基于愛立信OSS數(shù)據(jù)的GSM小區(qū)容量規(guī)劃分析和基站設(shè)備管理軟件開發(fā)

2014-09-17 17:36:17林巍曹若云

現(xiàn)代電子技術(shù) 2014年17期

林巍　曹若云

摘要：應(yīng)用愛立信OSS的話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和指令輸出數(shù)據(jù)開發(fā)了GSM小區(qū)容量規(guī)劃分析和基站設(shè)備管理軟件。規(guī)劃分析采用了正態(tài)分布的方法并考慮了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因素?；驹O(shè)備管理可清晰地以表格和地圖形式展現(xiàn)RBS6000系列基站各部分設(shè)備的關(guān)系，并給出了一種判斷小區(qū)載波硬件是否存在冗余的方法。應(yīng)用表明，該軟件可有效地支撐GSM無線網(wǎng)絡(luò)的容量分析和規(guī)劃以及基站設(shè)備的優(yōu)化調(diào)整等。

關(guān)鍵詞： OSS數(shù)據(jù)； GSM；小區(qū)容量規(guī)劃分析；基站設(shè)備

中圖分類號(hào)： TN929.53?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）17?0019?04

Abstract：The management software for planning analyzing of GSM cell capacity and base station equipment management was developed according to traffic statistical data and command output data from Ericsson OSS. The method to create a normal distribution was adopted and the network structure was considered for the software development of planning analyzing. In the base station equipment management， the relationship among all the equipments in the RBS6000 series bases station is clearly displayed in the forms of table and diagram. A method to judge the possible redundance in the cell carrier hardware is given. Application effect indicates that the software can support the analyzing and planning of capacity in GSM radio network， and the optimizing adjustment of base station equipments efficiently.

Keywords： OSS data； GSM； cell capacity planning analysis； equipment in base station

0 引言

小區(qū)容量分析是GSM無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和小區(qū)載波設(shè)備優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)，在調(diào)整中需要知道小區(qū)基站相關(guān)設(shè)備的類型和數(shù)量等。由于大容量載波硬件設(shè)備的存在，由載波配置無法精確地求出小區(qū)的載波硬件數(shù)量；另外，對(duì)于分布式基站需要清楚地知道近遠(yuǎn)兩端設(shè)備的數(shù)量及設(shè)備間的關(guān)系。

通過愛立信GSM系統(tǒng)中OSS（Operation and Support System）性能管理功能中的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)功能，可獲取小區(qū)話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[1]。由OSS指令可查詢小區(qū)的載波頻率號(hào)、基站各設(shè)備的類型和串號(hào)等信息。

為此，利用OSS的小區(qū)話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和指令輸出文件在Delphi環(huán)境下開發(fā)了GSM小區(qū)容量規(guī)劃分析和基站設(shè)備管理軟件PA。

1 原理介紹

1.1 小區(qū)容量規(guī)劃分析原理

小區(qū)容量規(guī)劃分析通過查找修正后的Erlang B表（修正的原因是為了得到不同載波配置下的實(shí)際信道承載能力）確定所需的載波數(shù)。具體步驟為：計(jì)算小區(qū)每天各時(shí)段的含話務(wù)量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)PDCH（Packet Data Channel）占用數(shù)的總話務(wù)量，確定總話務(wù)量的峰值時(shí)段；由業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)值修改該時(shí)段的話務(wù)量和PDCH占用數(shù)；根據(jù)修正后的Erlang B表，求出小區(qū)每天峰值時(shí)段話務(wù)量所需的信道數(shù)，加上PDCH占用數(shù)作為總需求信道數(shù)；對(duì)小區(qū)每天總需求信道數(shù)序列建立正態(tài)分布。

廣東移動(dòng)在GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中對(duì)室外900 MHz和1 800 MHz頻段小區(qū)的最大載波配置數(shù)分別要求不能大于[2]8和10，與公式（2）分別代入中國(guó)移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)900 MHz和1 800 MHz頻段可用頻點(diǎn)數(shù)95和125的計(jì)算結(jié)果一致。

考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化因素后，小區(qū)載波最大擴(kuò)容數(shù)受到了限制。例如，如果通過上面原理計(jì)算出的某個(gè)900 MHz頻段的室外小區(qū)的理想配置載波數(shù)超過了8，則超過部分需考慮用周邊（包括本基站內(nèi)）或新建小區(qū)的載波進(jìn)行話務(wù)分擔(dān)。

