《3G无线网络规划与优化》课件任务3 容量规划.ppt

《《3G无线网络规划与优化》课件任务3 容量规划.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《3G无线网络规划与优化》课件任务3 容量规划.ppt（37页珍藏版）》请在文字多文库上搜索。

1、课程目录,3G无线网络规划项目2 CDMA2000无线网络优化项目3 WCDMA无线网络优化项目4 TD-SCDMA无线网络优化,任务1 3G无线网规总体流程,任务2 覆盖规划,任务3 容量规划,任务4 站点布局和查勘,任务5 规划仿真,项目1 3G无线网络规划,任务6 参数规划,任务7 3G业务平台和业务支撑系统,3,工作任务内容：1.掌握3G无线网络用户预测；2.掌握3G业务类型及其业务模型；3.掌握业务预测；4.掌握满足容量需求情况下的基站数量计算,【知识链接1】用户预测,用户预测就是根据现有人口、GDP、移动用户的现状，结合经济、政策、人口发展等利用科学的方法对未来几年的用户发展进行预

2、测，其结果做为业务预测的输入。用户预测的方法有增长率法、趋势外推法、专家预测法、组合预测法等等。1.增长率法增长率法指根据预测对象在过去的统计期内的平均增长率，类推未来某期预测值的一种简便算法。,式中，预测对象在未来第L期的预测值；i预测变量在统计期内的平均增长率；T统计期包含的时间期数（如5年）；L预测期离统计期末的时间（如3年）。上述增长率的关键是确定增长速度i。该预测方法一般用于增长率变化不大，或预计过去的增长趋势在预测期内仍将继续的场合,【知识链接1】用户预测,2.趋势外推法趋势外推法是根据过去和现在的发展趋势推断未来的一类方法的总称，用于科技、经济和社会发展的预测，是情报研究法体系的

3、重要部分。趋势外推的基本假设是未来是过去和现在连续发展的结果。趋势外推法的基本理论是：决定事物过去发展的因素，在很大程度上也决定该事物未来的发展，其变化，不会太大；事物发展过程一般都是渐进式的变化，而不是跳跃式的变化掌握事物的发展规律，依据这种规律推导，就可以预测出它的未来趋势和状态。趋势外推法是在对研究对象过去和现在的发展作了全面分析之后，利用某种模型描述某一参数的变化规律，然后以此规律进行外推。为了拟合数据点，实际中最常用的是一些比较简单的函数模型，如线性曲线、指数曲线、生长曲线、包络曲线等。3.专家预测法 专家预测法是定性预测的主要方法，它是基于专家的知识、经验和分析判断能力，在历史和现

4、实有关资料综合分析基础上，对未来市场变动趋势做出预见和判断的方法。具体包括有专家会议法、头脑风暴法和Delphi预测法等。,【知识链接1】用户预测,4.组合预测法组合预测法是将不同预测方法所得的结果组合起来形成一个新的预测结果的方法。这种方法源于各种预测方法有各自的应用范畴及特点。因此，单独使用某一种方法进行预测时，会存在一定的局限性。为了克服各种独立方法的不足，需要将上述预测方法加以综合，即采用组合预测法进行预测。组合预测有两种基本形式：一是等权组合，即各预测方法的预测值按相同的权数组合成新的预测值；二是不等权组合，即赋予不同预测方法的预测值的权数是不一样的。这两种形式的原理和运用方法完全相

5、同，只是权数的取定上有所区别。,【知识链接1】用户预测,5.举例说明,用趋势外推法的一次线性曲线预测2011年和2012年用户数。利用曲线拟合可得：f(x)=18.2*x+43.37，根据方程可算出每年用户数如表1-117。,【知识链接1】用户预测,可看出曲线非常切合实际用户数，比较可信。,假如其中2011年3G移动用户占总用户的10（可参考国外3G发展经验），则2011年最后的3G用户数为13.44万用户。,【知识链接2】业务模型,3G业务模型是用于分析网络中用户平均忙时使用业务情况的一种数学模型，用于业务预测的输入。3G业务模型针对不同的网络有些差异，主要分为CS业务模型和PS业务模型，针

