积较小导致实际的用户数少于系统允许的最大潜在发起业务的用户数,即系统属于覆盖受限情形;反之,当N_real>=N1(N_real大于或等于N1)时,在小区覆盖范围内的用户数已经超出了系统允许的最大潜在发起业务的用户数,即属于容量受限的情形。
步骤S316:调整网络系统的系统容量为背景用户数,和/或,调整网络系统的覆盖面积为背景用户数与设定的规划区用户密度的商,进入步骤S326。
若容量受限,那么运营商发放的授权数量最多只能是背景用户数N1,也即系统允许的最大用户数为N1,据此我们就可以由N1和用户密度计算小区的实际覆盖面积和覆盖距离。此时,网络规划时可以在一定程度上缩小覆盖距离,并适当降低发射功率。
本实施例中,若容量受限,则令:
系统容量=背景用户数;
真实话务区面积A’(即网络系统覆盖面积)=背景用户数/规划区用户密度。
步骤S318:根据实际用户容量获得网络系统的实际业务负荷。
一种优选的实际业务负荷的计算方式如下:
系统实际的目标业务负荷(上行)=(N_real*每用户上行业务占用的资源数)/上行可用总资源数;
系统实际的目标业务负荷(下行)=(N_real*每用户下行业务占用的资源数)/下行可用总资源数。
步骤S320:比较实际业务负荷与目标业务负荷,判断实际业务负荷与目标业务负荷的差是否在设定范围;若否,则执行步骤S322;若是,则执行步骤S324。
步骤S322:使用迭代算法,根据实际业务负荷调整目标业务负荷,分别返回步骤S304和步骤S310,重新对网络系统进行所述网络规划,直至实际业务负荷与目标业务负荷的差在设定范围。
若覆盖受限,说明信道的覆盖距离偏小导致覆盖区域内系统实际容量低于容量估算结果。即在该覆盖区域内,系统的实际业务负荷和/或控制域(信道)负荷低于链路预算中所采用的负荷,导致链路预算输入参数与实际覆盖区域不匹配;同时系统的实际业务负荷也低于容量估算的目标业务负荷,也导致容量估算的输入参数与实际覆盖区域不匹配。为了使得链路预算和容量估算的输入参数与最终的覆盖区域相匹配,需根据覆盖区域内的实际用户容量进行重新估算,为了使估计结果快速收敛,可以通过迭代算法,其具体流程包括:
(a)首先,由得到的实际用户容量N_real计算规划区内的实际业务负荷,使用实际业务负荷调整系统的目标业务负荷,从而根据该调整后的目标业务负荷重新进行容量估算(用户数少则业务负荷降低,且与用户数相关的信道开销也随之减少,进而使控制域负荷降低);根据容量估算的新结果重新计算控制域(信道)负荷。
(b)然后,根据步骤(a)中获得的信道业务负荷和控制域(信道)负荷,进行链路预算得到新的覆盖距离和覆盖区域内实际用户容量(负荷降低则覆盖距离增大,系统可容纳的用户数也增大),并根据覆盖区域内实际用户容量计算信道覆盖区域实际业务负荷。
(c)重复步骤(a)和(b),直至步骤(b)中获得的新的实际业务负荷与步骤(a)采用的目标业务负荷接近时终止迭代,进入步骤S324,得到较为合理的覆盖和容量结果。
步骤S324:调整网络系统的系统容量为实际用户容量,和/或,调整网络系统的覆盖面积为根据链路预算的结果获得的网络系统的覆盖面积。
本实施例中,令:
系统容量=实际用户容量N_real;
覆盖半径d’=d,真实话务区面积A’=A;
其中,d为实际业务负荷与目标业务负荷的差在设定范围情况下的,通过链路预算得到的系统的最小覆盖距离;A为实际业务负荷与目标业务负荷的差在设定范围情况下的,通过链路预算得到的系统的覆盖面积。
通过对容量受限和覆盖受限的处理,得到了最终的覆盖距离和系统用户数,实现了链路预算和容量估算条件相吻合的系统规划。
步骤S326:遍历各话务区,计算真实业务负荷。
步骤S328:输出网络规划的参数。
输出的网络规划的参数可以包括:系统容量、负荷、小区半径、站间距、站点数等。
本实施例提供了一种高效的系统覆盖和容量预规划方法,充分考虑了系统链路预算和容量估算之间相互影响,利用迭代计算的方法进行分析,获得更精确的覆盖和容量规划结果。其基本过程为首先依据初定的系统目标业务负荷,根据系统参数配置及各层资源开销分析确定系统的业务可用资源,根据业务特性计算业务的资源需求,初步估算出系统容量;之后依据系统容量和业务特点,可计算出控制域和控制信道负荷;根据初定的系统目标业务负荷、控制域和控制信道负荷,进行链路预算来确定覆盖距离;而由覆盖距离确定的覆盖区域面积又会影响覆盖区域内的用户容量。该网络预规划方法,通过迭代算法在预规划过程中充分体现了链路预算和容量估算的相互影响关系,从而获得满足预期条件的容量估算和链路预算最终结果。
通过本实施例,充分考虑了链路预算和容量估算结果互为输入条件的相互影响关系,即:链路预算的覆盖距离(面积)影响实际用户容量,容量估算的用户容量带来的系统负荷影响链路预算结果。本实施例不仅快速定位系统的受限因素,并在覆盖受限的情况下通过迭代的方式,使链路预算和容量估算结果快速收敛,从而获得系统的规划结果。
