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移动无线网络发展规划

2012-05-25 19:49 来源:互联网 人参与在线咨询

1移动互联网对中国移动网络的挑战人类经历电气化革命进入电气化社会后,生产力的发展逐渐依赖于电力,电气化社会深入发展使得人类社会对电力的需求迅猛增长;与此相似,当今人类社会信息化革命正逐渐深入,生产力的发展越来越依赖于信息流的流动,对信息流需求的增长也出现了一个又一个的高潮。但是与上一次以桌面宽带互联网大发展为主要特征而对中国移动网络影响不大的发展高峰不同,这次移动互联网的大发展,给中国移动的网络,特别是无线接入网络,带来了前所未有的挑战。

自2007年起,中国移动数据业务流量持续快速增长,2009年数据流量同比增长了211%,远高于话音业务增长。在很多省公司,2010年上半年增加的数据流量同比增长超过300%,最高的增长了600%[1]。同时,由于TD-SCDMA(下文简称TD)网络建设及终端还不完善,目前绝大多数移动终端的数据业务流量仍然承载在GSM网络之上;部分省份在业务忙时,数据业务占用GSM无线网络资源超过60%。

随着数据业务爆炸式发展而来的,是部分省份的部分业务热点区域无线利用率过快增长,引发这些区域网内干扰迅速增加、话音质量及数据业务感知有明显恶化等一系列问题。然而,可以预见的是,这只是移动互联网时代的开启;随着智能手机的快速普及,数据业务流量增长仍在提速,中国移动的无线网络将会面临更大的压力。

因此,目前中国移动无线网络面临的主要问题,是在TD网络和终端仍不够完善、TD网络未能有效分流业务量的情况下,有限的GSM无线资源(频率资源、站点资源、载频资源等)与加速发展的数据业务流量日益增加的无线资源需求之间的矛盾。

2中国移动应对策略

2.1提高数据信道承载效率

高无线利用率会带来无线优化调整难度增加、通信保障困难加大、业务降质隐患增多等一系列问题,鉴于此,需要采取多种措施将无线利用率保持在一个合理水平。目前中国移动无线利用率的计算公式为:

其中,PDCH(PacketDataChannel)为数据业务信道。

从公式(1)来看,由于话务量决定于用户需求,因此要降低无线利用率,只能通过两种方式:一、控制忙时PDCH占用数(即忙时数据业务量);二、网络扩容增加载频数来增加话音和数据业务信道数。目前,中国移动主要通过方式二降低部分区域的无线利用率。但是随着网络的发展,需要更加重视通过方式一降低无线利用率,其原因如下:

(1)部分高无线利用率区域扩容加站难:部分城市的高业务量区域基站密度较大,高配置站比例过高,在目前频点资源有限且站址资源越来越难获得的情况下,小区分裂困难;而为控制干扰,新增载频频点分配难度不断增加。

(2)网络演进趋势不可避免:GSM网络用户和业务将在今后逐渐迁移到3G和4G,为保证GSM网络投资收益,在扩容加站的同时,更需要重视GSM网络承载效率的提高。

(3)提升数据业务信道承载效率是提高已有无线网络资源承载业务能力的有效方式:语音业务目前只能通过半速率提高语音信道承载能力,但对语音质量造成负面影响,且提升空间有限(中国移动对半速率话务比有严格限制);而数据业务不连续占用PDCH信道,多个用户可共享占用PDCH信道,通过合理的PDCH信道的调配机制,适当提高PDCH信道复用度(即多个用户复用忙时语音话务量+忙时PDCH占用数话音及数据业务信道数×K无线利用率=×100%PDCH信道),可有效提高PDCH信道承载效率。

提升PDCH信道承载效率不仅必要,而且不论在理论上还是在实践上都有较大的提升空间。

由于数据业务不连续占用PDCH信道,多个用户可共享,理论上最优的PDCH信道调配机制应为有带宽上限(GSM现网设置的带宽上限)限制的按需分配,即为带宽需求X(X小于等于带宽上限)的数据业务分配等于X的数据业务带宽。但是目前GSM的数据业务机制是不论用户实际需要的带宽是多少,均按照手机时隙能力分配PDCH。如:一个QQ用户与FTP下载用户的手机时隙能力都是4,系统均分配4个PDCH信道给用户,而两种业务的带宽需求差异巨大。这种按手机信道能力而不是业务带宽需求分配PDCH信道的机制,造成了信道资源的浪费。目前GSM网络数据业务无线资源最小调整单位为一个PDCH信道,因此,对于GSM网络,其最优的数据业务无线资源分配机制应为:以单个PDCH信道为单位,按需分配信道数。因此理论上,PDCH信道承载效率仍有较大提升空间。

从实际情况来看,单PDCH信道的最大承载能力为59.2kbps(MCS-9编码方式下)[2],而现网忙时单PDCH信道的承载效率还不到该值的十分之一;虽然这种差异是由多种原因造成的(数据业务信道非连续传输,数据业务信道高阶编码需要较好的无线环境和传输资源配合),但是目前现网PDCH信道承载效率仍有较大的提升空间。同时,中国移动各省忙时PDCH承载效率差异巨大,承载效率最高省是最低省的三倍多,而多个无线利用率较高省份的承载效率不足2.5kbps(2011年6月数据)。

因此,可考虑如下措施提升高无线利用率区域的PDCH信道承载效率:

(1)以BSC或小区为单位精确配置PDCH信道。

根据BSC或小区业务模型,测试得到BSC或小区级不同PDCH复用度、吞吐率曲线图及最优PDCH复用度,根据该最优复用度配置PDCH信道。

(2)根据BSC或小区业务模型优化数据业务相关参数,包括空闲动态PDCH信道的释放时延、TBF释放时延等;考虑引入小流量业务管控等,优化分配数据业务信道功能。

(3)在前期推广ACTIVETBFLIMIT[3]、小包检测[4]等新功能取得良好效果的基础上,进一步推动研究院、合作伙伴研究优化数据业务无线资源分配机制,如按业务需求以单个PDCH信道为步长分配无线资源。

(4)通过推行PS下行功控、网络结构优化等措施,优化无线环境,提高数据业务高阶编码比例。

2.2建设一张广域覆盖和深度覆盖的TD“薄”网

由于GSM网络频点和站点资源的有限性,提高GSM网络承载效率只能在短期内满足数据业务增长的需要;因此,必须将较大比例的数据流量分流到TD网络承载,才能满足移动互联网长期发展的需求。同时,移动互联网应用层出不穷,用户将越来越不满足EDGE网络提供的200kbps左右的带宽;而TD网络提供的1.68Mbps的带宽,可满足在手机终端上绝大部分应用的需求。

然而,TD网络由于产业链起步较晚,初期设备,特别是TD一期、二期设备运行不稳定,需要对这些设备进行升级或者替换,导致TD网络仍处在不断的调整优化过程中。其中的主要问题,就在于由于TD网络不连续覆盖、深度覆盖不足引起的2/3G互操作过多,给TD终端用户感知带来负面影响。某城市在TD网建设初期,TD网络投诉中有54%的基础网络投诉来自于深度覆盖不足;而在另一个城市的TD建网初期,路测中TD/GSM双模测试终端的驻留TD网络时长占比不到70%。2/3G互操作过多严重影响客户感知,一方面过多的2/3G重选引起不必要的位置更新,造成用户“不可及”(即无法接通)时长增加;另一方面,频繁的2/3G切换会引起业务降质的可能,部分情况下对客户感知造成严重负面影响。

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