1、2018/7/18,现代通信网,第十二章 网络规划与优化,2018/7/18,现代通信网,通信网系统在建设之前要进行规划，以达到付出最少的成本, 获得最高的效益，如3G的网络规划必须要考虑与2G网络的融合，应充分利用现有资源，包括共站址、共天馈系统、共传输系统、共供电系统等。所谓网络优化，就是根据系统的实际表现和性能，对系统进行分析，在此基础上通过对系统的改造和有关设备的信令、电路、参数等进行调整，使系统性能得到改善，以达到在现有系统配置下，能提供最优的服务质量。 本章先介绍通信网的有关计算，然后结合3G，概述网络的规划与优化。,2018/7/18,现代通信网,第一节 网络计算 在通信网络规划
2、设计中，交换设备容量、局间中继数量、无线信道数量以及网络规模等，主要是根据用户业务量、服务质量指标，以及用户的需求等因素而确定的。因此，相应的计算也是必不可少的。,2018/7/18,现代通信网,话务量指在一特定时间内呼叫次数与每次呼叫平均占用时间的乘积。话务量又称话务负载或电话负载，它既用来表示电信设备承受的负载量，也用来表示用户对电信需求的程度。用户的电话呼叫完全是随机的，因此话务量是一种随机变量。它可定义为： 在时间T内，终端i流入交换系统的话务量为,2018/7/18,现代通信网,这里ni为在时间T内，由用户终端发出的呼叫数；hi是由用户终端i发出的呼叫的平均占用时间。若用户数为N，则
3、i1N，单位时间流过的话务量称为话务强度。则话务量强度为,2018/7/18,现代通信网,通常将话务量强度Y简称为话务量，单位为爱尔兰（Er1）。假定所有终端在时间T内发出的呼叫次数及每次呼叫的平均占用时间都是相同的（为n和h），则,=,=,2018/7/18,现代通信网,例如，如对某1 000个用户抽样调查，其平均呼叫强度为6次/小时，呼叫保持时间为 （1/60）小时/次，则,如某局每用户线的话务量为0.05Er1，那么此时如果这个交换机有10 000个用户，就说该交换机现有话务量为500Er1。,2018/7/18,现代通信网,忙时呼叫量（BHCA）是在一小时之内，系统能建立通话连接的绝对
4、数量值，它反映了设备的软件和硬件的综合性能。BHCA值最后体现为CAPS（每秒建立呼叫数量），当然CAPS乘以3 600就是BHCA了。 BHCA通常是指当交换机的处理机占有率上限达到75%85%时所处理的每小时呼叫次数。一般交换机的BHCA值都在多少千位以上，如AEX-2500 的BHCA值为7.5万。,2018/7/18,现代通信网,要根据BHCA指标确定一个移动交换机能够接入多少个用户，还必须知道每个用户的忙时呼次。如要根据观察统计，每个用户平均每天呼叫次数为t，则忙时呼次b可表示为： btk （12-3）式（12-3）中k称为集中系数，其值为0.10.15。由此可得，移动交换机的容量为
5、,=,2018/7/18,现代通信网,例12.1 某移动网络的话务统计数据为MSPSTN呼叫占60%，呼叫成功率为50%；PSTNMS呼叫占35%，呼叫成功率为75%；MSMS呼叫占5%，呼叫成功率为75%。在移动台（MS）中，车载台占10%，每天成功呼叫次数为4次；手持机占85%，每天成功呼叫次数为8次；固定台占5%，每天成功呼叫次数为18次。求可接入的移动用户总数。,2018/7/18,现代通信网,解 根据式（12-3），取k0.15，可得平均每用户忙时成功呼次为（次/用户） 以此，可算出平均每用户忙时呼次为 如采用EMX-500移动交换机，它的BHCA值为2万，根据式（12-4），可得接
6、入的移动用户总数为（个）,（次/用户）,=,),=,（次/用户）,=,=,=,=,=,=,(个),2018/7/18,现代通信网,呼损率也称为系统的服务等级（GoS）或业务等级。呼损率越低，服务质量越高。式（12-5）为著名的爱尔兰公式，按时间计算呼损E（M，Y）。,E（M，Y）为同时有M个呼叫的概率，也即交换系统的M条话路全部被占用的概率。Y为交换系统的话务流量，当M条话路全部被占用时，到来的呼叫将被系统拒绝而损失掉。,=,2018/7/18,现代通信网,例12.2 一部交换机接1 000个用户终端，每个用户的忙时话务流量为0.1Er1。该交换机能提供123条话路同时接受123个呼叫（内部时
