TD-SCDMA无线网络利用率分析与提升

高飞，杨琳琳

（1 中国普天信息产业北京通信规划设计院，北京 100088；2 上海贝尔股份有限公司北京研发中心，北京 100120）

目前TD-SCDMA网络发展趋于成熟阶段，经过四期工程建设已基本达到城市全覆盖、郊县有覆盖的基本覆盖需求，已可以大规模发展新用户和迁移GSM用户减轻2G网压力。如何科学、正确评估网络利用率，如何通过合理优化手段、营销策略、网络调整，充分挖掘现有网络潜力，在保证网络良好质量前提下，使网络利用率更佳合理，力争在满足3G多种业务增长的同时，提高TD-SCDMA网络的投资收入比，就成为亟需解决的问题。

本文对TD-SCDMA系统网络利用率的统计、评估等进行了专门的研究，通过分析码资源利用率评估现网承载能力为用户业务发展、网络发展和3G用户占用网络情况供网络优化参考，并对如何提升网络利用率进行了有益探讨。

1 TD-SCDMA无线网络利用率统计与评估

无线网络利用率用来评估实际无线网络忙闲程度，与各地区的总话务量、话务分布、网络布局、容量配置、人口、经济、地理环境以及资费政策等多种因素相关。

无线网络利用率过高：将会造成网络拥塞，网络侧会频繁采用控制手段，如降速、拒绝接入、掉话等手段缓解网络压力，必然会造成用户感受的明显下降，同时应付突发事件的能力变低，影响网络运行质量；无线网络利用率过低：造成网络容量和设备闲置、资金浪费，降低投资效益。

客观、正确的评估网络资源消耗情况为网络扩容提供预警至关重要。因此，无线网络利用率评估方法以及具体指标的科学性可以使网络建设的周期、规模的确定趋于定量化、理性化。

1.1 影响TD-SCDMA网络利用率的相关指标

影响无线网络利用率主要涉及拥塞率、掉话率两项网络指标，同时网络质量、RRM算法等也对无线网络利用率产生一定的影响。

1.1.1 拥塞率

无线网络负荷与网络质量具有相互关联性，表现为：

（1）当网络低于一定负荷门限时，网络质量良好；

（2）当网络达到或超过一定负荷门限时，网络质量会急剧下降，用户对无线信道利用率最直观的感受就是无线接通率。

1.1.2 掉话率

掉话包括很多类型，其中小区间切话掉话，除与无线电信号电平较弱、切换参数定义不完善等因素有关外，还与无线资源配置是否充足有关。

无线利用率过高造成部分网络拥塞，由于信道繁忙，切换过程中请求切出的呼叫在占不到目标小区信道，要返回源小区信道时，源信道已分配给另一用户，在这种情况下，会产生掉话。

1.2 TD-SCDMA网络利用率制定原则

无线网络利用率是统计无线资源利用效率的一个指标，其对象可分为小区和网络：小区利用率：对于不同载频配置的小区，利用率的理想取值范围是不同的，根据无线信道统计复用的规律，平均载频配置越高,无线利用率就应越高；

网络利用率：反映整个无线网络的效率，对于分析整网的情况有着重要意义。

1.3 TD-SCDMA无线网络资源利用率指标估算方法

1.3.1 评估方法对比

根据TD-SCDMA网络特点，从占用资源、承载业务量的能力以及网络性能等不同角度考虑，总体上可以按照以下两种方法进行无线利用率的统计。

1.3.2 码资源利用率评估法

对于R4业务，采用DCH承载，传输格式和调制方式固定，对资源的消耗可通过码道占用来表征，且码道占用情况与实际承载业务能力基本是对应的：

CS业务：完全对应。

PS业务：基本对应，接近一致。

因此，可以采用忙时码资源利用情况统计R4系统的网络利用率。

对于HSDPA业务，采用DSCH承载：业务信道为共享信道，其业务信道的带宽不会导致用户接入的拥塞，但较小的速率会影响用户感受；因此，对于采用忙时码资源利用率评估HSDPA业务网络资源利用率存在码道占用与业务承载能力不一致的情况。

