GSM网络无线信道利用率的研究

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 ， 以通 过 一 段 时 间 （ 天计 算 ） 可 按 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 （ 区 级 ） 行 分析 ， 小 进 通过
在 １小 时 内有几个 高 峰 。
因此 在 实际 网 络容 量 优 化 时 ， 须 根 据 地 域 特 必
小 区类 型特 征 包 括 小 区配 置 特 征 和 功 能 特征 。
点、 不同话务模型对爱尔兰 Ｂ表进行修正。
小 区配置 特 征指小 区 载频 数 ， 同载 频 配 置 小 区 的 不
Ｄ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ １３ ２ ． ０ １０ ． １ ＯＩ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —８ ４ ２ １ ．４ Ｏ １ ｓ
ＧＳ 网络 无 线 信 道 利 用 率 的 研 究 Ｍ
李连成 ， 刘三思
（ 中国移动通信集团设计 院有限公司 四川分公司 ， 成都 ６ １３ ） １ １０
对小 区话 务量 的分 析 得 到 一 些 宏 观 统计 特 性 ， 以 可
小 区分 为 ９类 ， 小 区功能 特征 作为 一个 影 响条件 。 把
４ ２ 拥 塞率 条件 ．
通 过一 段 时 间 （ 周 内 ） 小 区忙 时 话 务 变 化 来 分 一 各 析 。对 几个 本地 网进 行 统计 分 析 ， 用户 行 为 的变 化 使 网络 利用 率下 降 ２ ％ ～ ０ 。 ５ ３％
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 ， 不 相关 ， ） 互 即呼 叫具 有
４ 一 ４
ＤＧＩＡ Ｉ Ｔ ＬＣＯＭＭＵ Ｃ ＴＯＮ／ ０ ． ＮＩＡ Ｉ ２ １ ８ １
随机 性 ；
按 载频 数进 行 计 算 ， 非 按 需 求 进 行 线 性 配 置 ， 并 必 然 会造 成 一 定 的 浪 费 ， 某 小 区 计 算 只 需 要 ９个 如 Ｔ Ｈ， 配置 上必 须 ２个 Ｔ Ｘ（４个 Ｔ Ｈ） Ｃ 但 Ｒ １ Ｃ 。对几个
关键 词 ： Ｓ 网络 ； ＧＭ 无线信道 ； 用率； 利 拥塞率 ； 话务量
Ｕ 引
声
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
随着 中国移动通信事业 的持 续发展 ， 中 国拥 目前 有世 界上排名第一 和第 三 的移动通 信 网络 ， 国的移 中 动 用户数量 已经超 过 固定 电话用 户数量 。但是 ， 们 我
摘 要 ： 无线 网络利用率是 目前 ２ Ｇ向 ３ Ｇ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。
２％ ， ０ 对于 一般 地市 利用 率下 降 １％ 。 ５ 根 据 统计 ， 现 阶段 的 经 济 、 在 网络 规 划 、 化 、 优
质量 管理 条 件 下 ， 济 合 理 的无 线 网 络 利 用 率 在 经
由于 网络 的容量 由一个 个 小 区组 成 ， 个 小 区只 负 每
责 一小 部 分 用 户 的 话 务 ， 这 些 用 户 是 移 动 的 ， 而 因
室 内覆 盖 的 ２载频 以下 的微 蜂 窝也 可 以作为 容量 站 考 虑 。因此 在 我 们 的 评 估 方 法 中按 照 载 频 配 置 把
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 ， 用 户话 务 行 为 和 用 户 移 ） 分 动行 为 。从宏 观 的 角度 来 看 ， 管 用 户 在 不 同 小 区 尽
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 ： 小 区覆 盖 范 围 内有 体 育 馆 ， 如 在赛 事结 束 时 ， 户 集 中打 电话 联 系 ， 时 各 个 呼 叫集 用 此 中发 生 ， 时 间 分 布 具 有 很 强 的相 关 性 ， 区话 务 其 小 突然 急剧 上 升 ， 区 １小时 内 的平均 话务 并不 高 ， 小 但
常取 ２ ） 爱 尔 兰 Ｂ表 得 到 的小 区能 承 载 的话 务 ％ 查
量， 网络就 已经 出 现拥 塞 ， 致 设 计 的 网 络 容 量 无 导
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 ， 动 通 信 网 络 发 展 正 处 在 一 个 转 型 时 移