6、对CDMA 2000 EVDO只的PS业务模型，而TDSCDMA和WCDMA有CS和PS两种模型。,【知识链接2】业务模型,1.CS 业务模型CS业务包括话音业务和可视电话。话音业务属于会话类业务，包括手机呼手机、手机呼固话、固话呼手机，是3G 业务中最基本的业务；可视电话也属于会话类业务，手机用户之间打电话时不仅可以听到对方的声音而且还可以看到对方的影像，是3G 提供的新业务。从数据流特征来看，传统的语音业务升级到3G，从用户的行为来看，没有质的改变，就建网初期来看，话务强度也不会有暴增的过程，可视电话由于业务刚开展用户在使用习惯上还没有跟上来，所以业务模型比传统语音业务小很多，以后发展起来

7、话务量会逐步上升。,【知识链接2】业务模型,表1-12 8 典型的CS 业务模型（表中数值仅为参考）,【知识链接2】业务模型,2.PS 业务模型PS 业务按QOS要求主要为流类、交互类和后台类，具体包括彩信、WAP业务、下载类、流媒体、位置服务、即时消息等，根据开通业务情况和用户行为习惯，具有不同的业务模型参数，另外上行和下行的承载速率也可能不一致，无线网的规划要考虑这些不同。那么怎样测定PS业务模型呢？一种方法是对现网用户流量进行统计分析，第二种方法是通过对MoT(月流量)分析，对包月流量平均到每小时，再乘日间集中系数（26）和日内集中系数（13）。见表1-9。,【知识链接2】业务模型,【知

8、识链接3】业务预测,3G业务业务预测就是利用用户预测和业务模型计算规划期内业务发展规模。1.CS 业务预测举例根据用户预测结果可知2011年3G用户规模为13.44万。CS业务模型见表1-1410。,用3G用户数CS业务模型，可计算得：3G话音用户忙时话务量2688erl，可视电话用户忙时话务量134.4erl。,【知识链接3】业务预测,2.PS 业务预测举例同样根据3G用户数PS业务模型可计算得PS业务量。PS业务量预测见表1-1511,【知识链接4】容量计算,3G容量计算根各系统的基站容量有关系，每一种系统的容量特性不一样，所以在这里我们分别对CDMA2000、WCDMA、TDSCDMA进

9、行容量计算的介绍。1.CDMA2000容量计算1）CDMA2000 1X容量计算对于CDMA系统与GSM系统不同，它的系统容量是软容量，首先会受到硬件资源的限制，可能会引起硬阻塞，其次还会因为干扰和功率限制，使得硬件资源未到最大时，由干扰和功率限制引起的软阻塞。一般情况下，在反向上，当一个移动台的功率不足以克服来自其他移动台的干扰时，系统达到容量极限；在前向上，当总功率没有多余部分分配给新增用户时，空中接口达到极限，由于目前1X主要用于承载语音，数据占比较少，所以前向功率使用较少，一般情况下认为反向干扰受限。反向容量的计算可用下面公式计算：,【知识链接4】容量计算,:话音激活因子；:干扰因子；

10、:负载因子；s:扇区化因子；Eb/Nt:解调所需门限；c:功率控制因子；Gp:扩频增益。,【知识链接4】容量计算,例如语音业务计算如下：即在单载三扇区条件下，每扇区可带用户数为35。如果系统要求的阻塞率为2，那么通过Erl-B表我们可以得到35个信道，对应的系统容量为26.4Erl。,如果每用户忙时话务量为0.02Erl,则可得基站容量为1321个用户。然后可根据用户数算出所需CDMA载扇数量。如果有 1X数据业务可采用坎贝尔混合业务计算方法进行CDMA载扇数量计算。,【知识链接4】容量计算,2）EVDO容量由于EVDO前向扇区吞吐量与用户在小区的地理分布特征有关，同时与相关的调度算法也有一定