7、隙数）。求该交换机的呼损。 解: 因Y0.1Erl1 000100Er1，M123。将Y和M的值代入式（12-5），得呼损率为 E（123，100）0.3% 因有0.3%（即0.3Erl）的话务流量损失掉，99.7%（即99.7Er1）的话务流量通过了该交换机内的123条话路，则每一条话路负荷99.7/1230.8Erl话务流量，即话路利用率为80%。,2018/7/18,现代通信网,例12.3 有一个通信系统，电路数量为10条，流入的业务强度为6Erl，求该系统的呼损。 解 流入系统的业务流量强度（话务量）Y6Erl，系统容量（电路数量）M10。因系统的服务用户很多，可代入式（12-5），计
8、算出这个系统的呼损率为 E0.043 142（4.3%） 表12.1是依据式（12-5），给出的一个简单爱尔兰呼损表，也称为成爱尔兰-B表。也就是只要知道3个参数Y、E和M中的任何两个参数，就可以从表中查到第3个参数。,2018/7/18,现代通信网,表12.1 爱尔兰呼损简表,2018/7/18,现代通信网,在移动电话系统中，话务量可分为流入话务量和完成话务量。流入话务量取决于单位时间内发生的平均呼叫次数与每次呼叫平均占用无线波道的时间，A称为系统流入话务量，在系统流入的话务量中，完成接续的那部分话务量称为完成话务量，记作A0；未完成接续的那部分话务量称为损失话务量，损失话务量与流入话务量之
9、比为呼损率。当有多于n个用户同时试图呼叫时，由于信道争用冲突必将造成呼叫损失。因此， B（A-A0）/A B是系统服务等级的度量，相当于爱尔兰公式中的E。显然要提高服务等级。,2018/7/18,现代通信网,例如，设移动通信系统的服务等级为B5%，每个基站区的信道数为n20，则由爱尔兰表可查得A15.249Erl，即每个信道的流入话务量可为 A/n0.76Erl 在前面所述话务条件（b2.106）下，设呼叫平均时长为100s，则每用户忙时平均话务量为,=,2018/7/18,现代通信网,如采用EMX-500移动交换机，查其性能规范，其最大端口数为1 920，其中分配给中继线和公共设备的端口数为
10、1 070个，分配给无线信道的最大端口数为850个，由此算得它可接入的移动用户总数为,=,=,2018/7/18,现代通信网,以下给出的式（12-7），它广泛用于移动通信小区容量的规化中，适合于低阻塞概率,=,式（12-7） 其中 为用户平均到达率， 为用户平均离去率，A为用爱尔兰表示的业务负荷；N为提供服务的信道数目；N个信道忙时受阻情况的概率为E（A，N）。在不同呼损率E的条件下，信道的利用率也是不同的，如式（12-8）。,（12-7）,（12-8）,=,=,=,2018/7/18,现代通信网,例12.4 需设计一移动通信系统，每天每个用户平均呼叫5次，每次平均占用信道时间为60s，呼损率
11、要求为10%，忙时接通率为0.15，问需要多少信道才能满足600个用户的需要？ 解 已知E10%， A5600.15600/3 6007.5Er1 查爱尔兰-B表可得：N10，即有10个信道就可以满足要求。,2018/7/18,现代通信网,例12.5 已知每个用户为0.02Erl，如果为呼损率为10%，现有70个用户，需共用的频道数为多少？如果920个用户共用18个频道，则呼损率是多少？ 解 每个用户通话的概率与正在通话的用户数无关，每次呼叫在时间上都有相同的概率。 A700.021.4，E10%，查爱尔兰-B表，得信道数为n4 A9200.0218.4，n18，查爱尔兰-B表，得呼损率为E2
