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1、WCDMMA系统统混合业业务下的的小区容容量计算算1、引言言 伴随着着GSMM系统向向WCDDMA系系统的过过渡，业业务也从从传统的的单一话话音向话话音、数数据混合合型发展展。在一一些发达达国家的的固定通通信网里里，数据据的业务务量已经经超过了了话音的的业务量量，而在在目前阶阶段的 移动通通信网络络里，话话音业务务量仍占占主导地地位，如如何在单单一的话话音网络络中考虑虑数据业业务是无无线网络络规划的的一个重重点和难难点。本本文从负负载因子子出发，利利用坎贝贝尔算法法，计算算混合业业务下的的用户容容量。 2、单单一业务务上行极极点流量量 单一业业务上行行极点容容量定义义为上行行负载为为1时的的上
2、行吞吞吐量，公公式如下下： 其其中W为为码片速速率(338400kb/s)，(Eb/No)为第jj种业务务要求的的上行接接收质量量，i为为其它小小区对本本小区干干扰比，全全向站情情况下取取55%，定向向站情况况下取665%，实实际工程程中，ii因无线线环境、基基站布局局等而有有差异。 不不同的业业务，因因(Ebb/Noo)不同同而极点点容量不不同，业业务按速速率分为为AMRR12.2kbb/s话话音、664kbb/sCCS(可可视电话话)、664kbb/sPPS数据据、1228kbb/sPPS数据据、3884kbb/sPPS数据据。典型型的上下下行值如如表1所所示(因因不同厂厂家设备备而有差差
3、异)： 表1各各业务上上下行典典型Ebb/Noo值 Eb/NNo(dBB) AMR 12.2 64 CCS 64 PPS 128 PS 384 PS 上行 5.5 3.8 3.5 2.5 1.8 下行 6 4.5 4 3 2 取其其它小区区干扰因因子0.65，则则单一业业务下的的上行极极点容量量如表22所示： 表2单单一业务务下的上上行极点点容量TpolleAMR 12.2 64 CCS 64 PPS 128 PS 384 PS (kb/s) 656 970 10400 13099 15388 3、负载载因子 单单个用户户不同业业务的上上下行负负载因子子定义： 其其中Rjj和Vjj分别为为第j
4、种种业务的的速率激激活因子子，除话话音业务务激活因因子一般般为0.5外，其其它业务务为1。为小区区的平均均正交系系数，取取值范围围在0.400.9(本文中中取0.5)。 上上下行单单用户负负载因子子如表33所示： 表3单单用户上上下行负负载因子子 单用户负负载因子子 AMR 12.2 64 CCS 64 PPS 128 PS 384 PS 上行 O.933% 6.600% 6.166% 9.788% 24.997% 下行 0.733% 5.400% 4.811% 7.655% 18.223% 小区区上下行行负载因因子为各各用户负负载因子子的合计计，公式式如下: 其其中，KKUL,j表示示第j种
5、种业务同同时使用用的上行行用户数数，KUUL,jj表示第第j种业业务同时时使用的的下行用用户数，这这是因为为分组数数据业务务中，用用户上下下行速率率通常是是不对称称的。 在在WCDDMA中中，小区区负载因因子是无无线网络络规划中中的重要要指标。对对以满足足覆盖为为主要目目的小区区，上行行负载因因子一般般按200%440%考考虑，对对以满足足容量为为主要目目的的小小区，上上行负载载因子一一般按440%60%考虑。 当当上行负负载为550%时时，单一一业务对对应的上上行业务务量如表表4所示示： 表4单单一业务务对应的的上行业业务量 单一业务务50%上行负负载 AMR 12.2 64 CCS 64
6、PPS 128 PS 384 PS 同时通信信用户数数 53.88 7.6 8.1 5.1 2.O 上行业务务流量kkb/ss 328.O 485.1 519.8 654.4 768.8 下行负载载 39% 41% 39% 39%36% 4、小区区用户容容量 对于于单一的的电路域域业务(话音、可可视电话话)，可可以用爱爱尔兰BB计算爱爱尔兰、信信道数、呼呼损之间间的关系系。当计计算混合合电路域域业务，有有等效爱爱尔兰、后后验爱尔尔兰、坎坎贝尔法法，比较较常用的的是坎贝贝尔法。 当当考虑数数据业务务后，容容量计算算变得更更复杂，目目前还没没有一个个公认的的方法进进行计算算。参考考GSMM网络中中
7、对GPPRS容容量的计计算方式式，在计计算混合合电路域域业务容容量后，根根据坎贝贝尔信道道和坎贝贝尔爱尔尔兰之差差计算数数据业务务的平均均速率。 坎坎贝尔法法是将多多个电路路域业务务等效到到一种基基本参考考业务上上，各种种业务等等效后的的业务强强度为： jj表示第第j种电电路域业业务，rr表示参参考的基基本业务务。 坎贝贝尔信道道表示为为： ttj表示示第j种种业务的的业务量量，单位位为爱尔尔兰。 在在只有一一种业务务的情况况下，坎坎贝尔信信道等于于业务强强度。 小小区坎贝贝尔信道道数为： ，Nr表表示参考考的基本本业务信信道数。 小小区坎贝贝尔容量量通过爱爱尔兰BB公式确确定，表表示为TTc
8、=EErlaangBB(Ncc，Goos)，GGos表表示要求求的呼损损。 坎贝贝尔容量量对应的的用户数数： j和eej分别别表示第第j种电电路域业业务的用用户比例例和单用用户行为为。 坎贝贝尔信道道利用率率则为c=TTc/NNc。 对对于数据据业务，可可以利用用剩余坎坎贝尔信信道进行行，根据据平均延延时要求求和爱尔尔兰C模模型，将将剩余信信道同上上下行负负载因子子结合，计计算能支支持的上上下行分分组数据据的平均均速率。 5、计计算举例例 单用户户行为分分电路域域和分组组域业务务行为，电电路域用用户忙时时行为可可以参考考现有网网络统计计，用户户行为假假定如表表5所示示： 表5电电路域用用户忙时