1.3.3 业务量评估法

类似于GSM网络忙时无线利用率统计方式，按话音和数据的业务量加权得到，GSM网络利用率具体如下计算公式：

平均忙时无线利用率= 系统月平均忙时总话务量×话音信道比例/话音信道配置数/0.7＋系统月平均忙时总流量×静态数据信道比例/静态数据信道配置数/单PDCH信道设计吞吐量/3600。

1.3.4 评估方法小结

对于R4网络，码道占用与业务承载能力对应，因此，两种方法表示形式不同，本质上基本是一致的。但是，对于具有共享特点和AMC功能的HSDPA网络，两种方法对比如下：用户在小区信道质量不同的位置，其占用BRU数量一致，但速率不同，因此，从两种不同角度进行统计的结果差异较大，对评估网络使用效率均存在一定片面性：

若按照方法1，虽然码道占用较多，但不一定表示满足相应的速率和用户感受；

若按照方法2，应综合考虑HSDPA小区各种因素，给出单位时隙的业务承载能力，但目前很难给出较为合理的承载数据能力的建议值；

考虑到3G业务和承载的多样性、复杂性，以及今后业务的发展情况，本着便利性、统一性等原则，建议以方法1，即码资源利用率表示总的无线网络利用率。

1.4 码资源利用率指标计算方法

采用“总码道利用率”、“R4业务码资源利用率”等指标评估TD-SCDMA网络资源利用情况。

1.4.1 码资源利用率理论计算方法

总码资源利用率：

上、下行分别统计，并取其中的最大值，即总码资源利用率=max（上行码资源利用率，下行码资源利用率）。

上行码资源利用率=（上行R4业务占用的BRU数+上行控制信道占用的BRU数＋HSUPA（HSPA+）业务占用的BRU数）/（上行全部可用BRU数×K）。

下行码资源利用率= （下行R4业务占用的BRU数+HSDPA（HSPA+）业务占用的BRU数+MBMS业务占用的BRU数+下行控制信道占用的BRU数）/（下行全部可用BRU数×K）。

K：考虑呼损情况下，不同载波配置下的业务能力，建议取75%。

R4业务码资源利用率：

（上/下行）R4业务码资源利用率=（上/下行）R4业务占用的BRU数/（上/下行）全部可用BRU数。

注：此处的DPCH不包括HSDPA的下行伴随信道，但是包括与HSDPA对应的上行DPCH信道。

HSDPA业务码资源利用率：

HSDPA业务码资源利用率=忙时HSDPA业务信道占用BRU数/HSDPA业务信道全部可用BRU数。

注：（1）HSDPA业务信道占用BRU数根据HSSCCH实际统计出的HS-PDSCH被调度的BRU数；

（2）HSDPA业务信道全部可用BRU数=16×每载波配置的HS-PDSCH时隙数×HSDPA载波数。

1.4.2 现网OMC统计计算方法

OMC中的统计项COUNTER如表1所示。

表1

计算公式：

总码资源利用率=（载频上行业务占用的BRU总数+载频下行业务占用的BRU总数+载频上行控制信道占用的BRU数+载频下行控制信道占用的BRU数）/(上行配置BRU数+下行配置BRU数)/K。

载频上行业务占用的BRU总数=载频上行R4业务占用的BRU数+载频上行EDCH占用的BRU数。

载频下行业务占用的BRU总数=载频下行R4业务占用的BRU数+载频下行MBMS占用的BRU数+载频下行HSDP业务占用的BRU数。

以上COUNTER按小时维度统计计算，取全天最大值。

总码道利用率用于考察全网资源的使用情况，为主要考核指标，R4业务码资源利用率和HSDPA业务码资源利用率可用于分析R4与HSDPA载波配置比例是否合理。

2 TD-SCDMA无线网络码资源利用率提升研究

码资源利用率的提升是为了让更多的用户、更多的业务量合理利用现有无线网络资源，即提高业务信道码资源利用率。市场可根据网络覆盖情况、用户需求情况、网络资源配置（可调整）来发展用户发展业务量。

如何展开网优工作和市场工作才能更好提升TDSCDMA网络利用率，从网络优化角度需要考虑则有：在满足覆盖的同时合理分配无线资源；在现有基站数目下合理选址，优化覆盖范围和加强深度覆盖；最优化的2G/3G参数，在满足用户感知的情况尽可能让用户驻留在3G网络。从市场营销的角度，则需要有针对性开展市场推广，在TD-SCDMA覆盖范围内发展G3用户、通过良好的TD-SCDMA数据业务用户体验吸引用户使用TD-SCDMA网络，提升市场占有率。

