WCDMA容量估算

1、WCDMA容量估算课程内容WCDMA规模估算介绍规模估算介绍WCDMA容量估算方法WCDMA规模估算案例概述n规模估算的主要任务是基于网络规划的覆盖,容量和质量需求对网络配置进行初步估算,给出各网元数目的初步规模.nWCDMA规模估算需综合考虑网络覆盖,容量,质量等各方面的因素,寻求最佳平衡点-源于WCDMA系统软容量特性nWCDMA规模估算的难点在于同时处理话音业务和数据业务的容量需求混合业务带来的挑战服务质量服务质量系统覆盖系统覆盖系统容量系统容量优化及调整优化及调整建网投资建网投资调查分析仿真建模勘查需求分析需求分析规模估算规模估算站点勘查和设计站点勘查和设计传播模型测试传播模型测试传播

2、模型校正传播模型校正输出规划报告输出规划报告网络仿真网络仿真 网络规划流程网络规划流程详细规划详细规划规模估算是规模估算是WCDMA无线网络无线网络预规划的重要工作内容预规划的重要工作内容!规模估算在无线网规流程中的位置基于覆盖与基于容量的估算n根据覆盖确定需要的NodeB数量l前向覆盖、反向覆盖小区覆盖半径l计算NodeB数量需求n根据用户容量确定需要的NodeB数量l前向容量、反向容量小区容量l计算NodeB数量需求n两者之间取大者WCDMA规模估算基本思路课程内容WCDMA规模估算介绍WCDMA容量估算方法容量估算方法WCDMA规模估算案例容量估算概述n 容量规划概述l 蜂窝网络规划首先

3、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。l 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。l 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。容量估算概述n 爱尔兰（Erlang）l一个Erl是指一条通话电路被100连续占用1个小时的话务负荷。n 忙时和BHCAl通常将一天24小时中话务量最大的一小时称为忙时；l相应此小时的呼叫次数为“忙时呼叫次数”或“忙时试呼次数”，缩写为BHCA。n 呼损率l 呼损是指一个移动通信系统的全部信道被占用后若再发生呼叫，则该呼叫将

4、无法接通而被损失掉，或者称为被阻塞的呼叫。呼损率就是这些呼叫被阻塞的概率。 l一般在规划中，业务信道的GOS为2%。容量估算概述3600100nErlang-B模型公式描述了业务信道数量、服务等级（呼损率）和能提供话务量三者之间的关系。根据爱尔兰公式可以将在不同呼损率和不同信道的情况下计算出话务量，汇总成爱尔兰B表。 n每用户忙时话务量为每用户的忙时话务量为每用户在一天内的呼叫次数为忙时集中系数（忙时话务量与全天话务量之比）n每用户忙时话务量通常取0.0250.03erl/户0容量估算n基于混合业务容量估算方法分别计算上行容量和下行容量，确定小区容量规模。业务总量规划区域各类业务量规划区域各类

5、业务量CS12.2kCS64kPS64kPS128kPS384kErlang表表单小区业务量上行链路干扰估计thermaljiupNPPN热噪声的干扰强度邻近小区的干扰强度本小区thermaljiNUEPUEP下行链路干扰估计thermaliDLNPPN)1 (热噪声临近小区的干扰强度本小区的信号强度小区正交因子thermaliNPP上下行系统负荷的影响因素上行负荷因子：上行负荷因子：下行负荷因子：下行负荷因子：NjjjjDLiRWNEb10)1(NjjjjULvRNoEbWi1)/(11)1 (下行负载不仅和用户数有关，还和下行信道正交因子密切相关上行噪声抬升反映了由于用户接入导致的基站接收

6、功率在热噪声功率上的抬升下行噪声抬升反映了由于多径信道的非正交性引起的干扰在热噪声功率上的抬升 上行容量受限于干扰上升253035404550556065234567891011user numbernoise rise(dB)下行容量受限于发射功率464850525456586062643234363840424446user numberTx Power (dBm)上下行容量和覆盖的关系常用混合容量估算方法n容量估算是WCDMA无线网规的一个重要环节，涉及网络投资成本的粗略评估nWCDMA是个混合多业务系统，数据业务的大量应用是其亮点n常见混合业务容量估算方法有:lEquivalent E

7、rlangs方法lPost Erlang-B方法lCampbell方法爱尔兰B表2%5% 1 0.0200.05320.2230.38130.6020.89941.0921.52551.6572.21862.2762.96072.9353.73883.6274.54394.3455.370105.0846.216115.8427.076126.6157.950137.4028.835148.2009.730159.01010.633169.82811.5441710.65612.4611811.49113.3351912.33314.3152013.18215.2492114.03616.18