9、时行为 时呼叫次次数(BBHCAA) 忙时每次次呼叫持持续时间间(BHHHT) 忙时业务务量(EErl) AMR 12.2 1 90 O.0225 CS 664 O.155 90 O.00038 分组组域用户户行为通通常采用用Parretoo模型，PPareeto模模型描述述数据业业务的三三层模型型，模型型如图11所示： 图1PPareeto业业务模型型示意 典型型参数如如表6所所示： 表6分分组业务务模型的的典型参参数 Packket Traaffiic PParaametterss Meann Paackeet SSizee 480 byttes Meann Paackeet ccalll
10、s/ssesssionn 12 Readdingg tiime bettweeen ccallls 112 seccondds Meann nuumbeer oof ppackketss inn a calll 1O Meann Paackeet iinteerarrrivval fimme O.8 seccondds 分组组业务行行为最终终可以用用忙时每每用户上上下行的的业务量量(kbbytees)表表示。由由于目前前没有实实际统计计数据，忙忙时上下下行业务务行为分分别按2200kkbyttes和和8000kbyytess假定。 对对于电路路域业务务，因话话音用户户比例的的不同和和小区要要求
11、的上上行负载载不同，其其容量有有所差异异。这里里以话音音用户占占总电路路域用户户的比例例作为变变量进行行研究，研研究在225%和和50%上行负负载要求求的情况况下，小小区的容容量性能能。 小区区承载的的各种爱爱尔兰与与话音用用户的比比例关系系如图22所示(考虑了了30%的软切切换比例例)。 图2爱爱尔兰与与话音用用户的比比例的关关系 从图图2中可可见，当当只有CCS644业务时时，坎贝贝尔爱尔尔兰等于于CS664业务务爱尔兰兰，当只只有话音音业务时时，坎贝贝尔爱尔尔兰等于于话音业业务爱尔尔兰。 在在80%的话音音业务情情况下，225%上上行负载载要求时时能支持持的坎贝贝尔、话话音业务务、CSS
12、64分分别为33.6、66.5、00.244爱尔兰兰，500%上行行负载要要求时能能支持的的坎贝尔尔、话音音业务、CCS644分别为为10.7、119.22、0.72爱爱尔兰。 只只有话音音业务时时，255%和550%上上行负载载对应的的爱尔兰兰分别是是13.2和332。 坎坎贝尔信信道利用用率如图图3所示示： 图3坎坎贝尔信信道利用用率与话话音用户户的比例例的关系系 坎贝贝尔信道道利用率率随上行行负载因因子和话话音用户户比例的的增加而而增加。 在在80%的话音音业务情情况下，225%和和50%上行负负载对应应的利用用率分别别为455%和662%。 每每小区支支持的电电路域用用户数如如图4所所
13、示： 图4小小区电路路域用户户数与话话音用户户比例的的关系 在880%的的话音业业务情况况下，225%和和50%上行负负载对应应的电路路域用户户数分别别为3227和9960；当全为为话音业业务时，225%和和50%上行负负载对应应的电路路域用户户数分别别为5227和112777。 根据据坎贝尔尔信道利利用率和和要求的的小区负负载，分分组数据据业务允允许的平平均上行行负载因因子公式式为UUL、PP=UUl(11-CC)/(1+SSHO)/2，UL为为设计要要求的上上行负载载，SHHO为软软切换比比例，分分组数据据业务允允许的上上行负载载因子变变化如图图5所示示： 图5允允许的上上行数据据业务负负
14、载因子子与话音音用户比比例的关关系在小小区设计计中，上上下行负负载因子子要求是是不一样样的，下下行负载载因子一一般要求求不大于于75%。 在770%的的下行负负载因子子情况下下，计算算分组数数据业务务允许的的平均下下行负载载因子，如如图6所所示： 图6平平均允许许的下行行数据业业务负载载因子与与话音用用户比例例的关系系上行行以644kb/s业务务为例，在在25%和500%负载载，电路路域800%为话话音用户户情况下下，允许许的负载载因子分分别为55.3%和7.2%，对对应的平平均速率率为555kb/s和775kbb/s。支支持的上上行数据据流量为为忙时1155992kbb和2112622kb(
15、考虑110%的的重传率率，以及及30%三层数数据映射射到物理理层的开开销)对对应的用用户数分分别为778和1106。 下下行以1128kkb/ss业务为为例，最最大允许许下行负负载700%时，电电路域880%为为话音用用户情况况下，在在25%和500%上行行负载情情况下，允允许的数数据负载载因子分分别为223.55%和117.44%，对对应的平平均速率率为3993kbb/s和和2988kb/s。支支持的上上行数据据流量为为忙时11114415kkb和8844883kbb(考虑虑10%的重传传率，以以及300%三层层数据映映射到物物理层的的开销)，对应应的用户户数分别别为1339和1105。 6、小小结 本文文通过对对混合业业务的分分析、假假设和计计算，得得到在不不同的话话音用户户比例及及不同上上行负载载要求情情况下，小小区容量量的变化化。 由于于混合业业务的复复杂性，特特别是电电路域业业务和分分组域业业务有很很大的差差异，用用户数据据业务行行为还不不确定等等，因此此，混合合业务特特性还有有待进一一步的研研究，还还有待通通过网络络仿真和和实际网网络的测测试取得得经验，指指导实际际网络的的规划和和部署。