CN103974294B - 一种无线网络数据业务容量的配置方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线网络数据业务容量的配置方法及装置，涉及通信网络领域。方法包括：确定无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线；确定所述数据流的随机服务曲线；根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行分组数据信道PDCH的拥塞率；根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述数据业务的容量进行配置。本发明可以准确地测量出数据流的下行PDCH的拥塞率，并适应性地对无线网络的数据业务的容量进行配置，优化网络。

Description

一种无线网络数据业务容量的配置方法及装置

技术领域

本发明涉及通信网络领域，特别是指一种无线网络数据业务容量的配置方法及装置。

背景技术

通信网络质量测量是网络规划与优化的重要内容之一，现有常用的测量方法均基于爱尔兰公式（即A=C*t，A是话务量，单位为erl爱尔兰，C是呼叫次数，单位是个，t是每次呼叫平均占用时长，单位是小时），它是排队论领域内的重要理论之一，用于计算网络容量，从而进一步衡量网络平均拥塞率。爱尔兰公式的两个前提条件是：用户到达（即数据业务到达）服从泊松分布以及用户在系统中的服务时间服从负指数分布。

在通信网络的高网络质量要求以及服务多元化需求下，基于爱尔兰公式进行网络容量分析具有以下的局限性：

1．随着移动互联网的发展，移动数据业务的用户越来越多，流量越来越大，业务类型不断增多，网络中通常存在多业务共存的情况，许多业务如voip（互联网语音传输协议）等将不再服从泊松分布这个爱尔兰公式使用的前提条件；

2．爱尔兰公式计算得到的拥塞率是一段时间内的平均值，而在多业务通信网络中，网络质量的衡量标准不能仅仅取决于通过某一时间段计算得到的平均值，而是通过概率统计来对网络质量进行衡量（如数据包所经历的时延大于50ms的概率小于1%），在这方面爱尔兰公式也存在一定局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线网络数据业务容量的配置方法及装置，能够在多业务共存的情况下准确测量出网络的拥塞率，并适应性地对无线网络的数据业务的容量进行配置，优化网络。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种无线网络数据业务容量的配置方法，包括如下步骤：

确定无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线；

确定所述数据流的随机服务曲线；

根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行分组数据信道PDCH的拥塞率；

根据所述下行PDCH拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置。

其中，所述随机到达曲线为：

其中，α(t)表示数据业务的到达强度；表示到达速率，λ为数据流中平滑分量的速率，λ=N×δ×P_ON，；为突发部分的速率，σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；θ为自由变量；θ＇为随时间线性变化的分量；t为时间；

f(x)为随机到达曲线α(t)的边界函数，表示实际到达数据量超过α(t)上界的概率；

其中，N为下行数据业务并行连接的临时块流TBF个数；P_ON为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态的概率；P_OFF为下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率；δ为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态下，产生数据的速率；

其中，所述θ可自行进行调整，在优化条件下，所述θ＇为0，数据业务的到达速率为所述f(x)=e^-θx。

其中，所述随机服务曲线为：

其中，C为下行数据业务传输总速率；t为时间；β(t)为网络提供的服务能力预计的下限；g(x)为β(t)的边界函数，表示网络实际服务能力低于预期下限β(t)的概率。

其中，根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行PDCH拥塞率的步骤包括：

确定缓存容量x；

根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，确定等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率；

将所述等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率确定为下行PDCH的拥塞率。

其中，根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，确定数据流到达大于缓存容量x的概率的步骤包括：

将缓存长度分布概率计算定理带入所述随机到达曲线以及随机服务曲线，得出：其中符号表示最小加卷积，B(t)表示等待被服务的数据流，P｛B(t)＞x｝表示等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率，符号表示反卷积，符号[...]₁的含义是将其内的计算结果限定在[0,1]之间。

根据最小加卷积定义：以及最小反加卷积定义：推导出等待被服务的数据流超过缓存容量x的概率分布函数为：

P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁；

其中，s表示开始时刻；t表示当前时刻；u表示结束时刻；

根据所述计算公式P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁得出所述下行PDCH的拥塞率。

其中，根据所述计算公式P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁得出所述下行PDCH的拥塞率的步骤包括：

（1）

计算下行增强型数据速率GSM演进技术EDGE PDCH上的GPRS TBF个数，所述下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF用户数×每用户平均占用PDCH个数；

（2）

计算下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数，所述下行EDGEPDCH上由GPRS使用的PDCH个数=EDGE PDCH上的GPRS TBF个数/EDGEPDCH上的TBF总数×EDGE PDCH总数；

（3）

计算下行GPRS并行连接TBF个数N_GPRS-TBF，N_GPRS-TBF=GPRS下行激活信道个数×GPRS每线下行用户个数+下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数；

计算下行EDGE并行连接TBF个数N_EDGE-TBF，N_EDGE-TBF=（EDGE下行激活信道个数-下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)×EDGE每线下行用户个数；