1.2 基站設(shè)備管理原理

由OSS指令可查詢到小區(qū)的如下信息[3?8]：小區(qū)名、載波頻率號(hào)、TG（Transceiver Group）號(hào)、DXU（Distribution Switch Unit）類型、CDU（Combining and Distribution Unit）類型、機(jī)架串號(hào)、DUG（Digital Unit for GSM）串號(hào)、TRX（Transceiver）號(hào)、DCP（Digital Connection Point）號(hào)、TRX類型和TRX串號(hào)等。

對(duì)指令輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，可獲取小區(qū)的以上信息。設(shè)由小區(qū)載波頻點(diǎn)數(shù)、載波硬件類型和載波硬件理論能帶的最大載波數(shù)求出小區(qū)應(yīng)該配置的載波硬件數(shù)為[m，]由TRX串號(hào)求出小區(qū)配置的載波硬件數(shù)為[n。]如果[n]大于[m，]則說明小區(qū)可能存在載波硬件冗余，冗余數(shù)[r]為：

[r=n-m] （3）

PA將RBS6000系列基站中的RBS6201機(jī)架和RBS6601的MU（Main Unit）統(tǒng)稱為近端設(shè)備。由不同指令結(jié)果中的小區(qū)名或TG號(hào)將近端設(shè)備和RBS6201的RUS （Radio Unit Multistandard）或RBS6601的遠(yuǎn)端RRUS（Remote Radio Unit Multistandard）設(shè)備聯(lián)系起來，再結(jié)合基站所在機(jī)房的信息即可構(gòu)成RBS6000系列基站從近端到RUS/RRUS的設(shè)備關(guān)系的信息。

2 PA開發(fā)

2.1 主要模塊介紹

主要數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊功能有導(dǎo)入并解析OSS指令查詢輸出文件。另導(dǎo)入：小區(qū)話務(wù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、修正后的Erlang B表、固定開銷信道數(shù)表、基站機(jī)房對(duì)照表、基站所屬機(jī)房經(jīng)緯度信息表等。

“小區(qū)容量規(guī)劃分析”模塊在輸入話務(wù)量與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)比例、半速率比例、各頻段小區(qū)標(biāo)準(zhǔn)配置載波數(shù)后，將對(duì)全網(wǎng)小區(qū)進(jìn)行容量規(guī)劃分析?！靶^(qū)容量規(guī)劃分析結(jié)果導(dǎo)出”模塊導(dǎo)出規(guī)劃分析的結(jié)果，內(nèi)容包括：理想配置載波數(shù)、現(xiàn)網(wǎng)載波數(shù)、擴(kuò)減容載波數(shù)、需要分擔(dān)的載波數(shù)、理想擴(kuò)減容載波數(shù)、相關(guān)指標(biāo)（例如，總話務(wù)量、TCH擁塞率、半速率比例、無線利用率、每線總話務(wù)量等）的平均值等。

“小區(qū)硬件信息導(dǎo)出”模塊導(dǎo)出小區(qū)名、小區(qū)頻段、DXU類型、CDU類型、現(xiàn)網(wǎng)載波數(shù)、EDGE載波數(shù)、RBS2000系列基站各類型的載波硬件數(shù)、RBS6000系列基站各類型的載波硬件數(shù)、可能存在的載波硬件冗余數(shù)等。“RBS6000系列基站設(shè)備關(guān)系表導(dǎo)出”模塊導(dǎo)出近端設(shè)備名和所在機(jī)房、近端設(shè)備所帶小區(qū)數(shù)及小區(qū)名、DUG數(shù)、各DUG名和所帶的小區(qū)數(shù)及小區(qū)名、近端設(shè)備所帶RUS/RRUS數(shù)及名稱、各DUG所帶的RUS/RRUS數(shù)及名稱、基站總載波數(shù)、各小區(qū)載波配置數(shù)、使用了TG同步的小區(qū)名等。設(shè)備名采用硬件本身的串號(hào)。“RBS6000系列基站機(jī)房小區(qū)經(jīng)緯度信息表導(dǎo)出”模塊導(dǎo)出RBS6000系列基站近端設(shè)備名、近端設(shè)備所在機(jī)房及其經(jīng)緯度、近端設(shè)備所帶小區(qū)名及各小區(qū)的經(jīng)緯度等。

