EGPRS的整體規劃技術(shù)和應用
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隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的多樣化，近年來(lái)人們對數據業(yè)務(wù)的需求不斷增加，在通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS(GeneralPacketRadio Service）的基礎上，目前，EGPRS也正在得到部署和發(fā)展，傳統GSM網(wǎng)絡(luò )逐步從單語(yǔ)音業(yè)務(wù)演進(jìn)為提供綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )。隨著(zhù)EGPRS網(wǎng)絡(luò )的全面鋪開(kāi)，如何在EGPRS網(wǎng)絡(luò )的建設的初期就進(jìn)行較精細的規劃，以提高用戶(hù)對移動(dòng)數據業(yè)務(wù)使用感知度，實(shí)現可持續地網(wǎng)絡(luò )發(fā)展和贏(yíng)利，是一個(gè)從規劃優(yōu)化角度值得探討的話(huà)題。
二、 EGPRS的發(fā)展策略
EGPRS的數據業(yè)務(wù)的市場(chǎng)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)策略而言，從網(wǎng)絡(luò )規劃角度看，除了考慮原有GRPS用戶(hù)的增長(cháng)情況外，主要要留意的是EGPRS引入后對網(wǎng)絡(luò )變化的影響，并結合實(shí)際情況對未來(lái)一到兩、三年的GPRS網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)有通盤(pán)考慮。逐步實(shí)現EGPRS的全面覆蓋。
具體而言，對EGPRS的演進(jìn)策略的可以考慮分為三個(gè)步驟：
第一步，EGPRS部署的初級目標，是實(shí)現重點(diǎn)城市和城關(guān)地區的基本連續覆蓋。其具體實(shí)現方式，主要通過(guò)一定比例城區的小區EGPRS功能，實(shí)施原則上初期開(kāi)啟EGPRS和GPRS共用信道，未來(lái)將考慮使用NCCR功能提高覆蓋能力。
第二步，EGPRS部署的中級目標，完成超過(guò)90%城區的小區開(kāi)啟EGPRS功能，對于熱點(diǎn)地區開(kāi)啟EGPRS專(zhuān)用載頻。EGPRS和GPRS共用信道，逐步啟用NCCR功能，提升深度覆蓋性能，逐步加強優(yōu)化工作，保證較高的網(wǎng)絡(luò )性能。
第三步，EGPRS部署的高級目標，即全區全覆蓋,在全區超過(guò)90％的小區開(kāi)啟EGPRS功能，EGPRS和GPRS共用信道，熱點(diǎn)地區EGPRS開(kāi)啟專(zhuān)用EGPRS TRX，在保證第二步網(wǎng)絡(luò )性能的基礎上，全面提升全區的EGPRS網(wǎng)絡(luò )性能。
三、 EGPRS的整體規劃思路及具體規劃步驟
EGPRS規劃，從規劃初期就考慮了端到端網(wǎng)絡(luò )的整體規劃思路，并結合了用戶(hù)的感知度進(jìn)行比較精細的規劃。以下結合實(shí)際整體規劃情況對EGPRS的整體規劃方法做詳細分析。
1. EGPRS整體規劃涉及的范圍
要做好EGPRS的整體規劃工作，有效地提升用戶(hù)感受，不僅需要考慮涉及無(wú)線(xiàn)部分的規劃，而需要從端到端的角度對影響EGPRS性能的每個(gè)環(huán)節進(jìn)行考慮。規劃包括了無(wú)線(xiàn)方案的確定，即是否GPRS和EGPRS混用，還是設置EGPRS專(zhuān)用載頻，Abis接口，動(dòng)態(tài)Abis資源池EDAP的尺寸的合理規劃，BSC的PCU環(huán)節，涉及如何使PCU負荷均衡并得到較合理的利用率，減少跨PCU間的切換的問(wèn)題；進(jìn)一步，還需要考慮由于EGPRS的引入，增加的流量對Gb 和核心網(wǎng)絡(luò )的影響。
圖1 EGPRS規劃工作范圍和階段
2. 整體規劃的步驟