计算下行数据业务并行连接TBF个数N_TBF，N_TBF=N_GPRS-TBF+N_EDGE-TBF；

（4）

计算GPRS下行总速率，所述GPRS下行总速率=GPRS每信道下行速率×(GPRS下行激活信道个数+下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)；

计算EDGE下行总速率，所述EDGE下行总速率=EDGE每信道下行速率×（EDGE下行激活信道个数－下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数）；

计算下行数据业务传输总速率C，C=GPRS下行总速率+EDGE下行总速率；

计算下行数据业务并行连接速率R_TBF，R_TBF＝C/N_TBF；

（5）

计算下行数据业务并行连接传输总时间t_all，t_all=（GPRS下行流量+EDGE下行流量）/R_TBF；

计算下行TBF平均保持时间t，t=t_all/下行TBF建立成功次数；

计算下行TBF平均长度L，L=(GPRS下行流量+EDGE下行流量)/下行TBF建立成功次数；

计算下行数据业务并行连接TBF处于开启状态下产生数据的速率δ,δ=L/t；

（6）

计算下行数据业务并行连接的TBF处于开启的概率P_ON，P_ON=(tall/N_TBF)/3600；

计算下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率P_OFF，P_OFF=1-P_ON；

计算N_TBF个下行数据业务并行连接TBF中有k个同时处于开启状态的概率P(k)，

（7）

设定P(k)的门限，得出k值，以及缓存的用户个数k-1、缓存容量x=(k-1)L;

代入公式λ=N×δ×P_ON以及σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；

根据优化条件下θ＇=0，可得从而得到

（8）

将x和θ带入P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁得到所述下行PDCH的拥塞率。

其中，根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置的步骤包括：

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数大于预设上限时，则认为小区容量不足，增加下行PDCH信道个数；

其中，PDCH每线下行用户个数表示每个下行PDCH信道个数上平均占用的用户数。

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数等于目标下限时，则认为小区容量冗余，减少下行PDCH信道个数。

其中，根据所述下行PDCH拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置的步骤进一步包括：

当所述下行PDCH的拥塞率超过5%时，则为小区增加下行PDCH信道个数，直至使所述下行PDCH的拥塞率低于5%；

当所述下行PDCH的拥塞率等于0%，或者大于0%并小于5%时，若PDCH每线下行用户个数小于或等于3，则减少下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数大于3；若PDCH每线下行用户大于或等于4，则增加下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户小于4。

本发明的实施例还提供一种无线网络数据业务容量的配置装置，包括：

第一确定模块，用于确定无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线；

第二确定模块，用于确定所述数据流的随机服务曲线；

处理模块，用于根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行PDCH拥塞率；

配置模块，用于根据所述下行PDCH拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置。

其中，所述配置模块具体用于：

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数大于预设上限时，则认为小区容量不足，增加下行PDCH信道个数；

其中，PDCH每线下行用户个数表示每个下行PDCH信道上平均占用的用户数。

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数等于目标下限时，则认为小区容量冗余，减少下行PDCH信道个数。

其中，所述配置模块进一步具体用于：

当所述下行PDCH的拥塞率超过5%时，则为小区增加下行PDCH信道个数，直至使所述下行PDCH的拥塞率低于5%；

当所述下行PDCH的拥塞率等于0%，或者大于0%并小于5%时，若PDCH每线下行用户个数小于或等于3，则减少下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数大于3；若PDCH每线下行用户大于或等于4，则增加下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户小于4。

本发明的上述方案具有如下有益效果：

根据无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线以及随机服务曲线；得到数据流的下行PDCH的拥塞率，并根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置。如当所述拥塞率大于预设上限时，则认为小区容量不足，所处网络环境处于忙绿状态，适应性增加下行PDCH信道个数，缓解网络压力；当所述拥塞率等于目标下限时，则认为小区容量冗余，所处网络环境处于空闲状态，适应性减少下行PDCH信道个数，避免资源的浪费，从而对网络进行合理的优化。

附图说明

图1为本发明中无线网络数据业务容量的配置方法的示意图；

图2为本发明中小区数据业务的示意图；

图3为本发明中图2的等效示意图；

图4为本发明中信道分配的示意图；

图5为本发明中无线网络数据业务容量的配置方法的具体步骤图；

图6为本发明中无线网络数据业务容量的配置装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图一所示，一种无线网络数据业务容量的配置方法，包括如下步骤：

步骤1，确定无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线；

步骤2，确定所述数据流的随机服务曲线；

步骤3，根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行分组数据信道PDCH的拥塞率；

步骤4，根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置。

上述方法可以根据无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线以及随机服务曲线；得到数据流的下行PDCH的拥塞率，并根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置，从而合理优化网络环境。

