GSM网络无线信道利用率的研究.docx

? ? GSM网络无线信道利用率的研究 ? ? 摘要：无线网络利用率是目前2G向3G过渡时期无线网络运营商十分重视的一个问题。随着中国无线网络规模的扩大，整体呈现平稳发展的态势，如何以更低的成本提供服务，成为运营商之间竞争的焦点之一。从实际应用的角度探讨影响无线利用率评估的主要因素及如何在现网实现无线网络利用率的精细化分析。 关键词：GSM网络，无线信道，利用率，拥塞率，话务量 0 引言 随着中国移动通信事业的持续发展，目前中国拥有世界上排名第一和第三的移动通信网络，中国的移动用户数量已经超过固定电话用户数量。但是，我们也看到无论是中国移动还是中国联通，用户的ARPU以及单机话务量都在不断降低，激烈的市场竟争迫使运营商越来越关注低成本服务运作能力。一直以来的高速扩容造成了网络冗余过大，整体无线网络的利用率偏低。然而，由于移动用户的使用特点，以及网络配置的相对滞后，超忙小区和超闲小区在网络中都不同程度地存在。网络资源配置合理性、利用程度精细化管理的研究成为运营商关注的重点。 此外，移动通信网络发展正处在一个转型时期，第三代移动通信网的建设已经初露端倪。由于将来的WCDMA网与现有的GSM网在空中接口上无法兼容，GSM无线网将逐步为第三代无线网所取代。无疑，GSM网络的过度投资将大大增加成本风险。对网络资源配置进行评估和优化，适度控制现有网络的规模，最大限度挖掘它的潜力，已经成为提高运营商核心竞争力的重要手段。 1 无线信道利用率研究的必要性 GSM网络经过长期发展后，已经成长为一个大容量的成熟网络，网络容量分析需要逐渐从粗放向精确转变，长期坚持容量的优化能使网络资源获得最佳效益。在对某个本地网的无线网络规模进行整体测算时，无线利用率是最重要的一个指标，它不仅反映了网络资源的利用率，同时反映了运营商的维护和优化水平，在保证无线接通率和通话质量的前提下，谁能提高网络的无线利用率，就意味着谁能提供更低成本的服务。在实际容量分析过程中我们发现，通常当尚未达到理论能承载的话务量时，即按照小区的载波数在一定的呼损条件下(通常取2%)查爱尔兰B表得到的小区能承载的话务量，网络就已经出现拥塞，导致设计的网络容量无法满足实际的话务需求，无线信道利用率远远达不到100%的水平。准确分析实际信道的利用率已成为平衡网络容量安全和网络资源效益的杠杆。为此我们必须针对GSM网络实际信道利用率作一些探讨。 2 无线信道利用率的理论规律 大多数运营商定义的无线信道利用率=实际统计话务量/设计承载话务量，使用对象分为小区和系统。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信道利用率就应该越高。从呼叫特性上讲，GSM无线网的理论话务承载能力一般应采用爱尔兰B公式进行计算。但是爱尔兰B公式的前提是呼叫具有以下性质： 1)每次呼叫相互独立，互不相关，即呼叫具有随机性； 2)每次呼叫在时间上都有相同的概率； 3)每个用户选用无线信道是任意的，且是等概率的。 经研究验证，实际流入信道的话务往往很难完全满足以上3条假设，此时爱尔兰B公式不能准确描述小区无线信道呼损(B)、信道数(n)和流入话务量(A)三者之间的关系，理论值与实际值相差甚远。有较多因素均会对实际信道利用率产生影响，如： 1)用户呼叫位置变化带来的业务量的移动性。由于网络的容量由一个个小区组成，每个小区只负责一小部分用户的话务，而这些用户是移动的，因此每个小区瞬间的用户量是不断变化的，小区越小，这个用户量的变化越明显，因此考察一个长周期(如1小时)，小区的用户数是稳定的，但在短周期内，用户数有很大的波动。 2)移动系统设置的呼叫重试以及移动系统小区间的切换均导致每次呼叫不完全独立。 3)用户呼叫时间变化和呼叫量的变化带来的系统业务量的波动性。 4)用户在特定地域和网络设备等交互影响下呼叫的峰值性：如小区覆盖范围内有体育馆，在赛事结束时，用户集中打电话联系，此时各个呼叫集中发生，其时间分布具有很强的相关性，小区话务突然急剧上升，小区1小时内的平均话务并不高，但在1小时内有几个高峰。 因此在实际网络容量优化时，必须根据地域特点、不同话务模型对爱尔兰B表进行修正。 3 影响无线信道利用率的主要因素 要确定无线网络信道利用率，主要考虑以下几个因素。 1)用户行为的变化，分用户话务行为和用户移动行为。从宏观的角度来看，尽管用户在不同小区间移动，导致各日忙时话务量不同的主要因素是用户话务行为的变化，可以通过一段时间(按天计算)内忙时话务量的变化来分析用户话务行为。用户移动行为则必须从微观上(小区级)进行分析，通过对小区话务量的分析得到一些宏观统计特性，可以通过一段时间(一周内)各小区忙时话务变化来分析。对几个本地网进行统计分析，用户行为的变化使网络利