EGPRS的整體規劃工作，一般會(huì )經(jīng)歷容量規劃和詳細規劃兩個(gè)階段，容量的規劃主要考慮實(shí)施原則和方案，如無(wú)線(xiàn)規劃中是否與原有GPRS混合，是否設立獨立EGPRS載頻的問(wèn)題，對傳輸資源的利用原則，即傳輸資源實(shí)際情況和用戶(hù)感知度的綜合考慮，等等一系列的考慮，然后進(jìn)入初步的容量計算，了解由于EGPRS實(shí)施帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )規模增加的數量，如Abis傳輸資源的增加量，Gb傳輸資源的增加量，BSC中PCU板件的增加量，在項目實(shí)施初期就對網(wǎng)絡(luò )規模有所了解，為網(wǎng)絡(luò )的部署做好充分準備。
詳細的規劃工作，將會(huì )具體到對每個(gè)基站的無(wú)線(xiàn)規劃和Abis規劃，對每個(gè)基站不同的流量，在原有合理配置的無(wú)線(xiàn)數據業(yè)務(wù)參數的基礎上，合理規劃EDAP等數據，然后進(jìn)一步，考慮PCU的參數，Gb的參數規劃等等。
圖2 EGPRS的整體規劃步驟
3. 整體規劃的原則和方案制訂
這里，詳細地解釋整體規劃的原則和方案制訂，以及其對用戶(hù)感知度的影響。整體規劃原則，在無(wú)線(xiàn)方面，初期在采取EGPRS和GPRS域共享的方式，根據網(wǎng)絡(luò )發(fā)展情況逐步考慮使用Segment方式，即設置EGPRS獨立載頻的方式開(kāi)通EGPRS 。
EGPRS無(wú)線(xiàn)規劃原則還包括，在900Mhz的BTS開(kāi)通EGPRS，EGSM BTS 不開(kāi)通EGPRS，考慮到900 Mhz與1800Mhz 網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域的差別，當同一個(gè)Cell 同時(shí)包含900Mhz和1800 Mhz的載頻時(shí) ，含1800Mhz載頻的ＢＴＳ不開(kāi)啟EGPRS功能，在含９00 Mhz載頻的ＢＴＳ開(kāi)啟EGPRS功能。對于已經(jīng)為CBCCH/ segment 小區，如果兩個(gè)BTS 的頻段都為900Mhz， 則在配置大的BTS 上激活EGPRS并且EGPRS 和GPRS 域共享。EGPRS 域設置原則，基于并保持現網(wǎng) 設置合理的CDED, CDEF 信道數目。
在傳輸估算及EDAP規劃原則方面，對于EDAP只有一個(gè)EGPRSBTS，那么EDAP時(shí)隙數目根據該BTS 的CDEF 進(jìn)行計算，但是最大不超過(guò)8個(gè)PCM 時(shí)隙，如果 多個(gè)EGPRS BTS 共享一個(gè)EDAP， 那么根據共享EDAP 的BTS 數目，通過(guò)k factor 進(jìn)行計算，但是最大不超過(guò)12，盡量保持一個(gè)BCF 對應于一個(gè)EDAP 。進(jìn)行Branching table 規劃的時(shí)候，BTS 所有的TRX 都應該放在一條E1上。如果一條E1 不能夠容納所有的TRX 和EDAP，那么需要增加E1 ，把對應的BTS 移動(dòng)到新的E1并根據該BTS 是否為EGPRS BTS 確認是否規劃EDAP。
整體規劃原則的劃分對EGPRS數據業(yè)務(wù)用戶(hù)感知度將會(huì )產(chǎn)生不小的影響，會(huì )徹底影響詳細規劃的具體思路的方向，就無(wú)線(xiàn)的規劃方案舉例說(shuō)明。一般而言，我們可以有以下一些無(wú)線(xiàn)規劃的方案可供選擇，方案一是EGPRS開(kāi)通初期普遍采用的GPRS和EGPRS域共享的方案；方案二是采用CBCCH時(shí)候，GPRS和EGPRS域共享，開(kāi)通在第一個(gè)BTS(一般而言，為頻率較低的如900Mhz)的BTS的方案；方案三是采用CBCCH時(shí)候，使用Segment時(shí)，將GPRS和EGPRS分別開(kāi)通在不同的BTS，設置獨立的EGPRS的BTS，GPRS和EGPRS均不設置在BCCH載頻上的方案；方案四是采用CBCCH時(shí)候，使用Segment時(shí)，將GPRS和EGPRS分別開(kāi)通在不同的BTS，設置獨立的EGPRS的BTS，EGPRS設置在BCCH載頻 ，以獲得較高C/I的方案。也可先選擇方案一，GPRS 和EGPRS域共享的方案；根據網(wǎng)絡(luò )流量情況逐步過(guò)渡至使用Segment方式的方案三。
