3G网络承载量分析与优化

爱卫生

付费下载自CNKI论文期刊网。发表于《移动通信》2010年14期。

已分享至论坛城通网盘，下载地址：http://www.ctdisk.com/file/9808712。

【作者】 樊正峰； 马开志；

【作者简介】

樊正峰：本科毕业于长春邮电学院，现任职于吉林电信省分优化中心，从事优化工作。

马开志：高级工程师，1992年本科毕业于北方交通大学，2005年工程硕士毕业于大连理工大学，现工作于中国电信吉林分公司网络发展部，一直从事移动通信网络的优化和发展研究。

【机构】 中国电信吉林分公司；

【摘要】 3G网络承载量的分析与优化是电信优化部门急需开展的重要工作之一,文章首先从核心网与接入网两方面详细分析了目前3G网络的承载量,然后阐述了3G网络承载量优化的几个步骤并给出了示例,最后举例说明了优化过程结束后进行全网用户行为分析在提高网络资源利用率、提升网络承载能力方面的作用。

【关键词】 3G； 网络承载； 吞吐量； DO网络； 全网用户行为分析；

去年，中国电信开展了1X网络的一系列优化工作，而没有进行DO网络专项优化；如今，用户规模的大幅度增长和市场部门的需求，使得开展此项优化提高3G网络的承载量迫在眉捷。开展此项专题优化首先要分析目前网络的承载情况，其次是对全网或局部网络进行优化调整，下面主要针对这两个方面进行阐述。

1   3G网络承载量的分析

3G网络的承载，是根据其具体用户业务来确定的。目前中国电信3G业务还没有开通QoS等低时延业务，而中移动开通的视频电话等业务也不是真正意义上的数据域业务，而只是应用了电路域上的一些技术。因此目前进行3G网络承载量的分析与优化主要还是针对以上传、下载为主的BE业务模型。

对3G网络承载量的分析主要分为核心网和接入网两个方面：

1.1 核心网

与网络承载相关的主要有：

（1）PCF到PDSN之间的带宽

目前吉林电信PCF到PDSN的承载网为集团的CNO2承载网，它们之间的带宽足够用，一般每个CE路由器到PDSN之间为4G带宽；而对于中等以上的城市，它们之间的带宽可很容易地扩容解决。但各省下面的地市PCF网元到本地的CE路由器之间的连接尚未规划，以吉林省四平市为例：

目前接入网到本地的CE路由器之间仍为FE口连接方式，限于端口，它们之间的带宽仅为100Mbps。具体网络结构如图1：

图1     吉林省四平市DO网络结构图

根据我们对四平DO网络中数据业务流量的统计，其晚忙时的数据总流量已达到120M左右，而图1中过桥电路的总带宽仅为百兆。当用户的数据因此环节的带宽受限而被抛弃时，就会造成网络应用层的大量数据重传，从而影响用户的实际速率；当重传的数据量超过预定的BUFFER时，将会造成“雪崩”效应。虽然在相应的网元中能够采取最新技术避免此类现象的发生，但也严重影响了现网用户的实际感受速率。因此，对过桥电路带宽的及时检查和扩容，是解决DO网络瓶颈的重要工作之一。

（2）PDSN到INTERNET的出口带宽

此部分出口带宽一般不会受限，这与PDSN当初规划相关。以北方十省为例：现网情况多为每个省一套PDSN网元，它与INTERNET的连接带宽可根据自身网络负荷来进行链路扩容解决。在实际工作中，可对这部分带宽使用情况进行统计，当达到预警值时，及时对其扩容即可。

1.2 接入网

影响网络承载情况的因素主要有：

（1）用户数量

在实际网络的运营中，每个DO载波所承载的用户数与经营收入直接相关，但用户越多就会对网络的承载提出越大的资源需求。针对DO单载波所能承载的用户数量，我们进行了DO的压力测试。测试环境：单载波、近点、单进程、每个用户限速50kbps，测试结果如表1：

从表1中我们看到，当第7个用户接入网络中时，其下载速率已低于50kbps了；当第9、10个用户接入网络中时，下载速率已明显下降。由此可知，当DO单载扇用户数达到10个以上时，已接近网络承载和用户实际感受的边缘；当用户数超过20个时，用户得到的速率已与1X网络的数据业务相差不多，远远达不到用户的需求速率。在中兴设备中，可以使用DO的小区呼叫话务量来进行用户数量的等效。当此小区的呼叫话务量达到7个以上时，就应对此小区进行重点观察，结合其它吞吐量统计对此小区进行扩容工作。