與地圖功能相關(guān)的主要模塊有“生成RBS6000系列基站機(jī)房地圖文件”模塊在導(dǎo)入由“RBS6000系列基站設(shè)備關(guān)系表導(dǎo)出”模塊導(dǎo)出的關(guān)系表后生成以星形符號(hào)表示RBS6000系列基站所在機(jī)房的地圖文件。在地圖窗口中點(diǎn)擊某個(gè)機(jī)房可以顯示該機(jī)房中基站的所有近遠(yuǎn)兩端設(shè)備及其關(guān)系，顯示內(nèi)容包括RBS6000系列基站設(shè)備關(guān)系表中的全部字段?！吧尚^(qū)地圖文件”在導(dǎo)入小區(qū)CDD（Cell Design Data）文件（包括小區(qū)名、小區(qū)天線方向角、小區(qū)經(jīng)緯度等信息）后生成以線段或扇形表示小區(qū)的地圖文件?！吧蒖BS6000系列基站機(jī)房小區(qū)關(guān)系地圖文件”模塊在導(dǎo)入由“RBS6000系列基站機(jī)房小區(qū)經(jīng)緯度信息表導(dǎo)出”模塊導(dǎo)出的信息表后生成以線段表示的基站機(jī)房小區(qū)關(guān)系，線段兩端分別連接基站近端設(shè)備所在機(jī)房和遠(yuǎn)端小區(qū)，并在線段上顯示兩端之間的距離。

2.2 主要模塊的實(shí)現(xiàn)

“小區(qū)容量規(guī)劃分析”模塊的實(shí)現(xiàn)如下：

（1）從總話務(wù)峰值時(shí)刻的小區(qū)話務(wù)量數(shù)據(jù)庫表和小區(qū)PDCH占用數(shù)數(shù)據(jù)庫表中讀取記錄，由預(yù)測(cè)后的小區(qū)話務(wù)量查詢Erlang B表數(shù)據(jù)庫表得到的信道數(shù)加上預(yù)測(cè)后的PDCH占用數(shù)求出小區(qū)每天的總需求信道數(shù)。

（2）計(jì)算小區(qū)每天總需求信道數(shù)序列的最小值和最大值等統(tǒng)計(jì)值，在后臺(tái)調(diào)用Excel中的正態(tài)分布函數(shù)Normdist，按公式（1）求出總需求信道數(shù)；考慮半速率比例，并查詢固定開銷信道數(shù)數(shù)據(jù)庫表，求出小區(qū)所需的理想配置載波數(shù)、理想擴(kuò)減容載波數(shù)、考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因素的擴(kuò)減容載波數(shù)、需要分擔(dān)的載波數(shù)等；查詢其他數(shù)據(jù)庫表，給出TCH擁塞率的平均值等指標(biāo)；將上面規(guī)劃分析結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫表中。

（3）重復(fù)步驟（1）和（2），直至完成所有記錄的計(jì)算。

“小區(qū)硬件信息導(dǎo)出”模塊的實(shí)現(xiàn)如下：

（1）讀取含小區(qū)名、現(xiàn)網(wǎng)載波數(shù)等信息的數(shù)據(jù)庫表的記錄，查詢含DXU、CDU等信息的數(shù)據(jù)庫表；查詢含DCP號(hào)、TRX類型和TRX串號(hào)等的數(shù)據(jù)庫表，計(jì)算小區(qū)EDGE載波數(shù)，判斷小區(qū)載波硬件類型，根據(jù)小區(qū)不重名TRX串號(hào)的數(shù)量計(jì)算小區(qū)的載波硬件數(shù)；由公式（3）計(jì)算小區(qū)可能存在的載波硬件冗余數(shù)；將上述讀取、查詢或計(jì)算的相關(guān)結(jié)果輸出至Excel中。

（2）重復(fù)步驟（1），直至完成所有記錄的輸出。

“RBS6000系列基站設(shè)備關(guān)系表導(dǎo)出”模塊的實(shí)現(xiàn)如下：

（1）查詢含RBS6000系列基站近端設(shè)備信息的數(shù)據(jù)庫表，獲取全網(wǎng)所有RBS6000系列基站小區(qū)的查詢表；根據(jù)查詢表得到全網(wǎng)所有不重名的近端設(shè)備名稱；由不重名的近端設(shè)備名稱查詢含RBS6000系列基站近端設(shè)備信息的數(shù)據(jù)庫表，結(jié)合查詢基站機(jī)房數(shù)據(jù)庫表，獲取RBS6000系列基站近端所有設(shè)備的信息（例如，近端設(shè)備名稱、近端設(shè)備所在機(jī)房、各DUG名稱、各DUG所帶小區(qū)等）；查詢含小區(qū)載波數(shù)信息的數(shù)據(jù)庫表，獲取基站總載波數(shù)和各小區(qū)載波配置數(shù)；判斷使用了TG同步的小區(qū)名；查詢含TRX串號(hào)的數(shù)據(jù)庫表，獲取RBS6000系列基站RUS或RRUS的信息（例如，近端設(shè)備所帶RUS/RRUS數(shù)及名稱、各DUG所帶的RUS/RRUS的數(shù)及名稱等）；查詢基站所屬機(jī)房經(jīng)緯度信息數(shù)據(jù)庫表，獲取近端設(shè)備所在機(jī)房的經(jīng)緯度；將上述獲取和判斷的信息輸出至Excel中。

