WCDMA网络容量监控及优化方法

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本文摘自《中国新通信》2013年4期。作者：耿鹏升 刘琰 王琛 王凯

一、研究背景
　　随着WCDMA网络的建设和市场的迅猛发展，联通3G用户数量尤其是数据用户的增长对网络容量提出了更高的要求。WCDMA系统的容量在无线侧主要与码道资源（OVSF）、CE资源和功率资源有关，本文介绍了对三种资源的监控方法以及三种资源受限时的容量优化方法，为提高WCDMA的系统容量和用户感知提供了具有可操作性的思路和方法。
　　二、下行码资源受限的监控及优化
　　WCDMA码资源直接反映用户业务使用量，为了使系统更多的接入用户，提高系统的容量，码资源的合理利用和规划显得极为重要。在日常优化中通过统计“接纳拒绝的业务次数，DCH码资源受限”指标可以非常直观的看到小区码资源受限情况，“平均码资源利用率”和“HSDPA用户数”也可以作为码资源受限判断和优化的依据。通过对以上相关指标的统计，可以较为直观的反映码资源的使用情况。当出现接纳拒绝、HSDPA用户数过多、码资源平均利用率过高（以70%为限）或者码资源可用率过低（以30%为限）等情况时，可以判断下行码资源受限，然后结合其他指标的统计情况采用不同的优化方案。
　　开启双载波是解决码资源利用率过高的最好方案。通常情况下，小区业务量高会导致码资源利用率居高不下，没有空余码资源，导致新用户无法接入或者高速率用户无法获得需要的码字。开启第二载波可以在不增加设备的情况下将码资源翻倍，是目前最经济实用的扩容方式。
　　开启双载波后，F1/F2两个载波都承载CS业务和PS业务，配置为“CS+PS Preferred”，RRC初始接入过程负荷均衡开关打开，基于下行功率负荷均衡开关打开，用户在F1载频发起业务，设置功率负荷高于55%情况发起到同覆盖的F2低载波小区的负荷均衡。以泰安市神州大厦1017站点为例，指标如表1：
　　从统计指标可以看出，参数修改后，多载波小区掉话情况得到明显改善。
　　WCDMA下行方向用不同信道化码的正交性来分离不同的下行信道。由于下行信道要求相互正交，因此，当一个码被使用以后，其所在码树上的上层和下层码节点将不能再被分配，即被阻塞。由于以上这些特性，使得下行信道化码成为一种受限的资源，分配不合理，将会降低系统容量，因此下行信道化码的分配和管理是WCDMA系统中码资源管理的核心内容。
　　由于不同业务对应的SF不同，导致混合业务中小区容量的不确定性。可以根据对各种业务使用情况的指标统计合理配置码道资源，改善用户感知。码资源调整的相关参数如表2：
　　以泰安市1060站点电力检修1小区为例，该小区忙时码资源利用率高达90%，码资源可用率低于10%，HS-PDSCH信道数配置为5，允许配置的最大HS-PDSCH信道数为10。我们可以降低此信道的配置数，HSDPA业务的码资源释放一部分给其他业务，降低HSDPA业务占用的码资源，降低码资源利用率。修改后泰安电力检修基站码资源利用情况如图1所示：
　　6月13日统计码资源利用率从90%左右降低到不到70%，码资源可用率从10%左右提高到30%以上，效果十分明显。
　　三、CE资源受限优化
　　CE即Channel Element，信道单元，是基带处理板重的一个逻辑单元。基站中的基带处理板完成基带的向前调制和反向调解，实现Rake接收、软切换、功率控制等关键技术。为了反映基带处理板硬件和软件资源的占用情况，抽象出CE这个可以反映基带资源消耗情况的管理模型，在实际日常优化过程中可以通过监控CE资源受限相关的辅助KPI指标来发现CE是否受限，如：“纳拒绝的业务次数，上行CE受限”和“CE接纳拒绝率”。
　　CE资源受限的情况下，可以通过CE资源扩容或者减少接入用户数2种思路来解决。在网络规模不变的情况下，CE受限可以先调整最大级数进行扩容，如果不够用，再减少PS384、PS128用户等对CE资源消耗大的业务，调整参数如表3：
　　如果接入用户过多，在上述的参数修改后效果并不明显的情况下，则需要进行BPC板扩容，以满足用户的需求。下面列举泰安市某站点扩容案例，该站点各项指标突发恶化，尤其接通率下降到99.5%，跟踪信令返回小区资源受限的报告，属于典型的上行CE资源受限的提示。在实际操作过程中，上下行NodeB CE资源平均利用率达到70%的门限值进行扩容优化，从指标可以看出该小区需要扩容，新增BPC板后，指标明显好转。扩容前后指标对比如表4：
　　四、功率资源受限优化
　　WCDMA系统下行容量还与基站的最大发射功率、公共信道的功率分配等因素相关，对于宏小区功率受限情况的下行容量的分析，可以通过相应的公式进行计算。假设基站功率满负荷发射，可以计算出每种业务的功率损耗从而结合相关KPI进行统计。下行功率受限的关联KPI如表5：
　　通过对上述指标的监控可以及时发现功率受限的小区，及时根据具体情况采取相应的优化手段进行优化。
　　对于功率受限小区常用的优化手段有RF调整和参数优化2种。RF调整一般是控制小区覆盖，以减少接入小区的用户数。参数优化可以增加载波的下行发射功率、加快速度降速及调整BLER target值。考虑到负荷高的小区接纳拒绝比较多，可以加大在资源拥塞时触发降速的速度，尽快释放出资源，避免切换用户加不进来而导致掉话（这个方法对PS域用户多的小区有效，对都是CS用户的小区修改意义不大）。通过参数修改优化，可以大幅减少全网TCP受限导致的拒绝次数。
　　五、总结
　　WCDMA网络容量的监控和优化是日常优化阶段的重点工作之一，随着业务量的增多，网络负荷会不断攀升。当网络负荷逐渐增大后，资源将出现拥塞，性能指标恶化，会影响用户的业务体验。为了提升用户感知，保持网络的竞争优势，应当实时关注整个网络的资源使用情况。WCDMA是一个混合多业务的软容量系统，其主要是受到CE、码资源、下行功率等软性资源的限制，所以需要实时监控此三类资源指标，对负荷过高的小区及时采取RF调整、参数优化和网络扩容等方式来解决网络问题，提升系统性能指标。