在本发明的上述实施例中，所述随机到达曲线具体为：

其中，α(t)表示数据业务的到达强度；表示数据业务的到达速率，λ为数据流中平滑分量的速率，λ=N×δ×P_ON，；为突发部分的速率，σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；θ为自由变量；θ＇为随时间线性变化的分量；t为时间；

f(x)表示为随机到达曲线α(t)的边界函数，其含义为实际到达数据量超过α(t)上界的概率。

其中，N为下行数据业务并行连接的临时块流TBF个数；P_ON为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态的概率；P_OFF为下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率；δ为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态下，产生数据的速率；

在本发明的上述实施例中，所述θ可自行进行调整，在优化条件下，所述θ＇为0，数据业务的到达速率为所述f(x)=e^-θx。

在本发明的上述实施例中，所述随机服务曲线为：

其中，C为下行数据业务传输总速率；t为时间；β(t)为网络提供的服务能力预计的下限；g(x)为β(t)的边界函数，表示网络实际服务能力低于预期下限β(t)的概率。

在本发明的上述实施例中，步骤3还可以包括：

步骤31，确定缓存容量x；需要说明的是，所述缓存容量x是一个指定值，用于表示网络能够支持缓存数据量的上限，将网络中，等待被服务的数据流超过缓存容量x作为发生拥塞的依据；

步骤32，根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，确定等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率；

步骤33，将所述等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率确定为下行PDCH的拥塞率；

其中，步骤32还可以包括：

步骤321，将缓存长度分布概率计算定理带入所述随机到达曲线以及随机服务曲线，得出：其中，B(t)表示等待被服务的数据流，P｛B(t)＞x｝表示等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率，符号表示最小加卷积，符号表示反卷积，符号[...]₁的含义是将其内的计算结果限定在[0,1]之间。

步骤322，根据最小加卷积定义：以及最小反加卷积定义：推导出等待被服务的数据流超过缓存容量x的概率分布函数为：

P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁；

其中，s表示开始时刻；t表示当前时刻；u表示结束时刻；

步骤323，根据所述计算公式P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁得出所述下行PDCH的拥塞率。

在本发明的上述实施例中，步骤323还包括：

（1）

计算下行增强型数据速率GSM演进技术EDGE PDCH上的GPRS TBF个数，所述下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF用户数×每用户平均占用PDCH个数；

（2）

计算下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数，所述下行EDGEPDCH上由GPRS使用的PDCH个数=EDGE PDCH上的GPRS TBF个数/EDGEPDCH上的TBF总数×EDGE PDCH总数；

（3）

计算下行GPRS并行连接TBF个数N_GPRS-TBF，N_GPRS-TBF=GPRS下行激活信道个数×GPRS每线下行用户个数+下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数；

计算下行EDGE并行连接TBF个数N_EDGE-TBF，N_EDGE-TBF=（EDGE下行激活信道个数-下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)×EDGE每线下行用户个数；

计算下行数据业务并行连接TBF个数N_TBF，N_TBF=N_GPRS-TBF+N_EDGE-TBF；

（4）

计算GPRS下行总速率，所述GPRS下行总速率=GPRS每信道下行速率×(GPRS下行激活信道个数+下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)；

计算EDGE下行总速率，所述EDGE下行总速率=EDGE每信道下行速率×（EDGE下行激活信道个数－下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数）；

计算下行数据业务传输总速率C，C=GPRS下行总速率+EDGE下行总速率；

计算下行数据业务并行连接速率R_TBF，R_TBF=C/N_TBF；

（5）

计算下行数据业务并行连接传输总时间t_all，t_all=（GPRS下行流量+EDGE下行流量）/R_TBF；

计算下行TBF平均保持时间t，t=t_all/下行TBF建立成功次数；

计算下行TBF平均长度L，L=(GPRS下行流量+EDGE下行流量)/下行TBF建立成功次数；

计算下行数据业务并行连接TBF处于开启状态下产生数据的速率δ,δ=L/t；

（6）

计算下行数据业务并行连接的TBF处于开启的概率P_ON，P_ON=(t_all/N_TBF)/3600；

计算下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率P_OFF，P_OFF=1-P_ON；

计算N_TBF个下行数据业务并行连接TBF中有k个同时处于开启状态的概率P(k)，

（7）

设定P(k)的门限，得出k值，以及缓存的用户个数k-1、缓存容量x=(k-1)L;

代入公式λ=N×δ×P_ON以及σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；

根据优化条件下θ＇=0，可得从而得到

（8）

将x和θ带入P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e-^θx]₁得到所述下行PDCH的拥塞率。

在本发明的上述实施例中，步骤4还可以包括：

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数大于预设上限时，则认为小区容量不足，增加下行PDCH信道个数；

其中，PDCH每线下行用户个数表示每个下行PDCH信道上平均占用的用户数。

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数等于目标下限时，则认为小区容量冗余，减少下行PDCH信道个数。

