TD—LTE無線網(wǎng)絡(luò)利用率評估測算研究

郭家奇　劉微

摘 要：文章在分析TD-LTE網(wǎng)絡(luò)物理層資源及其調(diào)度方法的基礎(chǔ)上，提出了TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)利用率的評估測算方法。并研究了以該指標(biāo)為基礎(chǔ)的信道增容策略制定。

關(guān)鍵詞：TD-LTE；物理資源；PDSCH；PDCCH；PUCCH；PUSCH

1 概述

目前TD-LTE網(wǎng)絡(luò)正在進(jìn)行二期工程建設(shè)，用戶和業(yè)務(wù)量將會快速增長，對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)資源的需求越來越大。為衡量網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，需提出利用率指標(biāo)用以合理地評估無線網(wǎng)絡(luò)資源利用情況，TD-LTE無線利用率的測算方法和考慮的內(nèi)容比其他通信系統(tǒng)更加復(fù)雜。文章以分析TD-LTE調(diào)度方法和物理層資源為基礎(chǔ)，提出利用率評估體系和測算方法，并以該指標(biāo)為基礎(chǔ)的提出物理信道的增容方案。

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)物理層技術(shù)

TD-LTE物理層資源RE為最小的資源單位，時域上為1個符號，頻域上為1個子載波（15kHz），RB業(yè)務(wù)信道的資源單位，在常規(guī)CP配置下，1個RB在頻域上包含12個連續(xù)的子載波，在時域上包含7個連續(xù)的0FDM符號，即頻域?qū)挾葹?80kHz，時間長度為0.5ms的物理資源，即7×12=84個RE，REG為控制信道資源分配的資源單位，由4個RE組成，CCE為PDCCH資源分配的資源單位，由9個REG組成，RBG為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位，由一組RB組成。TD-LTE系統(tǒng)不同的系統(tǒng)帶寬為1.4、3、5、10、15、20時對應(yīng)子載波數(shù)目為72、180、300、600、900、1200；對應(yīng)的RB數(shù)目為6、15、25、50、75、100。

3 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)利用率分析思路

TD-LTE系統(tǒng)中物理層下、上行控制信道映射及資源占用方式，如表1所示。

資源調(diào)度以PRB為單位同時引入虛擬資源塊VRB，大小與PRB是相同的，虛擬資源塊分兩類，集中方式即占用若干相鄰的PRB，分布方式即占用若干分散的PRB。兩種資源分配方式導(dǎo)致用戶及業(yè)務(wù)被分配到不同的PBR上。在TD-LTE系統(tǒng)中，資源調(diào)度周期（TTI）是1ms，網(wǎng)管上可以采集到每個周期中PRB占用數(shù)，因此最好采用無線資源PRB資源占用水平來評估TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)利用率情況。根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)特點可用以下幾類指標(biāo)衡量：無線網(wǎng)絡(luò)綜合利用率、PDSCH信道利用率、PDCCH信道利用率、上行信道利用率等共計4個指標(biāo)。

4 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)利用率指標(biāo)與計算方法

4.1 PDSCH下行信道利用率計算方法

（下行實際使用的PRB數(shù)/下行可使用的PRB數(shù)）*100%；其中：帶寬為20Mbit/s，每個TTI為1ms，下行可用PRB資源為100個PRB對。下行實際使用PRB數(shù)等于被調(diào)度用于傳輸TOSCH業(yè)務(wù)的PRB對個數(shù)。

4.2 上行信道利用率計算方法

（PUCCH占用的PRB數(shù)+PRACH占用的PRB數(shù)+PUSCH占用的PRB數(shù)）/上行總PRB數(shù)。其中：系統(tǒng)帶寬影像上/下行全部可用PRB數(shù)量，帶寬為20Mbit/s，每個無線子幀TTI為1ms，上/下行可使用PRB資源為100個PRB對。

PUCCH和PRACH信道一般要根據(jù)實際需求進(jìn)行配置，PUSCH的資源是隨著PUCCH和PRACH資源的增加而減少的，如果設(shè)備可實現(xiàn)資源動態(tài)配置的話，那么計算上行利用率時就需要考慮 PUSCH、PRACH、PUCCH三個信道的占用情況。

4.2 無線網(wǎng)絡(luò)綜合資源利用率

結(jié)合上述信道的計算方法，無線綜合資源利用率=（網(wǎng)絡(luò)實際占用PRB資源/總可用PRB資源）*100%。其中網(wǎng)絡(luò)實際占用PRB資源在PDSCH、PUSCH、PRACH、PUCCH信道占用資源中相加獲得：上下行可用PRB數(shù)同上所述。

5 利用率計算相關(guān)指標(biāo)及統(tǒng)計要求

基于以上理論原理，結(jié)合目前網(wǎng)管上能統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，本文總結(jié)出一種較為簡便的計算方法以及相關(guān)指標(biāo)用于評估TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)利用率。

無線利用率=（上行PRB占用平均數(shù)*X/（X+Y）+下行PRB占用平均數(shù)*Y/（X+Y））/小區(qū)PRB數(shù)*100%。X為上行子幀數(shù)，Y為下行子幀數(shù)，X、Y的取值參見eNdeB NRM中“上下行子幀配置”的備注欄。上行和下行PRB占用率的加權(quán)平均值。按照上行和下行子幀數(shù)的比值確定權(quán)值。一般網(wǎng)管是每TTI（1ms）采樣1次；每15min上報一次占用PRB數(shù)的統(tǒng)計平均值；占用PRB數(shù)每小時的值，再對4次15min的值取平均；占用PRB數(shù)每日平均值指對每小時的值求平均；每日忙時指對當(dāng)日每小時的值取峰值；忙時月均值指對當(dāng)月每日忙時取平均；忙時月峰值指對當(dāng)月每日峰值取峰值。

6 信道增容策略

在對信道進(jìn)行增容時，首要考慮隨業(yè)務(wù)量的增加容量受限的信道，如PDCCH、PDSCH、PUSCH，根據(jù)上述情況對這三個指標(biāo)制定擴容標(biāo)準(zhǔn)：

PDSCH信道增容衡量指標(biāo)：忙時PDSCH無線利用率超過m%的小區(qū)；：忙時上行無線利用率超過n%的小區(qū)；m、n值可通過網(wǎng)絡(luò)仿真、實際測試等手段取得。初期建網(wǎng)時可用同頻組網(wǎng)門限為75%，異頻組網(wǎng)門限為80%的值）。

PDCCH信道增容衡量指標(biāo)：綜合考慮資源利用和用戶數(shù)情況，如果信道資源利用率占用3個符號情況下，PDCCH CCE利用率大于等于門限值（同頻組網(wǎng)門限為70%，異頻組網(wǎng)門限為80%）的時候建議擴容。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣遠(yuǎn)，湯利民.TD-LTE原理與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2]焦燕鴻，趙旭凇.TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)利用率評估體系探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2013（1）.