（2）扇区吞吐量每个扇区的实际吞吐量的确定是与用户数量相关的，Qualcomm公司实验得出的结论是：当载扇用户达到3个时，此载扇速率最大化；而用户过少或过多，其吞吐量都会有所下降。网络的无线环境、用户的行为、所接收该扇区的C/I、基站的故障等也是影响扇区吞吐量的重要因素。在DO网络覆盖较好、用户数适中的情况下，可根据OMC上的扇区吞吐量的统计来确定网络承载的情况。目前判断DO网络小区忙的标准为：载扇用户数≥7；信道平均时隙占用率≥70%；忙时扇区平均DO数据流量超设计容量70%的负荷，即840kbps。我们可以根据OMC中的统计对DO网络中小区的等效用户数量、业务信道占空比、扇区前向下载的吞吐量进行统计，找出满足上述三个条件的小区，进而确定需要网络扩容或负荷分担的超忙小区。

（3）无线环境

DO网络前向采用全功率发射方式，没有功率控制，因此对DO小区覆盖的控制显得十分重要。根据协议，用户实际的速率受限于它接收到的信号的C/I。当一个小区存在严重的过覆盖时，它必然会受到其它小区的干扰，C/I会很低，甚至于在0以下。它不但影响了DRC速率的申请，使用户得不到较高的速率；而且在反向也对其它DO用户造成较大的干扰，影响其它用户的正常接入；同时也会造成MAC的数据重传，进一步使用户速率下降。因此对用户无线环境的分析是解决网络承载问题的关键手段，用户无线环境的改善，会进一步提升网络的承载能力，实现“向网络要效益”的优化目标。

对无线环境的优化，主要还是以DO的DT、CQT测试为主，通过全面细致的网络测试，找出问题区域，合理控制相应小区的覆盖范围，提高用户的上传、下载速率，提升网络承载能力。

下面是无线环境影响网络承载量的几个主要因素：

◆C/I差或导频污染区域；

◆小区越区覆盖；

◆邻区关系漏配；

◆弱覆盖。

在实际测试的分析中，可针对以上四点找出网络中的问题区域，对这些区域进行优化调整，提升网络运行质量，提高网络资源利用率。

（4）基站Abis口链路限制、硬件故障等因素

基站的Abis口带宽也是目前影响DO网络承载不容忽视的重要问题。在个别地区，因本地网传输资源的限制，一个三扇区的基站仅1个2M传输资源，这就使DO用户的最高速率不可能达到2Mbps以上；同时当语音业务繁忙时，其DO业务会受到更大的影响。另外，基站的RSSI过高、驻波比过高等硬件故障也是影响网络承载能力的重要因素。在实际工作中，我们可以通过统计DO基站的Abis传输资源利用率来确定此接口的占用情况，（当Abis口资源利用率平均在90%以上，很容易出现因Abis资源不足导致的切换失败、接入困难以及速率下降，）再根据每个基站开通的Abis数量，提出需要扩容2M链路的小区列表。

2   3G网络承载量的优化

对3G网络承载的优化，有如下几个步骤：

2.1 首先要排除网络瓶颈和网络故障

网络瓶颈的检查内容包括核心网各网元的带宽、基站Abis资源、PCF模块数量等。各网元间的带宽不足的，应对此进行链路的申请来扩容解决。对网络故障的检查，应对影响网络承载和基站覆盖的隐性故障进行统计（可以以周为单位来统计），及时解决这些隐性故障，提高网络覆盖率，减少因故障问题造成的网络承载的下降。

2.2 其次要进行几方面的网络评估

（1）全面的DT、CQT测试

通过全面的DT、CQT测试分析，找出C/I较低的区域，找出上传和下载速率较低的区域，提出优化建议，包括天馈调整、参数修改、邻区优化等等，形成记录单。

案例：导频污染引起的频繁切换导致下载速率低。

现象描述：太湖大酒店东北侧路面导频较多，引起频繁切换导致下载速率低。

图2中，该处测试主要占用客管处基站1扇区信号、太湖大酒店1扇区信号、郊区经贸基站3扇区信号和彩香基站3扇区信号。AT所接收的信号较多，且强度相差不大，切换较频繁。

优化方法：

1）首先，调整彩香基站3扇区天线角度，控制其覆盖范围；

2）其次，由于太湖大酒店方向角为10° ，正对道路方向覆盖较远，因此将1扇区方向角由10°改为0° ，控制其在道路上的覆盖范围。

复测情况（图3）：

图3中，在天线调整后测试，该路段导频污染问题已经消除，主导频信号为客管处基站1扇区信号，C/I值明显上升，一般维持在10dB左右，下载速率也随之提高到1.5Mbps左右。

（2）细致的网络性能统计与分析

通过细致的网络性能统计与分析，找出需要扩容解决的热点区域，找到接入失败、切换失败、频繁掉话的TOP N小区进行分析，提出优化调整建议，形成调整列表。具体的统计与分析思路如下：

1）统计与汇总。统计DO网络中的TOP N小区，包括掉话、切换失败、接入失败的前十名小区；

2）原因分析。对这些小区进行小区参数的检查、隐性故障的检查、流量的分析，可进行必要的DT、CQT测试来了解用户的无线环境，从而得出掉话、接入失败、切换失败的原因；