具体地，当所述下行PDCH的拥塞率超过5%时，则为小区增加下行PDCH信道个数，直至使所述下行PDCH的拥塞率低于5%；

当所述下行PDCH的拥塞率等于0%，或者大于0%并小于5%时,若PDCH每线下行用户个数小于或等于3，则减少下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数大于3；若PDCH每线下行用户大于或等于4，则增加下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数小于4。

下面对上述实施例进行具体描述：

现网传输数据业务模型如图2所示，设某小区数据业务占用N条信道，每条下行信道的传输速率为Ci。

利用排队论中相关理论基础，将上述现网模型转化为图3所示的数据业务等效模型：

在所述等效模型中，网络对数据业务的数据业务的到达速率为C=C₁+C₂+...+C_N（需要指出的是本发明结合现网运营的实际需求，主要关注网络下行数据业务状况。因此把C认为是下行数据业务传输总速率），且前端有一定的缓存区，以保持和现网系统的一致性。

在无线网络的网络中，用户建立临时数据块流（TBF）来进行数据传输，它是两个对等的无线资源管理实体使用的一个物理连接，用以支持LLC PDU在分组数据无线链路上单向传输。TBF是临时的，可以使用一个或多个PDCH上的无线资源。根据TBF传输的特性，现网模型中每个TBF上的数据流符合on-off模型，即TBF开启状态下在发送数据（on）和关闭状态下不发送数据（off），这两种状态之间交替更迭。根据统计学相关定理，等效模型中，多个on-off状态下的数据流进行叠加后，可由高斯过程进行模拟。

记N为TBF个数，每一个TBF流都是on-off过程，TBF设处于开启（ON）状态的概率为p_ON，处于关闭（OFF）状态的概率为p_OFF，且ON状态下数据源产生数据的速率为δ，则N个on-off过程的合流符合高斯分布fl~Gaussian(λ，σ²)，其中，将λ看为均值，σ²看为方差，根据统计学相关定理，计算式如下：

λ=N×δ×p_ON

σ²=N×δ²×p_ON×p_OFF

在随机网络演算理论中，得到数据流的随机到达曲线为：

其中，α(t)表示数据业务的到达强度；表示表示数据业务的到达速率，这个服务速率由三部分内容构成，其中λ表示的是数据流中平滑分量的速率，表示的是突发部分的速率，这个速率可由自由变量θ>0进行调整，最后一部分是由自由变量θ'≥0所补充的一部分随时间线性变化的分量。在优化条件下（通常情况），可以将θ′的取值直接取为0，即不考虑线性分量的影响。此时简化f(x)=e^-θx；

从f(x)的表达式可以看出，θ的取值越大，f(x)的取值越小，同时所要求的服务器的速率也越大。但是，由于实际网络的服务能力存在一个上限，因此θ的取值不可能任意大。当时，θ的值被最大化。在后续计算中，利用此条件求得θ的最大取值。

之后可以得到数据流随机服务曲线为：

其中，β(t)为网络提供的服务能力预计的下限；g(x)为β(t)的边界函数，表示网络实际服务能力低于预期下限β(t)的概率。

如图5所示，在得到数据流的随机到达曲线和随机服务曲线后开始进行如下步骤：

步骤501，计算下行PDCH的拥塞率；

其实现方法为：

在数据业务等效模型中，为与现网模型保持一致，需一定容量的缓存，确定缓存容量大小x后，则等效模型中等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率即为下行PDCH的拥塞率。可将缓存长度分布概率计算定理带入随机到达曲线及随即服务曲线，得到：

根据最小加卷积定义：以及最小反加卷积定义：可推导出等待被服务的数据流超过缓存容量x的概率分布函数为：

P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁

由于上式的左侧为概率值，因此上式右侧的取值范围应该位于[0,1]之间。符号[...]₁的含义是min(max(0,f(x)),1)，即将f(x)的计算值限定在[0,1]之间。

之后根据P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁进行相关计算得到下行PDCH的拥塞率。

需要注意的是，在无线网络的现网中，数据业务信道的分配如图4所示，即EDGE数据业务只能在EDGE PDCH信道上传输。GPRS数据业务主要使用GPRS PDCH信道传输，但是由于GPRS PDCH信道是由语音业务使用的TCH信道转换而来，且语音业务的优先级高于数据业务，因此当语音业务忙时，会出现没有足够资源转换为GPRS PDCH信道的情况，此时，GPRS数据业务会使用EDGE PDCH信道传输，同时，EDGE PDCH信道上的EDGE TBF会比GPRS TBF具有更高的调度优先级，由于下行数据业务传输总速率包含了GPRS和EDGE下行信道速率，即：C=GPRS下行总速率+EDGE下行总速率，因此在对下行PDCH的拥塞率进行计算时，需要先把EDGEPDCH信道上的GPRS数据业务占用资源情况独立区分出来。其具体方法包括：

（1）

计算下行增强型数据速率GSM演进技术EDGE PDCH上的GPRS TBF个数，所述下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF用户数×每用户平均占用PDCH个数；