8、92214.89617.1322315.76118.0802416.63119.0302517.50519.985Equivalent Erlangn基本原理：l是将一种业务等效成另一种业务，并计算等效后的总话务量，然后计算满足此话务量所需的信道数。n例如：l业务S1：12erl，每个连接占用1个信道；l业务S2：6erl，每个连接占用3个信道。Equivalent Erlangn方法一： 1erl的S23erl的S1 l根据erlang-B表，在2呼损率下，30erl需要39个信道资源（S1业务）。n方法二： 3erl的S11erl的S2l根据erlang-B表，在2呼损率下，10erl需要

9、17个信道资源（S2业务），即相当于51个S1业务的信道资源。+低速业务等低速业务等效效高速业务等高速业务等效效2 Erl 低速业低速业务务1 Erl高速高速业务业务满足同样满足同样GoS需要的容量不需要的容量不同同Equivalent Erlang计算结果与等计算结果与等效方式有关效方式有关Post Erlang-B方法n基本原理：先分别计算出每种业务满足容量所需的信道数，再将信道进行等效相加，得出满足混合业务容量所需的信道数n举例：l业务A：1个信道资源/每个连接，共12erll业务B：3个信道资源/每个连接，共6erll业务A需要19个信道（2%的阻塞率）；l业务B需要12个业务B信道（

10、相当于12*3=36个业务A信道，2%的阻塞率）；l两种业务共需要19+36=55个信道Post Erlang-B方法n计算一种特殊情况下的容量：l当S1和S2是同一种业务时，即每个连接都占用1个信道，则在2呼损下有：nS1： 12erl，需19个信道；nS2： 6erl，需12个信道。n需要信道数为31个信道。l但是，由于S1和S2是同一种业务，总量是18erl，查erlang-B表可知共需26个信道，显然正确结果是26个信道。n结论：Post Erlang-B方法计算结果偏大（3126）。原因是基站信道资源实际是在业务之间共享的，而Post Erlang-B方法人为地隔离了业务使用的信道资

11、源，其实是降低了基站信道资源利用率。1 Erl 业务A1 Erl 业务B+1 Erl业务A和1 Erl业务B满足同样GoS需要的容量不同A和B是同一种业务计算结果过于悲观Post Erlang-B方法Campbell方法-1n原理：将所有业务按一定原则等效成一种虚拟业务，并计算此虚拟业务的总话务量（Erl），然后计算满足此话务量所需的虚拟信道数，进而折算出满足网络容量的实际信道数n等效公式如下l 是容量因子；l 是混合业务方差；l 是混合业务均值；l 是业务i的等效强度；l 是业务i需要的信道数；l 是虚拟业务的业务量；l 是满足虚拟业务量需要的虚拟信道数（查erlangB表）。n最后求出Ci

12、caCCapacityiicfficOfferedTraiiiiiiaerlaerlc2cviaiCOfferedTrafficCapacityCampbell方法-2n举例业务A：1个信道资源/每个连接，共12erl业务B：3个信道资源/每个连接，共6erln均值n方差n容量因子n虚拟业务量n在2%的阻塞率下，满足虚拟业务量所需的信道数是21（虚拟信道数）n满足2%的阻塞率情况下，各业务所需的信道数业务A：业务B：2.23066c3036112iiaerl6636112222iiaerl63.132 . 230 Traffic Offeredc471)2 . 221(1C493)2 . 22

13、1(2C三种方法的比较n业务S1：12erl，每个连接需1个信道n业务S2：6erl，每个连接需3个信道估算方法需信道数结论Equivalent Erlang方法139偏小方法251偏大Post Erlang-B55偏大Campbell47或者49较合理n爱尔兰等效方法：可以用于某一种业务占比都很大的情况下，例如电路域的业务比例非常高时。nPost erlang-B方法：由于人为的分割了信道资源，降低了信道资源的利用率。nCampbell方法：就目前来说，对于多种业务混合存在时，是比较合理的方法。在相同的业务等级GOS要求下，不同业务需要的信道资源略有不同，或者说，在相同的信道资源下，不同业务

14、得到的服务等级不同。从这一点来说，Campbell方法也是较为合理的。 混合容量算法对比-1n以一个上行容量估算为例：n假设网络中CS12.2K业务有1000erl，CS64K业务有10erl，PS64K业务有100erl，各业务阻塞率均为2。n多小区环境下，各业务的上行极限容量计算：n各种算法估算得到的基站规模Post ErlCampbell 5845混合容量算法对比-2nPost Erl方法的估算较大。n两种方法的优缺点如下表所示：优点缺点Post Erl1.原理简单，计算简便，容易理解和接受，应用普遍；2.考虑到每种业务的QOS；3.PS业务的处理更为合理；1.未考虑资源共享带来的增益，