3）效果验证。根据分析得到的原因，提出相应的优化调整建议、故障处理建议等，并组织进行实施。在实施过程中，要注意调整前后的对比，如效果不好，则应返回步骤2）重新进行分析。如有遗留问题，及时做好记录并列出解决问题的条件，待以后解决；

4）归档。对解决的TOP N小区要保留相应的记录与文档，形成案例库，以备后查。通过对网络TOP N小区的跟踪处理，提升这些区域的网络运行质量，进而提升全网的资源利用率，提高网络承载量。

（3）DO参数的检查

通过DO参数检查，保证DO基站参数的正确设置，如一些新建站的色码定义是否正确、速率是否有限制等等。参数的核查主要包括如下几类：基本参数、接入参数、切换参数、功控参数、准入与负载控制参数等，具体各参数可参照中国电信的EV-DO参数白皮书说明。

2.3 接着进入调整阶段

此阶段主要对评估后网络存在的问题进行优化，并进行效果验证，保证优化实施的效果。在此阶段可根据全网的RU报告，对全网DO小区进行邻区优化调整等等。值得注意的是，在天馈调整中，因目前与1X网络共天馈，限于1X网络的情况，必须以1X语音为主进行调整，兼顾DO网络。同时控制覆盖的优化手段应更广一些，如进行功率的调整等等。

2.4 DO参数调整实例

（1）优化调整的参数

ROT门限值。当使用DO信道板内部方式时，信道板芯片直接获取ROT，并决定RA bit值。信道板每个时隙获取ROT，如果ROT大于此门限，则设置此子帧RA bit为1，指示扇区忙；如果ROT小于此门限，则设置此子帧RA bit为-1，指示扇区闲。

（2）参数优化目标

通过反复测试，找到此BSC的ROT最佳门限值，提高DO网络的上行网络吞吐率。

（3）参数优化原理

根据DO网络反向的T2P算法，该参数会影响AT反向的功率输出。当AT有足够的功率输出时，就意味着AT能够以较高的速率进行上传，从而提高上行的网络吞吐率。

测试结果如表2：

由表2可知：

1）四个门限值测试下对接收功率、C/I、DRC分布影响不大。

2）在ROT门限为48和120时，上传速率得到明显提升，说明门限值越大上传速率越高。

3）ROT门限在120时，反向发射功率很差，Tx>0区间达到78.11%，说明此值对网络低噪抬升很大，基站低噪负荷增加。

4）此次测试最优值是48。

（4）效果验证

在2009年10月21日凌晨修改完此参数后，观察DO的主要KPI指标，发现修改前后的会话连接数、连接成功率、掉话率、软切换成功率、前/反向重传率等没有变化。具体如表3：

修改此参数后，21、22日的忙时反向信道接收的数据量上升明显，比修改前提升了约30GB。这说明反向吞吐量因为反向速率的提升也确实得到了提升，进而提升了网络的承载量。

最后，在优化调整后，可对设备厂家的DO网络开启一些新功能、新算法并进行效果验证，进一步提升网络的性能，提高DO网络的承载能力。

2.5 全网用户行为分析

在整个优化过程结束后，通过与信息化部门沟通，对全网的用户行为进行分析，为市场前端部门提出发展和用户套餐方面的优化建议。

下面是一个全网用户行为分析的实例：

从表4中我们看到，日流量在1G到2G间的用户数为334个，所占的总时长百分比为9.8%，而流量的百分比却高达21.42%；日流量大于2G的用户数为135个，所占的总时长百分比为5.91%，而所占的流量百分比却为21.60%。这说明个别用户占用的总时长很短，但占用了大量的流量，如果此用户是按时长来收费，显然是不合理的。因此通过此项分析，可找到相应的用户，建议市场部门对这些用户进行关注，实现按流量来计费，这样就避免较少用户占用较大的网络容量的情况，进而提升网络承载能力。

综上，对3G网络承载量的分析与优化是与本地网络的实际情况相关联的，而优化的目标就是根据变化的用户行为与分布，不断地调整优化手段，来挖掘网络潜力。在今年下半年，电信将要全面商用的DO Rev.B网络以及多载波的聚合，会较大提高其网络的承载能力。到那时，进行3G网络承载量的分析与优化，将更进一步提高网络的资源利用率。

3   结束语

3G网络承载量的分析与优化，是电信优化部门要进行的专项优化工作之一。它不但能改善网络中的用户速率较差区域的状况，也能提高网络资源利用率和网络承载量，特别是在用户增长讯速的情况下。笔者希望对这一专项优化的详细阐述，能对各省电信以后的优化工作起到借鉴作用。

参考文献
[1]啜钢,等编. CDMA无线网络规划与优化[M]. 北京: 机械工业出版社,2004.   ★

hendouse

挺听全面的分析，从理论技术、无线网络优化、信令用户行为分析角度去分析EVDO网络。

ES_492

对无线那块不是很懂啊~~