11、关系，因此只能通过仿真和实测统计得到，现网规划中一般取值：前向业务类型时，每扇区吞吐量为11.5Mbps；反向业务类型时，每扇区吞吐量为500600kbps。先根据单扇区的吞吐量算出所需EVDO载扇数量，再根据基站分布，在仿真软件里通过monte-carlo仿真验证是否满足要求。,【知识链接4】容量计算,2.WCDMA容量计算1）R99下各种单业务单小区极限用户计算R99与CDMA2000 1X计算方法是一致的，反向计算方法同CDMA2000 1X。见表1-1615。,【知识链接4】容量计算,2）HSPA下单小区容量仿真结果虽然单小区的HSUPA 理论极限吞吐率可达5.7Mbps，但实际考虑邻

12、区干扰以及用户在小区中的随机分布，单小区的实际HSUPA经仿真和实测统计吞吐率仅约为1.6Mbps。经仿真和实测统计，不同负载下的吞吐率见表1-1716。,【知识链接4】容量计算,虽然单小区的HSDPA 理论极限吞吐率可达14.4Mbps，但实际考虑邻区干扰以及用户在小区中的随机分布等其他因素，单小区的实际HSDPA 仿真和实测统计吞吐率仅约为3Mbps。经仿真和实测统计，不同功率分配下的速率如表1-17。,【知识链接4】容量计算,3）R99混合容量估算方法由于在传统Erlang-B适用的前提是对资源的请求满足Poisson分布。在R99混合多业务情况下在建立一条连接时，要求分配超过单位资源时

13、，资源请求不满足Poisson分布，此时Erlang-B公式不再适用。因此在混合业务情况下有人提出Post Erlang-B、Equivalent Erlangs、Campbells Theorem三种方法来计算混合业务所需资源数量，经过比较Campbells Theorem是用得比较多的一种方法，下面对其进行介绍。Campbell理论建立了一种组合分布，让所有的业务等效成一种虚拟中间业务：,【知识链接4】容量计算,其中：为业务振幅，也即业务单个链接所需的信道资源；为业务均值，v为方差。实例1考虑两种业务共享资源。业务1：1单位资源/连接，12 Erlang。业务2：3单位资源/连接，6 Er

14、lang。系统均值为：系统方差为：容量因子c为：组合话务为：,【知识链接4】容量计算,满足2%阻塞率所需容量为21。对满足相同GoS的目标业务，所需容量分别为(以业务1单位资源计算)。目标为业务1：C1（2.221）147。目标为业务2：C2（2.221）349。所以需提供的资源为4749。,【知识链接4】容量计算,实例2根据业务预测结果，WCDMA容量估算工具中，Campbells Theorem计算表如表1-18。,【知识链接4】容量计算,最后需根据小区数算出的基站数，然后在此条件下验证是否能满足下行业务需求。下行一般用功率受限公式验证，如下：也可根据预留资源来验证每小区下行容量是否满足要

15、求，R99资源分配见R99HSPA 混合容量估算方法部分。,【知识链接4】容量计算,4）R99HSPA 混合容量估算方法确定R99和HSPA 是同频还是异频处理，若是异频，则R99与HSDPAHSUPA 分别进行容量估算，取估算结果的最大值作为容量估算的最终结果即可。我们主要关注R99HSPA混合载频组网的情况。步骤如下：给HSPA 预留起始资源，目前WCDMA多业务承载指导意见中给HSPA预留资源如表1-19。,【知识链接4】容量计算,根据各区域配置原则进行站型选择，目前一般情况下在密集市区和市区用高配S111或S222、在郊区用中配S111、农村用低配S111、道路覆盖一般用低配或中配S1

