中国电信校园网优化方法

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本文摘自《移动通信》2012年17期。作者： 孙勇

【摘要】针对校园网络优化中CDMA2000 1x EV—DO不同的话务模型，文章结合CDMA网络特点，通过试点验证，提出一套适合校园高密度话务场景的整体解决方案。该方案从CDMA网络的容量设计、覆盖结构、参数设置等方面进行综合优化，在最大限度提升校园容量的同时保证网络质量，提高校园用户的感知。
　　【关键词】校园网优化 容量估算 覆盖结构 参数设置1 概述
　　自中国电信启动“翼卡通”营销策略以来，用户增长极其迅猛，校园基站出现了前所未有的拥塞，用户感知急剧下降。校园用户分布及使用行为有其特殊性：学生大部分时间使用手机QQ聊天、阅读电子书、频繁互发短信；白天在教学楼和图书馆，晚上在宿舍。网管统计反映，语音话务量随用户发展正常增加，但数据流量成倍突增，话务模型发生了很大变化。
　　由于基站扩容至满配后只能通过增加室分进一步解决拥塞，这将带来重复覆盖问题，易造成宏站和室分之间频繁切换，软切换因子大，资源利用率低，客户感知差。此外，由于校园话务模型的特殊性，按照传统无线侧容量设计，实际操作中仍然会出现拥塞，其主要原因是没有按照话务量分布精确地配置资源，造成空口资源的浪费，不能有效解决校园拥塞问题。
　　针对校园网的现状，本文提出室分+室分拉出的创新覆盖方式，摸索特殊场景下容量计算和参数设置的方法，在保证校园深度覆盖的基础上最大限度提升校园容量，提高校园用户的感知。
　　2 技术创新方案介绍
　　2.1 创新思路
　　依据校园话务量分布精确配置资源，将室分信源设置在高密度话务区域，该区域不采取宏站覆盖方式，而是采取室分+室分拉出的覆盖方式，宿舍楼拉出的天线覆盖教学区域，学生上课和晚上休息共享室分信源，有效提高了资源利用率。通过分析学生使用手机行为，在确保客户感知不下降的前提下，摸索设置网络参数。
　　2.2 设计方案
　　校园网优方案设计从容量估算、覆盖结构、参数配置三个方面考虑。
　　（1）容量估算
　　1X容量估算
　　采取整体估算法，即以校园为单位整体估算需增加载的频数量。1X容量估算的四个条件为分别为：
　　条件1：本校园在网用户数——A；
　　条件2：忙时平均CE话务量——B（网管统计一个月）；
　　条件3：校园计划营销用户数——D；
　　条件4：省网发扩容标准——15.82Erl/载扇（注：CE话务量22.6Erl*70%=15.82Erl）。
　　缺口资源估算：
　　现网每个用户的话务模型：B/A=C（Erl）；
　　按计划发展用户后的话务量：（A+D）×C=E（Erl）；
　　所需载频总数：F=E/15.82；
　　缺口资源=F—现网载频数。
　　DO容量估算
　　DO容量估算的四个条件如下：
　　条件1：新智能终端每用户话务量是现网普通终端用户的2.7倍（参考华为公司试验结果）；
　　条件2：忙时平均扇区DO话务量（网管统计一个月）；
　　条件3：校园计划发展后的总用户数；
　　条件4：扇区支持的最大用户数为10用户/载扇。
　　缺口资源估算：
　　计算每用户话务量：
　　（注：忙时激活比=全天激活总用户数/忙时激活总用户数）
　　计算每话务量占用的时隙数：
　　计算扇区发展用户后占激活用户总时隙数：
　　计算扇区发展用户后的传输用户数：
　　（注：1时隙=5/3毫秒，即1秒有600时隙）
　　计算每载扇需要的EV—DO载频数：
　　计算资源缺口：
　　缺口资源=每载扇需要的EV—DO载频数—
　　现网EV—DO载频数
　　（2）覆盖结构设计
　　通过以下方法优化覆盖结构：
　　◆对优化目标校园进行测试和调研，摸清校内话务量分布规律；
　　◆依据现网用户数量、计划发展数量，估算所需载频总数，确定缺口资源；
　　◆依据校内话务量分布规律，选择有利于小区覆盖的宿舍楼安装室分，并加装室外覆盖天线，兼顾教学区和宿舍区室内外同PN覆盖，提高室分信源的资源利用率；
　　◆调整或关闭院校内宏站载扇，减少校内室外导频数量，降低导频污染，提高覆盖质量。
　　（3）参数配置
　　◆1X参数设置
　　在校园网优实践基础上，采用数据语音分离策略，对硬指配门限、限速、驻留等参数进行了规范，基站参数设置经验值如表1所示（适用于华为设备）：
　　◆DO参数设置
　　针对校园DO网络，需优化的参数包括功率参数、负荷均衡参数、QoS应用速率限制、ROT门限参数等。通过实践，室分和目标覆盖基站参数设置经验值如表2所示（适用于华为设备）：
　　3 技术创新方案实践验证
　　3.1 试点选择
　　咸阳现网的3所“翼卡通”高校中，陕西邮电职业技术学院（下称陕邮职院）现网用户量2400户，后续将有大量用户入网，学校占地面积最小，掉话率、接通率和用户感知均最差。综合以上因素，把该校作为创新方案试点。
　　陕邮职院位于咸阳市文林路，占地面积22万平方米，建筑面积4.26万平方米，在校学生约5000名。覆盖陕邮职院的主基站为4号学生公寓楼顶宏站（2688）、陕邮职院教学楼宏基站（2827）和中心花园以东的应急集装箱（2682）。校内平面及基站分布如图1所示。
　　3.2 试点网络运行质量
　　陕邮职院现网用户数约2400户，网管数据、现场（DT/CQT）测试、客户调研均反映出网络存在严重质量问题。
　　（1）网管数据
　　从表3可见，优化前网络运行指标恶化严重，忙时拥塞超过3千次，掉话率高达10%。
　　（2）现场测试
　　◆DT测试
　　指标恶劣，Ec/Io小于—12的比例为19.45%，大于—5的比例仅为35%，如图2、3所示。
　　◆CQT测试