实施例四
参照图5,示出了根据本申请实施例四的一种网络规划装置的结构框图。
本实施例的网络规划装置包括:容量估算模块402,用于根据网络系统的目标业务负荷,对网络系统进行容量估算,获得网络系统的系统用户数,其中,系统用户数包括等效用户数;控制域负荷计算模块404,用于根据等效用户数(可以结合控制信号及控制信道资源分配情况),计算网络系统的控制域负荷;链路预算模块406,用于根据目标业务负荷和控制域负荷,对网络系统进行链路预算。
优选地,系统用户数还包括背景用户数;本实施例的网络规划装置还包括:调整模块408,用于在链路预算模块406根据目标业务负荷和控制域负荷,对网络系统进行链路预算之后,根据链路预算的结果,获得网络系统的实际用户容量;比较实际用户容量与背景用户数,并根据比较结果对网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
优选地,调整模块408包括:实际用户容量获得模块4082,用于在链路预算模块406根据目标业务负荷和控制域负荷,对网络系统进行链路预算之后,根据链路预算的结果,获得网络系统的实际用户容量;比较模块4084,用于比较实际用户容量与背景用户数,确定比较结果;第一结果模块4086,用于当比较模块4084确定实际用户容量大于背景用户数,则确定网络系统容量受限,调整网络系统的系统容量为背景用户数,和/或,调整网络系统的覆盖面积为背景用户数与设定的规划区用户密度的商;和/或,第二结果模块4088,用于当比较模块4084确定实际用户容量小于背景用户数,则确定网络系统覆盖受限,根据实际用户容量获得网络系统的实际业务负荷,比较实际业务负荷与目标业务负荷,根据比较结果对网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
优选地,第二结果模块4088,用于当比较模块4084确定实际用户容量小于背景用户数,则确定网络系统覆盖受限,根据实际用户容量获得网络系统的实际业务负荷;判断实际业务负荷与目标业务负荷的差是否在设定范围;若是,则调整网络系统的系统容量为实际用户容量,和/或,调整网络系统的覆盖面积为根据链路预算的结果获得的网络系统的覆盖面积;若否,则使用迭代算法,根据实际业务负荷调整目标业务负荷,重新对网络系统进行网络规划,直至实际业务负荷与目标业务负荷的差在设定范围。
优选地,容量估算模块402,用于根据网络系统的系统参数及上下行物理资源开销,确定网络系统在每个无线帧内的上下行可用资源总数;确定各种业务的单用户资源需求量;根据目标业务负荷、可用资源总数和各种业务的单用户资源需求量,获得网络系统在各种业务下的系统用户数。
优选地,系统参数包括系统带宽、TDD上下行子帧配置和特殊子帧配置。
优选地,容量估算模块402在确定各种业务的单用户资源需求量时,是根据空中接口物理层协议开销分析,确定各种业务的单用户在一个无线帧内的物理控制资源需求。
优选地,容量估算模块402在获得网络系统在各种业务下的系统用户数时,是将网络系统在各种业务下的可用资源总数和相应的各种业务下的单用户资源需求量的商,作为各种业务的等效用户数。
优选地,控制域负荷计算模块404,用于根据等效用户数,计算调度用户数;根据调度用户数,计算网络系统的控制域负荷。
优选地,控制域负荷计算模块404在根据等效用户数计算调度用户数时,根据各种业务下的等效用户数,和该业务在下行无线子帧内的平均调度次数,获得单个子帧的调度用户数。
优选地,控制域负荷计算模块404在根据调度用户数,计算网络系统的控制域负荷时,根据调度用户数,获得多个用于调度的信道的资源开销,多个用于调度的信道包括:物理混合重传指示信道PHICH、物理下行链路控制信道PDCCH和物理上行链路控制信道PUCCH;根据获得的资源开销,分别计算网络系统的上、下行控制域负荷。
优选地,链路预算模块406用于根据目标业务负荷,计算网络系统的业务信道覆盖距离;根据控制域负荷,计算网络系统的控制信道覆盖距离;根据业务信道覆盖距离和控制信道覆盖距离,获得网络系统的覆盖距离和/或覆盖面积。
本实施例的网络规划装置用于实现前述多个方法实施例中相应的网络规划方法,并具有相应的网络规划方法的有益效果,在此不再赘述。
本申请基于链路预算和容量估算的原理,提出了一种高效的LTE系统预规划方案。该方案充分考虑了链路预算和容量估算结果互为输入条件的相互影响关系,即:链路预算的覆盖距离(面积)影响实际用户容量,容量估算的用户容量带来的系统负荷影响链路预算结果。通过本申请,不仅能够快速定位系统的受限因素,并且,在覆盖受限的情况下通过迭代的方式,使链路预算和容量估算结果快速收敛,从而获得系统的规划结果,有效解决了现有网络规划忽视覆盖与容量间相互影响相互制约的关系,对LTE网络规划不够准确有效的问题,实现了LTE网络的准确、有效规划。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本申请所提供的一种网络规划方法和装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (14)

