GPRS&EDGE网络规划优化--GPRS网络规划 .pdf
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1、i 目 录第 5 章 GPRS/EDGE网络规划.25.1 总体规划原则.25.1.1 总体原则.25.1.2 引入 GPRS/EDGE的影响.25.2 话务模型建立.35.3 覆盖规划.55.3.1 覆盖目标.65.3.2 载干比要求 .95.4 频率规划.115.5 容量规划.125.5.1 规划方法.125.6 信令信道规划.165.6.1 规划方法.165.6.2 结论 .175.7 参数规划.175.7.1 系统消息参数的配置.175.7.2 编码方式转换参数.185.7.3 控制 GPRS/EDGE小区重选的参数配置.195.8 双频网情况及网络性能指标简介.195.8.1 GPR
2、S/EDGE业务对双频网的影响及相应策略.195.8.2 网络性能指标.205.8.3 系统性能指标.205.8.4 维护指标.205.8.5 参考指标.215.8.6 GPRS/EDGE规划特别关注的指标.21附件一 GPRS/EDGE业务话务模型的讨论.22附件二容量规划举例.28附件三 GPRS 手机小区更新对参数配置要求分析.30附件四 GPRS 系统消息参数说明.31附件五信令信道规划举例.35名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 39 页 -2 第5章 GPRS/EDGE 网络规划5.1 总体规划原则5.1.1 总体原则话音和数据业务均衡考虑,共同发展。充分
3、利用现有GSM 网络资源。保证 GSM 无线网络质量,满足GPRS/EDGE业务需求。5.1.2 引入 GPRS/EDGE 的影响GPRS/EDGE对 GSM 无线网络规划的影响表现在以下几个方面:一、由 GPRS 引入带来了一定程度上的额外干扰。具体表现在:(1)GPRS/EDGE下行功率控制的机制还不成熟,因此 GPRS/EDGE没有功控带来的干扰下降。(2)GPRS/EDGE在无线空口的传输特性和语音业务不同,PDCH 的无线信号的占空比(激活因子)接近 100%,因此和采用DTX 功能的 TCH 信道相比,将可能引入最大3dB 干扰。(3)根据配置PDCH 的数量和载频的不同,给网络带
4、来的额外干扰在0-3dB 之间。(4)如果将 PDCH 配置在 BCCH 载频上,理论上在下行方向没有新增干扰。二、GSM 网络规划的同时要求兼顾GPRS/EDGE的规划现阶段GPRS/EDGE和 GSM采用相同小区选择和重选参数。要满足GPRS/EDGE的服务质量,需要重新对无线网络的容量和覆盖规划。三、GPRS/EDGE如采用在CCCH 上接入的方式,CCCH 的负荷有较大增加。四、GPRS/EDGE引入了灵活的信道分配策略,无线资源调度更为复杂。五、随着GPRS/EDGE业务的引入和发展,用户业务(含语音业务)习惯会发生改变,话务模型、整体规划需要做相应调整。六、EGPRS 系统充分考虑
5、了和原GSM/GPRS网络的兼容性和继承性,对核心网影响很小,原有的Gb、Gn/Gp、Gi、Gr、Gs 接口都没有变化。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 39 页 -3 5.2 话务模型建立GPRS/EDGE为移动用户提供了一种端对端的分组数据传输服务,和传统的电路交换方式数据服务相比,具有更高的无线资源效率和利用率。GPRS/EDGE适用于具有以下特点的业务:间歇的、非周期性的(突发的)数据传输,其前后二次数据传输之间的时间间隔远远大于数据传输本身的时延。频繁的、小数据量的数据传输,例如,在每分钟内发生数次,每次数据量小于几 K 字节。较罕见的、大数据量的数据传输
6、,例如,在每小时内发生数次,每次数据量大于几十K 字节。目前,中国GPRS/EDGE网络开通以下几个方面的业务:(1)手机+笔记本电脑上网(2)WAP over GPRS/EDGE(3)基于终端安装的业务(4)个人数据助理(PDA)终端接入(5)短信 overGPRS/EDGE(6)专线接入(7)专网接入对于数据速率的计算,一般要根据一定的话务模型来考虑。以下计算基于以下假定或事实:假设没有SNDCP 压缩与解压和分段与重组(这样一个IP 包,在 LLC 层就是以 1 个 LLC PDU传输);假设 LLC 使用非确认模式传输;假设 LLC 帧格式为:LLC 头(9 字节)SNDCP 头(4
