高负荷小区优化方法研究

史旭鹏

（中国移动通信集团辽宁有限公司大连分公司，大连 116000）

1 网络评估

1.1 KPI关联分析

TD-SCDMA网络是基于CDMA多址技术具有自干扰特性，所以网络负荷的增高会对KPI指标和用户感知有一定的影响，针对自干扰这一特性，对某市的话务模型进行了高负荷门限评估。通过KPI拐点确定高负荷小区关注门限。

如图1所示，通过对CS域和PS域的接通率/掉话率与小区总利用率的关系图可以得出当总利用大于50%，CS接通率低于98.5%，当总利用率大于65%，CS掉话率高于0.5%；当总利用率大于60%，PS接通率低于98.5%，总利用率在70%以下，掉线率都低于1%。

通过对CS域和PS域的接通率/掉话率与R4载波上行利用率的关系可以得出当R4载波上行利用率大于50%，CS接通率低于98.5%，当R4载波上行利用率在70%以上，掉话率高于0.5%；当R4载波上行利用率大于70%，PS接通率低于99%，随着R4载波上行利用率升高，PS掉线率指标恶化，但仍处在1%以下。

通过对CS域和PS域的接通率/掉话率与H载波上行利用率的关系可以得出当利用率大于75%，CS接通率低于99% ，随着上行利用率升高，掉话率指标下降，但仍处在0.5%以下；随着H载波上行利用率的提升，PS接通率指标有所下降，但不低于99%，随着H载波利用率的提升，PS掉线率始终不高于1%。

通过对CS域和PS域的接通率/掉话率与H载波下行利用率的关系可以得出随着H载波下行利用率的提升，CS/PS接通率变化并无明显规律； 随着H载波下行利用率的提升，CS掉话率/PS掉线率的变化无明显规律。

通过对小区总利用率、R4载波上行利用率、H载波上行利用率和H载波下行利用率与CS/PS接通率、CS掉话率、CS掉线率指标分析可以得出当小区总利用率、R4上行利用率、H载波上行利用率负荷过高，双域接通率和掉话/掉线都会恶化，影响用户感知。当R4载波上行利用率或小区码资源利用率超过50%时，KPI指标出现短板。

图1 小区总利用率与双域KPI关系

通过上述对现网数据分析，我们将出现以下5种情况的小区列为高负荷小区，进行重点关注。

（1）最忙时R4载波上行码资源利用率大于50%。

（2）最忙时小区码资源利用率大于50%。

（3）RRC最大拥塞率大于2%。

（4）CS RAB最大拥塞率大于2%。

（5）PS RAB最大拥塞率大于2%。

1.2 高负荷小区场景化

对进入关注门限的小区进细化分析，根据R4/H载波不同的业务状况，可以将其分为6类场景，如表1所示，后续针对不同场景分别采用不同的优化措施。

场景1：该类小区归属为高业务区，话音、数据业务都很高，且多为大流量用户。

场景2：该类小区归属为高业务区，话音、数据业务都很高，且小流量用户较多。

场景3：该类小区归属为话音业务低、数据业务高且多为大流量用户，数据业务抢占R4载波。

场景4：该类小区归属为话音业务低、数据业务高且多为小流量用户，数据业务抢占R4载波。

场景5：该类小区归属为话音业务低、数据业务用户少但多为大流量用户。

场景6：该类小区归属为话音业务低、数据业务用户多但多为小流量用户。

2 高负荷优化

通过对某市全网小区评估，发现高负荷小区存在359个，针对这些高负荷小区进行算法和参数优化。优化分两批进行，首批对高负荷小区开启二倍帧分和进入速率优化，第二批对负荷仍然较高的小区开启四倍帧分、优化在线定时器。

表1 各种场景划分

2.1 算法介绍

2.1.1 二倍帧分复用

算法介绍：目前现网时隙配比为上下行2:4配置，H载波下行配置3时隙做HS-PDSCH信道使用，TS6承载HSSCCH和A-DPCH，现网HS-SCCH配置两对，占用4个BRU，一个用户占用两个A-DPCH，所以最终一个载频下行只能容纳（16-4）/2=6个用户。为了提升用户感知度和网络的容纳能力，可以通过开启二倍帧分复用功能，来降低RRC拥塞和RAB拥塞，提升接通率。

参数位置及调整建议如表2所示。

算法影响：二倍帧分开启后，TD-SCDMA的H载波下行容量会提升1倍，所以建议对拥塞小区开启二倍帧分，缓解RRC拥塞和RAB拥塞。

2.1.2 上行16kbit/s初始接入

算法介绍：如果开启二倍帧分复用，但是上行初始接入速率大于16 kbit/s的话，上行码资源受限，二倍帧分效果无法得以实现，所以建议开启二倍帧分复用的小区，开启上行16 kbit/s初始接入。