12、0%,2018/7/18,现代通信网,dB是一个无量纲的单位，一般表示两个数据的差距。可以用输入为基准值，表示输出的大小。通常，Gp为功率放大率，Po为输出功率，Pi为输入功率，可以表示为 Gp10lg（Po/Pi） （dB） 例，某系统输出功率比输入功率大一倍，那么Gp10lg23dB。也就是说，输出功率比输入功率大3dB。 例，7/8 英寸GSM900馈线的100m传输损耗约为3.9dB。 例，如果甲的功率为46dBm，乙的功率为30dBm，则可以说甲比乙大16dB；如果甲天线为8dBd，乙天线为10dBd，可以说甲比乙小2dB。,2018/7/18,现代通信网,dBm（或dBw） 放大器
13、的输出功率，一般单位为W、mW、dBm。以lmW为基准的表示方法，即是以Pm1mW为基准值，可以表示为Gm10lg（Po/Pm） （dBm） 例，Po100mW时，Gm10lg（Po/Pm） 10lg10020dBm 例，某基站发射功率为Po40W时，Gm10lg（40W/1mW）10lg（40000）10lg410lg1010lg100046dBm,2018/7/18,现代通信网,dBm（或dBmV） 以1mV为基准的表示方法，也是以Vp1mV为基准值。可以表示为Gv20lg（Vo/1mV） 例，当Vo1mV时，Gv20lg103mV60dBm 例，0dBV20lg1V20lg106mV 1
14、20dBm,2018/7/18,现代通信网,dBi和dBd dBi和dBd是相对增益值，dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15，即 G（dBi）G（dBd）2.15 例，0dBd2.15dBi 例，对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi。 例，GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi）， GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi）。,2018/7/18,现代通信网,dBc dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，
15、dBc是相对于载波（Carrier）功率而言，如用来度量同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。 dBA dBA是电流单位，计算方法同dBV。,2018/7/18,现代通信网,电话网的响度指标，是作为传输性能和终端性能的主要指标对传输质量进行评定时，将被测的实际传输系统与标准参考系统进行比较，为使测试者从两个系统听到相同的语声响度，需要在标准参考系统中加入（或减去）一定量的衰耗值，这个值就是响度参考当量，单位为dB。如果参考当量是负值，说明被测传输系统比标准参考系统的响度要大；如果是正值，则反之。全程参考当量（ORE）为用户系统的送话和
16、受话参考当量之和加上连接两端市话设备和线路的镜像损耗。一个通话连接的全程参考当量（ORE）表示式为ORESRERREa（dB） （12-9）式中，SRE为发送参考当量（话机、用户线、馈电桥路）；RRE为接收参考当量（话机、用户线、馈电桥路）；a为中继传输参考当量（两个端局之间）。,2018/7/18,现代通信网,式中，SRE为发送参考当量（话机、用户线、馈电桥路）；RRE为接收参考当量（话机、用户线、馈电桥路）；a为中继传输参考当量（两个端局之间）。根据规定，我国ORE的限值取定为33dB（测试条件为f 800Hz或1 000Hz），如ORE33dB，正常通话用户在60%以上，这时SRE12d
17、B，RRE3dB。国内任何两地电话接续时，规定模拟网ORE33dB、全局传输损耗不大于33dB；数字网ORE22dB、传输损耗不大于22dB。,2018/7/18,现代通信网,图12.1 长途数字网全程传输指标配置,长途数字网：ORE应不大于22dB，全程传输损耗应不大于22dB，如图12.1所示。,2018/7/18,现代通信网,图12.2 本地数字电话网全程传输指标配置,本地数字网：ORE应不大于22dB（或市话接续18.5dB），全程传输损耗应不大于22dB（或市话传输损耗18.5dB），如图12.2所示。,2018/7/18,现代通信网,移动网工程计算,1各类用户数的确定 在IS-95
