南京移动青奥保障设备容量和模型估算

1、2014南京青奥会保障方案（LTE 分册）ALU设备容量介绍和LTE网络模型估算v5Contents一、概述3二、TDD LR13.3 ENB能力介绍41.网络设计建议容量42.BBU处理能力5三、南京青奥会期间的话务模型估算和话务容量规划71.容量规划采用话务模型修正法72.南京青奥会LTE容量估算82.1单站容量设计流程82.2评估依据：南京移动LTE用户渗透率推算82.3评估依据：单用户混合话务模型92.4模型下的南京现网单用户业务量推算102.5特殊场景单用户LTE模型分析132.6RRC连接数License的考虑15四、南京青奥会重点场馆LTE容量规划思路16一、 概述第二届夏季青年

2、奥林匹克运动会将于8月16日-08月28日在南京召开，整个运动会承办体育场馆是由35个场馆组成，这些场馆将承担全部28个项目的比赛和训练。 其中27个比赛场馆（兼训练场馆），8个训练场馆。届时将会迎接来自全球204个参赛国家和地区，3800多名运动员，随行人员3800人（随行人员和运动员之比1：1），3000多名中外记者，以及来国内自各地体育局的领导和观众。 中移动南京LTE网络将在4G元年经历第一次的容量和质量考验。紧随南京青奥会的，是9月开始的各大院校开学季，在此期间还有新一代Iphone 6等智能终端的正式发布。我们可以预见到届时在南京打响激烈的4G争夺战并且不出意外的话，中国移动将获得

3、明显优势。这就要求我们在青奥会热点保障、大话务量冲击保障的基础上，进一步在LTE全网做好承接大话务、提升用户感知的工作。本文按照如下逻辑展开1. TDD LTE主设备在LR13.3版本的容量介绍2. 结合阿尔卡特朗讯LTE单用户话务模型，南京LTE用户增长趋势预判和上海贝尔承接支持大型场馆大型赛事活动的经验，针对LTE宏站网络和VIP区域室分网络的容量规划进行分析。3. 对南京青奥会热点的扩容建议二、 TDD LR13.3 ENB能力介绍1. 网络设计建议容量连接态active RRC数无线承载数适用配置说明单载扇200650现场各种配置（注1）注2,3单ENB 12003900单ENB最大支

4、持6载扇。注1：现场配置如下（适用于各种RRH类型）- 20 Mhz, 1 sector-carriers per bCEM, 3 bCEM per eNB, 1 eCCM2 per eNB- 20 Mhz, 2 sector-carriers per bCEM, 2 bCEMs per eNB, 1 eCCM2 per eNB- 20 Mhz, 2 sector-carriers per bCEM, 3 bCEMs per eNB, 1 eCCM2-HR per eNB注2：- 小区容量指标就是每载频激活态用户数和每载频的承载。通常每个用户允许建立的最多承载是8个bearer，商用网中平均3

5、个承载，数据业务用default bearer, VOIP会多两个，1个是QCI=5 IMS信令，一个是QCI=1走VOIP数据包注3：- 结合ALU 单用户话务模型，以上配置经过了LR13.3平台的严格测试，结果符合网络设计建议容量目标。根据CMCC的需求，我们在上述容量表述中对如下功能作出说明：n CSFB 语音R8版的CSFB语音功能是全网在VoLTE前必开的功能。在制定话务模型时，我们把CSFB语音呼叫（或者被叫）在LTE侧理解为一次寻呼（如果是被叫），一个忙时呼叫（Service Request业务请求 + S1接口释放）再加上一个TAC更新。在LTE侧看来，CSFB voice呼叫

6、的保持时间很短，不到1s。因此，把CSFB计算在话务模型里相当于增加了信令量， 降低了平均通话保持时间。总体来说影响不大。n MAC-DRX这个是全网在VoLTE前必开的功能，支持该功能的UE省电效果最高可达75%。ALU小区容量支持“单小区200个用户”，不受MAC-DRX状态影响。n VoLTEVoLTE在CMCC现场还不成熟，不久的将来可以预见到会占比越来越高。在ALU的话务模型制定和大负荷测试过程里，我们兼顾了只使用CSFB的情况 （CMCC现状），以及大比例使用VoLTE的情况（美国运营商Verizon模型假设）。在LR14.3对于小区负荷的总体监控，建议可以使用以下通用性能指标l

