TD-SCDMA无线网络扩容指标探讨

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

TD-SCDMA无线网络扩容指标探讨

尹萍，赵婧

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

随着市场和业务的发展，TD-SCDMA网络资源的需求持续增长，为有效、合理地使用TD-SCDMA无线网络资源，本文通过对TD-SCDMA网络利用率、码资源忙闲率的分析探讨，提出了更加全面、合理的扩容评估指标，以科学评估TD-SCDMA网络无线资源的负荷情况，促进网络资源高效、合理配置。

TD-SCDMA；HSDPA载波；忙闲率；扩容评估

1 概述

随着TD-SCDMA网络市场和业务的发展，以及网络规模的不断增大，TD-SCDMA网络上承载的用户及业务量持续快速增长，对网络资源的需求也越来越大，部分基站出现了较为迫切的扩容需求。为有效、合理地使用TD-SCDMA无线网络资源，应根据TDSCDMA网络的技术特点，采用全面、合理的评估指标，科学评估TD-SCDMA无线网络资源的负荷情况，制定扩容标准或资源优化配置的方法，以达到资源高效合理利用、网络平稳健康运行的目的。

考虑到TD-SCDMA网络以承载数据业务为主，当前R4载波资源相对业务发展来说，不是关注重点，以下将着重进行HSDPA载波扩容指标的探讨。

2 TD-SCDMA码资源忙闲率指标

目前，对TD-SCDMA无线网络资源使用情况的评估，采用的主要指标是TD-SCDMA码资源利用率，但该指标存在如下几个问题：

（1） 当前TD-SCDMA网络上下行码资源占用情况明显不均衡，上行资源成为瓶颈和短板，而该指标无法区别上下行。

（2） 广播信道、控制信道等公共信道持续占用码资源，该指标不能准确反映业务资源占用及余量情况。

（3） 不同配置下K值不同，利用率计算中的K值统一取0.75不合理。

基于上述考虑，为准确反映网络资源占用的忙闲程度，中国移动集团新增了“TD-SCDMA码资源忙闲率”指标：

“TD-SCDMA码资源忙闲率”=

（α×忙时上行占用BRU数＋β×忙时下行占用BRU数）/ [ K×（α×上行全部可用BRU数＋β×下行全部可用BRU数）]

其中，α和β分别为上行、下行关注因子（现阶段α=1，β=0）；BRU为码道数，是TD-SCDMA系统中最小的资源单元。

与现行TD-SCDMA网络利用率指标相比，主要有如下两点变化：

（1） 增加上下行关注因子，现阶段网络集中表现为上行受限，故上行关注因子设置为1，下行设置为0。

（2） K值和基站配置、业务模型相关，可根据具体配置采用不同建议值。

建议HSDPA载波扩容门限设置为：码资源忙闲率（不含控制信道）达到75%可进行扩容。

3 码资源忙闲率的局限性分析

3.1 无法体现资源配置与业务量之间的关联性

根据码资源忙闲率的定义可以看出，码资源忙闲率反映的是码道（BRU）被占用的数量比例。某BRU一旦分配给用户，就表示该BRU已被占用，但其实际产生的业务量则与业务类型、用户行为、信号质量、终端能力等多种因素有关。在TD-SCDMA系统中，HSDPA载波的下行BRU资源共享，当用户数较少、BRU占用比例较高时，如有更多用户发起请求，仍然可以接入，承载业务量上升，而占用BRU比例不会进一步提升。

通过对TD-SCDMA网络技术特点和BRU分配机制的分析，结合现网数据，可以看出BRU占用情况与业务量之间没有准确的定量关系。根据某省2013年8月份的现网数据，选取HSDPA载波上行忙闲率介于44%～45%、74%～75%的两类小区进行分析，可见忙闲率基本相同的小区，其承载的忙时流量差异可达10倍以上，如表1所示。