18、和cdma2000 1x用户共存的系统中，假设某局当前系统中，用户总数用Nsys表示，语音用户总数用Nvoice表示，数据用户总数用Ndata表示，则系统中各类用户所占的比例和数量如表12.2所示。,2018/7/18,现代通信网,表12.2 系统中各类用户所占比例和用户数量,2018/7/18,现代通信网,2语音业务话务量计算平均每个语音用户的话务量可按下式计算,其中，EV,sub表示每个用户的平均话务量（对于每类语音用户来说），BHCAsub表示各类语音用户的忙时话务量，CHTsub对应各类语音用户的平均呼叫保持时间。,=,2018/7/18,现代通信网,表12.3就是通过给定典型参数，根
19、据上式计算的平均每个语音用户的话务量为0.02Erl。,表12.3 语音用户的忙时试呼次数、平均呼叫保持时间和相应的话务量,2018/7/18,现代通信网,3数据业务话务量计算,下面来通过工程中一个经常用到的业务模型的典型参数，计算平均每个数据用户的话务量（Erl）。另外，考虑到当前用户的实际情况，在这里将数据用户分为高端用户和低端用户两类，然后根据具体情况分别计算它们的话务量。高/低端数据用户的数据速率分布如表12.4所示。,2018/7/18,现代通信网,表12.4 高/低端数据用户数据速率分布,2018/7/18,现代通信网,表12.4中，平均数据速率由下式可以得到高端用户为RADR26
20、.208（kbit/s）同样，可以得到低端用户的平均数据速率为RADR9.6（kbit/s）,2018/7/18,现代通信网,表12.5 高/低端数据用户的参数,2018/7/18,现代通信网,续表,2018/7/18,现代通信网,4信道数量计算,根据语音用户的话务量和业务等级（GoS），查爱尔兰-B，就可以得到所需的语音信道数量。同理，可以根据数据用户的话务量和业务等级，得到所需的数据信道数量。当然，在计算数据信道数量时，如在考虑反向补充信道的数量时，除了考虑话务量和业务等级外，还需要考虑系统的可用功率、速率申请以及时延要求等因素。要求的无线信道的呼叫阻塞率为2%。下面将通过一个例题的介绍，
21、以了解如何根据已知用户的话务量来计算所需要的信道。,2018/7/18,现代通信网,例12.6 已知系统中需要支持的语音用户总数Nvoice2105，需要支持的高端数据用户总数Ndata2104，如果数据用户的忙时附着概率为Pattach40，系统的业务等级GoS0.1%，分别求出相应的语音和数据用户的信道数量。 解 通过查表12.3知，每个语音用户的平均话务量为EV,sub0.02Erl, 所以系统总的语音用户话务量为 EVEV,subNvoice0.0221054 000 Erl根据爱尔兰-B表可以得到语音用户所需的信道数量：VchannelErlB（EV,GoS）ErlB（4 000,0
22、.1%）4 123（条）,2018/7/18,现代通信网,通过查表12.5得知，每个高端数据用户的平均话务量为ED,sub0.011 8Erl，所以系统总的数据用户的话务量为EDED,subNdataPattach0.011 8210440%94.4 Erl根据爱尔兰-B表可以得到数据用户所需的信道数量DchannelErlB（ED,GoS）ErlB（94.4,0.1%）122（条）,2018/7/18,现代通信网,3G切换及接口等计算,1切换成功率和比例的计算 软切换的成功率由式（12-10）得出，式中的切换次数是通过统计RNC下发的ActiveSet Update Command消息个数得
