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提升TD-SCDMA网络承载能力,促进四网协同发展

2013-6-3

                                   信息来源:搜狐IT 毛启盈  2013/5/21
    随着TD网络部署及终端逐步完善,TD用户的增长已开始呈现明显加快势头,截止2013年2月底,我国TD-SCDMA用户已突破1亿户,且其中约有半数以上TD用户使用智能手机。最新统计数据显示,中国移动无线上网业务已成为中国移动收入增长的主要驱动力,其流量比上年增长187.6%。随着用户的快速增长、数据业务量的急剧增加,部分地区,如南京、杭州等地,已出现了小区拥塞的情况,严重影响网络质量和用户感知,目前亟需解决TD网络容量提升问题,在提供更大网络承载能力的同时,更好地促进四网协同发展。
    中移动经过五期TD-SCDMA工程的建设,已基本实现对国内地级市、县级市及县城主城区的连续覆盖,市区部分区域的基站部署密度已接近G网基站的部署密度。随着TD-SCDMA进入六期建设,在进一步完善覆盖的同时,需要重点考虑增强网络的承载能力,以满足用户发展及业务量迅速增长的需求。
    合理分析,适度扩容,满足网络发展需求
    TD-SCDMA系统承载了语音、数据等各种业务,语音业务使用R4资源承载,数据业务以HSPA资源承载为主。小区负荷达到一定程度后,综合考虑系统的干扰,首先采用新建基站、增加载频配置的方式,承载更多的话务量。
    基于理论分析,结合网络仿真,TD-SCDMA的系统容量分析主要基于公共信道及业务容量两个方面:
    公共信道:
     BCH发送系统信息广播,不受限;
     PCH用于小区的寻呼,单LAC区支持15万用户,可以通过LAC区分裂实现扩容;
     FACH信道主要用于RRC连接建立,也可承载部分小数据业务,理论分析,FACH信道不受限;
     UpPCH配置1条,冲突概率1%的情况下,业务到达率29.71%,UpPCH信道不受限;
     FPACH来响应在UpPTS时隙收到的UE接入请求,能够承载的业务到达率为44次/秒 ,FPACH不受限 ;
     业务到达率44次/秒的情况下,RACH信道负荷为44%,则RACH信道资源不受限。
    业务信道:
     R4载频用于CS业务的承载,在码资源利用率达到55%以上,建议扩容;
     H载频用于数据业务的承载,在码资源利用率达到55%以上,建议扩容。
    扩容建议:
    首先进行HSPA载频的扩容,以更好的承载数据业务;然后进行R4载频扩容;
    扩容时需综合考虑小区拥塞时RRC拒绝率及H接入用户数等多种指标;
    结合各地市的业务发展、实际情况综合考虑网络扩容。
    系统解决方案,有效提升网络承载能力
    随着TD-SCDMA用户的快速发展及数据业务的急剧增长,出现了新的特点:一是网络用户数的快速增长,在接入阶段存在拥塞现象;二是数据业务的急剧增长,小区负荷也在加大;三是热点区域,如大学城等,智能手机的大量应用,小数据业务大量出现占用了大多数的网络资源,造成网络拥塞。
    基于新的情况的出现,大唐移动基于TD-SCDMA系统的技术积累,通过新技术的引入,有效提升网络资源的利用效率。
    载波间隔压缩技术: 采用载频间隔压缩技术,以A频段为例,系统可用频点资源由9个载频增加到11个载频,射频指标的干扰基本不影响系统容量,可有效增加22%的系统资源。
    R4与HSDPA共载波配置:R4载波的部分下行业务时隙配置为可承载HSDPA业务,实现R4载波可以同时承载R4业务和HSDPA业务。
    随着用户快速发展,数据业务使用习惯的差异化,网络需要“自适应”地适应负荷的变化。从业务实现的流程分析,我们在信令接入、业务保持、业务释放等不同的阶段引入新技术,最大化利用系统资源,以解决容量不足的问题。
    信令接入阶段:
    信令信道帧分复用技术:
    信令信道帧分复用技术,可以在信令接入阶段,通过帧分复用的方式承载信令,成倍提升信令容量,有效提高系统接入能力。
    开启2倍帧分复用后, RRC拥塞率降幅达20%以上。
    在负荷较重的小区开启,可以有效提升系统性能。
    抢占技术:
    小区无资源的情况下,RRC无法建立。开启抢占技术后,小区释放资源,满足新的用户接入。
    抢占技术可以全网开启,在负荷高的小区开启,可以有效减少拥塞。
    业务保持阶段:
    小数据业务承载策略
    随着智能终端的普及,即时通信(IM)、社交网络(SNS)等业务“always online”,占用大量网络资源。
    通过检测小数据业务,可以将小流量业务调整到帧分复用或CELL_FACH承载,有效降低对网络资源的占用。
    小数据业务承载策略,区分不同的业务,合理利用系统资源进行有效的承载处理,提供系统资源的利用率。在负荷较重的小区开启,可以有效提升系统性能。
    基于负荷的自适应速率调整技术
    基于负荷的自适应速率调整技术,综合考虑了用户数据量需求和网络侧最大可用带宽资源的因素,动态调整用户占用的带宽,尽量满足该用户业务QoS需求。
    基于负荷的自适应速率调整技术,在小区负荷较高时,限制用户速率,保证接入更多用户;小区负荷较低时,调整用户速率,可以提升用户感知;此功能开启后,可以减低网络拥塞,提高码资源利用率。
    开启此功能后,RAB拥塞率降幅达20%以上,H载波最大接入用户数提升约10%,H载波最大接入用户数平均提升到12个以上。
    在负荷较重的小区开启,可以有效提升系统性能。
    FACH接入控制技术
    在小区负荷较重的情况下,一些优先级低的信令或业务可以选择CELL_FACH承载,可以有效提升网络容量的利用率。
    在负荷较重的小区开启,可以有效提升系统性能。    
    动态多倍帧分
    在小区负荷较重的情况下,一些低优先级的业务使用帧分复用承载,可以有效提升网络容量。在小区负荷比较轻的时候,业务由CELL_DCH承载,可以保证用户感知。
    动态多倍帧分技术,可以基于小区负荷的变化情况,帧分复用能够进行自适应的动态调整,更好地发挥系统的性能。
    在负荷较重的小区开启,可以有效提升系统性能。
    R4与HSDPA共载波配置
    R4载波的部分下行业务时隙配置为可承载HSDPA业务,实现R4载波可以同时承载R4业务和HSDPA业务。
    R4与HSDPA共载波配置技术增加了H业务可使用的资源,提升系统的吞吐量,增加支持的数据用户数,缓解PS业务拥塞。
    业务释放阶段:
    User inactive
    判断对PS业务释放的业务量门限及定时器时长,针对长时间无数据或数据少的业务可释放其资源以分配给其他用户。
    在负荷较重的小区开启,可以提供系统资源的利用效率。
    总结
    随着TD-SCDMA用户及业务的快速增长,话务热点区域的增加,小区拥塞情况日趋严重,有效解决网络容量是网络建设的重点。
    网络扩容选取合适的基站,新建基站,加大基站的部署密度,实现网络的深度覆盖;增加载频配置,并提供更大容量的网络配置。
    通过常规方式的增加基站数量、载频配置的同时,引入新的技术,如信令信道帧分复用技术、小数据业务承载策略等,也可以有效提升网络承载能力。
    通过新建基站、扩容载频,引入新技术,有效发挥TD-SCDMA网络的承载能力,在四网协同战略中发挥更大作用。