15、估算结果过于保守；2.下行容量估算中只对干扰进行评估，未考虑基站功率不足导致的容量受限情况；Campbell1.计算简便2.估算结果较合理1.PS等同于CS处理，不合理；2.估算过程不能体现各种业务的QOS差别；3.理论不够严谨，难于解释和理解；混合业务容量估算举例（1）n假设规划区域内的业务需求如下表所示：serviceamplitudeErlVoice125064kbps data263144kbps data441384kbps data812混合业务容量估算举例（2）n假设规划区域内有n个小区，每个小区的容量计算过程如下：nnccnnnnnnnnnn210028. 3636mean t

16、rafficoffered028. 36361926meanvariance1926821414263250variance636821414263250mean222混合业务容量估算举例（3）n假设每个小区能提供32个语音信道n以话音业务为基准业务，根据公式n可得虚拟信道数为capacity=(32-1)/3.082=10.06（取整为10）在2%的阻塞率下，信道数10对应的erl为5.05caCCapacityii混合业务容量估算举例（4）n由等式210/n=5.05，得n=42n满足容量需求需要42个小区，14个三扇区基站。语音业务可视电话EmailMMS信息服务图铃下载WEP浏览www

17、浏览音频流视频流(erl)(erl)(bps)(bps)(bps)(bps)(bps)(bps)(bps)(bps)单用户业务量密集0.0250.00249.04116.34712.2622.869101.64288.97107.51193.51一般0.020.001524.5218.17366.130211.43550.82144.4961.43382.935渗透率密集100%20%30%50%80%60%50%30%20%20%一般100%20%25%40%70%50%40%20%15%15%下行单用户（乘渗透率）密集0.0250.000414.7128.17369.808313.7215

18、0.8286.69121.50238.703一般0.020.00036.13023.26944.29115.717320.32828.8979.21512.44密集32.69427778151.23304460.20455923一般13.6907288254.9424809221.65521136下行总吞吐率（kbps）密集1144.2997225293.156542107.159573一般1505.980176043.6729022382.073249下行总爱尔兰量(erl)密集8751417.8796831641.352785475.487394721一般22003323.53094016

19、47.216194546.203315753上行总爱尔兰量(erl)密集8751415.19773112.5144390.446831一般22003319.84325614.7823360.530581某地业务模型及总业务量HSPA传统R99容量估算方法适用性分析n传统的R99容量估算方法仅适用于对R99中具有固定速率分配业务的估算，该业务必须具有明确的信号品质值Eb/No值、业务服务速率等信息。 nHSPA的技术特点是根据环境质量自适应调节编码调制方式以及占有的码道资源，其用户得到的业务服务速率是变化的，并且可以以容忍重传率上升为代价换取Eb/No的降低，所以HSPA不适合应用传统的R99容

20、量估算方法。HSPA没有明确的业务速率，没有明确的没有明确的业务速率，没有明确的Eb/No因此传统因此传统R99容量估算方法不适用于容量估算方法不适用于HSPAHSDPA和HSUPA的容量估算方法n主要思路:基于仿真和实测获取小区可支持的HSDPA吞吐率和HSUPA吞吐率n主要工具:3GSS平台R99和HSPA共载波时的混合容量估算方法n首先确定R99和HSPA是同频还是异频，若是异频，则R99、HSDPA、HSUPA分别进行容量估算，取三者估算结果的最大值作为容量估算的最终结果。我们主要关注R99、HSPA混合载频组网的情况：n给HSPA预留起始资源，目前HSUPA起始预留5%的上行负荷；H

21、SDPA下行起始预留4W的功率（20W的功放）；n以R99规划为先，由R99确定单站用户规模、小区半径、基站数目；n在R99估算得到的基站规模下，计算HSUPA、HSDPA单小区吞吐率，验算上下行预留的资源能否满足HSUPA、HSDPA的单小区吞吐率要求。n若是满足HSPA流量需求，则输出容量估算结果；若是不满足，则跳回第一步，增加预留资源，进行迭代运算。目前HSUPA上行负荷调整步长为5%，HSDPA下行功率资源调整步长为1w。R99和HSPA共载波时的混合容量估算方法R99和和HSPA混合容量估算的混合容量估算的关键在于如何在关键在于如何在R99和和HSPA之间合理分配有限资源之间合理分配有限资源课程内容WCDMA规模估算介绍WCDMA容量估算方法WCDM