23、到，成功次数是通过统计收到的ActiveSet Update Complete消息得到。对于硬切换成功率的统计方法也和软切换类似。 软切换成功率 100% （12-10）,2018/7/18,现代通信网,由于软切换比例主要对系统容量产生影响，因此应从话务量出发定义软切换比例。软切换比例公式定义如式（12-11），它反映的是软切换对系统带宽资源的实际消耗程度。软切换比例 100% （12-11）其中，E为业务信道承载含软切换的话务量（Erl），E1为业务信道承载不含软切换的话务量（Erl），如果切换成功率低于运营商的最低要求，或者软切换比例不在要求的范围之内，则是需要对切换问题进行优化的。,20
24、18/7/18,现代通信网,2RNC业务等效用户计算,（12-12）,RNC容量定义采用等效用户（EE，Equivalent Erlang）来衡量，各种业务的EE可以使用公式（12-12）计算。,Throughput指业务吞吐量。RAB是表示UE到CN的业务承载，AMR（自适应多速率）语音、CS数据都是对称使用；而PS通常是非对称使用，需要对上行链路（UL）和下行链路（DL）分别计算各自的EE；表12.6就是通过以上公式计算得出的。,2018/7/18,现代通信网,表12.6 等效EE对照表,2018/7/18,现代通信网,第二节 网络规划 对各种网络发展规划调查，是进行网络规划的前提。调查内
25、容主要可分为以下几个方面：本地电话网发展规划：用户宏观预测；交换局（所）布局及容量；中继传送网规划。本地数据通信及宽带网发展规划：分组交换、数字数据网、帧中继；中国公用计算机互联网（CHINANET）、公众多媒体网；本地异步转移模式（ATM）网等。本地移动通信网发展规划：2G、GPRS、3G等。以下将侧重介绍3G无线接入网和核心网的规划。,2018/7/18,现代通信网,3G无线接入网规划,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。WC
26、DMA/TD-SCDMA无线网络规划过程。在初始布局阶段，根据运营商的要求和这个区域内的无线传播环境，估计基站站点的大致数目、基站及其配置和其他网络元素。初始布局必须满足运营商对覆盖、容量和业务质量的要求。在设计任何不可能有较大保护频带的宽带系统情况下，必须考虑邻道干扰。,2018/7/18,现代通信网,13G网络规划的基本流程及参数,由于大多数基于 WCDMA 网络都是在 GSM 网络之上建设的，因此还需要考虑 GSM 共同规划的问题。3G网络规划的基本流程如下。 建网策略：覆盖目标、服务质量、话务模型、网络结构、室内覆盖等。 初步规划：筛选站址、链路预算、确定小区半径等。 网络设计和优化：
27、投放业务配比和话务模型、多态仿真、统计问题、分析、调整、优化和微调网络等。,2018/7/18,现代通信网, 网络配置：网元配置、接口配置等。链路预算中有一些 WCDMA的特定参数，以下给出一些最重要的参数。 干扰余量：因为小区负载、负载因子影响覆盖，所以在链路预算中需要干扰余量，系统允许的负载越大，则上行链路中所需的干扰余量越大，覆盖区域越小。,2018/7/18,现代通信网, 快衰落余量（也称功率控制余量）：为了保持适当的闭环快速功率控制，在移动台发射功率中需要有一定的余量。这个特别适用于快速功率控制能有效补偿快衰落的慢速移动步行的移动用户。对慢速移动用户来说， 快衰落余量的典型值是2.0
28、5.0dB。 软切换增益：通过减少所需的对数正态衰落余量给出抗慢衰落的增益。软切换通过降低有关单个无线链路所需的Eb/N0值带来了对抗快衰落的附加宏分集增益。在以下举例中，假设总的软切换增益在 2.03.0dB之间，包括对抗慢衰落和快衰落的增益。,2018/7/18,现代通信网,2无线链路预算先介绍WCDMA上行链路的链路预算。假设系统采用AMR声码器的12.2kbit/s语音业务，144kbit/s实时数据业务和384kbit/s非实时数据业务。在城市宏小区环境中，在规划的上行链路上噪声提升3dB，即为这个上行链路噪声提升预留了3dB的干扰余量。表12.7中的链路预算是针对车内用户的如12.
