GSM理论基础知识3.ppt

课程内容 日讯科技 容量预测 话务分布分析 信道配置 位置区规划 提高网络容量 容量规划概述  基站容量：  指一个基站或一个小区配置的信道数，分为无线话音信道数与控制信道数；  网络整体容量：  各个基站所能提供的容量之和；  容量规划：  根据当前用户数及预计的发展趋势，合 理的设计出基站分布及各基站配置 容量规划概述  容量规划思路  容量预测 → 话务分布分析 → 确定站型和基站数量 → 确定基站布局 → 确定信道配置 → 位置区规划  网络规划在不同阶段的侧重点不同  网络发展初级阶段，容量需求少，主要考虑基本覆盖站型一般较小，网络结构单一；  网络发展中级阶段，容量需求大，覆盖要求高通过基站扩容、小区分裂解决；网络结构比较复杂；  网络发展高级阶段，容量需求很大，要求覆盖无盲点通过增加微蜂窝、建设双频网等解决；网络结构复杂 容量规划概述  蜂窝网络规划首先要确定系统容量需求，即系统中将有多少用户，这些用户将产生多少话务量，这是整个蜂窝网络工程设计的基础  系统容量分析的目的就是为了尽可能反映实际的和将来的容量需求，以便估算系统所需的信道数。

 网络规划是以通过各种统计、计算得到的初期及将来的话务需求分布为基础而展开实施的 容量预测 容量预测概述  容量预测分为近期 1～ 2年和远期 3～ 5年预测；  常采用普及率法、类比法、数学模型法、专家预测法等多种预测方法，最后进行综合加权得出移动用户数；  常用的数学模型法，用话务模型计算系统话务量，根据 PLMN的不同结构获得各接口的话务量；  话务模型受各地的社会、经济环境，主力用户群的组成情况等因素影响较大；且将随着用户的增长不断发生变化；  下表为几个话务模型示例： 容量预测方法 容量预测 话务模型示例 沈 阳 大 连 鞍 山0 . 0 1 8 0 . 0 1 8 0 . 0 1 8 0 . 0 1 5 0 . 0 1 54 8 4 8 4 8 4 0 4 03 9 3 9 3 9 3 3 3 35 7 5 7 5 7 4 7 4 71 . 3 5 1 . 3 5 1 . 3 5 1 . 3 5 1 . 3 58 0 % 8 0 % 8 0 % 8 0 % 8 0 %1 . 2 1 2 . 6 1 1 . 9 1 1 . 0 1 1 . 7 12 0 % 2 0 % 2 0 % 2 0 % 2 0 %1 1 . 7 1 . 7 1 1 . 70 0 0 0 00 0 0 0 01 0 % 1 0 % 1 0 % 1 0 % 1 0 %1 0 % 1 0 % 1 0 % 1 0 % 1 0 %1 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 %移 — — 移 4 0 % 4 0 % 4 0 % 3 0 % 3 0 %固 — — 移 3 6 % 3 6 % 3 6 % 3 8 % 3 8 %移 — — 固 2 4 % 2 4 % 2 4 % 3 2 % 3 2 %拨 打 比 例移 动 用 户 被 叫 时 引 起 的 二 次 寻 呼 比 例移 动 用 户 每 次 呼 叫 切 换 次 数平 均 呼 叫 占 用 时 长移 动 用 户 主 叫移 动 用 户 被 叫忙 时 移 动 用 户 每 户 呼 叫 次 数移 动 用 户 激 活 比 例话 务 模 型其 余 城 市忙 时 移 动 用 户 发 短 消 息 数 / 用 户忙 时 移 动 用 户 收 短 消 息 数 / 用 户项 目忙 时 移 动 用 户 每 户 话 务 量移 动 用 户 漫 游 入 占 总 用 户 比 例移 动 用 户 漫 游 出 占 总 用 户 比 例呼 叫 接 通 率移 动 用 户 忙 时 位 置 更 新容量预测  某本地网需要进行扩容，根据业务发展并结合人口增长和普及率预测，在 2年后用户将达到 10万；  考虑漫游因子（根据话统及发展趋势） 10%、移动因子（主要指用户在本地网内移动而不是漫游） 10%、动态因子（考虑突发话务量） 15%，得到所需网络容量为 10× （ 1+10%+ 10%+15%） =13.5万；  考虑到拥塞，一般按 85%计算网络可承担话务密度的依据，所以最终网络的设计容量为 13.5/(85%)=15.88万，即 16 万；  再根据所采用的话务模型可预测出整网的忙时话务量。

容量预测示例 容量预测 概述  由于移动的话务分布极不均匀  一般来说，话务量主要集中在城市的市中心区，而郊区、县城、农村的话务量较低；市区内还可以进一步细分为高话务密度区、中话务密度区等；  同时，移动话务分布还会随时间变化；  因此我们需要对话务分布密度进行预测，作为基站布局、频率复用方式等的规划依据 话务分布分析 GSM网话务模型  每用户忙时话务量与 BHCA 交换机所承受的话务量在一天内的变化情况 呼叫数1800 1400 1000 600 200 0 12 ： 00 24 ： 00 4 ： 00 8 ： 00 忙时：话务量最大的一小时 BHCA：相应此小时的呼叫次数为“忙时呼叫次数”或“忙时试呼次数” 忙时话务量可以由下式给出 : 1 B H C ABHGSM网话务模型  GoS和 M/G/N/N爱尔兰损失模型 N个信道的小区，流入的话务量为 A，则同时有 n个用户在通话的概率为： 当 n=N时，小区将发生阻塞此时有： NiiniAnAnANP0 !!),,(NiiNiANANANPBG o S0 !!),,(上式即 Erlang-B公式，已被 ITU-T规定为 Q.80标准。