从另外一个角度来说，对于两个小区来说，即使它们产生了完全相同的业务总量，但业务构成、发起各类业务的用户数差异可能很大，对网络资源的占用需求也很不相同。

通过以上分析可以看出，忙闲率参数无法反映资源配置与业务量之间的关联性，无法支撑对业务量承载情况的分析。

表1 码资源忙闲率与承载数据流量对应关系分析表

3.2 无法体现承载效率的实际差异，不支持差异化资源配置

码资源忙闲率主要关注网络资源的“被占用”程度，但是“被占用”并不意味着被有效使用。尤其对于HSDPA业务，其下行采用HS-PDSCH信道承载，多用户共享业务信道，业务信道带宽不会导致用户接入拥塞，但较小速率会影响用户感受，码资源利用率可以表征HSDPA业务占用系统资源情况，但由于HSDPA业务的承载特点，码道占用与承载能力不一致，所以存在码道利用率相同，而承载效率差异很大的情况。

例如，根据某省2013年8月份的现网数据，全省平均HSDPA载波下行每BRU承载速率为3.5 kbit/s， 其中，有11.1%的小区，平均每BRU承载速率为全省均值的2倍以上，平均流量为15.5 kbit/s。 高于全省平均值的小区仅占总量的21.8%，平均流量为10.1 kbit/s。 低于全省平均值一半的小区占总量的41.6%，平均流量为1.7 kbit/s。

从上述分析可见，作为TD-SCDMA网络业务承载的基本单元，BRU业务承载能力在不同小区中的差异很大，采用忙闲率参数，无法评估这种承载效率的差异性，只能对全网所有小区采用相同的配置方式，无法支撑差异化资源配置策略。

3.3 与质量指标之间无对应关系

在TD-SCDMA网络忙闲率的计算中，K值的取定，是在保证一定的网络质量前提下（GOS=2%），系统总信道数与系统可用信道数之间的比例，K值为干扰受限情况下和资源受限情况下的较小值。

对于HSDPA载波，K=Erl(A)/A，A为可用业务信道数，Erl(A)为GOS=2%时业务信道A能够承载的业务量。HSDPA载波上主要承载的是数据业务，K值计算没有按照 PS业务的呼损（5%）去考虑信道资源，而是按照CS业务的呼损（2%）考虑，这样将使可用信道数变少。另外在计算时考虑了K值，即已经考虑了资源预留，将扩容门限设定在75%，相当于再一次进行了资源预留，将使可用信道数进一步变少。

对某省2013年8月份现网的数据进行分析，全网HSDPA载波上行忙闲率高于75%的共计11 614个，占到全部小区数量的64%，对这些小区的质量指标分析如表2所示。

表2 码资源忙闲率与质量参数对比分析

由表2可见，各类比例均与全网水平基本一致，质量指标均没有出现明显恶化。

通过相关性计算及分析，上述质量指标与忙闲率指标之间的相关系数均在0.01～0.02之间，基本无相关性。

4 HSDPA载波扩容评估指标的构建

通过上述分析可见，在进行HSDPA载波扩容资源配置时，单独使用TD-SCDMA码资源忙闲率指标将存在一些不足之处，建议将TD-SCDMA码资源忙闲率指标与如下两个参数联合使用。

4.1 HSDPA载波单BRU下行承载速率

定义：HSDPA载波单BRU承载速率=HSDPA载波下行忙时总流量/被占用的BRU数（kbit/s）。

对于HSDPA载波来说，由于业务资源采用共享方式，单个用户无数传时，只要其他用户有数传，就可以保持共享资源的充分利用，因此主要的影响因素为：该小区下的整体用户行为、业务偏好和空口干扰情况。另外，终端支持能力和传输资源情况也对BRU承载能力有一定影响。 其中影响最大的是该载波下的整体用户业务行为，跟单个用户行为关联较小。因此该指标将在一段时间内具有相对稳定性，适合作为指标值。

通过对某省2103年8月份现网数据分析发现，各类场景下BRU承载能力差异较大，如图1所示，其中HSDPA载波下行每BRU承载速率最高的是覆盖党政军机关的小区，达到4.9 kbit/s/BRU，为全省平均水平的130%。承载效率最低的是覆盖高校的小区，仅为2.4 kbit/s/BRU，为全省平均水平的63%。