29、2kbit/s语音业务的计算，包括8.0dB的车内损耗。在这种情况下，没有预留快衰落余量，因为在120km/h时，快速功率控制不能补偿快衰落。假定要求的Eb/N0为5.0dB。,2018/7/18,现代通信网,表12.7 各种业务的链路预算参考,2018/7/18,现代通信网,2018/7/18,现代通信网,表中，第q行的数值给出在移动台和基站天线之间的最大路径损耗，需要第r行和第t行附加余量，以确保在出现阴影情况下的室内覆盖。表中，一些参数是假设的。其中，对发射机（移动台），最大发射功率语音终端为21dBm，数据终端为24dBm；天线增益语音终端为0dBi，数据终端为2dB；人体损耗语音终端
30、为3dB，数据终端为0dB。对接收机（基站）的噪声系数5dB；天线增益（三扇区基站）18dBi；Eb/N0要求：语音为5.0dB、144 kbit/s实时数据为1.5dB、384 kbit/s非实时数据为1.0dB；电缆损耗2dB。对于以上链路预算，可以利用一个已知传播模型，如Okumura-Hata或Walfish-Ikegami模型，计算出小区距离R。,2018/7/18,现代通信网,例如，城市宏小区采用Okumura-Hata传播模型，基站天线高为30m，移动台天线高为 1.5m，载波频率为1950MHz，则L137.435.2 LgR （12-13）式中，L是路径损耗（dB）；R是距离
31、（km）。对城郊地区假设附加地区校正因子为8dB，得到路径损耗L129.435.2 LgR （12-14）表12.7中，12.2 kbit/s语音业务的路径损耗141.9dB，根据式（12-14）可计算出在城郊地区的小区距离是2.3km；而144kbit/s的在室内，路径损耗139.5dB，则小区距离是1.4km。一旦决定了小区距离R，就能推导出基站扇区配置的函数的站点面积。对于由全向天线覆盖的六边形小区，覆盖面积近似为2.6R2。,2018/7/18,现代通信网,3位置区/路由区,TD-SCDMA网络的地理覆盖区域可以分为位置区（LA，Location Area），服务区（SA， Servi
32、ce Area），路由区（RA，Routing Area）和小区（Cell），是一种自顶向下的分层结构。Cell是最小区域单元。对于每个Cell，都可以唯一确定该小区所处的位置区、服务区、路由区；每个RA由一个或者多个Cell组成，且1个RA内的Cell都属于同一个LA；每个LA由一个或者多个Cell组成，1个LA区域可以存在多个RA；每个SA也是由一个或者多个Cell组成，且SA内的Cell都属于同一个LA。RA与SA之间没有直接的对应关系。,2018/7/18,现代通信网,WCDMA覆盖较差时，位置更新较多，引起的信令负荷会比较高，此时采用与GSM共位置区较好；WCDMA网络覆盖质量较好，
33、发生系统间小区重选的机会就会很少，此时采用不共位置区的设定方式，有利于减少对寻呼信道容量和寻呼周期的压力。 尽量利用移动用户的地理分布和行为进行LA区域划分，达到在位置区边缘位置更新较少的目的。,2018/7/18,现代通信网,43G室内覆盖策略,3G室内覆盖策略如下。 初期需要考虑重点区域的室内分布系统。 在信号杂乱且不稳定的室内无线环境中，避免使用室内直放站引入基站信号，代之以微蜂窝或宏蜂窝基站作为信号源。 在室内信号较弱或为覆盖盲区的环境中，如果通过定向天线可以取得较纯净且稳定的基站信号的条件下，可以考虑采用直放站作为室内分布系统的信号引入设备。 在室内用户集中，话务拥塞的条件下，又不便
34、通过增加室外宏基站的容量和数量的方式来解决，可以考虑通过建设蜂窝室内分布系统来分流话务量，改善用户通信质量。,2018/7/18,现代通信网,5使用坎贝尔法进行容量规划的案例,由于移动通信上、下行方向的原理相同，在此只对WCDMA上行方向容量规模进行估算。假设某地区业务模型数据为：系统设计负载为50%，语音业务阻塞率为2%，邻区干扰因子为0.65，正交因子为0.6，城区面积为40.8km2。规划区域内业务的情况如表12.8所示。表12.8某地区业务模型数据（上行方向）,2018/7/18,现代通信网,（1）计算各种业务强度语音业务强度：12.20.67100.5/（12.20.67100.5）
