信息产业部电信规划研究院贺丰

随着中国移动用户的快速增长，各移动公司近年来都对GSM网络进行大规模的扩容及优化资源配置，以求提高网络的服务能力和服务质量，增强网络的竞争力。这在一定程度上满足了业务发展对网络能力要求，但大规模的建设也暴露了一些问题，主要是网络资源利用率较低。为充分发挥网络资源能力，移动集团就网络建设提出了相关原则，以求在规划阶段指导网络的建设规模。
本文在集团公司相关指导原则下，以某省几个典型地市为例，对无线网络容量进行测算，该方法具有通用性，具体参数应根据各地实际情况取得。
容量测算流程
根据容量配置指导原则，容量测算流程如下。
图1容量测算流程图
(本流程中没有考虑GSM1800的影响)
整个容量测算可以分为三个步骤：
步骤1工程期末网络忙时统计话务量
反映网络平均承载的话务量，与之相关的参数有：
工程期末用户规模：由于目前统计口径不同，有HLR统计用户、VLR忙时登记用户、各月实际通话用户等。从网络角度来看，一般为满足忙时需求而配置，直接提供VLR忙时登记用户数更为合理。但通常所谈的用户数是从经营角度出发，这里按工程期末达到的实际通话用户考虑。
VLR忙时登记用户比：根据已有的各月VLR忙时登记用户与通话用户数，计算VLR忙时登记用户比例，以得到工程期末忙时VLR登记用户。通过对某省各本地网的数据统计分析，漫游入用户较多的本地网VLR忙时登记用户占通话用户数的100%，漫游入用户较少的本地网为90%。
VLR登记用户忙时话务行为：根据一段时间内统计的忙时话务量和忙时VLR登记用户数计算得到。不同地区用户行为有一定差异，就某省统计数据，省会级城市和不发达地区VLR登记用户忙时话务行为相对较高，在0.01～0.012 Erl之间，而一般地区用户话务行为则相对较低，在0.008～0.01 Erl之间。
若简化考虑，采用线性方法预测话务量。即：



考虑到资费优惠对用户话务行为呈凸函数影响，而低端用户的增加对话务行为呈凹函数影响，可以在线性预测的话务量基础上考虑±5%内的浮动。
步骤2无线网络理论承载话务量
为满足忙时统计话务量以及进行载频配置，需要知道无线网络按爱尔兰公式的理论承载话务量，忙时统计话务量与无线网络理论承载话务量的比值，即无线网络利用率。
可以进一步将无线网络利用率分解为无线网络设计利用率和无线网络实装率。