7、字节)IP 数据 FCS(3字节),每个包占用一个RLC 长度指示字节;RLC 采用确认模式,并考虑10%的重传率;假设 IP 平均包长度为200 字节;假设至少在10 个 IP 包的范围内,IP 数据流连续;每 20ms传输一个无线块;一般 RLC/MAC头占用3 字节,这样除去尾比特,CS1、CS2、CS3、CS4编码方式下,每个RLC 数据包可以传输的LLC PDU 字节数依次为20 字节、30名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 39 页 -4 字节、36字节、50 字节。RLC 确认模式下的传输下,正常情况下每个LLC PDU 的传输意味着一次TBF 建立和释
8、放过程。一般一次TBF 从建立到释放的过程中,RLC/MAC控制块开销占总无线块的20%,该开销将TBF 建立和释放的处理时间折算进去了。Gb 接口的 FR、NS、BSSGP、LLC、SNDCP 的协议头合计53 字节。以下计算采用如下计算模型:M A1/B T (M M 0.2 M 0.1)20 V_IP A2/T VGb V_IP(20053)/200 1.265V_IP 其中:M 为传输 N 个 LLC PDU所需的最小RLC 数据块数A1 为 N 个 LLC PDU的总字节数A2 为 N 个 IP 包的总字节数B 为每个 RLC 数据块所能承载的LLC PDU字节数T 为传输 N 个
9、LLC PDU(即 N 个 IP 包)所需的时间V_IP 为估计的每PDCH 的 IP 层承载速率VGb 为估计的每PDCH 在 Gb 接口物理层所需的承载速率X表示对X 进行上取整,X表示对X 进行下取整根据该计算模型,对CS2的 IP 层承载速率计算如下:A1 (2009 431)10 2170 字节M 2170/30 73 块T (73 730.2 730.1)20ms1880ms1.880s V_IP 20010 8/1.88/1024 8.31 Kbps VGb1.265V_IP10.51Kbps 同样的对 CS1、CS3、CS4进行计算,获得估计的信道IP 层承载速率依次为:5.5
10、8 Kbps、9.89 Kbps、13.95 Kbps。对于采用非确认RLC 模式的情形,LLC 层一般不采用非确认方式,这样就必须名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 39 页 -5 考虑 LLC 层的重传率。而LLC 层的重传一般而言在带宽开销方面要高于RLC/MAC层的重传。故采用非确认RLC 模式,并不能提高PDCH 的 IP 层承载速率。计算结果列表表示如下:CS-1(Kbps)CS-2(Kbps)CS-3(Kbps)CS-4(Kbps)Um接口物理层速率9.05 13.4 15.6 21.4 IP层承载速率5.58 8.31 9.89 13.95 Abis接
11、口物理层需要的承载速率16 16 32 32 Gb接口物理层需要的承载速率7.06 10.51 12.51 17.65 需要特别指出:一、GPRS/EDGE和 GSM 共用 CCCH 信令信道。网络采用 PCCCH 接入方式时,网络规划中的信令信道规划、参数规划、双频网负荷策略等内容会有很大变化。二、要准确地估计GPRS/EDGE业务的话务模型有一定的困难。对 GPRS/EDGE业务的话务模型的描述不能象话音业务那样,用简单的每用户话务量若干爱尔兰去描述,其本身的描述是相当复杂的。三、GPRS/EDGE话务模型是一个需要长期关注的课题,随着GPRS/EDGE业务引入、发展和成熟,需要不断地对G
12、PRS/EDGE业务的话务模型进行总结和修改,阶段性地、有计划地调整GPRS/EDGE无线网络规划的方法和策略。同时还要防范新引入业务导致GPRS/EDGE话务模型突变的风险。GPRS/EDGE话务模型需要关注的内容有:用户模型:数据业务的总量、不同业务的比例、业务在时间上的分布、业务在空间上的分布等。业务模型:单业务的包长分布、包间隔分布等。无线传输模型:编码方式分布、信令开销等。5.3 覆盖规划GPRS/EDGE的覆盖与GSM 覆盖相比,有以下几点:EIRP 相同从发射端到接收端除了体损以外经历的损耗相同接收机灵敏度不是主要矛盾,GPRS/EDGE业务主要受限于C/I 名师资料总结-精品资
13、料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 39 页 -6 CS1 的 C/I 要求比话音业务的9dB 要求高,但是如果配在BCCH 所在载频上,能满足要求协议数据中,不同传播环境下的C/I 相差较大,而且同一环境下协议数据和厂家提供的数据相差较大,这里考虑最差的情况。根据协议对 C/I的最低要求:(不考虑USF)CS1:13db,CS2:15db。根据协议,话音业务通话时的质量等级和C/I的关系如下表:rxqual 0 1 2 3 4 5 6 7 C/IdB 23 19 17 15 13 11 8 4 由此我们可以看到:话音质量等级4和CS1的BLER10%,两者的的 C/I要求相同,话音质量