（2）

计算下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数，所述下行EDGEPDCH上由GPRS使用的PDCH个数=EDGE PDCH上的GPRS TBF个数/EDGEPDCH上的TBF总数×EDGE PDCH总数；

（3）

计算下行GPRS并行连接TBF个数N_GPRS-TBF，N_GPRS-TBF=GPRS下行激活信道个数×GPRS每线下行用户个数+下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数；

计算下行EDGE并行连接TBF个数N_EDGE-TBF，N_EDGE-TBF=（EDGE下行激活信道个数-下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)×EDGE每线下行用户个数；

计算下行数据业务并行连接TBF个数N_TBF，N_TBF=N_GPRS-TBF+N_EDGE-TBF；

（4）

计算GPRS下行总速率，所述GPRS下行总速率=GPRS每信道下行速率×(GPRS下行激活信道个数+下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)；

计算EDGE下行总速率，所述EDGE下行总速率=EDGE每信道下行速率×（EDGE下行激活信道个数－下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数）；

计算下行数据业务传输总速率C，C=GPRS下行总速率+EDGE下行总速率；

计算下行数据业务并行连接速率R_TBF，R_TBF=C/N_TBF；

（5）

计算下行数据业务并行连接传输总时间t_all，t_all=（GPRS下行流量+EDGE下行流量）/R_TBF；

计算下行TBF平均保持时间t，t=t_all/下行TBF建立成功次数；

计算下行TBF平均长度L，L=(GPRS下行流量+EDGE下行流量)/下行TBF建立成功次数；

计算下行数据业务并行连接TBF处于开启状态下产生数据的速率δ,δ=L/t；

（6）

计算下行数据业务并行连接的TBF处于开启的概率P_ON，P_ON=(t_all/N_TBF)/3600；

计算下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率P_OFF，P_OFF=1-P_ON；

计算N_TBF个下行数据业务并行连接TBF中有k个同时处于开启状态的概率P(k)，

（7）

设定P(k)的门限，得出k值，以及缓存的用户个数k-1、缓存容量x=(k-1)L;

代入公式λ=N×δ×P_ON以及σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；

根据优化条件下θ＇=0，可得从而得到

（8）

将x和θ带入P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁得到所述下行PDCH的拥塞率。

步骤501完成后，进行：

步骤502，判断小区网络是否正常；

根据现网的运营策略，可以认为小区PDCH拥塞率在(0~5%)、PDCH每线下行用户个数在(3~4)区间为合理范围，以此设定PDCH拥塞率及PDCH每线下行用户个数的上下限目标值，并作为容量调整的依据；

步骤503，判断拥塞率是否大于目标上限5%；如果大于则进行步骤504,；否则，进行步骤505；

步骤504，小区添加一个下行PDCH信道，即N_PDCH=N_PDCH+1；之后返回步骤501；

步骤505，判断拥塞率是否等于目标下限0%；是，则进行步骤506；否则，进行步骤507；

步骤506，小区减少一个下行PDCH信道，即N_PDCH=N_PDCH－1；之后，返回步骤501；

步骤507，判断PDCH每线下行用户个数是否小于或等于目标下限3；是，则回到步骤506；否则，进行步骤508；

步骤508，判断PDCH每线下行用户个数是否大于或等于目标上限4；是，则回到步骤504；否则，进行步骤509；

步骤509，输出数据；所述数据包括：小区所需配置下行PDCH信道个数N_PDCH

调整后PDCH拥塞率值(0~5%)、调整后PDCH每线下行用户个数数值(3~4)。

综上所述，本实施例的方法可以在多业务共存的情况下，根据无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线以及随机服务曲线，得到数据流的下行PDCH的拥塞率；之后根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置。如当所述拥塞率大于预设上限时，则认为小区容量不足，所处网络环境处于忙绿状态，适应性增加下行PDCH信道个数；当所述拥塞率等于目标下限时，则认为小区容量冗余，所处网络环境处于空闲状态，适应性减少下行PDCH信道个数，从而对网络进行合理的优化。

如图6所示，本发明另一实施例还提供一种无线网络数据业务容量的配置装置，包括：

第一确定模块，用于确定无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线；

第二确定模块，用于确定所述数据流的随机服务曲线；

处理模块，用于根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行PDCH的拥塞率；

配置模块，用于根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置。

上述装置可以根据无线网络的业务的数据流的随机到达曲线以及随机服务曲线；得到数据流的下行PDCH的拥塞率，并根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置，从而合理优化网络环境。

其中，所述随机到达曲线为：

其中，α(t)表示网络对数据业务的服务能力；表示数据业务的到达速率，中，λ为数据流中平滑分量的速率，λ=N×δ×P_ON，；为突发部分的速率，σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；θ为自由变量；θ＇为随时间线性变化的分量；t为时间；

