TD-SCDMA小区承载能力研究

（中国移动通信集团设计院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

TD-SCDMA小区承载能力研究

钟玮，宋磊

（中国移动通信集团设计院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

TD-SCDMA小区承载能力是评估TD-SCDMA网络容量的基础，本文从上行、下行两个维度计算TDSCDMA小区承载能力，结合现网业务流量上下行配比，提出上行受限是目前影响TD-SCDMA网络容量的主要瓶颈。并通过分析造成上行受限的原因，提出增强TD-SCDMA小区上行承载能力的可选方案。

BRU承载速率；上行；码资源利用率

1 前言

自2008年3G牌照发放以来，中国迎来了3G网络的飞速发展。中国移动作为中国最大的3G网络运营商，近年来3G用户呈现快速增长态势，业务量也随之出现爆发增长，网络承载的压力不断上升，网络扩容迫在眉睫。如何正确评估网络容量，是能否做到既及时扩容又避免盲目扩容的关键。作为评估网络容量的基础——TD-SCDMA小区承载能力如何计算，则是评估中国移动3G网络容量最关键的环节。

2 研究思路

TD-SCDMA小区可同时承载话音、数据业务，小区承载能力具体体现为同时能够承载的话音Erl数、上行数据流量、下行数据流量。目前HSDPA技术已经在TD-SCDMA网络中广泛应用，现网统计数据表明，数据业务主要由TD-SCDMA小区的HSDPA载频（以下简称H载频）承载，话音业务则由R4载频承载。因此在计算小区承载能力时可以假设数据、话音业务分别同时被H载频、R4载频承载。

另外载频数量的配置也是影响小区承载能力的关键因素，同时小区载频配置又受到可用频率资源数、频率复用度、频率规划原则的影响，因此任何小区承载能力的计算结果都是一定约束条件下的结果，本文在计算时将以A频段（2010～2025 MHz）、1×3 N频点组网为例进行分析。

具体分析思路为根据频率资源数、频率复用度、频率规划原则确定小区最大载频配置，再按照H载频、R4载频的时隙、信道的配置情况，并结合现网提取数据，通过理论分析得到不同H载频、R4载频配置的上行、下行数据流量、话务量承载能力。

3 TD-SCDMA小区承载能力计算

3.1 小区最大载频配置

目前A频段共计9个频点，按照R4：H=4：5的配比，室内外R4独立，室外满足1×3复用的原则下，即室内分配一个独立的R4频点作为主载波，室外分配3个R4频点作为主载波，另外5个H载波室内外共用，则单小区配置6载波认为是最大配置。

3.2 话音承载能力

话音业务由R4载波承载，根据不同载波配置下可提供的话音信道数，通过查ErL B表得到不同R4载频配置下的小区承载话音业务能力。

根据计算，R4载频配置数从1提升至6，忙时TD-SCDMA小区话音承载能力从9 Erl增大至83 Erl，具体计算如表1所示。

3.3 上行数据业务承载能力

假设数据业务全部由H载波承载，上行保障每用户32 kbit/s，则每用户需分配4个BRU，根据不同载波配置下可提供的上行信道数(每信道32 kbit/s)，通过查Erl B表得到不同载频配置下的信道占用率，再参考上行单BRU承载速率，从而得到不同载频配置下的小区忙时上行承载业务流量。

上行BRU承载速率是决定上行数据承载能力的关键因素之一，理论上每BRU承载速率为8 kbit/s，但是由于手机QQ、微博等即时类小包业务大量使用，导致数据业务结构发生了变化。而小包业务具有：单次传输的数据量较小、接入和释放频次高、在线时间长但传输数据的时间较短（占空比低）等特点。以上特点导致BRU实际占用远低于其所提供的承载能力。

经统计某省现网小区数据自忙时上行码资源利用率超过80%的小区的BRU承载速率，分布如图1～3所示。经分析各设备厂家小区上行BRU承载效率CDF曲线拐点，A厂家出现在BRU承载速率0.9～1.0 kbit/s，B厂家出现在BRU承载速率0.7～0.8 kbit/s，C厂家出现在BRU承载速率0.4～0.5 kbit/s。因此无论哪个厂家，其上行BRU承载速率与理论值都相去甚远。