16、1、室内站用O1/O2。,【知识链接4】容量计算,先对R99 规划，用R99混合容量估算方法计算出所需小区数和基站数目，可确定满足R99情况下的小区。在R99 估算得到的基站规模下，计算HSUPA HSDPA 单小区吞吐率，验算上下行预留的资源能否满足HSUPA、HSDPA 的单小区吞吐率要求。将表1-21。表1-21 HSUPA HSDPA 单小区吞吐率从此例可以看出，HSPA需166个Cell,而R99需243个Cell，所以结果为243个Cell能满足HSPA要求。若是满足HSPA 流量需求，则输出容量估算结果；若是不满足，则跳回第一步，增加预留资源，进行迭代运算。目前使用的规模估算工具

17、标准版中，HSUPA 上行负荷调整步长为5%，HSDPA 下行功率资源调整步长为1W。,【知识链接4】容量计算,3.TDSCDMA容量计算1）TD-SCDMA单小区容量从网络仿真和网络测试可以得出：TD-SCDMA系统可以满码道工作。这是由于TD-SCDMA是时分双工系统，智能天线减小了不同用户之间的干扰，采用联合检测能够抑制小区内的多用户干扰，TD-SCDMA系统容量比普通的CDMA系统得到很大提高，因此TD-SCDMA系统是码资源受限。对TDSCDMA不同时隙比例下单小区容量见表1-22。,【知识链接4】容量计算,采用HSDPA技术后，单时隙峰值业务速率560kbps。平均数据吞吐率一般按

18、照峰值速率的6080进行估算，单时隙平均业务速率336448kbps左右。根据规划原则初期一般按时隙比例3：3进行规划，到中后期数据业务发展起来后可按2：4进行规划，对于HSDPA的时隙比例同R99，HSDPA的时隙一般为单独时隙，不与R99时隙共用。,【知识链接4】容量计算,2）混合业务的容量估算由于TD-SCDMA可采用加载波方式进行容量规划，所以可利用覆盖规划结果的站数算出每个扇区的容量，然后再算所需的载频数，如果最大载频不能满足要求，再考虑加站解决。具体过程如下：根据业务计算结果，结合覆盖估算所得基站数，得到需要承载的话务量。其中各种业务吞吐量与话务量换算公式如下：其中：Av：语音业务

19、的话务量(erl)或数据业务的等效话务量(erl)，：业务平均速率，：业务激活因子，语音一般取0.5，数据取1，S：平均数据吞吐率。比如前面算出用户数据量如下：CS业务预测3G用户忙时话务量话音2688 erl，可视电话134.4erl。,【知识链接4】容量计算,假如根据覆盖算出来要166个扇区，则小区内各种业务量如表1-24。,【知识链接4】容量计算,利用Campbells Theorem方法算出R99小区等效的话务量。从表1-25中可看出上行小区等效为语音的话务高，在Gos为2情况下，查表可得12.16Erl,所需的信道数所19个，从小区容量表可知单载时隙比例3：3情况下能满足要求。对于H

20、SPA再增加一个载波在时隙比例3：3情况下能满足容量要求。因此最后容量规划结果每个小区配置1个R99载波和1个HSPA载波可满足容量要求。如果最大载波数还不能满足要求，可增加一定数量的基站来满足容量需求。用仿真软件对容量规划进行验证。,【知识链接4】容量计算,4.容量规划难点由于3G网络业务种类多，而且数据业务的话务模型还没有CS业务那样的经典模型参数，所以容量估算的算法仍然在不断地发展、完善过程中，有些更准确的算法如背包算法、KR算法及仿真方法等都需要通过软件进行计算或仿真。【想一想】请用compell方法对例题中WCDMA容量进行重新计算?如果例题中TD覆盖所需155个小区，请得新计算小区所需载波数？请问上述容量规划的方法是否还可以改进？,谢谢各位！,长沙通信职业技术学院 移动通信系,