λ为数据流中平滑分量的速率，λ=N×δ×P_ON，；为突发部分的速率，σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；θ为自由变量；θ＇为随时间线性变化的分量；t为时间；

f(x)表示为随机到达曲线α(t)的边界函数，其含义为实际到达数据量超过α(t)上界的概率。

其中，N为下行数据业务并行连接的临时块流TBF个数；P_ON为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态的概率；P_OFF为下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率；δ为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态下，产生数据的速率；

需要指出，所述θ可自行进行调整，在优化条件下，所述θ＇为0，数据业务的到达速率为所述f(x)=e^-θx。

在本发明的上述实施例中，所述随机服务曲线具体为：

其中，C为下行数据业务传输总速率；t为时间；β(t)为网络提供的服务能力预计的下限；g(x)为β(t)的边界函数，表示网络实际服务能力低于预期下限β(t)的概率。

处理模块首先确定缓存容量x；需要说明的是，所述缓存容量x是一个指定值，用于表示网络能够支持缓存数据量的上限，将网络中，等待被服务的数据流超过缓存容量x作为发生拥塞的依据；之后根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，确定等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率；并将所述等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率确定为下行PDCH的拥塞率。其具体过程为:

将缓存长度分布概率计算定理带入所述随机到达曲线以及随机服务曲线，得出：其中，B(t)表示等待被服务的数据流，P｛B(t)＞x｝表示等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率，符号表示最小加卷积，符号表示反卷积，符号[...]₁的含义是将其内的计算结果限定在[0,1]之间。

根据最小加卷积定义：以及最小反加卷积定义：推导出等待被服务的数据流超过缓存容量x的概率分布函数为：

P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁；

其中，s表示开始时刻；t表示当前时刻；u表示结束时刻；

根据所述计算公式P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁得出所述下行PDCH的拥塞率，步骤如下：

（1）

计算下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数，所述下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF个数=EDGE PDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE TBF用户数×每用户平均占用PDCH个数；

（2）

计算下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数，所述下行EDGEPDCH上由GPRS使用的PDCH个数=EDGE PDCH上的GPRS TBF个数/EDGEPDCH上的TBF总数×EDGE PDCH总数；

（3）

计算下行GPRS并行连接TBF个数N_GPRS-TBF，N_GPRS-TBF=GPRS下行激活信道个数×GPRS每线下行用户个数+下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数；

计算下行EDGE并行连接TBF个数N_EDGE-TBF，N_EDGE-TBF=（EDGE下行激活信道个数-下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数）×EDGE每线下行用户个数；

计算下行数据业务并行连接TBF个数N_TBF，N_TBF=N_GPRS-TBF+N_EDGE-TBF；

（4）

计算GPRS下行总速率，所述GPRS下行总速率=GPRS每信道下行速率×(GPRS下行激活信道个数+下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)；

计算EDGE下行总速率，所述EDGE下行总速率=EDGE每信道下行速率×（EDGE下行激活信道个数－下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数）；

计算下行数据业务传输总速率C，C=GPRS下行总速率+EDGE下行总速率；

计算下行数据业务并行连接速率R_TBF，R_TBF=C/N_TBF；

（5）

计算下行数据业务并行连接传输总时间t_all，t_all=（GPRS下行流量+EDGE下行流量）/R_TBF；

计算下行TBF平均保持时间t，t=t_all/下行TBF建立成功次数；

计算下行TBF平均长度L，L=(GPRS下行流量+EDGE下行流量)/下行TBF建立成功次数；

计算下行数据业务并行连接TBF处于开启状态下产生数据的速率δ,δ=L/t；

（6）

计算下行数据业务并行连接的TBF处于开启的概率P_ON，P_ON=(t_all/N_TBF)/3600；

计算下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率P_OFF，P_OFF=1-P_ON；

计算N_TBF个下行数据业务并行连接TBF中有k个同时处于开启状态的概率P(k)，

（7）

设定P(k)的门限，得出k值，以及缓存的用户个数k-1、缓存容量x=(k-1)L;

代入公式λ=N×δ×P_ON以及σ²=N×δ²×P_ON×P_OFF；

根据优化条件下θ＇=0，可得从而得到

（8）

将x和θ带入P{B(t)>x}≤[f(x)]₁=[e^-θx]₁得到所述下行PDCH的拥塞率。

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数大于预设上限时，则认为小区容量不足，增加下行PDCH信道个数；

其中，PDCH每线下行用户个数表示每个下行PDCH信道上平均占用的用户数。

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数等于目标下限时，则认为小区容量冗余，减少下行PDCH信道个数。

具体地讲：根据现网的运营策略，结合到实际情况中，可确定小区PDCH拥塞率在(0~5%)、PDCH每线下行用户个数在(3~4)区间为合理范围，以此设定PDCH拥塞率及PDCH每线下行用户个数的上下限目标值，并作为容量调整的依据；

