gprs数据业务的无线容量规划

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1、GPRS数据业务的无线容量规划(2004-01-1413:27:24)华为技术有限公司  何群方昭江戴冰琦1概述一个系统的无线容量规划就是确定提供某项业务的无线信道数量。网络配置信道数量过少将导致业务拥塞，也导致业务收入的降低；配置信道过多将导致资源的闲置和浪费。因此配置合理的信道数量就是网络规划的重要工作之一。GPRS的无线容量规划以前也有文献进行过探讨和阐述，但一般都是把数据业务折合成话务量（Erlang）后来计算PDCH的数量。作者认为这种计算方法存在一定的局限性，它没有充分考虑GPRS数据业务的特殊性，如PDCH

2、信道的共享特性，数据业务允许适当的延时和重传特性等等。本文探讨一种新的GPRS无线容量规划思路，即根据GPRS用户数量、每用户吞吐量、重传比例和每PDCH信道承载速率几个要素来计算PDCH数量，并推导了计算公式。2GPRS规划流程GPRS无线网络规划的一般流程如下图所示，其最终结果是输出满足语音和GPRS业务的BTS和TRX的数量。规划过程可以分成两大部分：覆盖规划和容量规划。本文仅探讨其中的容量规划部分。    图1.GPRS网络规划的流程图实际的容量规划除了上述的数据业务规划外，还应该包含信令容量的规划。语音TCH容

3、量的规划比较成熟，本文不作探讨。3GPRS容量规划现阶段各厂家在GPRS的实现方式上，PDCH由PDTCH＋PACCH＋PTCCH组合而成。PDCH信道除了需要承载用户数据外，GPRSAttach、GPRSDetach、PDP激活、PDP去激活、路由区更新等信令数据，以及GPRS短消息，也需要占用PDCH信道资源。与语音业务不同，GPRS用户数据部分还有一部分用于数据包的协议头开销。3.1GPRS数据业务模型根据【1】提供的GPRS用户模型如下表：表1.GPRS用户模型3.2PDCH承载效率IP层的用户数据在经由PDCH

4、无线信道传输之前需要分别由SNDCP、LLC、RLC/MAC封装打包，同时要增加数据包头和校验比特等开销。因此一个200字节的用户IP数据包最终在PDCH信道上传输的实际数据量要大于200字节。根据【3】中的数据模型，各环节增加的开销如下：表2.数据开销根据上表，每200字节的IP包在RLC/MAC层的开销（包括重传）约为20字节，这里定义为平均IP包开销。因此PDCH承载效率＝平均IP包长度/（平均IP包长度＋平均IP包开销）＝90%，包含开销的忙时每用户数据吞吐量为：180/0.91=200bps。根据表1的GPRS

5、用户模型，由于Attach等信令流程在Um接口产生的数据流量如下表：表3.信令流量计算注1：消息长度数据源于文献【4】，短消息长度暂无数据。因此在上述话务模型下，各种信令流程的数据流量为：16.5+1.5+271+2+76.5=368Bytes。由于上述信令与用户数据本身均需要在PDCH信道上传输，因此忙时平均每个用户所需IP吞吐量（Ave_throughput_per_user）为：200+368×8/3600=200.8bps。可见按照上述GPRS业务模型，信令流程对用户数据吞吐量的影响较小。为便于计算，下文计算中忽

6、略信令对吞吐量的影响，忙时平均每用户IP吞吐量仍按200bps计。3.2PDCH承载速率根据【3】每个PDCH在采用不同编码方式、不同协议层、不同接口的传输速率如下表所示：表4.PDCH承载速率，单位：kbps注：IP包长为200BYTE。手机与网络侧之间在数据传输过程中一般依据Um接口的RLC重传率来选择合适的编码速率，即发生CS切换，因此在数据传输过程中，IP层承载速率也随着编码速率的变化而变化。平均IP层承载速率计算举例如下：假设目前仅采用CS1和CS2编码速率，使用比例为2：8，则每个PDCH的平均IP层承载速率

7、为：5.580.2+8.310.8=7.76kbps。同样，对于CS3/CS4，如果CS3与CS4的使用比例仍为2：8，则每个PDCH的平均IP层承载速率为：9.890.2+13.950.8=13.138kbps。3.3PDCH数量计算3.3.1预测GPRS用户数GPRS用户数量可以根据GSM用户折算，也可以从网上实际统计数据获得。根据GSM用户折算的方法如下：假设GPRS用户占GSM/GPRS用户的10％，则根据每个小区的容量（载频）配置可以折算出GPRS的用户数。具体方法是：1）根据载频数计算出TCH信道数量；2）根

8、据语音业务的GOS查ErlangB表得出语音业务的话务量；3）根据语音业务每用户话务量计算出用户数；4）按GPRS占GSM用户比例折算出GPRS用户数。小区载频1～8时的GPRS用户估算如下表：表5.GPRS用户估算对于一个已经运行的GSM/GPRS网络，可以根据一段时间内的最大附着用户数和平均附着用户数（SGSN性