14、等级3和CS2的BLER20%时,其吞吐量要小于采用CS-1。所以,在工程上,可以先强制采用CS-2,然后通过观察采用CS-2 时的平均块重传率,来判断是否要改用CS-1。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页,共 39 页 -19 2.编码方式转换门限如果编码方式转换门限可调,可以参照上节内容,设置门限。5.7.3 控制 GPRS/EDGE 小区重选的参数配置目前,控制GPRS/EDGE小区重选的参数不多,因此现阶段GPRS/EDGE系统拥塞管理控制能力较弱。所以,针对无主导小区导致的小区重选过多情况,我们主要还是要通过加强覆盖规划和参数规划来解决。但在某些场合,也可以通
15、过GMMREADY参数加以缓解。具体设置为:(1)GMMREADY定时器取1 分钟左右(2)在无主导小区,小区重选惩罚时间大于GMMREADY定时器的时长。详见附件说明,其中GMMREADY定时器是SGSN 的参数。小区重选方面的话务模型与RLC 数据吞吐量的关系可以根据现网的统计数据获得。5.8 双频网情况及网络性能指标简介5.8.1 GPRS/EDGE业务对双频网的影响及相应策略GPRS/EDGE业务对于双频网的影响,主要表现在:在双频网的话务引导策略是1800 网络优先时,GPRS/EDGE业务会集中在1800 网络上,造成网络拥塞,而网络不能采取类似于GSM 语音业务切换的手段,将话务
16、负荷引导到900 网络上去。1800 网络的室内覆盖较差,影响分组业务的服务质量,而网络也不能主动将其“切换”到900 网络上去。上述主要原因是:GPRS/EDGE手机采用和GSM 手机相同的小区选择和重选策略,而目前GPRS/EDGE还不支持网络控制小区重选。在现阶段,要解决 1800 网络 GPRS/EDGE拥塞的问题,一方面是要加强容量规划,另外还可以采用如下办法:在 1800 网络上增加动态分配PDCH 的配置。在 1800 网络 GPRS/EDGE业务拥塞时,触发占用动态分配PDCH 的语音业务向 900 网络切换。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页,共 39
17、 页 -20 将上述切换释放出来的动态分配PDCH 用于 GPRS/EDGE业务。对于 GPRS/EDGE的手机在1800 网络上,因覆盖差而服务质量差的问题,需要通过加强 1800 网络的覆盖规划或者改变1800 网络优先的策略来解决。5.8.2 网络性能指标GPRS/EDGE网络在日常维护中需要关注的测量指标,这些指标可能分为三类,说明如下:(1)系统性能指标。反映系统的处理能力、数据吞吐能力等的测量指标。(2)维护指标。系统异常情况的统计,如资源请求拒绝、块重传率等。通过对这些测量指导标的监视,可以及时排除网络的突发故障,以及指导对网络进行局部的优化。具体的性能参数值,需要在网络运营过程
18、中不断采集、分析和归纳。(3)参考指标。一些和话务模型相关的测量指标,如平均包长,忙时每用户的开销等。通过这些指标,可以积累GPRS/EDGE网络运行的数据和经验,用于 GPRS/EDGE网络的优化和以后网络再次规模扩容时的规划。需要强调的是,在GPRS/EDGE业务开展的初期,我们采用的话务模型尚未得到网上实际情况的验证,且随着新业务引入、开展有突变的可能性,因此需要通过对其中部分关健指标加强跟踪,以防范GPRS/EDGE业务模型改变对网络规划的冲击。5.8.3 系统性能指标处于服务状态的PDCH 数量RLC 数据块吞吐量(按上下行、不同编码方式分计)上行分组业务请求次数(按CCCH、PAC
19、CH 分计)上行 TBF 建立成功次数分组寻呼次数LLC PDU 包数、吞吐量(按上下行分计)5.8.4 维护指标RLC 数据块重传率(按上下行、不同编码方式分计)编码方式改变率(按上下行、不同编码方式分计)上行 TBF 建立拒绝次数(按CCCH、PACCH 分计)TBF 建立失败率(按上下行分计)TBF 中断率(按上下行、不同原因分计)下行 LLC PDU 重传次数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页,共 39 页 -21 下行 LLC PDU 生命周期超时次数5.8.5 参考指标PDCH 利用率:处于服务状态的PDCH/可用的 PDCH RLC 数据块不同编码方式使用
