中國(guó)電信3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分布特點(diǎn)及擴(kuò)容方案分析

鐘志成 宋永勝

摘要文章首先結(jié)合中國(guó)電信3G網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容預(yù)警門限值，針對(duì)不同場(chǎng)景3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分布特點(diǎn)進(jìn)行分析，然后根據(jù)不同場(chǎng)景不同業(yè)務(wù)特點(diǎn)提出了不同擴(kuò)容方案。

關(guān)鍵詞3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量擴(kuò)容方案

1引言

隨著3G用戶的迅猛增加，運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，各運(yùn)營(yíng)商一方面大力建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)，另一方面對(duì)已建好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容或升級(jí)規(guī)劃。但是目前擴(kuò)容方案都是基于某一時(shí)間點(diǎn)的后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，沒有考慮到特定區(qū)域的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，導(dǎo)致部分區(qū)域擴(kuò)容后網(wǎng)絡(luò)利用率偏低。本文結(jié)合中國(guó)電信的CDMA2000 1x EV-DO網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)不同場(chǎng)景業(yè)務(wù)特點(diǎn)分別提出了不同的擴(kuò)容方案。

2中國(guó)電信3G網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容預(yù)警門限

CDMA2000 1x EV-DO采用TDMA工作方式，多用戶共享扇區(qū)容量。從3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)來(lái)看，在分析3G網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容需求時(shí)，除了分析數(shù)據(jù)容量占用情況之外，還需結(jié)合無(wú)線時(shí)隙資源占用情況、業(yè)務(wù)信道占用、忙時(shí)最大激活的用戶數(shù)等方面的分析，才能完整地反映DO資源的占用情況。

分析3G網(wǎng)絡(luò)是否需要擴(kuò)容，需綜合考慮以下三個(gè)因素：

(1)忙時(shí)數(shù)據(jù)吞吐量：=忙時(shí)RLP層前向數(shù)據(jù)吞吐量(不含重傳)，指忙時(shí)EV-DO業(yè)務(wù)信道產(chǎn)生的前向業(yè)務(wù)流量；

(2)忙時(shí)業(yè)務(wù)信道時(shí)隙占用率(忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率)：=發(fā)送bit數(shù)占用時(shí)隙時(shí)間／統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)(s)，指忙時(shí)業(yè)務(wù)信道時(shí)隙資源的占用情況；

(3)等效并發(fā)激活用戶數(shù)：=業(yè)務(wù)信道連接占用時(shí)長(zhǎng)／統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)(3600s)，指忙時(shí)業(yè)務(wù)信道的占用情況。

擴(kuò)容預(yù)警門限建議值如下：

(1)根據(jù)電信集團(tuán)對(duì)EV-DO扇區(qū)規(guī)劃吞吐量的取值，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)測(cè)試結(jié)果，每EV-DO小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃容量分別為：室外小區(qū)1.2kbps、室內(nèi)小區(qū)1.8kbps。

(2)根據(jù)當(dāng)前的EV－DO用戶話務(wù)模型分析，EV-DO小區(qū)擴(kuò)容門限建議如下：EV-DO扇區(qū)在一周內(nèi)至少有兩個(gè)統(tǒng)計(jì)周期(1小時(shí))滿足表1中指標(biāo)要求時(shí)，即認(rèn)為達(dá)到擴(kuò)容預(yù)警門限。

33G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分布特點(diǎn)與擴(kuò)容方案

以南方某省會(huì)城市CDMA2000 1x EV-DO基站2010年6月10日晚忙時(shí)1小時(shí)，5124個(gè)基站扇區(qū)采集到的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3.1數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分布的非均衡性

相比于2G的語(yǔ)音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分布更不平衡。這既體現(xiàn)在地域分布上，也反映在用戶之間。這主要是業(yè)務(wù)特點(diǎn)和使用習(xí)慣所導(dǎo)致的。語(yǔ)音業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是人與人之間的互動(dòng)，人的時(shí)間是有限的，語(yǔ)音業(yè)務(wù)的傳輸速率也是有限的。3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，既可以人人互動(dòng)。如視頻會(huì)議；也可以人機(jī)互動(dòng)，如視頻游戲；還可以機(jī)機(jī)互動(dòng)，如后臺(tái)下載類業(yè)務(wù)、M2M業(yè)務(wù)，時(shí)間不受限制。其數(shù)據(jù)速率既可以低速，也可以是網(wǎng)絡(luò)能提供的高速速率(如BT下載類)。

從表2可知，53％的用戶僅占總流量的7％，而6％的用戶卻占了42％，這反映了3G業(yè)務(wù)在用戶之間分布的不均勻性。這種業(yè)務(wù)的非均勻分布和用戶無(wú)規(guī)律的移動(dòng)，將導(dǎo)致無(wú)線資源難以和業(yè)務(wù)分布相匹配，造成基站忙閑不均，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)利用率下降，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

3.2分散圖分析

將所有基站的扇區(qū)忙時(shí)數(shù)據(jù)吞吐量與忙時(shí)時(shí)隙占用率作分散圖如圖1所示：

可見，基站的扇區(qū)忙時(shí)數(shù)據(jù)吞吐量(以下簡(jiǎn)稱指標(biāo)A)與忙時(shí)時(shí)隙占用率(以下簡(jiǎn)稱指標(biāo)B)的分布并不是完全一致，大致分為四種類型：

(1)紅色方框：指標(biāo)A與指標(biāo)B都高，這類基站有一定數(shù)量。區(qū)域特點(diǎn)是用戶多時(shí)消耗適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)資源，用戶少時(shí)主要是使用BT業(yè)務(wù)，是擴(kuò)容的第一優(yōu)先級(jí)。