图1 不同场景下的HSDPA载波下行平均每BRU承载效率

BRU承载速率低下，将会导致同样的业务速率需求需要更多的BRU资源来承载，这样无形中增加了大量的BRU占用，造成了码资源利用率虚高。

根据对安徽现网BRU承载速率较高的小区进行统计分析，如图2所示，发现现网BRU承载速率大于10 kbit/s的小区在各类场景中的分布比例也有较大差异，占比最高的是党政军机关，达到19.9%，占比最低的是高校，占比仅为7.2%。

某些场景下每BRU承载速率低下，承载相同业务需要更多的BRU资源，造成了码资源忙闲率虚高。如果仅根据BRU的忙闲情况实施扩容，容易造成资源浪费。增加每BRU承载速率这一参数后，将能有效关联“资源—流量”，即“投入—产出”。

4.2 单HSDPA载波接入用户数

参数定义：平均每HSDPA载波接入用户数＝忙时HSDPA接入用户数/HSDPA载波数。

图2 不同场景下的每BRU承载效率较高的小区占比

HSDPA载波承载业务时，接入用户数对于上行资源占用主要体现在如下两个方面：

（1） 用户尽管下行业务量多，但在进行下行业务时，同时也占用上行伴随信道。

（2） 用户进行数据业务时，若没有下行流量，下行共享信道会释放，但上行伴随信道依然占用以保持网络连接。

根据现网配置，对于HSDPA载波，2上4下，3个HS-PDSCH时隙，目前常用配置是上下行都不支持帧分复用，只能支持6个HSDPA用户。

如果下行采用2倍帧分复用，上行不采用帧分复用，单载波可以支持12个HSDPA用户，采用这种配置可以有效的缓解拥塞。

特殊场景下下行可以采用4倍帧分复用，上行采用2倍帧分复用，这样单载波可以支持24个HSDPA用户。

采用对单HSDPA载波接入用户数做出限制后，将使单用户速率得到保障，例如单载波支持6个H用户时，单用户可以得到200kbit/s左右的最低速率保障，单载波支持12个H用户时，单用户最低速率保障降低至100 kbit/s左右。通过单HSDPA载波接入用户数的差异，可支持在不同场景下做差异化资源配置。

通过增加单HSDPA载波接入用户数这一参数，结合引入帧分复用，可以有效避免上行拥塞，并可为客户感知提供一定保障。

5 小结

相对于TD-SCDMA网络利用率来说，忙闲率可以较为准确地反映网络资源的忙闲程度，但该指标与网络规划工作的出发点存在一定差异：网络规划工作主要是根据网络的业务承载情况、质量情况决定如何投入资源。BRU占用情况不是资源配置时需要关注的直接指标，BRU占用情况在网络规划中的作用，需要视其与业务量、网络质量、客户感知的对应关系而定。

在网络规划工作中，如果仅采用忙闲率作为扩容指标，将存在无法将资源配置与业务量关联起来、无法体现承载效率的实际差异，不支持差异化资源配置、与质量指标、客户感知度之间无对应关系等问题。

通过增加每BRU承载速率、单HSDPA载波接入用户数这两个参数，与码资源忙闲率指标联合使用，可以区分场景，有效引导资源向高价值区域倾斜，有效避免为小流量业务接入而增配过多的资源，实现差异化资源配置，促进网络资源的高效合理利用。

Discussion on the expansion index of TD-SCDMA wireless network

YIN Ping, ZHAO Jing
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China)

With the development of the market and business, the need for network resource is increasing rapidly. In order to use network resource effectively and reasonably, this article analyzes the utilization rate of TD-SCDMA network, the busy rate of code resource, gives some new indexes which are more comprehensive, reasonable and more suitable for evaluating the load condition of wireless resources in TD-SCDMA network. So, the network source could be allocated effectively and reasonably.

TD-SCDMA; HSDPA carrier; the busy rate of code resource; capacity evaluation

TN929.5

A

1008-5599（2014）07-0011-04

2014-06-26