WCDMA双载波业务均衡的策略优化 摘要在未来两到三年内,预计WCDMA 3G用户规模将迅速膨胀,网络容量将面临巨大冲击。为了缓解容量压力,进行双载容量规划和开通迫在眉睫,双载波覆盖规划和业务均衡策略在日常的网络优化中变得非常重要。文章分析了影响WCDMAX线容量的主要因素,阐述了引入双载波的目的与必要性,并在进一步分析双载波对网络优化的挑战以及几种典型双载波均衡策略优缺点的基础上,给出了双载波推荐策略的建议。 关键词WCDMA容量规划双载波策略 1WCDMA网络即将面临容量压力 目前全球移动用户突破50亿,3G用户已经占到移动用户的15.8%。全球3G用户的同比增长速度是38.2%,远远超过移动用户15.3%的整体增速,3G在新增移动用户中占比已经达到34%。基于这些数据,专家预言,3G正进入一个快速成长期,3G网络即将出现井喷式的发展。 鉴于目前3G市场发展的良好态势,加之联通WCDMA独特的技术优势,在未来一到两年内,预计联通3G用户将迅速倍增,由此给网络系统带来的容量冲击问题将变得非常突出。在WCDMA建设初期,由于用户量少,各种无线资源相对宽松,单载波配置即能满足用户需求。
但随着用户总数的迅速增长,特别是数据业务的激增,对无线资源的需求迅速增加,通过增加双载波或多载波来提高无线容量已势在必行。如何根据需求适量扩容,以最小的资源代价满足市场发展的需要成为网络规划的重点。考虑投资的有效性,双载波或多载波的部署必然采取以业务需求为导向,先局部后连续,滚动发展的策略。因此,为最大限度地发挥资源效率,在双载波非连续部署的情况下,网络规划和业务均衡策略变得非常重要。 2影响WCDMA无线容量的主要因素 2.1码道资源(OVSF)不足 由于WCDMA是码分多址系统,下行信道采用OVSF码进行扩频,不同的信道需分配不同的OVSF码,因此WCDMA的载波容量受到可用码字的限制。 2.2上行干扰攀升 在WCDMA通信系统中,上行是通过扰码区分用户,因而不同用户间存在多址干扰,随着WCDMA用户的增加,网络平均底噪逐渐抬升,上行用户数与干扰的关系如图1所示。 从图1可看出,随着用户数量增加到一定程度,上行干扰急剧增长。 2.3下行功率受限 WCDMA是一个下行功率受限的系统,在一定覆盖范围内,基站总发射功率越大,下行容量越大;在基站最大发射总功率一定时,小区覆盖范围越大,小区下行容量越小;当小区用户数量不断增加时,呼吸效应明显,覆盖迅速收缩。
3引入双载波的主要目的 3.1提高无线容量 由于用户数量不断增加,特别是随着高速数据业务(HSPA)的增长,无线网络空口将出现码资源、功率资源等不足,从而导致业务拥塞和用户数据吞吐率下降。因此,只能通过增加双载波来提高单站无线容量,以确保更多的用户接入和单用户数据业务的感受。 3.2提升网络质量 随着大量新增用户的进入,小区负荷将越来越高,小区底噪也将抬升;由于呼吸效应,网络覆盖将明显收缩,网络性能会明显恶化,严重影响用户体验。通过增加双载波,进行业务分担,可有效降低单载扇负荷,提高Ec/Io,提高网络质量。 3.3WCDMA多载波规划原则 (1)先优化,后扩容:由于无线环境差异及业务不均衡,导致局部资源拥塞,一部分可以通过优化调整来均衡业务,降低拥塞,再考虑扩容,最大限度提高资源利用率和单站效能。 (2)按需配置,有效投资:考虑到投资的有效性,在进行多载波部署时,必然考虑业务实际需求进行配置,以避免资源的浪费。 (3)满足业务热点需求,局部实现连续覆盖:首先在数据业务热点区域部署双载波,并在局部实现双载波连续覆盖,以确保业务稳定性。 4WCDMA双载波策略实践 4.1双载波带来的网络优化问题 相对于GSM网络而言,WCDMA网络单载波小区有较高的无线容量。