要确定无线网络设计利用率，主要考虑以下几个因素：
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，用户行为的变化使网络利用率下降25%～30%。
信道配置非线性的影响。由于信道配置是按载频数进行计算，并非按需求进行线性配置，必然会造成一定的浪费，如某小区计算只需要9个TCH，但配置上必须2个TRX(14个TCH)。对几个本地网进行统计，非线性使网络利用率下降20%～25%，对省会级城市，下降20%，对一般地市下降25%，对于特别落后地区，由于单载频小区较多，可以下降30%。
Z峰值的影响。实际话务统计中，流入的话务很难完全满足爱尔兰公式的使用条件，而是具有峰值特性的话务流。当一定信道数和一定呼损下，Z峰值越大，可承载的话务量越小，信道利用率也越低。对于省会级城市，Z峰值影响较大，利用率下降20%，对于一般地市利用率下降15%。
通过对几个本地网进行统计，无线网络设计利用率50%～60%。建议省会级城市取60%，一般地市取56%，落后地市取54%。
网络实装率可以作为各个地方无线网络利用情况的比较。从对几个地市的计算来看，这个指标的差异较大，从50%～70%不等。从提高网络利用率出发，在指标制定中应略高于现网络统计的平均值，建议在规模测算中按统计值中较大值取，范围在65%～70%之间。
根据设计利用率和实装率的统计，无线网络利用率取值在35%～42%。若将无线实装率要求提高到75%，则无线网络利用率为40%～45%。
步骤3无线网络载频配置计算
在已知无线网络理论承载的话务量基础上，计算载频规模需要考虑的几个参数：
每TCH理论承载的话务量：不同本地网，因小区载频配置不同而全网平均每TCH理论承载的话务量不同，对几个典型本地网统计，取值范围在0.67～0.72 Erl/TCH。落后地区由于有较多的单载频小区，该值较低，通过对这类小区增加载频的方法可以提高该指标。建议在规模测算中，取0.69～0.72，省会级城市略高于一般地区。
每TRX配置的TCH信道：不同本地网，因小区载频配置不同而每TRX配置的TCH不同，对几个典型本地网统计，取值范围在7.12～7.18 TCH/TRX。落后地区由于有较多的单载频小区，该值较低，通过对这类小区增加载频的方法可以提高该指标。建议在规模测算中，取7.15～7.18，省会级城市略高于一般地区。
GPRS影响因素：在GPRS资源分配上，有固定和动态分配两种方式。目前无线网络中采用动态信道配置方式，每小区固定分配1 GPRS业务信道，当用户需求大时，在不影响话音业务的前提下可临时增加2～3个GPRS业务信道，形成1U+3D或1U+4D方式。通过对几个本地网计算，在各小区固定分配1个GPRS业务信道情况下，占用原话音信道资源的4%～6%不等，固定分配2个GPRS业务信道情况下，占用原话音信道资源的8%～12%不等，固定分配3个GPRS业务信道情况下，占用原话音信道资源的12%～18%不等。对于省会级城市，对GPRS业务需求较大，按2 GPRS业务信道考虑，取8%左右，对一般城市按1 GPRS业务信道考虑，影响因素按4%～6%考虑。
容量测算举例
以某省3个本地网为例进行计算。根据统计，计算流程中所需各种参数见表1。
表1 计算流程参数表
省会
城市一般
地区落后
地区
VLR登记用户占通话用户比例90%100%90%
VLR登记用户忙时话务行为(Erl)0.010.0090.01
无线网络实装率65%65%65%
无线网络设计利用率60%56%54%
每TCH理论承载话务量(Erl/TCH)0.720.690.69
每TRX平均TCH信道数(TCH/TRX)7.187.157.15
GPRS影响因素8%6%4%
根据预测的2003年底计划达到的通话用户，则各地网络规模测算见表2。
表2 网络规模测算表
省会城市一般地区落后地区
预计通话用户(万)1964418
VLR忙时登记用户数(万)1764416
预计VLR忙时话务量(Erl)1764039601620
无线网络设计承载话务量(Erl)2713860922492
无线网络理论承载话务量(Erl)45231108794615
话音TCH信道数(TCH)62821157676689
话音TRX数(TRX)87492205936
考虑GPRS后TRX数(TRX)94492337973
按照用户的发展规模和TCH配置情况，计算各地的几个宏观指标见表3。
表3宏观指标
省会城市一般地区落后地区
每TCH通话用户数31.227.926.9
每TCH爱尔兰0.280.250.24
每TRX通话用户数207188185
(这里按通话用户计算，一般通话用户占到达用户的90%左右)
根据对典型地区的测算，归纳出指导无线网络扩容的几个指标。
指标1：忙时每TCH承载的话务量(或者忙时每TRX承载的话务量)
指平均忙时话务量(一周各日忙时话务量的平均)与工程末TCH数量的比值，
省会城市，平均每TCH按0.28
爱尔兰左右衡量。
一般地区，平均每TCH按0.25
爱尔兰左右衡量。
落后地区，平均每TCH按0.24
爱尔兰左右衡量。
若用一周内最忙时话务量进行计算，比用平均忙时话务量高10~20%。
指标2：忙时每TRX承载的通话用户数
指达到的通话用户与工程末TRX数的比值。
省会城市，平均每TRX承载200～210个通话用户考虑。
一般地区，平均每TRX承载185～190个通话用户考虑。
落后地区，平均每TRX承载180～190个通话用户考虑。
对于指标1，能够直观反映无线网络资源的使用情况，是衡量扩容与否和扩容规模较好的指标。使用时需要知道期末网络达到的平均忙时话务量，这个数据可以根据当前通话用户规模、当前网络平均忙时话务量和期末通话用户规模测算得到。
对于指标2，能够从通话用户数得到网络规模，测算起来相对比较简单，但没有体现无线网络的真实负荷情况，在用户话务行为在统计特性上保持不变的情况下，同指标1一样能反映网络承载的负荷情况。
小区载频调整建议
参考集团关于基站设计利用率合基站话务不均衡系数，提出小区配置载频所对应的最大承载爱尔兰，如表4及图2。
表4小区载频配置参考值
TRX公式计算爱尔兰建议承载
最大爱尔兰无线信道利用率Erl/TCH
11.910.3820.0%0.06
27.352.940.0%0.21
312.037.260.0%0.36
418.6412.165.0%0.43
525.5117.970.0%0.50
632.5424.475.0%0.55
738.8031.080.0%0.61
845.1338.485.0%0.66
951.5243.885.0%0.67
1057.9649.385.0%0.68

图2小区配置载频所对应的最大承载爱尔兰

可以根据这个原则对已有小区进行载频的调配，如某个小区统计得到忙时话务量为15爱尔兰，则需要配置5个TRX。应该说明，载频调整是基于一段时间各小区的统计数据得到，建议在对统计数据考虑10～20%的富余，得到的话务量与设定的各门限值比较，从而决定对小区载频的调整。如某4 TRX小区，连续一个月统计，最忙时话务量4爱尔兰，考虑20%富余后为5爱尔兰，小于3TRX的门限(7.2 Erl)，可以减少1 TRX。以典型地区为例，各本地网载频调整建议见表5。
表5本地网载频调整
省会城市一般地市落后地市
现网小区数2375564230
调入载频小区603191129
调入载频数779218176
调出载频小区96615346
调出载频数-1706-224-77