35、 1 低速数据业务强度：321100.27/（12.20.67100.5） 2.3 高速数据业务强度：641100.24/（12.20.67100.5） 4.3 视频业务强度：641100.37/（12.20.67100.5） 5.8 （2）计算均值、方差和容量因子目前WCDMA网络容量规划多采用坎贝尔法进行估算，假设小区数为n，则每个小区的混合业务均值（a）和混合业务方差（v）分别为a（3 00014002.31004.355.8）/n4 379/nv（3 000124002.321004.3255.82）/n6 998.64/n则容量因子c为： （3）计算虚拟业务量和虚拟信道数 Offer
36、edTraffica/c2 736.88/n OfferedTraffic是虚拟业务的业务量，因为变量n的存在，无法直接通过爱尔兰-B表查询小区的虚拟信道数，但是根据系统的负载要求，每个小区所能提供的等效语音业务信道数是可知的。表12.9给出了上行链路负载因子计算中采用的参数。,2018/7/18,现代通信网,表12.9 上行链路负载因子计算中采用的参数,2018/7/18,现代通信网,负载等式一般用于没进行系统级容量仿真时对一个 WCDMA小区的平均容量进行半分析预测。 =(1+i)反向容量计算见公式（12-15），为上行链路负载因子，根据公式（12-15）可以求出在50%以下的负载要求下，
37、系统能提供的等效语音信道数是45。Capacity= 坎贝尔法的基本原理是将所有业务按一定原则等效成一种虚拟业务，并计算此虚拟业务的总话务量，然后计算满足此话务量所需的虚拟信道数，进而折算出满足网络容量的实际信道数。Capacity是满足虚拟业务量需要的虚拟信道数。ai是业务i的等效强度，Ci是业务i需要的信道数，根据公式（12-16）可求出虚拟信道数：,2018/7/18,现代通信网,WCDMA/TD-SCDMA组网规划，图12.3为R4版本核心网体系结构，用它来说明核心网电路域的网络规划过程，MSC Server MGW、HLR、VLR、EIR、AUC等的主要作用是完成整个呼叫信令控制和承
38、载建立。R4版本核心网电路域引入了软交换的技术体制，可支持分布式的组网模式，即MSC Server集中设置，MGW就近接入。对于MSC Server的容量，在百万左右。对于小规模组网对MSC Server需求，数量较少，MSC Server可以直接查询自己设备内的路由数据，故网络从控制层面看只有一级结构；这样网络结构简单，接续速度快。,2018/7/18,现代通信网,对于大规模组网对MSC Server需求，数量较多，如果还是采用平面结构，对MSC Server的处理能力、存储能力、网络安全性和网络数据维护要求较高。在此提出利用重定向服务器来解决，每个MSC Server 只知道一定区域内的路
39、由数据；对于区外未知的路由数据，MSC Server查询重定向服务器获得路由数据；但是本网内的MSC Server的位置还是在同一平面内。现有MSC Server设备的大容量特点，使得MSC Server能集中设置，方便操作及维护；分离结构使得MGW可以分散设置，节省传输资源。根据目前的分组技术成熟性和运营商承载网络的实际情况，R4电路域核心网的组网方式包括全IP R4组网、全TDM-R4组网、全ATM R4组网、混合R4组网等多种方式。,2018/7/18,现代通信网,图12.3 R4核心网结构,2018/7/18,现代通信网,1核心网组网原则 在兼顾考虑技术成熟性和先进性的同时尽量采用较新
40、的技术。 建网初期重点保证提供高质量的3G语音业务，数据业务，尽可能与固网实现业务的兼容和统一。 实现大容量、少局所、保证投资有效性。 尽可能对现有网络的影响最小，利用现有网络资源包括PSTN网、长途网、传输网、信令网等资源的共享。 便于未来核心网的演进与融合。 核心网的组网规划首先要明确采用的协议版本，R99和R4较为成熟。,2018/7/18,现代通信网, 确定承载层面、控制层面、信令网是否需要分级。基于IP组网可实现承载面MGW和控制面MSC Server的完全扁平化，不需要分级。信令网应结合原有网络进行分级设置。2R4规划流程通常3G核心网同无线网规划一同进行，有关现有网络状况、用户及