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 ％ ～ ０ 范 围 内。 系统 资 源 利用 、 济 效 益 在 无 ０ ５％ 经
线 网络 利用 率 为 ５ ％ ～６ ％ 之 间趋 于最 大 化 。超 ０ ０
过 ６％时， ０ 网络质量 会 有 明显 的下降 。
法满足 实 际的话务 需 求 ， 无线 信 道 利 用率 远 远 达 不 到 １０ 的水 平 。准确 分析 实 际信 道 的利 用率 已成 ０％
为平衡 网络 容 量 安 全 和 网络 资源 效 益 的 杠 杆 。为
期， 第三代移动通信 网的建设 已经初露端倪 。由于
将 来 的 ＷＣ ＭＡ 网与现 有 的 Ｇ Ｍ 网在 空 中接 口上 Ｄ Ｓ
２％ ～ ５ ， ０ ２ ％ 对省会级城市 ， 下降 ２ ％ ， ０ 对一般地市 下降 ２ ％ ， ５ 对于特别落后地 区， 由于单载频小 区较
多 ， 以下 降 ３ ％ 。 可 ０
小 区无线 信 道 呼 损 （ 、 道 数 （ ） 流 人 话 务 量 Ｂ）信 ／ 和 Ｚ （ 三者之 问 的关 系 ， Ａ） 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
无线信道利用率差别很大 ， 统计研究表明 ： 载频以 ８
上小 区的无 线 信 道 利 用 率 差 异 很 小 ， １～２载 频 小 区 、 ５载 频小 区 、 ３～ ６～８载频 小 区无 线 信 道 利 用 率 区问 内都 比较近 似 ， 以做 适 当简 化 。小 区功 能 特 可 征 指小 区 主要是 用 于 覆 盖还 是 吸收 话 务 ， 量 站 和 容 覆 盖站 可 以 从 载 频 配 置 上 来 区分 ， 如 以 配 置 在 例 ￥２ ２２以上 的站 为容 量 站 ， 他 作 为 覆 盖 站 ， 作 为 其 但
４ 影 响无线信道利用率 的主要约束条件
影 响无线 信道 利 用率 的主 要 约 束条 件 ， 纳起 归 来 主要 有 如 下 几 个 ， 别 是 小 区 的类 型 特 征 、 区 分 小 的拥塞 率条 件 、 系统 话 务 不 均衡 条件 以及 基 站 话 务
不 均衡 条件 。
４ １ 小 区类 型特 征 ．
提高无线 信道利用率 的前提是必须 保证一定
的网络质量。而要保证无线网络质量 ， 首先要提高
无 线接 通 率 ， 小 区 的 Ｔ Ｈ拥 塞率 限定 在 可 承 受 的 把 Ｃ
２ 信道 配置非线性 的影 响。由于信道 配置是 ）
范围之 内。但 是怎样判 断一个 小区 的无线 资源利
用率 与拥 塞 的关 系 呢？对 不 同的 小 区 而言 ， 不 同 受 的话 务结 构 、 户 行 为及 配 置 等 因素 的影 响 ， 备 用 设 的实 际利 用 效 果 不 一 致 。有 的小 区 在 利 用 率 超 过 ８％ 时 没 有 拥 塞 产 生 ， 有 的小 区 在 利 用 率 仅 为 ０ 但 ６％ 时便 产生 了拥 塞 。各 项外 界 因素对小 区的影 响 ０ 可 以从 大量 的统计 结果 中总结 出特有 的规律 ： １ 所 有小 区 的话 务 量 变化 符 合 正 态分 布 ， ） 即可 以用平均值 及 标 准差 Ｓ２个 参 数来 描述 话 务 分布 的特点 。拥塞 时间 的分布 同样具 有正态分布 的特点 。 ２ 小 区 的利 用 率 与 拥 塞 时 间 ２项 指 标 之 间 具 ） 有 指数 分布 的关 系 ， 对 于不 同类 型 的 小 区具 有 不 但 同 的系数 。 即指 数 曲线 的 陡缓 与 小 区类 型 有 关 ， 包
Ｇ Ｍ 网络经过长期发展后 ， Ｓ 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
收稿 日期 ：０ １０ －２ ２ １－３０
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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 ， Ｓ 无 线 网的理 论话 务承 载 ＧＭ 能力一 般应 采 用 爱 尔 兰 Ｂ公 式 进 行 计 算 。但 是 爱
本 地 网进 行 统 计 分 析 ， 线 性 使 网 络 利 用 率 下 降 非
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 ， 是 等 概 ） 且
率的。
经研究验证 ， 实际流人 信道 的话务 往往很难 完 全
满 足 以上 ３条假设 ， 时爱尔兰 Ｂ公式不 能准确描述 此
此我们 必须针 对 Ｇ Ｍ 网络实 际信 道利 用 率 作 一 些 Ｓ
探讨 。
无 法兼 容 ，Ｓ 无 线 网将 逐 步 为第 三 代无 线 网所取 ＧＭ
代。无疑， Ｓ 网络的过度投资将大大增加成本风 ＧＭ