但是,随着WCDMA用户数的迅速增长,用户对数据业务性能的要求不断提高,其已经不能满足业务增长的要求,部分高业务量区域已经提前扩容到双载波甚至多载波。双载波给网络带来较高容量的同时也给网络优化带来了新的挑战,主要表现如下: (1)双载波间的业务均衡问题 为了能够有效地发挥双载波的作用,相应的业务均衡策略显得非常重要。但是,在不同的场景与业务结构中,需要以不同的策略来确保主要的业务需求并采取相应的策略参数来适应。 (2)双载波间异频切换问题 在部署初期,由于双载波区域的非连续性特征,为确保移动性,载波间切换频繁,容易导致业务中断或性能下降,需要优化频间切换来解决切换可靠性。 (3)异系统问的切换问题 由于双载波的非连续覆盖,导致异系统(GSM与WCDMA网络)间切换复杂性增加,邻区关系和切换优化工作量成倍增加。 4.2双载波均衡策略比较 (1)策略一:业务均衡策略 ◆整体策略:F1与F2均支持R99+HSPA混合业务,F1优选语音(CS)业务,F2优选数据(PS)业务。 ◆主要优点:一定程度上可以降低数据业务对语音业务的影响。 ◆缺点:F1不能完全规避数据业务,仍有可能承载PS业务,业务不平衡时,语音和数据业务可能相互影响。
同时wcdma同载波数据业务对语音业务的影响,网络资源不能充分利用。 ◆应用场景:语音业务量和数据业务流量波动大,需要保证语音业务质量。 (2)策略二:能力均衡 ◆整体策略:F1只支持R99,F2支持R99+HSPA混合业务。 ◆主要优点:可以最大程度规避HSPA数据业务对语音业务的影响。 ◆缺点:当语音业务量低时,F1载波冗余的载波资源不能被数据业务利用,网络资源不能被充分利用。 ◆应用场景:数据流量大,对语音影响较大,需要保证语音业务质量情况。 (3)策略三:负荷均衡 ◆整体策略:F1与F2均支持R99+HSPA混合业务,F1与F2通过负荷均衡。 ◆主要优点:F2和F2载波负荷最大程度得到均衡,网络资源被充分利用。 ◆缺点:小区呼吸效应较明显,当数据流量大时,无法保证语音业务质量。 ◆应用场景:网络资源紧张,需要充分利用资源的区域。 4.3WCDMA双载波推荐策略 根据前面的分析可看出,几种典型的双载波策略,各有其优缺点和适用的业务场景,在实际应用中应根据实际情况选择合适的策略。在目前的网络发展阶段,由于用户规模不大,开通双载波后网络容量相对宽松,为保障质量,可最大限度地提高数据业务的用户体验,同时保障语音业务质量。
为此,建议综合能力均衡和业务均衡的优点,即采用能力均衡+业务均衡策略。该策略 F1只支持R99,F2支持混合业务,F1优选语音(CS)业务,F2优选数据(PS)业务,该策略最大程度地规避了数据业务对语音业务的影响。主要策略和参数配置建议如下: (1)整体策略 在一般情况下,随着用户的不断增加,特别是HSPA用户的增长,HSPA和R99业务混合承载在一个载频上,会造成小区Ec/Io的波动,即小区的呼吸效应逐渐明显;为保护R99业务体验,尤其是CS的用户体验,一般建议将业务分载频进行承载,同时也避免了CS业务对PS吞吐率的影响。为此,推荐双载波方案。如图2所示。 (2)驻留策略 在IDLE态下,设置参数使用户驻留在F1;F2小区bar; (3)移动性策略 ◆载频间在共站的地方只存在由业务均衡触发的从F1到F2的操作。 ◆在非共站的F2边界存在触发F2到F1的异频切换,不存在F1到F2基本移动(覆盖)的切换。 ◆对系统间切换,尽量将负荷吸收在UTRAN网络中。为此,对于PS业务不允许切换到GSM,只有AMR语音业务在质量差时可能切换到GSM。 (4)均衡策略 ◆打开RRC及RAB阶段业务均衡。
◆F1载频开启基于下行功率的负荷
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