2.1 功率提升

可以改善TD-SCDMA网覆盖质量，在一定程度上可以吸收TD-SCDMA网的话务量和流量，有助于增加TD-SCDMA网的话音话务量和数据流量，提升码资源利用率。

小区信道功率调整总体原则:

小区PCCPCH POWER值具备可调空间，现网小区PCCPCH POWER值小于PCCPCH POWER理论上限，小区PCCPCH POWER理论上限由小区RRU类型、RRU最大发射功、MAXTXPOWER、小区载频数、HSSCCH数量、SCCHMAXPWR计算得到；

小区存在弱覆盖或较高数据倒流比，该小区TDSCDMA信号覆盖弱，或者该小区与其相邻2G小区之间数据倒流比较高；

小区功率要有预留PCCPCH POWER的实际修改值低于理论上限，要留有3dB左右的余量。

2.2 2G/3G互操作参数优化

TD-SCDMA分流2G业务量策略的目标是在保证用户使用感受的基础上，尽量使用户驻留在TDSCDMA网络，尤其是让使用PS业务的用户驻留T网，因此需要对2G/3G切换和重选门限做出相应的调整，总体方案如下：

2G重选门限和CS/PS-R4/PS-HS的切换门限，总体原则为话音业务在保证使用的情况尽量驻留TD-SCDMA网络，减少GSM网络话务拥塞，TDSCDMA数据业务尽可能保持在TD-SCDMA网络，减少对GSM网络的冲击，提高用户感知度。

2.2.1 重选门限调整

TD-SCDMA侧重选参数设置目标是：RRC呼叫建立成功率无恶化、TD-SCDMA网络PS业务流量增加、系统间重选有所减少。TD-SCDMA侧切换参数设置目标是：TD-SCDMA网络PS业务流量增加、切换次数减少、掉线率波动范围正常、系统间重选频次降低。TD-SCDMA数据业务尽可能保持在TD-SCDMA网络，减少对GSM网络的冲击，提高用户感知度，参数设置如表2所示。

2.2.2 GSM侧网络参数调整

TD-SCDMA重选门限。总体原则为对于2G/3G互操作频繁的小区，通过增大T到G和G到T的T网门限GAP值，抑制乒乓，避免用户由于感知差而自己设置仅G网，在保证TD-SCDMA覆盖的情况下，加快GSM-◊由于TD-SCDMA与2G互操作原则中定义2G不支持向TD-SCDMA切换，所以2G侧可调整参数为GSM>TD侧的重选，让TD-SCDMA终端尽量驻留TD-SCDMA网络，减少GSM网络压力，并有效分担GSM数据流量。具体参数建议值如表3所示。

表2 TD-SCDMA侧重选、切换类无线参数门限设置

表3 GSM侧重选类无线参数门限设置建议值

由于PS可以连续不中断业务在G/T网之间迁徙，为避免对PS业务在连接状态下的乒乓切换，在TDSCDMA侧重选/切换参数调整完毕后，需根据外场实际情况调整PS切换的GAP值（TD_OFFSET门限-TD_PS本系统切换门限），减少乒乓切换并加快G->T的重选。

2.3 2G侧优化TD-SCDMA频率

2G小区一般只配置3～6个TD-SCDMA频点，如果测量频点配置不全会造成终端由TD-SCDMA网络重选/切换到GSM网络后，无法重选回TD-SCDMA网络，导致终端长时间占用GSM网络，TD-SCDMA网络业务量流失。因此配置补齐到9个频点有利于用户及时重选回TD-SCDMA网增加业务量，提升码资源利用率。

2.4 控制信道数量优化

增加SICH/SCCH配置，每H载波配置2对SICH/SCCH，可增加H资源的并行调度能力，多个用户情况下获得较大增益。因为PCH和FACH映射到SCCPCH上，随着业务量和用户规模的增加，现在3码道的SCCPCH就需要进行适当扩充至4码道或5码道。

