TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)承載能力提升策略研究

程靜遠

（中國移動通信集團上海有限公司，上海 200060）

1 引言

伴隨移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及大屏幕智能終端的普及，一方面，移動終端所使用的業(yè)務(wù)日漸豐富，不同業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)帶寬以及速率需求存在著差異化需求，移動終端消耗的流量則呈井噴態(tài)增長。另一方面，TDLTE網(wǎng)絡(luò)因其良好的用戶體驗，自商用以來發(fā)展喜人，用戶規(guī)模及承載的業(yè)務(wù)量增長迅猛。至2014年底，其業(yè)務(wù)占比已超過了TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，部分區(qū)域超過了GSM網(wǎng)絡(luò)。在這種背景下，從投資效益考慮，不適宜繼續(xù)對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)投入成本，但與此同時，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量依舊存在小幅增長，因此如何在現(xiàn)有規(guī)模下最大限度地發(fā)揮TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)承載的潛能將是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)當前維護優(yōu)化過程中所面臨的重要課題。

2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)承載能力提升策略

若以載波吞吐率作為衡量網(wǎng)絡(luò)承載能力的標準，那么提升承載能力的方式存在兩種。方式1，業(yè)務(wù)流量一定的情況下減少載波的碼道使用數(shù)；方式2，一定載波資源的情況下，增長整體流量。

對于方式1，鑒于目前業(yè)務(wù)占比較大的網(wǎng)頁瀏覽、即時類通信、游戲等業(yè)務(wù)中存在著大量的小數(shù)據(jù)分組。因此采用小分組檢測策略，使小分組類業(yè)務(wù)結(jié)束后適時釋放專用信道的占用，同時針對場景特征優(yōu)化數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)升降速算法，可提升整體載波使用效率。

對于方式2，由于目前主要通過H載波提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此要提升整體流量的關(guān)鍵點在于使更多的用戶可以接入H載波。目前，用戶無法接入H載波的瓶頸在于上行受限，解決這一問題的方法除開啟小分組檢測策略外，還可通過開啟幀分復(fù)用等算法來緩解。同時，在特定情況下，根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)使用習(xí)慣適時調(diào)整時隙配比也是解決上行受限的一種方法。

此外，除直接提升TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的載波吞吐量外，從廣義上而言，合理進行TD-SCDMA/TD-LTE業(yè)務(wù)分流，使4G終端更長久地駐留于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，也可間接提升TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的接納承載能力。

2.1 提升TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)承載能力的算法部署策略

2.1.1 幀分復(fù)用

根據(jù)接入階段不同， 幀分功能分為“信令幀分”與“業(yè)務(wù)幀分”，對于普通載波僅存在RRC信令幀分，RRC信令幀分有上/下行之分，考慮到目前終端的支持情況，一般僅開啟上行RRC信令幀分。對于H載波除RRC信令幀分外，還可開啟針對DPCH的業(yè)務(wù)幀分。

DPCH信道幀分上下行一般以1：2的復(fù)用比例開啟，信道配置方案如圖1所示，對于HSDPA載頻，若開啟下行兩倍幀分可至多接入12個用戶，若開啟上行兩倍/下行四倍幀分可至多接入24個用戶。對于HSPA載頻，若開啟上行兩倍下行四倍幀分，可最多接入10個用戶。

2.1.2 小分組檢測

小分組檢測算法的原理是根據(jù)PDCP（Packet Data Convergence Protocol）實體的上下行速率來判別小分組業(yè)務(wù)，并對判決出的小分組類業(yè)務(wù)，將業(yè)務(wù)信道調(diào)整到幀分狀態(tài)或?qū)I(yè)務(wù)狀態(tài)遷移至CELL_FACH態(tài)，待有新的大流量數(shù)據(jù)傳輸需求時，恢復(fù)為CELL_DCH狀態(tài)的非幀分態(tài)。小分組檢測算法建議基于載波負荷自適應(yīng)生效，當載波負荷低于門限時，為保證用戶感知，不進行用戶狀態(tài)遷移。

2.1.3 基于場景的升降速算法優(yōu)化

在 TD-SCDMA系統(tǒng)中，使用動態(tài)信道配置控制 DCCC（Dynamic Channel Configuration Control）算法對業(yè)務(wù)配置帶寬進行調(diào)整。實際踐行過程中，對于DCCC算法參數(shù)的設(shè)置粒度較粗，一般以無線網(wǎng)絡(luò)控制器為單位。為有效提升帶寬利用率同時降低用戶因系統(tǒng)擁塞而接入失敗的概率，需要細化DCCC算法應(yīng)用的粒度。由于節(jié)省帶寬與用戶感知之間存在一定的矛盾，因此可設(shè)置一個基于小區(qū)業(yè)務(wù)負荷的開關(guān)，當負荷較低時，使用統(tǒng)一設(shè)置的用戶感知優(yōu)先的DCCC算法參數(shù)；當負荷較高時，則采取區(qū)域性的更精確的DCCC算法參數(shù)。對于第二類算法參數(shù)，考慮到無線終端的移動性特點，往往成片的連續(xù)覆蓋小區(qū)擁有相似的用戶群體和相似的用戶習(xí)慣，因此基于GIS地圖同時參考業(yè)務(wù)聚類結(jié)果，將業(yè)務(wù)分布相似且空間相鄰或是業(yè)務(wù)分布相似且有實際移動性交互的小區(qū)進行分類歸屬，以此獲得擁有相似的用戶群體和相似的業(yè)務(wù)分布的相似區(qū)域集。對于相似區(qū)域集內(nèi)的業(yè)務(wù)，可借助統(tǒng)一部署的信令分析平臺對相似區(qū)域集內(nèi)不同業(yè)務(wù)的比例及帶寬分布特性進行分析，從而設(shè)置一套更適合該區(qū)域集的資源利用效率更高的升降速策略。