20、比率MAC 控制块占RLC 数据块比例(按上下行分计)下行 TBF 在 PCH、AGCH、PACCH、T3192 期间建立比例上行 TBF 在 AGCH、PACCH 建立比例TBF 平均数据吞吐量、平均时长(按上下行分计)PDCH 上 TBF 平均数量(按上下行分计)LLCPDU 平均包长(按上下行分计)5.8.6 GPRS/EDGE规划特别关注的指标下述指标为容量规划的主要依据,如果实际网络和目前的假设相差较大,系统总体性能可能会急剧下降LLC PDU 平均包长(按上下行分计)上、下行TBF 在 CCCH 上的信令开销下述指标可以做为网络是否需要扩容的参考。PDCH 利用率上行 TBF 建立
21、拒绝次数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页,共 39 页 -22 附件一 GPRS/EDGE业务话务模型的讨论(一)GPRS/EDGE业务话务模型分析GPRS/EDGE业务的话务模型不能象话音业务用那样,用简单的每用户话务量若干爱尔兰去定义。从无线网络规划的角度看,最主要的二个参数是,每数据包的平均包长以及每数据包的信令开销。(二)数据包的平均包长ETSI对于网络数据从分组长度概率密度函数的角度给出了三种模型:Funnet 模型、Mobitex 模型、Railway 模型。这些模型来自于已经有的分组数据网。其中Funnet模型来自于对芬兰大学和研究计算机网络中电子邮件的
22、统计,如下图所示。可以看出,其概率分布函数可以近似为最大值为10kbps的截断柯西分布,其最大值为0.8kbytes/s。01234567891000.050.10.150.20.250.30.35FUNNET?D?o y?oy?D?(kbytes/s)railway模型,取自于对欧洲铁路移动数据业务量的统计抽象,如下图所示。其最大值为1kbps。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页,共 39 页 -23 100200300400500600700800900100000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01 Ra
23、ilway?D?o y?oy?D?(bytes/s)Mobitex 模型是利用瑞典Mobitex 移动数据通信系统舰队管理业务的业务量进行的抽象:上行业务量为30 15bytes,下行业务量为11557bytes。从上述例子可以看到,在不同环境(固网、铁路、海洋)、不同的业务(EMAIL、集团通信)下,数据包长度的分布是有很大差异的。我们做如下符号定义:下行方向IP 包数据平均长度:DlAveIpPacketLen 上行方向IP 包数据平均长度:UlAveIpPacketLen 目前 GPRS/EDGE无线网络规划每IP 包的平均包长取200 字节,此参数需要根据网络投入运营后,根据网上实际数
24、据进行调整。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页,共 39 页 -24(三)数据包的信令开销tA packet service sessionFirst packet arrivalto base station bufferLast packet arrivalto base station bufferA packet callThe instans of packet arrivalsto base station buffer如上图所示,在一次分组业务的会话过程中,数据包的到达具有时断时续的特点。每若干个连续到达的数据包构成一次“分组呼叫”,在GPRS/EDGE中
25、称为临时块流TBF。在采用CCCH接入方式时,每个TBF 的建立和释放在CCCH 上的新增的信令负荷参见下表说明。RACH AGCH PCH 说明上行方向 TBF 建立分组信道请求*1 分组上行立即指配*1 下行方向 TBF 建立(GMMREADY、DRX)分组下行立即指配*1 一般情况下,下行立即指配需要计算寻呼组,在PCH 上下发;下行方向 TBF 建立(GMMREADY、NONDRX)分组下行立即指配*1 手机在释放TBF 后在一段时间内处于 NON-DRX 状态,此时下行立即指配消息可以AGCH 上发送。下行方向TBF建立(GMMSTANDBY)分组寻呼*1 在 GMMSTANDBY状
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