圖3 EGPRS無(wú)線(xiàn)規劃方案
4. EGPRS規劃容量估算
EGPRS規劃的估算，主要的目的在于項目實(shí)施前對開(kāi)通EGPRS網(wǎng)絡(luò )的規模有所了解，并對項目必要的準備提供支持。包括了需要更換的載頻統計，Abis傳輸量增加估算，PCU增加量統計等。
第一，對于A(yíng)bisE1個(gè)數的增加，是由于新增加的EDAPPool占用了Abis傳輸時(shí)隙(TSL),而帶來(lái)的額外的E1數目增加。所以，要知道是否要增加E1，和增加多少，首先要計算EDAP的尺寸，然后考量在現有的基站E1中是否有足夠的空閑空間留給EDAP，如果沒(méi)有，就需要增加新的E1，直到完全足夠為止。簡(jiǎn)單地評估EDAP大小，可以利用每個(gè)BTS上的CDEF，根據需要的MCS的級別，乘上相應的系數，就可以知道EDAP的大小。 了解了EDAP大小后，我們進(jìn)一步可以知道每個(gè)E1最大提供的時(shí)隙為32,0時(shí)隙保留，那么我們可以用以下公式計算E1數目(假設TRXSig 和 BCFSig 32k):
E1number=(TRX number*2+EDAP+TRXSig number/2+BCFSig number/2)/30
另外，需要特別留意的是，BSC上的ET端口在擴容后是否足夠。
第二，PCU的估算，需要首先了解廠(chǎng)家的PCU單板容量，如果廠(chǎng)商的單板容量為256PDCH(16kbps)，其中的AbisCH，簡(jiǎn)單地，可以用EDAP*4+CDEF計算,假設考慮 70%的PCU板利用率:
PCU number= (EDAP*4+CDEF) / (256*0.7)
第三，在確定初步的PCU板件數目后，要考慮相應增加的Gb數目。一般來(lái)說(shuō),Gb接口需要考慮能支持忙時(shí)的業(yè)務(wù)量，同時(shí)也要考慮支持短時(shí)間內峰值的業(yè)務(wù)量。對于引入EGPRS后，需要增加的Gb容量，可以通過(guò)統計現網(wǎng)GPRS忙時(shí)業(yè)務(wù)量和EGPRS用戶(hù)滲透率（EGPRS占總體數據業(yè)務(wù)用戶(hù)比例），計算相應的流量增加量。如下圖，根據在EGPRS用戶(hù)占GPRS用戶(hù)的比例分別為7.61%、15%、30%情況下，可以考慮分別需要增加Gb帶寬26%、52%和103%。
圖4 EGPRS用戶(hù)占GPRS用戶(hù)的比例以及相應的話(huà)務(wù)增長(cháng)
5. EGPRS詳細規劃
EGPRS的詳細規劃包括了無(wú)線(xiàn)參數的詳細規劃，EDAP的詳細規劃，PCU的詳細規劃，Gb詳細規劃和核心網(wǎng)絡(luò )的評估工作，這些規劃工作的質(zhì)量，都會(huì )影響EGPRS網(wǎng)絡(luò )與用戶(hù)感知度密切相關(guān)每一個(gè)環(huán)節。
首先，EDAP的詳細規劃，包括了兩部分，對新增EDAP大小的計算，和對原有BranchingTable的改動(dòng)。EDAP大小的計算，簡(jiǎn)單來(lái)看，是利用每個(gè)BTS上的CDEF，根據需要的MCS的級別，乘上相應的系數，就可以知道EDAP的大小。實(shí)際上，更詳細的考慮，需要同時(shí)考慮以下因素。
· Radio MCS (MCS-1 到 MCS-9: 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )規劃工程師需要在容量規劃時(shí)考慮相應的 Modulation 和 Coding Scheme);
· Radio timeslot effective Capacity (無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )規劃定義的“PS timeslot capacity”);
· Radio TSL Utilisation (例如 50%)
· EGPRS Territory (無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )規劃定義的“TSL available for PS”).