2.1.4 算法部署建議

針對某話務(wù)熱點區(qū)域內(nèi)535個TD-SCDMA小區(qū)開啟小分組檢測算法，對于上行業(yè)務(wù)負荷超過60%的區(qū)域自適應(yīng)開啟信令幀分算法，針對一般熱點小區(qū)開啟H載波下行2倍幀分算法，存在高擁塞風(fēng)險的小區(qū)開啟H載波上行2倍下行4倍幀分算法，同時針對校園、居民區(qū)等存在不同業(yè)務(wù)聚類特性的區(qū)域設(shè)置不同的升降速算法參數(shù)。統(tǒng)計算法開啟前后1周的數(shù)據(jù)可見，該區(qū)域接通率相關(guān)指標保持平穩(wěn)，PS域掉線率指標惡化0.09%，CS域掉線率保持平穩(wěn)，區(qū)域整體擁塞次下降50%，H載波平均用戶數(shù)提升13.98%，上行承載效率提升6%。表1所示為相關(guān)算法的優(yōu)缺點和推薦開啟場景。

圖1 H載波多倍幀分示意

表1 算法特點匯總

2.2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)分流策略

伴隨蘋果、三星、小米、華為等商家相繼推出4G明星終端，2014年以來移動網(wǎng)絡(luò)的在網(wǎng)4G終端數(shù)顯著增長。某區(qū)域僅2014年下半年，4G終端占3G/4G終端比例便翻了一翻，由22.77%上升至55.32%，但與此同時，依舊有較大比例的4G終端附著于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)。因此，對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)進行業(yè)務(wù)分流，使4G終端盡可能地附著于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，是降低TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)負荷提升其接納能力的有效手段。

具體優(yōu)化過程中，首先通過市場疏導(dǎo)對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的4G鎖網(wǎng)終端（因未更換USIM卡或人為關(guān)閉4G射頻模塊而無法附著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的用戶）進行遷移，在此基礎(chǔ)上從2個維度（網(wǎng)絡(luò)維度、用戶維度）出發(fā)，提升4G終端駐留TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的比例。其中網(wǎng)絡(luò)維度包括5類優(yōu)化舉措（規(guī)劃調(diào)整、覆蓋優(yōu)化、鄰區(qū)與參數(shù)策略、性能優(yōu)化、資源調(diào)度），如圖2所示。用戶維度則主要針對各類終端進行性能指標的聚類分析，進而有針對性地進行終端性能優(yōu)化。

2.3 策略部署效果

圖2 分流策略——網(wǎng)絡(luò)維度

圖3 承載效率及終端駐留比例

以2.2、2.3小節(jié)所述算法與策略于某區(qū)域進行部署，經(jīng)過一年的逐步推廣優(yōu)化，該區(qū)域載波承載效率以及4G終端駐留比例走勢如圖3所示。其中，4G終端駐留TD-LTE網(wǎng)絡(luò)比例年底較年初提升了47.21pp，較年中提升了23.51pp。單載波承載效率（單位時間總流量/載波數(shù)）年底較年初增長了1.35倍，較年中增長了0.59倍；H載波H業(yè)務(wù)承載效率（單位時間H業(yè)務(wù)總流量/H載波數(shù)）年底較年初增長了1.05倍，較年中增長了0.45倍。

3 結(jié)束語

2015年2月27日，工信部向中國聯(lián)通、中國電信發(fā)放LTE-FDD牌照，4G之爭風(fēng)起云涌。于此同時，愛立信、華為等廠商5G之爭暗戰(zhàn)連連。在這種背景下，必須通過提升TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)接納承載能力來應(yīng)對業(yè)務(wù)發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不變之間的矛盾。同時，伴隨4G用戶規(guī)模的不斷擴大，如何進行用戶遷移，設(shè)備改造，從而實現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)向4G網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)升級將成為下一步工作的重點。

[1]鐘瑋, 宋磊.TD-SCDMA小區(qū)承載能力研究[J].電信工程技術(shù)與標準化, 2014,（7):1-4.

[2]陳勇輝.TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對智能風(fēng)暴的策略研究[J].電信工程技術(shù)與標準化, 2014,（7):5-9.

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