表1 R4话音承载能力计算表

图1 A厂家小区上行BRU承载速率CDF图

图2 B厂家小区上行BRU承载速率CDF图

图3 C厂家小区上行BRU承载速率CDF图

以A厂家为例，经过计算，H载频配置数从1提升至6，忙时小区上行承载能力从5.2 MB，增大至57.7 MB，具体计算如表2所示。

3.4 单小区下行承载能力计算

假设数据业务全部由H载波承载，下行保障每用户250 kbit/s，则每用户需分配12个BRU（HSDPA BRU理论峰值速率35 kbit/s，HSDPA BRU采用可变调制方式，其承载速率与用户所处位置的信号质量相关，经统计现网HSDPA的1个BRU吞吐率平均为21 kbit/s），根据不同载波配置下可提供的下行信道数(每信道250 kbit/s)，通过查Erl C表得到不同载频配置下的信道占用率，从而得到不同载频配置下的小区忙时下行承载业务流量。

根据计算，H载频配置数从1提升至6，忙时小区下行承载能力从183 MB，增大至1 939 MB，具体计算如表3所示。

4 TD-SCDMA小区承载能力瓶颈分析

综合前述计算结果，TD-SCDMA小区不同载频配置下，小区承载业务承载能力如表4所示。

经统计某省2013年9月19～20日3天数据系统忙时数据流量上行：下行约为8.3：100（见表5），根据表4可知，各种配置下的TD-SCDMA小区上行、下行承载能力的比都远低于8.3：100，即在承载现网数据业务时，上行将首先受限，上行受限是现网TD-SCDMA小区承载数据业务的瓶颈。

表2 小区上行数据承载能力计算表

表3 小区下行数据承载能力计算表

表4 不同载频配置下的TD-SCDMA小区承载能力汇总表

表5 某省TD-SCDMA现网上下行数据流量比值

5 TD-SCDMA小区上行承载能力提升策略

上行受限已经成为限制TD-SCDMA网络容量的重要瓶颈，如何突破瓶颈已经成为当下急需解决问题。上述分析可知，限制TD-SCDMA小区上行承载能力的主要因素是上行BRU承载速率远低于理论值，因此提升TD-SCDMA小区上行承载能力关键就是如何提升上行BRU承载速率。

造成上行BRU承载速率不高的原因主要是小包业务的低占空比及上下行信道分配机制差异（上行为伴随信道，在下行因没有数据被释放后，上行仍会被占用），因此可采用小包检测+Cell FACH、上行帧分等手段。

开启“小包检测+Cell FACH”功能，可将小包业务承载在FACH上，避免占用伴随信道（专用信道），从而提升BRU承载速率。开启上行帧分，可接入更多用户，每用户的上行接入速率可降到8 kbit/s以下，从而减少用户的BRU资源占用量，达到提升BRU承载速率的目的。

6 结论

目前TD-SCDMA上行BRU承载速率偏低，是限制TD-SCDMA小区上行数据业务承载能力的关键因素。TD-SCDMA小区上下行数据能力的不均衡性（与现网数据业务模型不匹配），已经成为中国移动3G网络容量的主要瓶颈，后期亟待通过开启“小包检测+Cell FACH”、“上行帧分”等新功能，扩大HSPA载波配置等方式进行优化，从而提升TD-SCDMA整网的业务容量。

[1] 李军． TD-SCDMA HSDPA系统设计与组网技术[M]． 北京：电子工业出版社，2010．

[2] 张同须． TD-SCDMA网络规划与工程[M]． 北京：机械工业出版社，2008．

Research on capacity of TD-SCDMA cell

ZHONG Wei, SONG Lei
(China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd. Zhejiang Branch, Hangzhou 310012, China)

TD-SCDMA cell capacity is a unit of TD-SCDMA network capacity. Based on the ratio of the real network throughput, the paper estimated TD-SCDMA cell uplink and downlink capacity and proposed uplink capacity for TD-SCDMA cell capacity bottleneck. Through the analysis of influencing uplink capacity factors, the paper gave some solutions to get more TD-SCDMA cell uplink capacity.

basic resource unit bearing rate; uplink; basic resource unit utilization

TN929.5

A

1008-5599（2014）07-0001-05

2014-06-16