7、RRC 连接用户数a) VS_UE_RRC_connected_avg_ForAllCellsb) VS_UE_RRC_connected_maxl PDCP 流量a) VS.DRBPdcpSduKbytesULb) VS.DRBPdcpSduKbytesDLc) VS.DRBPdcpSduKbytesUL.VoIP + VS.DRBPdcpSduKbytesUL.OtherGBR + VS.DRBPdcpSduKbytesUL.NonGBRd) VS.DRBPdcpSduKbytesDL.VoIP + VS.DRBPdcpSduKbytesDL.OtherGBR + VS.DRBPdcpSd

8、uKbytesDL.NonGBRl PRB利用率a) (VS_PRB_usage_VoIP_DL_cum + VS_PRB_usage_GBR_WithoutVoIP_DL_cum + VS_PRB_usage_NonGBR_DL_cum) / (VS_PRB_usage_all_DL_NbEvt * 100)b) (VS_PRB_usage_VoIP_UL_cum + VS_PRB_usage_GBR_WithoutVoIP_UL_cum + VS_PRB_usage_NonGBR_UL_cum) / (VS_PRB_usage_all_UL_NbEvt * 100)此外，还有针对各个RRM

9、资源管理算法的counter可以用来观察算法是否有效。2. BBU处理能力 本章节介绍的是9926 BBU处理能力。LR13.3上9926 BBU体现为列各个方面的能力从而完全匹配中国移动网络设计建议容量的要求ENB信令处理能力如下：上述信令组合模型，是从ALU话务模型统计估算，结合3GPP标准信令流程制成。 对于“每载扇200用户”的需求模型，推算RACH接入要求如下：- 假设每小区200 active 用户，那么对应话务模型应该是总共1000个附着用户。- 再假设每个附着用户产生30 BHCA， 考虑HO/TAU/RRC reestablishment 引入的RACH开销，增加30% ma

10、rgin- 那么在忙时一小时内，每秒RACH接入数为1000*30*（1+30%）、3600 = 10.8，远低于设备具备的理论极限100/200 per second结论是设备应对RACH的冲击肯定没有问题。以上是对于LR13.3版本上，ALU ENB系统的能力概述。在下文中可以看到，我们基于南京话务发展推算出的小区负荷，是可以被现网ENB正常承载的。在重点VIP地点，我们仍旧建议开始双载波功能。现在每站点ENB是3载扇的，软件扩容至6载扇。结合负荷均衡的算法可以很好地提升用户体验。三、 南京青奥会期间的话务模型估算和话务容量规划模型制定的前提说明： 本设计模型是按照现网话务模型和未来4个月

11、的用户发展情况进行青奥期间的总用户数量测算，结合单用户模型推导出单载扇容量。最终会以现场保障为目的配置载扇，并不能用于未来几年的长期网络容量设计。 场馆特殊模型可借鉴的案例很少，目前采用的极端模型基于假设，相对常规模型给予了一定的放大量。1. 容量规划采用话务模型修正法主要思路如下图所示：2. 南京青奥会LTE容量估算2.1 单站容量设计流程主要思路是通过单用户模型和网络配置参数得到单站的支持用户数，用每个场馆或者每个覆盖区域的移动用户数和LTE渗透率来推导需要的LTE载波数量；通过总载波数量和总用户数和话务模型来推导需要的Token数量以及其他板卡数量。2.2 评估依据：南京移动LTE用户渗

12、透率推算 通过LTE用户渗透率估算以及每个场馆座位数情况可以得到LTE的用户数量，通过用户数量和单载波能力可以估算具体的LTE载频需求量。 2014年4月南京LTE用户数为5.5万 6月前每月新增2万 6月后Iphone终端上市合约机套餐使得每月新增用户增加到5万 预计国外体育代表团和随行人员和记者1.1万人（运动员3800人、随行人员3800人、国内外记者3000人）这些用户即使是4G用户，终端也大多是FDD终端。除非中移对这些用户有特殊考虑，例如和协作方一起发行上网卡。否则不会增加中移TDD网络的容量 国内的外来观摩人数假设有5万轮次，参照目前中移65%的用户比例为，加上LTE终端渗透率5