当所述下行PDCH的拥塞率超过5%时，则为小区增加下行PDCH信道个数，直至使所述下行PDCH的拥塞率低于5%；

当所述下行PDCH的拥塞率等于0%，或者大于0%并小于5%时，若PDCH每线下行用户个数小于或等于3，则减少下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数大于3；若PDCH每线下行用户大于或等于4，则增加下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户小于4。

显然，上述实施例为本发明中一种无线网络数据业务容量的配置方法对应的装置实施例，所述无线网络数据业务容量的配置方法达到的技术效果，本实施例的装置也同样能够达到。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无线网络数据业务容量的配置方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线；

确定所述数据流的随机服务曲线；

根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行PDC H的拥塞率；

根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置；

所述随机到达曲线为：

其中，α(t)表示数据业务的到达强度；表示数据业务的到达速率，其中，λ为数据流中平滑分量的速率，λ＝N×δ×P_ON；为突发部分的速率，σ²＝N×δ²×P_ON×P_OFF；θ为自由变量；θ＇为随时间线性变化的分量；t为时间；f(x)为随机到达曲线α(t)的边界函数，用于表示实际到达数据量超过α(t)上界的概率；

其中，N为下行数据业务并行连接的临时块流TBF个数；P_ON为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态的概率；P_OFF为下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率；δ为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态下，产生数据的速率；

所述随机服务曲线为：

其中，C为下行数据业务传输总速率；t为时间；β(t)为网络提供的服务能力预计的下限；g(x)为β(t)的边界函数，表示网络实际服务能力低于预期下限β(t)的概率；

根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行PDC H拥塞率的步骤包括：

确定缓存容量x；

根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，确定等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率，包括：将缓存长度分布概率计算定理带入所述随机到达曲线以及随机服务曲线，得出：其中，B(t)表示等待被服务的数据流，P{B(t)＞x}表示等待被服务的数据流到达大于缓存容量的概率，符号表示最小加卷积，符号表示反卷积，符号[...]₁的含义是将其内的计算结果限定在[0,1]之间；根据最小加卷积定义：以及最小反加卷积定义：推导出等待被服务的数据流超过缓存容量x的概率分布函数为：P{B(t)>x}≤[f(x)]₁＝[e^-θx]₁；其中，s表示开始时刻；t表示当前时刻；u表示结束时刻；根据所述计算公式P{B(t)>x}≤[f(x)]₁＝[e^-θx]₁得出所述下行PDCH的拥塞率；

将所述等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率确定为下行PDCH的拥塞率。

2.根据权利要求1所述的无线网络数据业务容量的配置方法，其特征在于，所述θ可自行进行调整，在优化条件下，所述θ＇为0，所述数据业务的到达速率为所述f(x)＝e^-θx。

3.根据权利要求1所述的无线网络数据业务容量的配置方法，其特征在于，根据所述计算公式P{B(t)>x}≤[f(x)]₁＝[e^-θx]₁得出所述下行PDCH的拥塞率的步骤包括：

(1)

计算下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数，所述下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数＝EDGEPDCH上所有的TBF个数-EDGE PDCH上的EDGE T BF个数＝EDGE PDCH上所有的TBF-EDGEPDCH上的EDGE TBF用户数×每用户平均占用PDCH个数；

(2)

计算下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数，所述下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数＝EDGE PDCH上的GPRS TBF个数/EDGE PDCH上的TBF总数×EDGE PDCH总数；

(3)

计算下行GPRS并行连接TBF个数N_GPRS-TBF，N_GPRS-TBF＝GPRS下行激活信道个数×GPRS每线下行用户个数+下行EDGE PDCH上的GPRS TBF个数；

计算下行EDGE并行连接TBF个数N_EDGE-TBF，N_EDGE-TBF＝(EDGE下行激活信道个数-下行EDGEPDCH上由GPRS使用的PDCH个数)×EDGE每线下行用户个数；

计算下行数据业务并行连接TBF个数N_TBF，N_TBF＝N_GPRS-TBF+N_EDGE-TBF；

(4)

计算GPRS下行总速率，所述GPRS下行总速率＝GPRS每信道下行速率×(GPRS下行激活信道个数+下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)；

计算EDGE下行总速率，所述EDGE下行总速率＝EDGE每信道下行速率×(EDGE下行激活信道个数－下行EDGE PDCH上由GPRS使用的PDCH个数)；

计算下行数据业务传输总速率C，C＝GPRS下行总速率+EDGE下行总速率；

计算下行数据业务并行连接速率R_TBF，R_TBF＝C/N_TBF；

(5)

计算下行数据业务并行连接传输总时间t_all，t_all＝(GPRS下行流量+EDGE下行流量)/R_TBF；

计算下行TBF平均保持时间t，t＝t_all/下行TBF建立成功次数；

计算下行TBF平均长度L，L＝(GPRS下行流量+EDGE下行流量)/下行TBF建立成功次数；

计算下行数据业务并行连接TBF处于开启状态下产生数据的速率δ,δ＝L/t；

(6)