2.5 R4/H载波均衡

对语音数据载波进行均衡，将R4载波改配成H载波。以释放用户内在需求，提升码资源利用率。

2.6 H载波接入均衡算法

将H载波接入均衡算法修改为按每载波吞吐量进行资源分配，使网络能提供更高速率能力，同时可以实现接入时码资源占用小的载波优先被分配，从而提高码资源利用率。

2.7 垃圾数据清理

对于一些长期没有业务量的基站数据及时进行清理，这些小区可能是一些未开通站点，边远没有用户使用的站点，以及故障站点，建议逐一核实，近期无望开启的考虑将基站数据删除。

2.8 基于经分数据的精确扩容

利用经分系统数据，对于T/G业务倒流严重的GSM小区和负荷较重的GSM小区，结合其覆盖区域TD-SCDMA网络的覆盖现状，针对性的提出加站建议，以加强TD-SCDMA覆盖能力，利用TD-SCDMA网络吸收2G业务，有效抑制业务倒流，减轻G网的负荷压力，提升T网的业务量。

2.9 TD-SCDMA新技术应用

为了T/G分流的同时不影响TD-SCDMA用户的感知，有必要在尽可能不影响分流效果的前提下引入基于上下行链路质量的切换策略。

影响用户感知的主要有2个方面的原因：

（1）系统内干扰或外界干扰，这些干扰可能只影响部分频点/时隙，也可能影响整个TD-SCDMA频段；

（2）由于路损较大导致的上下行功率受限。

针对这两种原因的处理策略不尽相同，具体如下：

（1）对于干扰导致的用户质量下降，如果只影响部分频点/时隙，则可以优先在系统内将用户迁移到干扰较小的频点/时隙上，也可以切换到其它系统内小区；如果影响整个TD-SCDMA频段，则可以将用户切换到满足质量要求的2G小区；

（2）对于路损导致的用户质量下降，通常系统内的措施是无效的，此时可以将用户切换到满足质量要求的2G小区；

2.10 市场营销策略

通过分析用户产生的倒流地域特点，非规划区域大于TD-SCDMA规划区域内，主要的原因是非TDSCDMA规划区域内无TD-SCDMA覆盖，用户产生的流量全部倒流在GSM网络，而规划区域内用户则是在TD-SCDMA弱覆盖的情况下占用到G网。建议尽量在TD-SCDMA规划区域内放号。并在市场推广方面有以下建议：

营业厅不要引导用户将终端锁在G网，同时向TD-SCDMA用户推荐优秀终端；

对主动锁网的TD-SCDMA终端，建议定期向该终端发送短消息，请求用户解锁；定期短信群发TDSCDMA用户，鼓励用户使用TD-SCDMA，提高TD-SCDMA流量；

增加数据卡的投放力度，进行TD-SCDMA单模数据卡的发放，在数据卡的销售阶段即告知用户数据卡使用的具体范围；

Wi-Fi转发器的应用，推广WiFi转换器，将TDSCDMA信号转化成Wi-Fi信号，供仅支持Wi-Fi功能终端使用，如iPhone、iPAD等；

开展感恩充值送活动，重点推广TD-SCDMA手机，通过短信群发和免费提供相关服务引导客户到营业厅进行锁网解除，进一步优化营业网点的酬金模式，提升无线宽带客户的TD-SCDMA流量。

3 总结

当前移动通信数据业务的飞速发展，GSM网络的业务量及用户数的逐年增长使GSM网络压力日趋明显，随着TD-SCDMA网络建设规模的逐步扩大和商用进程进一步发展，科学统计、合理评估TD-SCDMA系统网络利用率分析现网承载能力为用户业务发展、网络发展和TD-SCDMA用户占用网络情况供网络优化参考，并以此为基础，通过多种优化手段和市场策略提升TDSCDMA网络码资源利用率，加固TD-SCDMA网络发展后续能力具有重要意义。

[1] 秦嗣仲. 码资源利用率提升解决方案[J]. 电信工程技术与标准化技术, 2012,(2).

[2] 分场景2G/3G互操作与功率参数优化[J]. 电信工程技术与标准化技术, 2012,(2).

[3] 中国普天. 中国普天TD码资源利用率提升方案[Z]. 2012,(2).