13、.1%（28万的渗透率），届时外来国内LTE用户数为1625人。通过上述分析，预计到8月份青奥会比赛日，南京LTE用户为28万，具体见下表：(建议在设计时给一个20%的冗余)时间2014年4月2014年5月2014年6月2014年7月2014年8月比赛日LTE用户数（万）5.57.510.517.52833.6月增量（万）23710.5说明引入Iphone套餐Iphone套餐+外来4G用户5000人考虑增加20%冗余考虑南京移动共550万移动用户，届时4G渗透率为:33.6/550=6.1%2.3 评估依据：单用户混合话务模型鉴于中国的LTE尚处于起步阶段，用户基数较少，制定个性化的模型依据并

14、不强。因而我们采用ALU的一个基于北美和欧洲的通用混合话务（Traffic Mix）模型如下：模型输入混合归一化模型输出2.4 模型下的南京现网单用户业务量推算单用户月平均流量南京单用户月流量为：用户数量总流量（GB）单用户月均流量（GB）55000810091.47现网4G用户平均每月上下行总流量为1.47GB，假设LTE单用户使用流量按照每月5%递增，则单用户月平均流量发展趋势如下：时间2014年4月2014年5月2014年6月2014年7月2014年8月单用户月下行流量（MB）13201385145415271604单用户月上行流量（MB）189197207218229单用户月总流量（M

15、B）15081584166317461833单用户月总流量（GB）1.471.551.621.711.79单用户忙时集中系数下表为现网卡特区域LTE的24小时流量统计，和语音6忙时相比，数据业务忙时明显加大。 从上午9:00晚上20:00都是数据业务忙时，忙时达到12小时。忙时数据流量总占比为72.5%。由此可以推测青奥比赛日的一般用户模型如下：模型项目模型值4G用户数(万）284G用户渗透率6.10%用户月流量1833MB日忙时数12数据忙时流量占比72.50%4G单用户忙时总流量(MB)3.694G单用户忙时DL总流量(MB)3.23 4G单用户忙时UL总流量(MB)0.46 使用上述模型

16、可以得到单LTE用户忙时流量模型：data % Subs 100.0 %Traffic Volume / Sub / BHDL26449.00 kbitUL3778.00 kbitBusy Hour (RRC) Connection Attempts15要得到单载扇的能力，必须先给定网络配置参数，我们采用南京现网的宏站网络参数：Bandwidth20MTDD frame configuration2TDD special subframe configuration7 # sectors per site3DL air interface feature8TX BF2*2MIMOUL air

17、interface feature8RxDivPA hardware8*5WReference for air interface performances NGMN case 1单载扇支持用户数输出为：单站支持LTE用户数单载扇支持LTE用户数60002000单站可覆盖实际人数单载扇可覆盖实际人数50441注：单站可覆盖实际人数为根据中移动用户比例和中移动LTE用户渗透率反推得到的单载扇可实际覆盖总人数。结论 从目前的模型预测看，非特殊情况下（开闭幕式奥体内场）ALU单站容量能够支撑青奥会期间的用户数量。除非产生特殊的突发话务，青奥会外围宏站单载波即可支持容量需求。2.5 特殊场景单用户LT

18、E模型分析奥体主场馆承接了青奥会开闭幕式，该场馆有61500个座位，用户密度远超普通场景。此外主场馆内大多为静态用户，数据需求量远大于平时。还可能有媒体发布即拍即传等行业应用，因此容量上需要做特殊考虑。此外，场馆用户会有明显的潮汐现象，例如开闭幕式期间绝大部分用户都在看台，而散场后，立即会涌向停车场、地铁站、集散中心、周边道路。给外围网络容量带来很大的压力。但散场后单用户数据业务的使用会相对少些，反而语音业务会有突发的增长。预计的容量压力点如下所示:开赛前场内场外比较均匀，赛场内商业活动区、赛场周围应急车、集散中心赛事期间内场室分赛事结束内场室分、媒体中心、周围应急车、集散中心、周边道路宏站模