(2)藍(lán)色方框：指標(biāo)A低，指標(biāo)B高，這類基站有一定數(shù)量。區(qū)域特點(diǎn)是用戶多時(shí)因網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差，數(shù)據(jù)吞吐量嚴(yán)重受限；用戶少時(shí)，數(shù)據(jù)速率不高，但數(shù)據(jù)重傳多(用戶處于覆蓋邊緣，DO覆蓋不足)。

(3)綠色方框：指標(biāo)A與指標(biāo)B都低，這類基站最多。區(qū)域特點(diǎn)是用戶多時(shí)，消耗網(wǎng)絡(luò)資源少(主要使用低速業(yè)務(wù)如QQ)。

(4)黃色方框：指標(biāo)A高，指標(biāo)B低，這類基站最少。

3.3不同場(chǎng)景數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)分析

(1)密集市區(qū)

南方某省會(huì)城市CDMA2000 1x EV-DO基站分布在密集市區(qū)約1004個(gè)扇區(qū)，忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率平均值為35.90％，忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量690kbps。密集市區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率和忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量均較高，屬于3G用戶的集中區(qū)域；

2)用戶群體以商務(wù)人員為主，主要業(yè)務(wù)是瀏覽網(wǎng)頁(yè)、查收郵件等；

3)由于3G起步不久，用戶消費(fèi)行為沒有形成規(guī)模，隨著運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)推廣的深入，該區(qū)域市場(chǎng)發(fā)展前景被看好。

(2)普通市區(qū)

普通市區(qū)約2644個(gè)扇區(qū)，忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率平均值為34.43％，忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量440kbps。普通市區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)本區(qū)域網(wǎng)絡(luò)資源最豐富，但網(wǎng)絡(luò)利用率不是最高；

2)隨著省會(huì)城市化水平越來(lái)越高，該區(qū)域是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的主戰(zhàn)場(chǎng)。

(3)高校

高校約113個(gè)扇區(qū)，忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率平均值為39.65％，忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量400kbps。高校等室外熱點(diǎn)忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率和忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量均高，屬于3G用戶的集中區(qū)域。

(4)郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)

郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)約1190個(gè)扇區(qū)，忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率平均值為21.69％，忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量190kbps。

(5)室內(nèi)熱點(diǎn)

室內(nèi)熱點(diǎn)約173個(gè)扇區(qū)，忙時(shí)扇區(qū)平均時(shí)隙占用率平均值為12.51％，忙時(shí)扇區(qū)數(shù)據(jù)平均吞吐量40kbps。室內(nèi)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)本數(shù)據(jù)采集時(shí)間是晚上10點(diǎn)，不屬于該區(qū)域的白忙時(shí)；

2)由于電信部門ADSL等固定寬帶普及率相當(dāng)高，部分熱點(diǎn)區(qū)域也建設(shè)了WLAN熱點(diǎn)，大大分流了室內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

3.43G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)擴(kuò)容方案分析

(1)密集市區(qū)

1)成片擴(kuò)容為雙載波，為保證系統(tǒng)發(fā)射功率，需增加CRFU板或RRU；

2)部分CBD區(qū)域擴(kuò)容為三載波，增加1塊DO信號(hào)處理板，增加CRFU板或RRU；

3)小區(qū)分裂，將每載扇數(shù)據(jù)承載量分?jǐn)偅?/p>

4)加大室外WLAN建設(shè)，采用WLAN覆蓋，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行有效分流；

5)根據(jù)EV-DO-B版本商用成熟度而適時(shí)予以引入。

(2)普通市區(qū)

1)按照單點(diǎn)擴(kuò)容為雙載波方式，當(dāng)滿足擴(kuò)容門限要求的扇區(qū)數(shù)占區(qū)域內(nèi)總扇區(qū)數(shù)的40％時(shí)，可采用連片擴(kuò)容方式；

2)隨著城市建設(shè)推進(jìn)，部分發(fā)展為密集市區(qū)的區(qū)域按照密集市區(qū)方案處理。

(3)高校

1)直接擴(kuò)容為三載波，增加1塊DO信號(hào)處理板，增加CRFU板；

2)加大室外WLAN覆蓋；

3)根據(jù)EV-DO-B版本商用成熟度而適時(shí)予以引入。

(4)郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)

1)對(duì)于個(gè)別郊區(qū)基站滿足擴(kuò)容預(yù)警要求的扇區(qū)，原則上采用單點(diǎn)擴(kuò)容方式；

2)對(duì)于部分旅游區(qū)及高速公路站點(diǎn)，業(yè)務(wù)發(fā)展與普通市區(qū)類似。

(5)室內(nèi)熱點(diǎn)

1)對(duì)于室內(nèi)熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)WLAN覆蓋，特別是在機(jī)場(chǎng)候機(jī)點(diǎn)(含候機(jī)斤、VIP廳、休息室)等無(wú)法用ADSL的區(qū)域；

2)實(shí)現(xiàn)三星級(jí)及以上酒店(含大堂、咖啡廳、會(huì)議室)的大部分區(qū)域覆蓋。

4總結(jié)

本文結(jié)合中國(guó)電信3G擴(kuò)容門限指標(biāo)，對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)按照不同場(chǎng)景業(yè)務(wù)分布特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出了載波、建WLAN或升級(jí)為EV－DO－B版本等幾種不同的擴(kuò)容方案，為工程規(guī)劃和工程實(shí)施提供參考。