· Maximum Abis Data Rate Reduction (通常由無(wú)線(xiàn)規劃決定而且通常要求盡可能低, 例如 0.1%,);
· EGPRS Dynamic Pool可用的timeslots;
· Maximum EDAP Sharing probability 需要客戶(hù)確認 (要求盡可能低, 例如 5%);
· 被選PCM 幀連接TRXs數目;
· 使用的TRX signalling 類(lèi)型;
· ET_PCM (E1/T1) utilisation, 或稱(chēng)為 Safety Margin, 與客戶(hù)確認,不可以使用 PCM100% 的利用率 (例如:使用80-90 %);
下面我們用案例來(lái)探討EDAP規劃與用戶(hù)感知度的相關(guān)問(wèn)題。下面為某基站（4＋4＋4站型）的規劃過(guò)程。,下圖為規劃前的BranchingTable情況：
圖5 規劃前BranchingTable
第二步，確定需要規劃的EDAP尺寸，按照上文描述的考慮因數計算得到需要4TSL，規劃如下圖，將EDAP放置入BranchingTable后，新增一個(gè)E1。
圖6 規劃后BranchingTable
以下為進(jìn)行定點(diǎn)HTTP下載測試的情況：
模式
EGPRS激活SiteIDCellID實(shí)時(shí)文件傳輸速率(kbps)
Y4504501131.1
Y4502141
Y4503100.4
表1 EGPRS測試實(shí)時(shí)文件傳輸速率比較
其次，PCU的詳細規劃，是將空口和Abis接口的資源(GPRS和EGPRS數據信道)映射到PCU，然后調節到移動(dòng)性和吞吐量要求都比較滿(mǎn)意為止。規劃的原則主要考慮三方面：第一，在一個(gè)BSC中的 PCU負載均衡，即各中各個(gè)PCU的負荷都比較一致；第二，PCU負荷要適當，以保證 PCU負荷不超過(guò)限制增加 EDAP 和 GPRS 時(shí)隙，導致網(wǎng)絡(luò )性能的下降，也不會(huì )過(guò)低的負荷，導致過(guò)低的利用率。第三，地理上相鄰的站點(diǎn)歸屬于同一個(gè)PCU，改善網(wǎng)絡(luò )的移動(dòng)性，減少I(mǎi)nter-PCU小區切換，擴大 Intra-PCU 小區切換。:較高的Inter PCU 切換會(huì )導致非常低的吞吐量，同時(shí)也造成系統較高負荷PCU，帶來(lái)低的吞吐量和數據時(shí)延移動(dòng)性。
以下是一個(gè)PCU規劃前后比較的案例，下圖中每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)站，每個(gè)點(diǎn)的不同顏色代表屬于不同的PCU。在規劃前，可以看到PCU負荷不均衡，而且有超過(guò)負荷的現象，站點(diǎn)不能成簇，相鄰站點(diǎn)的屬于不同的PCU，路測的結果70 kbps，EGPRS 性能較低。從規劃后的圖中可以看到， PCU負荷實(shí)現了均衡，而且不超過(guò)PCU的限制負荷，站點(diǎn)實(shí)現了“簇”，同一個(gè)站的不同小區歸屬于同一個(gè)PCU，路測測RLC層 吞吐量達到120kbps，可見(jiàn)PCU規劃是否合理與EGPRS性能和用戶(hù)感知的關(guān)系。
圖7 PCU 規劃前
圖8 PCU規劃后
同樣地,我們繼續舉出下列例子,PCU的規劃調整對圖鈴下載應用的影響。下圖表示的是（E）GPRS數據下載過(guò)程中,如果遇到小區重選,下載速率的變化曲線(xiàn)圖和影響的時(shí)長(cháng).以55Kbyte下載文件為例,在正常沒(méi)有小區重選的情況下，GPRS圖鈴下載速率在2.2kBytes/s左右，一次小區重選時(shí)長(cháng)在4~8秒，而在正常情況沒(méi)有小區重選情況下一個(gè)圖鈴下載需要25秒，所以發(fā)生小區重選速率會(huì )下降10%~30%（大約降低0.21kBytes/s~0.66kBytes/s,速率降低到1.54kBytes/s~2kBytes/s）,文件越小,重選占下載總時(shí)間的比例越大,因此小文件受重選影響更大,速率降低越多。
圖9 小區重選對圖鈴下載的影響
下圖是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的測試線(xiàn)路NSEI分布，可以看到測試線(xiàn)路所有小區歸屬在6個(gè)NSEI下，NSEI沿測試線(xiàn)路均勻分布。NSEI優(yōu)化必須考慮到PCU的負荷均衡和PCU容量限制，不均衡或超過(guò)容量限制將造成圖鈴下載數據傳送不穩定。