计算下行数据业务并行连接的TBF处于开启的概率P_ON，P_ON＝(t_all/N_TBF)/3600；

计算下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率P_OFF，P_OFF＝1-P_ON；

计算N_TBF个下行数据业务并行连接TBF中有k个同时处于开启状态的概率P(k)，

(7)

设定P(k)的门限，得出k值，以及缓存的用户个数k-1、缓存容量x＝(k-1)L；

代入公式λ＝N×δ×P_ON以及σ²＝N×δ²×P_ON×P_OFF；

根据优化条件下θ＇＝0，可得从而得到

(8)

将x和θ带入P{B(t)>x}≤[f(x)]₁＝[e^-θx]₁得到所述下行PDCH的拥塞率。

4.根据权利要求1所述的无线网络数据业务容量的配置方法，其特征在于，根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置的步骤包括：

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数大于预设上限时，则认为小区容量不足，增加下行PDCH信道个数；

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数等于目标下限时，则认为小区容量冗余，减少下行PDCH信道个数；

其中，PDCH每线下行用户个数表示每个下行PDCH信道上平均占用的用户数。

5.根据权利要求4所述的无线网络数据业务容量的配置方法，其特征在于，根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置的步骤进一步包括：

当所述下行PDCH的拥塞率超过5％时，则为小区增加下行PDCH信道个数，直至使所述下行PDCH的拥塞率低于5％；

当所述下行PDCH的拥塞率等于0％，或者大于0％并小于5％时，若PDCH每线下行用户个数小于或等于3，则减少下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数大于3；若PDCH每线下行用户个数大于或等于4，则增加下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数小于4。

6.一种无线网络数据业务容量的配置装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定无线网络的数据业务的数据流的随机到达曲线；

第二确定模块，用于确定所述数据流的随机服务曲线；

处理模块，用于根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，得到所述数据流的下行PDCH的拥塞率；

配置模块，用于根据所述下行PDCH的拥塞率，对所述无线网络的数据业务的容量进行配置；

所述随机到达曲线为：

其中，α(t)表示数据业务的到达强度；表示数据业务的到达速率，其中，λ为数据流中平滑分量的速率，λ＝N×δ×P_ON；为突发部分的速率，σ²＝N×δ²×P_ON×P_OFF；θ为自由变量；θ＇为随时间线性变化的 分量；t为时间；f(x)为随机到达曲线α(t)的边界函数，用于表示实际到达数据量超过α(t)上界的概率；

其中，N为下行数据业务并行连接的临时块流TBF个数；P_ON为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态的概率；P_OFF为下行数据业务并行连接的TBF处于关闭状态的概率；δ为下行数据业务并行连接的TBF处于开启状态下，产生数据的速率；

所述随机服务曲线为：

其中，C为下行数据业务传输总速率；t为时间；β(t)为网络提供的服务能力预计的下限；g(x)为β(t)的边界函数，表示网络实际服务能力低于预期下限β(t)的概率；

所述处理模块具体用于：

确定缓存容量x；

根据所述随机到达曲线和所述随机服务曲线，确定等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率，包括：将缓存长度分布概率计算定理带入所述随机到达曲线以及随机服务曲线，得出：其中，B(t)表示等待被服务的数据流，P{B(t)＞x}表示等待被服务的数据流到达大于缓存容量的概率，符号表示最小加卷积，符号表示反卷积，符号[...]₁的含义是将其内的计算结果限定在[0,1]之间；根据最小加卷积定义：以及最小反加卷积定义：推导出等待被服务的数据流超过缓存容量x的概率分布函数为：P{B(t)>x}≤[f(x)]₁＝[e^-θx]₁；其中，s表示开始时刻；t表示当前时刻；u表示结束时刻；根据所述计算公式P{B(t)>x}≤[f(x)]₁＝[e^-θx]₁得出 所述下行PDCH的拥塞率；

将所述等待被服务的数据流到达大于缓存容量x的概率确定为下行PDCH的拥塞率。

7.根据权利要求6所述的无线网络数据业务容量的配置装置，其特征在于，所述配置模块具体用于：

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数大于预设上限时，则认为小区容量不足，增加下行PDCH信道个数；

其中，PDCH每线下行用户个数表示每个下行PDCH信道个数上平均占用的用户数；

当所述下行PDCH的拥塞率及PDCH每线下行用户个数等于目标下限时，则认为小区容量冗余，减少下行PDCH信道个数。

8.根据权利要求7所述的无线网络数据业务容量的配置装置，其特征在于，所述配置模块进一步具体用于：

当所述下行PDCH的拥塞率超过5％时，则为小区增加下行PDCH信道个数，直至使所述下行PDCH的拥塞率低于5％；

当所述下行PDCH的拥塞率等于0％，或者大于0％并小于5％时，若PDCH每线下行用户个数小于或等于3，则减少下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数大于3；若PDCH每线下行用户个数大于或等于4，则增加下行PDCH信道个数，直至使PDCH每线下行用户个数小于4。