41、业务量预测、投资估算及经济评价等部分与无线网规划共同完成，其余部分是核心网规划的主要内容。具体规划流程可以分为3步,2018/7/18,现代通信网, 明确网络规划建设的基本原则，确定规划中的网络的系统框架、各主要网元的基本设置原则，明确网络互通方式等，对后续规划实施起到宏观的、全局性的指导作用。例如，现网资源调查（网络结构、配套设施及传输情况）；用户预测；分类用户预测。 确定核心网中信令及媒体流的承载实现方式，确定网络的组织结构，各网元的设置地点及规模。例如，业务模型确定；电路域话务模型取定（用户忙时、话务流量流向、移动性管理模型取定、用户忙时位置更新次数、每次呼叫切换次数）。,2018/7/
42、18,现代通信网, 计算得到网络中媒体流带宽需求、信令开销及信令链路需求。这些计算结果将作为传输网络规划输入的一部分。例如，分组域业务模型取定（忙时附着用户、附着尝试次数、附着成功次数、路由区更新次数、SGSN间路由区更新次数、短信业务模型取定）；业务配比（用户使用各种速率业务的比率、核心网络规划流程）。,2018/7/18,现代通信网,3承载方式的确定原则在R4核心网中，大部分核心网设备都支持基于TDM/ATM/IP的3种承载方式。话路基于TDM承载，组大网时需要设置T-MGW来汇聚MGW的话务量，不能完全扁平化组网；话路基于IP方式承载，MGW直接基于IP寻址，可实现扁平化组网。信令网基于
43、TDM承载时可充分利用No.7信令网的稳定可靠性，缺点是不利于网络向全IP方式演进；信令网基于IP承载，规模较小时可扁平化组网，组建大网时为避免节点间SCTP链路配置的复杂性，需要引入基于IP的STP设备实现分级汇接。,2018/7/18,现代通信网,4网元设置原则,网元主要包括MSC Server、MGW、HLR、SGSN和GGSN等。各网元的设置原则如下。 MSC Server：R4中MSC Server与HLR的设置方式应该是大容量、少局所，同省内可以集中设置于一两个地方；一个MSC Server也可以服务于一个或若干个移动业务本地网。当一个MSC Server服务于多个移动业务本地网时
44、，需支持虚拟MSC Server功能。为了避免频繁的工程割接和人力、物力资源的浪费，建议参考中远期的预测规模来考虑MSC Server的设置，但MSC Server容量仍按本期工程的预测规模来配置。一个城市多个MSC Server时，MSC Server尽量不要集中安装在同一局址。,2018/7/18,现代通信网, MGW：一个移动本地网可以设置一个或若干个MGW（容量一般以20万40万分裂为宜），一个MGW可以服务于一个或若干个移动本地网。MGW尽量与RNC共站址，以减少对传输资源的占用。与其他网络（如PSTN）之间的互通直接从MGW出局，包括话路和信令链路。,2018/7/18,现代通信网
45、, GMSC MGW：当服务于同一本地网的MGW个数少于3个时，GMSC的MGW由MSC的MGW兼作；当服务于同一本地网的MGW个数等于3个时，GMSC的MGW由其中的2个MGW兼作；当服务于同一本地网的MGW个数为3个以上时，考虑独立GMSC MGW的设置，以避免多个本地MGW之间的话路迂回，浪费中继配置。且建设时，独立GMSC MGW的个数至少为2个、各GMSC MGW之间则以负荷分担方式为工作原则。当一个城市出现多个GMSC MGW时，不同GMSC-MGW尽量不要集中安装在同一局址。,2018/7/18,现代通信网, GMSC Server：当未出现独立的GMSC MGW时，不应设置独立
46、的GMSC Server，GMSC Server 应由MSC Server兼作。当一个城市出现多个GMSC Server时，不同GMSC Server应分局址设置。 SGSN：一个移动业务本地网中可以设一个或若干个SGSN。一个SGSN可以服务于一个或若干个移动业务本地网。初期设置在中心城市，一个省中超过2套以上的SGSN可以设置在中心城市和重要地区。 GGSN：GGSN原则上以省为单位设置，在靠近数据网网关和ISP的设置。建设GGSN时，可在每省成对配置，采用负荷分担的方式工作。,2018/7/18,现代通信网,5网元备份实现方案,一般厂商提供的核心网设备都支持设备本身板卡级的双备份，设备本身主备板卡之间故障时可以互相倒换。为充分保证网元的安全性，在组网时通常对MSC Server及HLR实行网元级备份。MSC Server在组网中通常采用MGW的双归属备份方案。MGW（1）与MGW（2）在正常情况下分别归属于MSC Server（A）及MSC Server（B），并配置有至另一个MSC Server的备份路由。当某一个MSC Server故障时，其所带的MGW将自动通过备份路由注册到另一个MSC Server上,