圖10-1 規劃后NSEI分布圖
圖10-2規劃調整后速率的提升
再次，EGPRS的引入會(huì )帶來(lái)Gb帶寬需求的增加，Gb規劃需要考慮各BSC下的原有GPRS業(yè)務(wù)流量和新增的EGPRS業(yè)務(wù)流量，BSC所配置的PCU單元數量，以及SGSN中的Gb接口容量等因素，合理優(yōu)化配置Gb的個(gè)數。一般來(lái)說(shuō),Gb 接口需要考慮能支持忙時(shí)的業(yè)務(wù)量，同時(shí)也要考慮支持短時(shí)間內峰值的業(yè)務(wù)量。
具體的規劃過(guò)程，首先是需要統計歸屬與規劃后的PCU相應的小區對應的業(yè)務(wù)流量，根據圖11中EGPRS用戶(hù)滲透率與流量變化的關(guān)系，推算規劃后PCU的流量。然后將流量轉換為64kbps的GbLink數目。
圖11 Gb規劃示例
最后，EGPRS開(kāi)啟后對核心網(wǎng)影響的評估，是對于流量增加后，考察新增流量對原來(lái)核心網(wǎng)的影響程度。主要涉及SGSN網(wǎng)元和PAPU單元，對于網(wǎng)絡(luò )新增的流量，沒(méi)有調整的PAPU配置導致終端用戶(hù)的不良感受，也需要加以關(guān)注。具體的做法是，在完成Gb規劃后，根據SGSN中PAPU單元的處理能力，在考慮一定利用率，如70%的條件下，估算是否需要增加相應的PAPU單元。
圖12 核心網(wǎng)PAPU評估舉例
四、 EGPRS網(wǎng)絡(luò )未來(lái)規劃的一些思考
對于未來(lái)EGPRS網(wǎng)絡(luò )的整體規劃，除了按照既定的發(fā)展策略的規劃，逐步實(shí)現全區的覆蓋，進(jìn)一步，對于開(kāi)通EGPRS地區的網(wǎng)絡(luò )，可以考慮引入網(wǎng)絡(luò )控制小區重選-NCCR。NCCR的益處在于：更有效的資源分配:，更好地控制MS，防止GPRSMS接入EGPRSTRX，使EGPRSMS獲得更好的吞吐量，使EGPRS MS在EGPRS TRX留更長(cháng)的時(shí)間。NCCR的主要特點(diǎn)是，當MS執行小區重選時(shí)，NCCR功能促使網(wǎng)絡(luò )去控制資源分配。NCCR功能不影響小區重選時(shí)延，功能的實(shí)現與PBCCH的實(shí)現與否無(wú)關(guān)。
從無(wú)線(xiàn)規劃方案的選擇而言，從遠期看，根據網(wǎng)絡(luò )發(fā)展情況逐步考慮使用Segment規劃方式，即設置EGPRS獨立載頻的方式開(kāi)通EGPRS,把EGPRS和GPRS TRX 分別放在不同BTS 中，通過(guò)NSN 系統內部算法，在數據用戶(hù)接入時(shí)，根據TBF 類(lèi)型，選擇合適的BTS 建立業(yè)務(wù)，從而盡可能的避免GPRS 和EGPRS 用戶(hù)復用對性能造成的影響，可以在一定程度 上分離GPRS和EGPRS業(yè)務(wù)，特別對于GPRS業(yè)務(wù)仍然較多，EGPRS也業(yè)務(wù)還在發(fā)展中的情形， 有利于EGPRS用戶(hù)的性能提升。
五、 結語(yǔ)
EGPRS作為GPRS到第三代移動(dòng)通信的過(guò)渡技術(shù)方案，采用現有的GSM頻率外，同時(shí)還利用了大部分現有的GSM設備，只需對網(wǎng)絡(luò )軟件及硬件做一些較小的改動(dòng)，就能夠使運營(yíng)商向移動(dòng)用戶(hù)比較高性能的數據業(yè)務(wù)。在部署EGPRS業(yè)務(wù)時(shí)，從整體規劃的角度如何考慮提高用戶(hù)對數據業(yè)務(wù)的感知度，需要對于EGPRS網(wǎng)絡(luò )涉及的每個(gè)環(huán)節，從端到端的規劃思路出發(fā)做好EGPRS的整體規劃工作，從規劃初期制定比較完善的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展策略，在具體規劃的每個(gè)細節結合用戶(hù)的感知度，從而體現整體規劃的實(shí)際效益。
參考文獻
1 通信世界，電信技術(shù)名詞解釋?zhuān)篍GPRS技術(shù)詳解
2 福建移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)優(yōu)化專(zhuān)業(yè)知識匯編,2006年11月
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