19、型制定的方式： 大网模型同比放大法：大网模型同比放大，包括用户渗透率、上下行单用户流量。放大倍数需要商定或者借鉴同类场馆模型。广州天河体育场借鉴模型广州天河体育场承办了恒大亚冠赛事，我们收集了该模型作为参考，由于话务统计报告没有小区级的ATTACH用户数，所以对用户渗透率做了一定的假设：场馆人数移动用户比例LTE用户渗透率场馆内总LTE用户数忙时每用户总流量5.6万65%5%18208MB上文中我们采用的宏网普通模型单用户忙时流量为:3.69MB(DL:26649kb,UL:3778kb),可见天河体育场模型比普通模型大2.2倍。为了预留更多的容量，考虑更加恶劣的情况，我们把极端模型放大3倍，

20、即采用单用户忙时11MB（DL：9.76MB，UL：1.38MB）的模型进行极端模型计算，并放大终端渗透率50%（达到9.2%），结果如下：注：奥体场馆观众以青年和中年人为主，此类群众高端手机较多，因此考虑放大50%的终端渗透率。单用户模型输入如下：data % Subs 100.0 %Traffic Volume / Sub / BHDL79947 kbitUL11334 kbitBusy Hour (RRC) Connection Attempts15 LTE重点场馆特殊模型宏站单载扇支持用户数输出为：单站支持LTE用户数单载扇支持LTE用户数32221074单站支持LTE用户数（考虑50

21、%资源利用率）单载扇支持LTE用户数（考虑50%资源利用率）1611537单站可覆盖实际人数单载扇可覆盖实际人数269408980宏站和双路室分可以借鉴此模型。在做场馆室分规划时，只要控制单载扇覆盖区域内总人数在8980个以内，即可满足特定话务模型下的容量需求。单路室分单载扇支持用户数输出为：单站支持LTE用户数单载扇支持LTE用户数2046682单站支持LTE用户数（考虑50%资源利用率）单载扇支持LTE用户数（考虑50%资源利用率）1023341单站可覆盖实际人数单载扇可覆盖实际人数1710757022.6 RRC连接数License的考虑基于目前模型计算的忙时平均RRC/attach U

22、E为13%，ATTACH UERRC激活率需要RRC license目前已购License目前冗余量考虑50%冗余量需要的RRC连接数13%364005500034%72800建议青奥会期间可增加RRC的license到7万7.5万。四、 南京青奥会重点场馆LTE容量规划思路如何使用话务模型任何青奥场所和周围宏站都可以归属为上述两类话务模型，建议外围道路宏站和非重点场馆采用普通话务模型。奥运主场馆、主场馆外围第一圈宏站、集散中心、新闻中心这些场所使用极端话务模型。模型使用时只需要关注该模型的可覆盖实际人数，此人数不是LTE用户数，而是所有的人（为了计算方便，已经通过单载扇支持的LTE户数，按照

23、中移动的用户比例和LTE渗透率则算过来了）普通模型单载扇覆盖人数极端模型单载扇覆盖人数宏站和双路室分：50441宏站和双路室分：8980单路室分：50441单路室分：5702我们在规划时只要估计一下每个小区的覆盖范围，依照范围估计可能的人数；将单载扇覆盖的总人数控制在模型内，该小区容量就在安全范围内了如何考虑重要场馆多用户并发下的保证速率： 决定单用户吞吐速率的因素很多，主要有： 无线环境，即业务信道SINR（信号强度&邻区干扰） 基站的天线（TM）模式，最主要是单路还是双路 手机的CAT类型其中最关键的是用户使用业务处的无线环境，用户全部分布在好点和全部分布在差点得到的小区吞吐速率有极大的差