四倍帧分复用：小流量用户较多时，大量用户占用DCH资源，H载波业务时隙无法充分利用。通过开启四倍帧分，减少单用户对DCH资源的需求，从而接入更多用户。

2.2 优化效果

通过对全网359个小区进行二倍帧分复用和CAC初始接入速率的优化，高负荷小区数量下降10%，性能指标无明显变化，如图2所示。

图2 码资源利用率优化前后对比

通过对高负荷小区开启二倍帧分和上行16 kbit/s初始接入的优化，某市高负荷小区由原来的359个下降到323个，降幅达10%；CS接通率由98.61%提升到98.91%，PS接通率没有变化；总码资源利用率由33.75%下降到33.47%，R4载波上行码资源利用率由39.10%下降到30.84%效果明显；H载波上行码资源利用率由60.48%下降到59.30%；H载波下行码资源利用率由20.82%下降到19.53%。通过优化某市全网高负荷小区下降明显，R4载波上行码资源利用率下降了8.26%效果明显，双域接通率、掉话率指标在正常波动范围。

表2 二倍帧分复用参数位置及调整建议

二阶段对负荷特别高的20个校园网小区通过开启四倍帧分、修改保持在线定时器进行优化和禁止PS抢占R4资源进行优化。优化后高负荷小区减少35%，话音接通率分别提高2%和5%，各项指标正常波动。20个校园网小区根据场景归类：

（1）对场景2即话音用户多、小流量用户多的场景开启四倍帧分，同时禁止PS业务抢占R4资源。

（2）对场景4即话音用户少、小流量用户多的场景修改保持在线定时器，同时不禁止PS业务抢占R4资源。

3 扩容策略

通过完成两批优化调整后，可以对高负荷小区扩容策略进行总结用于未来容量调整指导。

3.1 R4载波扩容策略

ErlB表在满足业务强度和信道数需求下按照拥塞率2%进行资源评估；对于TD-SCDMA来说体现在话音业务被迫接入H载波，或拥塞不能接入。

R4码资源利用率较大存在由于H资源不足或者并发业务占用在R4载波上的情况，故加入话务量门限一并参考。

根据R4上行码资源利用率评估维度分析得知R4上行码资源利用率与话务量的对应关系，当R4上行码资源利用率达到81%（单载波R4上行码资源利用率负载门限）时，平均话务量为3.4 Erl以上。

3.2 H载波扩容策略

在H载波上行DPCH资源不足时，新用户将不能接入DPA载波，其过程与CS业务拥塞相同，可以使用ErlB公式计算DPA载波所能承载的业务强度（在线时长&占用带宽）与拥塞率（迁移到R4的比例）关系。因此基于上行初始接入速率为16 kbit/s（上行最大接入用户为14个）。

根据HSDPA平均用户数与H上下行码资源利用率对比发现，当H平均用户数不小于3时，H上行码资源利用率在85%左右，故取H平均用户数不小于3这一维度，以避免由于过少的HSDPA用户导致的码资源利用率较高的扩容而产生的载频资源浪费现象。

另一方面为保证用户感知，通过ErlC表确定H业务信道利用率扩容门限，H载波数为1的H下行利用率为41%，H载波数为2的H下行利用率为51%，H载波数为3的H下行利用率为56%。

4 后期优化建议

后期高负荷小区转为日常维护过程中的一项工作，结合软扩容和载波扩容两种措施定期优化高负荷小区，具体措施如下。

4.1 RAB拥塞——2核5算1扩法

针对RAB拥塞我们主要采用2核5算1扩法进行优化。2核：核查HSDPA载波最大用户数，核查ATM的PATH容量；5算：二倍帧分复用，上行16 kbit/s初始接入，R4/H载波均衡算法，PS资源调度算法、LCC算法；1扩：物理载波扩容。具体优化流程如图3所示。

图3 2核5算1扩法流程

图4 1参3算1扩法流程

4.2 RRC拥塞——1参3算1扩法

针对RRC拥塞，我们采用1参数优化：2G/3G重选优化；3算法优化：Fach二次接入算法，User Inactive优化，RRC重定位GSM算法优化；1扩容：载波扩容，具体优化流程如图4所示。

[1]彭木根, 王文博等. TD-SCDMA移动通信系统[M]. 北京：机械工业出版社，2005.

[2]李世鹤. TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M]. 北京：人民邮电出版社，2003.