GSM网话务模型  使用 M/G/N/N模型 计算控制信道数 假设 SDCCH的平均处理呼叫时间为 3秒 ， 位置更新的平均处理时间为 9秒 ， 用户忙时呼叫次数为 2BHCA, 则每用户流入 SDCCH的话务量为 (3× 2+9)/3600=0.0042 Erl 8SDCCH呼损 2%时容量为 3.627Erl， 可容纳 (3.627/0.0042=863户 ) × 0.025 Erl=21.6Erl 查 Erlang-B表 ,呼损 2%时 ,21.6Erl需 30条 TCH(4TRX)  最初，可根据人口分布、收入水平、车辆使用分布、使用统计等统计数据来预测话务量需求的地理分布；  网络建成运行后，再通过 OMC的话务统计报告可以得到移动业务区较全面的话务量分布，作为优化和扩容的参考  粗略估计用户密度分布的方法有：  1、百分比分配法  2、话机类比法  3、 ...... 话务密度分布分析方法 话务分布分析 信道配置原则  容量设计  SDCCH信道配置  CCCH信道配置 信道配置 容量设计  a、用户产生的总话务量及话务分布预测；  b、系统提供的服务等级 GOS(拥塞率或呼损率 )；  c、可用的话音 /信令信道数；  d、可用频带和频率复用模式。

 常用计算呼损概率的公式为爱尔兰公式：  爱尔兰公式描述了呼损率 B、话务量 A及 信道数 n之间的关系利用爱尔兰 B表，  在已知上述三项中的两项时，即可计算 出另一项值 容量设计依据 信道配置  根据各基站或小区覆盖范围及覆盖范围内的用户密度分布，计算出所容纳的用户数；  再根据话务模型，计算出基站或小区所需承担的话务总量；  最后根据以上计算出的话务量及无线频道呼损率指标要求查爱尔兰 B表，求得应配置的话音 /控制信道数；  由于移动话务量分布的不均匀性，所以我们采用的频率复用方式应该能满足高话务密度区的容量需求；  在城市中，由于移动用户增长速度很快，因此对每个基站或小区都应尽量配足可用信道数；  因此容量计算变成了如下的相反程序： 基站容量和基站数量计算 信道配置  由频率使用情况计算信道数 → 由信道数计算用户容量 → 由用户容量计算基站区或小区面积 → 再计算基站数量；  a、根据允许使用的频宽和复用方式，得出基站配置的最大站  b、每个载频有 8个信道，减去控制信道数后，得出每个基站可配置的最大话音信道数；  c、根据话音信道数和呼损率指标（一般高话务密度区取 2%，其余取 5%），查爱尔兰 B表，得出一个基站能负荷的最大话务量  d、根据所采用的话务模型，用该爱尔兰数除以平均用户忙时话务量，得到一个基站可满足的最大用户数；  e、由用户密度数据可求得该基站的覆盖面积；  f、 然后就可根据各种用户密度分布区域的面积及上述求得的一个基站的覆盖面积算出该区域应设置的基站数。

信道配置 基站容量和基站数量计算 基站容量计算示例： 例如：某基站站型为 S4/4/4； • 每小区共 32个信道，其中 29个为业务信道； • 假设呼损 2％，查爱尔兰 B表得，可承载话务量 21.03Erl； • 假设每用户平均忙时话务量为 0.025Erl，则可容纳用户 841户； • 该基站可容纳 841× 3=2523户 注意：在步骤 b中，要确定控制信道的数量；控制信道的配置与系统结构有很大的关系 基站容量和基站数量计算 信道配置 SDCCH信道配置  SDCCH信道有两种结构： SDCCH/4和 SDCCH/8，它们分别运用于混合型和独立型的控制信道配置结构中  混合结构中，各种控制信道配置为： BCCH＋ CCCH＋ SDCCH/4 （ TS0）  独立性结构中，各种控制信道配置为： BCCH+CCCH （ TS0） X× SDCCH/8 （在同载频其它时隙或其它载频时隙上）  在网络设计中，根据载频数量（即 TCH信道数量）、 TCH话务量与 SDCCH话务量的比例配置 X 信道配置  对于不同结构和用户习惯的网络，不同的话务量模型，以上各种事件占用 SDCCH的时间有所不同；  近似认为忙时每用户占用 SDCCH的话务量为 0.005erl。

 移动性管理过程，例如位置更新和周期性登记等；  无线资源管理过程，例如呼叫建立过程等；  用户业务，例如点对点短消息业务、业务的建立过程、补充业务等； SDCCH信道承载的业务类型 信道配置  SDCCH/4  位于 BCCH时隙，并且只能位于时隙 0，共有 4个信令子信道，一个小区内只能有一个 SDCCH/4  SDCCH/8  提供 8个信令子信道，可位于任何载频的任何时隙上（除 BCCH所占用的时隙）  SDCCH/4 + CBCH  共有 3个信令子信道，一个 CBCH信道  SDCCH/8 + CBCH  共有 7个信令子信道，一个 CBCH信道 SDCCH 配置方式 信道配置 SDCCH信道配置  SDCCH 的服务等级（ GOS）  一般 SDCCH/8的 GOS，按 TCH的 GOS的 1/4计算； SDCCH/4的 GOS，按 TCH的1/2计算  例如当 TCH的 GOS设计要求为 2%，则 SDCCH/4 GOS = 1% SDCCH/8 GOS = 0.5%  立即指配到 TCH  根据 BSC的信道分配算法，可以在 TCH信道上传送信令；  极早指配、动态 SDCCH分配都可以在 TCH上传输信令消息。

信道配置  在业务模型已知的情况下，可以计算出每。