24、异。又比如无线环境的好坏和室分的类型有关，有好至坏依次是：封闭型室分半开放型室分全开放型室分。因此我们只能给出一个多用户并发状态下能支撑多少1Mbps速率用户的大致的范围。见下表：单路室分双路室分网络配置Config2 SF7 TM1 Config2 SF7 TM3小区吞吐率（开放性环境，100%邻区干扰）23.6Mbps26.1Mbps可支持1M速率并发用户数2326小区吞吐率（封闭类孤站环境）46Mbps70Mbps可支持1M速率并发用户数46701. 奥体主赛场容量评估主场馆分区观众数/人数移动LTE用户数使用模型室分类型需要LTE载扇数目前配置室分(宏站）载扇数允许1M并发用户（最差环

25、境）允许1M并发用户（最好环境）允许1M并发率(差/好）备注奥体主体育场主看台615003678极端模型SISO111423468.8%/17.5%体育场内部615003678极端模型SISO111423468.8%/17.5%体育场外围615003678极端模型MIMO7926N/A6.4%三辆应急车，各配置D频段双载波办公室2000120普通模型MIMO12267043.5%/100%两个室分小区停车场N/A普通模型SISON/A1N/AN/AN/A备注：允许1M并发率=允许1M的并发用户数/该小区下总用户数，我们根据用户可能所处的室分无线环境不同（宏站就是一种最差无线环境）给出了最差情况

26、和最好情况两种值。从奥体目前设计的容量看，已经能够基本满足本次青奥会的容量需求。在主席看台或者VIP看台的室分建议开启双载波，以增加局部容量，提升用户感知。2. 河西奥运村奥运村的总体规划思路是采用多层外打楼宇的方式进行覆盖，基本是由外而内的覆盖方式。主场馆观众数/人数移动LTE用户数使用模型室分类型需要LTE载扇数目前配置室分(宏站）载扇数允许1M并发用户（最差环境）允许1M并发用户（最好环境）允许1M并发率(差/好）备注青奥村6000359极端模型SISO27234644.8%/89.7%底层外打覆盖方式，无线环境不如纯室分3. 青奥指挥中心（主运营中心）主场馆观众数/人数移动LTE用户数

27、使用模型室分类型需要LTE载扇数目前配置室分(宏站）载扇数允许1M并发用户（最差环境）允许1M并发用户（最好环境）允许1M并发率(差/好）备注青奥指挥中心100060极端模型MIMO1122670100%/100%估算人数可能偏小，该区域有很大上网卡办公的使用需求4. 媒体中心（奥体网球中心）分区观众数/人数移动LTE用户数使用模型室分类型需要LTE载扇数目前配置室分(宏站）载扇数允许1M并发用户（最差环境）允许1M并发用户（最好环境）允许1M并发率(差/好）备注奥体网球中心（媒体中心）100060极端模型SISO11234638.5%/76.9%按照设计模型容量是够得，但考虑该场馆可能会存在

28、较大的上下行多媒体传送，建议开启双载波建议：开启奥体网球中心室分的双载波组网和容灾考虑：重要场馆室分容量兼质量建设思路：每片区域室内都可采用双载波，容量一步到位。在此次没有过多大容量需求的情况下，可以兼做质量。主要考虑如下：由于是静态用户，移动性问题会非常少。相邻两个小区的双载波可以设置不同的接入优先级。即C1、C2、C1、C2优先这样穿插。开启同站载波负荷均衡功能，但设置触发Load门限到50%。这样在中低话务情况下其实是异频插花组网，邻区干扰非常小。只有产生极端话务时，才会分流到第二载波，产生小区间较大的PDSCH的干扰，降低边缘SINR。这是容量和覆盖兼顾的组网方法。 容灾考虑：在重要半

29、开放型场馆，如果有条件，可以分区部署MRO，把MRO的接入优先级设到宏站和室分之间，即室内平时占不上，也可以降功率操作。但如果那片区域的室分站出现宕机，在没有覆盖的情况下，MRO就可提升功率作为容灾考虑了。其他重要保障场所：集散中心、体育场进出口、商业购物区。在容量不是问题的情况下，也必须考虑两重覆盖以确保某个站出现故障情况下不失去覆盖。注意，同站双载波不属于容灾，他们还是在同一个BBU同一个RRH下，要坏一起坏的。不同的组合方式有，宏站+室分、宏站+MRO、宏站F+D、MRO+室分四种，采用怎样的方式最佳需要结合每个场馆重点区域的勘测，制定最优化的方案。MRO在国外有作为容灾和热点使用的案例

