EGPRS的整體規(guī)劃技術(shù)和應(yīng)用
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隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的多樣化，近年來人們對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求不斷增加，在通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS(GeneralPacketRadio Service）的基礎(chǔ)上，目前，EGPRS也正在得到部署和發(fā)展，傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)逐步從單語音業(yè)務(wù)演進為提供綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。隨著EGPRS網(wǎng)絡(luò)的全面鋪開，如何在EGPRS網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)的初期就進行較精細的規(guī)劃，以提高用戶對移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用感知度，實現(xiàn)可持續(xù)地網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和贏利，是一個從規(guī)劃優(yōu)化角度值得探討的話題。
二、 EGPRS的發(fā)展策略
EGPRS的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的市場發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)演進策略而言，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃角度看，除了考慮原有GRPS用戶的增長情況外，主要要留意的是EGPRS引入后對網(wǎng)絡(luò)變化的影響，并結(jié)合實際情況對未來一到兩、三年的GPRS網(wǎng)絡(luò)演進有通盤考慮。逐步實現(xiàn)EGPRS的全面覆蓋。
具體而言，對EGPRS的演進策略的可以考慮分為三個步驟：
第一步，EGPRS部署的初級目標，是實現(xiàn)重點城市和城關(guān)地區(qū)的基本連續(xù)覆蓋。其具體實現(xiàn)方式，主要通過一定比例城區(qū)的小區(qū)EGPRS功能，實施原則上初期開啟EGPRS和GPRS共用信道，未來將考慮使用NCCR功能提高覆蓋能力。
第二步，EGPRS部署的中級目標，完成超過90%城區(qū)的小區(qū)開啟EGPRS功能，對于熱點地區(qū)開啟EGPRS專用載頻。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(qū)全覆蓋,在全區(qū)超過90％的小區(qū)開啟EGPRS功能，EGPRS和GPRS共用信道，熱點地區(qū)EGPRS開啟專用EGPRS TRX，在保證第二步網(wǎng)絡(luò)性能的基礎(chǔ)上，全面提升全區(qū)的EGPRS網(wǎng)絡(luò)性能。
三、 EGPRS的整體規(guī)劃思路及具體規(guī)劃步驟
EGPRS規(guī)劃，從規(guī)劃初期就考慮了端到端網(wǎng)絡(luò)的整體規(guī)劃思路，并結(jié)合了用戶的感知度進行比較精細的規(guī)劃。以下結(jié)合實際整體規(guī)劃情況對EGPRS的整體規(guī)劃方法做詳細分析。
1. EGPRS整體規(guī)劃涉及的范圍
要做好EGPRS的整體規(guī)劃工作，有效地提升用戶感受，不僅需要考慮涉及無線部分的規(guī)劃，而需要從端到端的角度對影響EGPRS性能的每個環(huán)節(jié)進行考慮。規(guī)劃包括了無線方案的確定，即是否GPRS和EGPRS混用，還是設(shè)置EGPRS專用載頻，Abis接口，動態(tài)Abis資源池EDAP的尺寸的合理規(guī)劃，BSC的PCU環(huán)節(jié)，涉及如何使PCU負荷均衡并得到較合理的利用率，減少跨PCU間的切換的問題；進一步，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(guī)劃工作范圍和階段
2. 整體規(guī)劃的步驟
EGPRS的整體規(guī)劃工作，一般會經(jīng)歷容量規(guī)劃和詳細規(guī)劃兩個階段，容量的規(guī)劃主要考慮實施原則和方案，如無線規(guī)劃中是否與原有GPRS混合，是否設(shè)立獨立EGPRS載頻的問題，對傳輸資源的利用原則，即傳輸資源實際情況和用戶感知度的綜合考慮，等等一系列的考慮，然后進入初步的容量計算，了解由于EGPRS實施帶來的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增加的數(shù)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，在項目實施初期就對網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有所了解，為網(wǎng)絡(luò)的部署做好充分準備。
詳細的規(guī)劃工作，將會具體到對每個基站的無線規(guī)劃和Abis規(guī)劃，對每個基站不同的流量，在原有合理配置的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)參數(shù)的基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃EDAP等數(shù)據(jù)，然后進一步，考慮PCU的參數(shù)，Gb的參數(shù)規(guī)劃等等。
圖2 EGPRS的整體規(guī)劃步驟
3. 整體規(guī)劃的原則和方案制訂
這里，詳細地解釋整體規(guī)劃的原則和方案制訂，以及其對用戶感知度的影響。整體規(guī)劃原則，在無線方面，初期在采取EGPRS和GPRS域共享的方式，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況逐步考慮使用Segment方式，即設(shè)置EGPRS獨立載頻的方式開通EGPRS 。