（2）重復(fù)步驟（1），直至完成所有不重名的近端設(shè)備對(duì)應(yīng)信息的輸出。

在實(shí)現(xiàn)與地圖功能相關(guān)的模塊（例如“生成RBS6000系列基站機(jī)房地圖文件”等模塊）和功能（例如地圖窗口的放大、縮小、移動(dòng)、選擇等）時(shí)，軟件采用了OLE自動(dòng)化方法，將MapInfo的地圖窗口等集成進(jìn)來。PA作為OLE自動(dòng)化控制器，通過OLE調(diào)用作為OLE自動(dòng)化服務(wù)器的MapInfo[9?10]。軟件在建立MapInfo自動(dòng)化對(duì)象并在后臺(tái)啟動(dòng)MapInfo后，用該對(duì)象的Do方法向MapInfo發(fā)送代表MapBasic語句的字符串。為獲取MapBasic表達(dá)式的值，用該對(duì)象的Eval方法向MapInfo發(fā)送代表MapBasic表達(dá)式的字符串。

3 應(yīng)用實(shí)例

例1 2013年12月對(duì)佛山移動(dòng)GSM全網(wǎng)小區(qū)進(jìn)行了容量分析（未考慮業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，半速率比例為20%）。由分析結(jié)果可統(tǒng)計(jì)全網(wǎng)不同頻段下各種基站設(shè)備類型的小區(qū)間載波優(yōu)化調(diào)整的空間。例如，1 800 MHz頻段下RBS6201，RBS2206，RBS2202類型基站小區(qū)的擴(kuò)減容載波數(shù)分別為：1 725個(gè)，945個(gè)和597個(gè)。負(fù)數(shù)表示該類型基站設(shè)備小區(qū)的擴(kuò)容載波數(shù)小于減容載波數(shù)，正數(shù)則反之。

從整體上看，同是1 800 MHz頻段下，佛山移動(dòng)RBS6201類型基站小區(qū)間載波優(yōu)化調(diào)整空間較大，減容載波數(shù)可滿足擴(kuò)容載波數(shù)的需求，RBS2206和RBS2202類型基站小區(qū)則相反，減容載波數(shù)無法滿足擴(kuò)容載波數(shù)的需求。

例2 在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（例如佛山移動(dòng)GSM16或17期無線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容規(guī)劃）方案制定中，需要給出規(guī)劃站點(diǎn)的載波數(shù)及基站硬件配置等。在缺乏現(xiàn)網(wǎng)RBS6601室內(nèi)站點(diǎn)（用作室內(nèi)分布系統(tǒng)信源）設(shè)備統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的情況下，很難給出這種站點(diǎn)的規(guī)劃配置數(shù)據(jù)。利用PA軟件，可方便地提供這方面的規(guī)劃參考數(shù)據(jù)。

以下為根據(jù)PA結(jié)果統(tǒng)計(jì)出的佛山移動(dòng)RBS6601室內(nèi)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。室內(nèi)小區(qū)平均配置RRUS數(shù)為1.10個(gè)，室內(nèi)小區(qū)平均需求載波數(shù)為2.70個(gè)。平均每MU帶小區(qū)數(shù)為2.92個(gè)，DUG與RRUS比例為1[∶]2.37。

4 結(jié) 語

本文介紹的軟件可利用愛立信OSS數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)GSM系統(tǒng)的小區(qū)容量規(guī)劃分析和基站設(shè)備管理。應(yīng)用表明，該軟件可有效地支撐無線網(wǎng)絡(luò)的容量分析和規(guī)劃及基站設(shè)備的優(yōu)化調(diào)整等工作。軟件有待進(jìn)一步完善的地方包括：在容量分析中引入雙頻網(wǎng)（900 MHz和1 800 MHz頻段GSM網(wǎng)絡(luò)）及區(qū)域的均衡分析。

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