在校内选择14个采样点，拨打140次，电话接通困难，频繁掉话，模拟客户感知极差。表4为CQT测试数据。
　　◆客户调研
　　对校内用户进行大量走访，用户普遍反映在21点至23点之间，学生在宿舍区域拨打电话困难、易掉话，感知极差。
　　3.3 优化方案
　　（1）核算资源缺口
　　根据陕邮职院1X话务模型和用户量，对资源缺口进行了核算：
　　陕邮职院在网用户数为2400人，月忙时平均CE话务量为252.81Erl；
　　现网每个用户的话务容量为252.81/2400=0.105Erl；
　　预计中期发展600用户，按照现网的话务容量为（2400+600）×0.105=315Erl；
　　按照省网发的扩容标准，得到所需载频数为315/15.82≈20个；
　　资源缺口：3个载频。
　　（2）覆盖结构设计
　　◆覆盖方案
　　依据该校话务量分布，选择合适的宿舍楼（1号、2号、3号公寓），采取室分+室分拉出的覆盖方式，同时将原宏站覆盖校园内的扇区关闭，覆盖结构示意图如图4。
　　◆建设方案及资源配置说明（表5）
　　◆参数设置
　　按照前述校园优化参数经验值设置。
　　3.4 优化效果评估
　　优化方案实施后，现网用户数已发展至3000户。从网管数据、现场（DT/CQT）测试、客户调研三方面进行前后对比，网络质量提升明显。
　　（1）网管数据
　　如表6所示，优化后网络运行指标明显提升，忙时拥塞0次，掉话率平均0.2%。
　　（2）现场测试
　　◆DT测试
　　从图5、图6可以看到，优化后Ec/Io提升明显，大于—5dB的比例由35%提升至71%，小于—12dB的比例由19.45%降至0。
　　◆CQT测试
　　在校内14个采样点重复测试，拨打140次，质量明显提升。表7为优化后CQT测试数据。
　　◆客户调研
　　对校内用户进行回访，用户反馈通话正常，感知良好。
　　◆优化前后KPI指标对比
　　优化前后话务量、拥塞次数、掉话次数、软切换因子对比分别如图7～10所示。
　　优化后，话务量大幅上升，拥塞次数降至为0次，掉话次数大幅下降，软切换因子下降，资源利用率提升显著效果良好，优化效果明显。
　　4 结束语
　　此次技术创新方案通过对校园场景下不同EV—DO业务模型的分析，开展综合性的校园网络优化工作，有效保证了校园网络运行的稳定性，在大幅提升容量的同时，保证了网络质量。实践证明，通过室分+室分拉出覆盖及宏基站目标覆盖的方式，可以有效提升校园网络质量和用户感知。
　　随着中国电信C网智能终端的快速普及，校园将会有越来越多的智能机用户，用户行为还会发生很大的变化，校园网络优化需要继续探索和尝试。
　　参考文献：
　　[1] 袁超伟，陈德荣，冯志勇. CDMA蜂窝移动通信[M]. 北京： 北京邮电大学出版社， 2003.
　　[2] 万晓榆，万敏，李怡滨. CDMA移动通信网络优化[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2003.
　　[3] 啜钢，等. CDMA无线网络规划与优化[M]. 北京： 机械工业出版社， 2005.