EGPRS無線規(guī)劃原則還包括，在900Mhz的BTS開通EGPRS，EGSM BTS 不開通EGPRS，考慮到900 Mhz與1800Mhz 網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的差別，當同一個Cell 同時包含900Mhz和1800 Mhz的載頻時 ，含1800Mhz載頻的ＢＴＳ不開啟EGPRS功能，在含９00 Mhz載頻的ＢＴＳ開啟EGPRS功能。對于已經(jīng)為CBCCH/ segment 小區(qū)，如果兩個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(shè)置原則，基于并保持現(xiàn)網(wǎng) 設(shè)置合理的CDED, CDEF 信道數(shù)目。
在傳輸估算及EDAP規(guī)劃原則方面，對于EDAP只有一個EGPRSBTS，那么EDAP時隙數(shù)目根據(jù)該BTS 的CDEF 進行計算，但是最大不超過8個PCM 時隙，如果 多個EGPRS BTS 共享一個EDAP， 那么根據(jù)共享EDAP 的BTS 數(shù)目，通過k factor 進行計算，但是最大不超過12，盡量保持一個BCF 對應(yīng)于一個EDAP 。進行Branching table 規(guī)劃的時候，BTS 所有的TRX 都應(yīng)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(yīng)的BTS 移動到新的E1并根據(jù)該BTS 是否為EGPRS BTS 確認是否規(guī)劃EDAP。
整體規(guī)劃原則的劃分對EGPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶感知度將會產(chǎn)生不小的影響，會徹底影響詳細規(guī)劃的具體思路的方向，就無線的規(guī)劃方案舉例說明。一般而言，我們可以有以下一些無線規(guī)劃的方案可供選擇，方案一是EGPRS開通初期普遍采用的GPRS和EGPRS域共享的方案；方案二是采用CBCCH時候，GPRS和EGPRS域共享，開通在第一個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時候，使用Segment時，將GPRS和EGPRS分別開通在不同的BTS，設(shè)置獨立的EGPRS的BTS，GPRS和EGPRS均不設(shè)置在BCCH載頻上的方案；方案四是采用CBCCH時候，使用Segment時，將GPRS和EGPRS分別開通在不同的BTS，設(shè)置獨立的EGPRS的BTS，EGPRS設(shè)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(jù)網(wǎng)絡(luò)流量情況逐步過渡至使用Segment方式的方案三。
圖3 EGPRS無線規(guī)劃方案
4. EGPRS規(guī)劃容量估算
EGPRS規(guī)劃的估算，主要的目的在于項目實施前對開通EGPRS網(wǎng)絡(luò)的規(guī)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(tǒng)計，Abis傳輸量增加估算，PCU增加量統(tǒng)計等。
第一，對于AbisE1個數(shù)的增加，是由于新增加的EDAPPool占用了Abis傳輸時隙(TSL),而帶來的額外的E1數(shù)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(xiàn)有的基站E1中是否有足夠的空閑空間留給EDAP，如果沒有，就需要增加新的E1，直到完全足夠為止。簡單地評估EDAP大小，可以利用每個BTS上的CDEF，根據(jù)需要的MCS的級別，乘上相應(yīng)的系數(shù)，就可以知道EDAP的大小。 了解了EDAP大小后，我們進一步可以知道每個E1最大提供的時隙為32,0時隙保留，那么我們可以用以下公式計算E1數(shù)目(假設(shè)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，需要首先了解廠家的PCU單板容量，如果廠商的單板容量為256PDCH(16kbps)，其中的AbisCH，簡單地，可以用EDAP*4+CDEF計算,假設(shè)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(shù)目后，要考慮相應(yīng)增加的Gb數(shù)目。一般來說,Gb接口需要考慮能支持忙時的業(yè)務(wù)量，同時也要考慮支持短時間內(nèi)峰值的業(yè)務(wù)量。對于引入EGPRS后，需要增加的Gb容量，可以通過統(tǒng)計現(xiàn)網(wǎng)GPRS忙時業(yè)務(wù)量和EGPRS用戶滲透率（EGPRS占總體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶比例），計算相應(yīng)的流量增加量。如下圖，根據(jù)在EGPRS用戶占GPRS用戶的比例分別為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用戶占GPRS用戶的比例以及相應(yīng)的話務(wù)增長
5. EGPRS詳細規(guī)劃
EGPRS的詳細規(guī)劃包括了無線參數(shù)的詳細規(guī)劃，EDAP的詳細規(guī)劃，PCU的詳細規(guī)劃，Gb詳細規(guī)劃和核心網(wǎng)絡(luò)的評估工作，這些規(guī)劃工作的質(zhì)量，都會影響EGPRS網(wǎng)絡(luò)與用戶感知度密切相關(guān)每一個環(huán)節(jié)。
首先，EDAP的詳細規(guī)劃，包括了兩部分，對新增EDAP大小的計算，和對原有BranchingTable的改動。EDAP大小的計算，簡單來看，是利用每個BTS上的CDEF，根據(jù)需要的MCS的級別，乘上相應(yīng)的系數(shù)，就可以知道EDAP的大小。實際上，更詳細的考慮，需要同時考慮以下因素。
· Radio MCS (MCS-1 到 MCS-9: 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師需要在容量規(guī)劃時考慮相應(yīng)的 Modulation 和 Coding Scheme);
· Radio timeslot effective Capacity (無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃定義的“PS timeslot capacity”);
· Radio TSL Utilisation (例如 50%)
· EGPRS Territory (無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃定義的“TSL available for PS”).