30、：附录：所有青奥场所设计容量评估区域主场馆分区观众数/人数移动LTE用户数使用模型室分类型需要LTE载扇数目前配置室分(宏站）载扇数允许1M并发用户（最差环境）允许1M并发用户（最好环境）允许1M并发率(差/好）备注奥体中心区域南京奥体中心奥体体育场主看台615003678极端模型SISO111423468.8%/17.5%体育场内部615003678极端模型SISO111423468.8%/17.5%体育场外围615003678极端模型MIMO7926N/A6.4%三辆应急车，各配置D频段双载波办公室2000120普通模型MIMO12267043.5%/100%两个室分小区停车场N/AN/A

31、普通模型SISON/A1N/AN/AN/A无话务需求体育馆13500807极端模型MIMO27267022.5%/60.7%游泳馆3100185极端模型SISO12234624.8%/49.6%现代五项赛场100060极端模型SISO132346100%/100%田径8x100m场馆615003678极端模型SISO111423468.8%/17.5%同主看台设计，场地上没有话务量，主要在看台奥体网球中心（媒体中心）100060极端模型SISO11234638.5%/76.9%按照设计模型容量是够得，但考虑该场馆可能会存在较大的上下行多媒体传送，建议开启双载波五台山体育场300001794极端

32、模型MIMO4226702.9%/7.8%容量存在缺口，建议开双载波或者小区分裂体育馆9500568极端模型SISO23234612.1%/24.3篮球场150090极端模型SISO11234625.6%/51.3%南京国际博览中心D馆100060极端模型SISO11234638.5%/76.9%E馆100060极端模型SISO11234638.5%/76.9%F馆100060极端模型SISO11234638.5%/76.9%龙江体育馆3000179极端模型SISO12234625.6%/51.3%人文风景区南京体育学院体育馆3000179极端模型SISO11234612.8%/25.6%中国

33、网球学院2000120极端模型SISO1N/AN/AN/AN/A目前规划尚在进行中，尚未上传平台南京市水上运动学校100060普通模型SISO1N/AN/AN/AN/A目前规划尚在进行中，尚未上传平台南京国际展览中心马术馆100060普通模型SISO142346100%/100%青奥体育公园小轮车赛场2000120普通模型SISO11234619.2%/38.5%曲棍球场2000120普通模型SISO11234619.2%/38.5%橄榄球场2000120普通模型SISO11234619.2%/38.5%沙滩排球赛场150090普通模型SISO11234625%/51%大学城场馆区江宁体育中心

34、体育场300001794极端模型SISO6523466.4%/12.8%容量存在1个载扇的缺口，建议重点区域开双载波体育馆4000239普通模型SISO12234619.2%/38.5%江宁体育中心训练馆50030普通模型SISO122346100%/100%方山射箭场100060普通模型SISO11234638.5%/77%射击馆100060普通模型SISO11234638.5%/77%接待中心50030普通模型SISO11234677%/100%培训楼50030普通模型SISO11234677%/100%竞赛中心50030普通模型SISO11234677%/100%飞碟附房50030普通模

35、型SISO11234677%/100%运动员公寓100060普通模型SISO11234638.5%/77%青奥村青奥村青奥村6000359极端模型SISO27234644.8%/89.7%底层外打覆盖方式，无线环境不如纯室分青奥指挥中心青奥指挥中心青奥指挥中心100060极端模型MIMO1122670100%/100%估算人数偏小，该区域有很大上网卡办公的使用需求交通枢纽火车站5000299极端模型SISO12234615%/30.8%火车南站、汽车南站10000598极端模型SISO25234619%/38.5%汽车东站2000120极端模型SISO11234619%/38.5%禄口机场禄口机场营业厅1006极端模型MIMO112670100%/100%机场VIP区域100060极端模型SISO11234638.5%/76.9%机场新大楼T2航站楼200001196极端模型MIMO325267054%/100%停车楼20012极端模型MIMO152670100%/100%交通中心100060极端模型MIMO1426