1.一种网络规划方法,其特征在于,包括:
根据网络系统的目标业务负荷,对所述网络系统进行容量估算,获得所述网络系统的系统用户数,所述系统用户数包括等效用户数和背景用户数;
根据所述等效用户数,计算所述网络系统的控制域负荷;
根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算;
根据所述链路预算的结果,获得所述网络系统的实际用户容量;比较所述实际用户容量与所述背景用户数,根据比较结果判断所述网络系统属于容量受限还是覆盖受限,并根据判断结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整;
其中,所述根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算的步骤包括:
根据所述目标业务负荷,计算所述网络系统的业务信道覆盖距离;根据所述控制域负荷,计算所述网络系统的控制信道覆盖距离;根据所述业务信道覆盖距离和所述控制信道覆盖距离,获得所述网络系统的覆盖距离和/或覆盖面积。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据网络系统的目标业务负荷,对所述网络系统进行容量估算,获得所述网络系统的系统用户数的步骤包括:
根据所述网络系统的系统参数及上下行物理资源开销,确定所述网络系统在每个无线帧内的上下行可用资源总数;
确定各种业务的单用户资源需求量;
根据所述目标业务负荷、所述可用资源总数和所述各种业务的单用户资源需求量,获得所述网络系统在所述各种业务下的系统用户数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述系统参数包括系统带宽、时分双工TDD上下行子帧配置和特殊子帧配置。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定各种业务的单用户资源需求量的步骤包括:
根据空中接口物理层协议开销分析,确定所述各种业务的单用户在一个无线帧内的物理资源需求。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标业务负荷、所述可用资源总数和所述各种业务的单用户资源需求量,获得所述网络系统在所述各种业务下的系统用户数的步骤包括:
将所述网络系统在所述各种业务下的所述可用资源总数与所述目标业务负荷相乘,将乘积和相应的所述各种业务下的所述单用户资源需求量的商,作为所述各种业务的等效用户数。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述等效用户数,计算所述网络系统的控制域负荷的步骤包括:
根据所述等效用户数,计算调度用户数;
根据所述调度用户数,计算所述网络系统的控制域负荷。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述等效用户数,计算调度用户数的步骤包括:
根据各种业务下的所述等效用户数,和该业务在下行无线子帧内的平均调度次数,获得单个子帧的调度用户数。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述调度用户数,计算所述网络系统的控制域负荷的步骤包括:
根据所述调度用户数,获得多个用于调度的信道的资源开销,所述多个用于调度的信道包括:物理混合重传指示信道PHICH、物理下行链路控制信道PDCCH和物理上行链路控制信道PUCCH;
根据获得的所述资源开销,分别计算所述网络系统的上、下行控制域负荷。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据比较结果判断所述网络系统属于容量受限还是覆盖受限,并根据判断结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整的步骤包括:
当所述实际用户容量大于所述背景用户数,则确定所述网络系统容量受限,调整所述网络系统的系统容量为所述背景用户数,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为所述背景用户数与设定的规划区用户密度的商。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据比较结果判断所述网络系统属于容量受限还是覆盖受限,并根据判断结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整的步骤包括:
当所述实际用户容量小于所述背景用户数,则确定所述网络系统覆盖受限,根据所述实际用户容量获得所述网络系统的实际业务负荷,比较所述实际业务负荷与所述目标业务负荷,根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述比较所述实际业务负荷与所述目标业务负荷,根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整的步骤包括:
判断所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差是否在设定范围;
若是,则调整所述网络系统的系统容量为所述实际用户容量,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为根据所述链路预算的结果获得的所述网络系统的覆盖面积;
若否,则使用迭代算法,根据所述实际业务负荷调整所述目标业务负荷,重新对所述网络系统进行所述网络规划,直至所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差在所述设定范围。
12.一种网络规划装置,其特征在于,包括:
容量估算模块,用于根据网络系统的目标业务负荷,对所述网络系统进行容量估算,获得所述网络系统的系统用户数,所述系统用户数包括等效用户数和背景用户数;
控制域负荷计算模块,用于根据所述等效用户数,计算所述网络系统的控制域负荷;
链路预算模块,用于根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算;
调整模块,用于在所述链路预算模块根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算之后,根据所述链路预算的结果,获得所述网络系统的实际用户容量;比较所述实际用户容量与所述背景用户数,根据比较结果判断所述网络系统属于容量受限还是覆盖受限,并根据判断结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整;
所述链路预算模块,具体用于根据目标业务负荷,计算网络系统的业务信道覆盖距离;根据控制域负荷,计算网络系统的控制信道覆盖距离;根据业务信道覆盖距离和控制信道覆盖距离,获得网络系统的覆盖距离和/或覆盖面积。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述调整模块包括:
实际用户容量获得模块,用于在所述链路预算模块根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷,对所述网络系统进行链路预算之后,根据所述链路预算的结果,获得所述网络系统的实际用户容量;
比较模块,用于比较所述实际用户容量与所述背景用户数,确定比较结果;
第一结果模块,用于当所述比较模块确定所述实际用户容量大于所述背景用户数,则确定所述网络系统容量受限,调整所述网络系统的系统容量为所述背景用户数,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为所述背景用户数与设定的规划区用户密度的商;和/或,第二结果模块,用于当所述比较模块确定所述实际用户容量小于所述背景用户数,则确定所述网络系统覆盖受限,根据所述实际用户容量获得所述网络系统的实际业务负荷,比较所述实际业务负荷与所述目标业务负荷,根据比较结果对所述网络系统进行容量和/或覆盖范围调整。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述第二结果模块,用于当所述比较模块确定所述实际用户容量小于所述背景用户数,则确定所述网络系统覆盖受限,根据所述实际用户容量获得所述网络系统的实际业务负荷;判断所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差是否在设定范围;若是,则调整所述网络系统的系统容量为所述实际用户容量,和/或,调整所述网络系统的覆盖面积为根据所述链路预算的结果获得的所述网络系统的覆盖面积;若否,则使用迭代算法,根据所述实际业务负荷调整所述目标业务负荷,重新对所述网络系统进行所述网络规划,直至所述实际业务负荷与所述目标业务负荷的差在所述设定范围。
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