· Maximum Abis Data Rate Reduction (通常由無線規(guī)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 需要客戶確認 (要求盡可能低, 例如 5%);
· 被選PCM 幀連接TRXs數(shù)目;
· 使用的TRX signalling 類型;
· ET_PCM (E1/T1) utilisation, 或稱為 Safety Margin, 與客戶確認,不可以使用 PCM100% 的利用率 (例如:使用80-90 %);
下面我們用案例來探討EDAP規(guī)劃與用戶感知度的相關(guān)問題。下面為某基站（4＋4＋4站型）的規(guī)劃過程。,下圖為規(guī)劃前的BranchingTable情況：
圖5 規(guī)劃前BranchingTable
第二步，確定需要規(guī)劃的EDAP尺寸，按照上文描述的考慮因數(shù)計算得到需要4TSL，規(guī)劃如下圖，將EDAP放置入BranchingTable后，新增一個E1。
圖6 規(guī)劃后BranchingTable
以下為進行定點HTTP下載測試的情況：
模式
EGPRS激活SiteIDCellID實時文件傳輸速率(kbps)
Y4504501131.1
Y4502141
Y4503100.4
表1 EGPRS測試實時文件傳輸速率比較
其次，PCU的詳細規(guī)劃，是將空口和Abis接口的資源(GPRS和EGPRS數(shù)據(jù)信道)映射到PCU，然后調(diào)節(jié)到移動性和吞吐量要求都比較滿意為止。規(guī)劃的原則主要考慮三方面：第一，在一個BSC中的 PCU負載均衡，即各中各個PCU的負荷都比較一致；第二，PCU負荷要適當，以保證 PCU負荷不超過限制增加 EDAP 和 GPRS 時隙，導致網(wǎng)絡(luò)性能的下降，也不會過低的負荷，導致過低的利用率。第三，地理上相鄰的站點歸屬于同一個PCU，改善網(wǎng)絡(luò)的移動性，減少Inter-PCU小區(qū)切換，擴大 Intra-PCU 小區(qū)切換。:較高的Inter PCU 切換會導致非常低的吞吐量，同時也造成系統(tǒng)較高負荷PCU，帶來低的吞吐量和數(shù)據(jù)時延移動性。
以下是一個PCU規(guī)劃前后比較的案例，下圖中每個點代表一個站，每個點的不同顏色代表屬于不同的PCU。在規(guī)劃前，可以看到PCU負荷不均衡，而且有超過負荷的現(xiàn)象，站點不能成簇，相鄰站點的屬于不同的PCU，路測的結(jié)果70 kbps，EGPRS 性能較低。從規(guī)劃后的圖中可以看到， PCU負荷實現(xiàn)了均衡，而且不超過PCU的限制負荷，站點實現(xiàn)了“簇”，同一個站的不同小區(qū)歸屬于同一個PCU，路測測RLC層 吞吐量達到120kbps，可見PCU規(guī)劃是否合理與EGPRS性能和用戶感知的關(guān)系。
圖7 PCU 規(guī)劃前
圖8 PCU規(guī)劃后
同樣地,我們繼續(xù)舉出下列例子,PCU的規(guī)劃調(diào)整對圖鈴下載應(yīng)用的影響。下圖表示的是（E）GPRS數(shù)據(jù)下載過程中,如果遇到小區(qū)重選,下載速率的變化曲線圖和影響的時長.以55Kbyte下載文件為例,在正常沒有小區(qū)重選的情況下，GPRS圖鈴下載速率在2.2kBytes/s左右，一次小區(qū)重選時長在4~8秒，而在正常情況沒有小區(qū)重選情況下一個圖鈴下載需要25秒，所以發(fā)生小區(qū)重選速率會下降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(qū)重選對圖鈴下載的影響
下圖是經(jīng)過優(yōu)化的測試線路NSEI分布，可以看到測試線路所有小區(qū)歸屬在6個NSEI下，NSEI沿測試線路均勻分布。NSEI優(yōu)化必須考慮到PCU的負荷均衡和PCU容量限制，不均衡或超過容量限制將造成圖鈴下載數(shù)據(jù)傳送不穩(wěn)定。
圖10-1 規(guī)劃后NSEI分布圖
圖10-2規(guī)劃調(diào)整后速率的提升
再次，EGPRS的引入會帶來Gb帶寬需求的增加，Gb規(guī)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(shù)量，以及SGSN中的Gb接口容量等因素，合理優(yōu)化配置Gb的個數(shù)。一般來說,Gb 接口需要考慮能支持忙時的業(yè)務(wù)量，同時也要考慮支持短時間內(nèi)峰值的業(yè)務(wù)量。
具體的規(guī)劃過程，首先是需要統(tǒng)計歸屬與規(guī)劃后的PCU相應(yīng)的小區(qū)對應(yīng)的業(yè)務(wù)流量，根據(jù)圖11中EGPRS用戶滲透率與流量變化的關(guān)系，推算規(guī)劃后PCU的流量。然后將流量轉(zhuǎn)換為64kbps的GbLink數(shù)目。
圖11 Gb規(guī)劃示例
最后，EGPRS開啟后對核心網(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，沒有調(diào)整的PAPU配置導致終端用戶的不良感受，也需要加以關(guān)注。具體的做法是，在完成Gb規(guī)劃后，根據(jù)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(yīng)的PAPU單元。
圖12 核心網(wǎng)PAPU評估舉例
四、 EGPRS網(wǎng)絡(luò)未來規(guī)劃的一些思考
對于未來EGPRS網(wǎng)絡(luò)的整體規(guī)劃，除了按照既定的發(fā)展策略的規(guī)劃，逐步實現(xiàn)全區(qū)的覆蓋，進一步，對于開通EGPRS地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)，可以考慮引入網(wǎng)絡(luò)控制小區(qū)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留更長的時間。NCCR的主要特點是，當MS執(zhí)行小區(qū)重選時，NCCR功能促使網(wǎng)絡(luò)去控制資源分配。NCCR功能不影響小區(qū)重選時延，功能的實現(xiàn)與PBCCH的實現(xiàn)與否無關(guān)。
從無線規(guī)劃方案的選擇而言，從遠期看，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況逐步考慮使用Segment規(guī)劃方式，即設(shè)置EGPRS獨立載頻的方式開通EGPRS,把EGPRS和GPRS TRX 分別放在不同BTS 中，通過NSN 系統(tǒng)內(nèi)部算法，在數(shù)據(jù)用戶接入時，根據(jù)TBF 類型，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用戶的性能提升。
五、 結(jié)語
EGPRS作為GPRS到第三代移動通信的過渡技術(shù)方案，采用現(xiàn)有的GSM頻率外，同時還利用了大部分現(xiàn)有的GSM設(shè)備，只需對網(wǎng)絡(luò)軟件及硬件做一些較小的改動，就能夠使運營商向移動用戶比較高性能的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在部署EGPRS業(yè)務(wù)時，從整體規(guī)劃的角度如何考慮提高用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的感知度，需要對于EGPRS網(wǎng)絡(luò)涉及的每個環(huán)節(jié)，從端到端的規(guī)劃思路出發(fā)做好EGPRS的整體規(guī)劃工作，從規(guī)劃初期制定比較完善的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略，在具體規(guī)劃的每個細節(jié)結(jié)合用戶的感知度，從而體現(xiàn)整體規(guī)劃的實際效益。
參考文獻
1 通信世界，電信技術(shù)名詞解釋：EGPRS技術(shù)詳解
2 福建移動通信網(wǎng)絡(luò)無線優(yōu)化專業(yè)知識匯編,2006年11月
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