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1 引言

目前TD-SCDMA網(wǎng)絡利用率在逐步提升，但總體仍然較低，同時TD-SCDMA網(wǎng)絡利用率存在不均衡，HSDPA載波利用率高于R4載波利用率，上行利用率遠高于下行利用率，某東部發(fā)達城市全網(wǎng)R4利用率為11.3%，HSDPA利用率為22.6%，為R4利用率的一倍；HSDPA下行利用率為15.6%，上行利用率為37.3%，是下行利用率的一倍以上。這些情況導致雖然總體利用率低，但網(wǎng)絡仍存在大量的擁塞，如該市全網(wǎng)小區(qū)分組域擁塞率接近20%。本文首先分析了上述情況出現(xiàn)的原因，然后結合現(xiàn)有技術手段提出了一些解決方案，并展望了后續(xù)可以試點采用的一些技術手段。

2 TD-SCDMA網(wǎng)絡利用率不均衡問題分析

2.1 HSDPA載波利用率為何高于R4載波利用率

HSDPA碼資源利用率高于R4的主要原因是目前HSDPA/R4資源配置沒有與業(yè)務需求很好地關聯(lián)，現(xiàn)網(wǎng)部分R4載波可以減配；以某東部發(fā)達城市為例，針對小區(qū)載波為4、HSDPA載波配置為2或者1，下行R4業(yè)務碼資源利用率低于15%的小區(qū)，每個小區(qū)可以調(diào)整出1塊R4載波；針對小區(qū)載波為3、HSDPA載波配置為1，下行R4業(yè)務碼資源利用率低于15%的小區(qū)，每個小區(qū)也可以調(diào)整出1塊R4載波；根據(jù)上述原則初步核算后該市可以減配的R4載波數(shù)達2 278個，占全網(wǎng)R4載波數(shù)的19.87%，可減配R4載波的小區(qū)占全網(wǎng)小區(qū)數(shù)的25.55%。

2.2 HSDPA載波上行利用率為何遠高于下行利用率

HSDPA碼資源利用率上行高于下行的主要原因是HSDPA的上行存在“虛忙”，這是因為，HSDPA技術下行采用更靈活的PDSCH資源池，這種共享客觀上提高了資源利用效率，而DPCH承載的上行數(shù)據(jù)業(yè)務，每個用戶都有為自己的突發(fā)業(yè)務預先占用資源，但是“占用”了并不代表“利用”了，如圖1所示。

2.3 TD-SCDMA碼資源利用率較低卻為何出現(xiàn)較多分組域擁塞

小流量業(yè)務如即時通信類業(yè)務搶占大量碼道資源，導致業(yè)務信道空余、伴隨信道擁塞，是分組域擁塞問題出現(xiàn)的根源。據(jù)某市初步統(tǒng)計，即時聊天類業(yè)務為主流業(yè)務，QQ業(yè)務用戶數(shù)占總用戶數(shù)35%，但業(yè)務量僅為總業(yè)務量8%，而其占用時長卻達到43%。PS流量大的業(yè)務單位流量占用的時長要遠小于小流量業(yè)務。QQ業(yè)務建立在H載波上，會搶占大流量業(yè)務的碼道資源，影響大流量業(yè)務用戶感知。

另外在利用率較低的情況下出現(xiàn)擁塞的主要原因則是因為沒有開啟幀分復用功能，導致HSDPA載波接入用戶數(shù)受限。圖2是我們針對某市的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)進行分析后得到的結果，可以看出，由于未開啟幀分復用功能，隨著每HSDPA載波接入用戶數(shù)的增加，致使分組域RAB的建立成功率在加速降低。

圖1 HSDPA載波上下行物理資源占用分析

3 利用率不均衡問題的現(xiàn)有解決方案

3.1 幀分復用

伴隨信道幀分復用技術是多個用戶采用時分復用的方式共用一個伴隨信道，從而在不增加伴隨信道數(shù)目的情況下，提高接入最大用戶數(shù)。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)配置，對于HSDPA載波，2上4下，3個HS-PDSCH時隙，目前的常用配置是上下行都不支持幀分復用，只能支持6個HSDPA用戶。如果下行采用2倍幀分復用，上行不采用幀分復用，單載波可以支持12個HSDPA用戶，采用這種配置可以有效的緩解擁塞。特殊場景下下行可以采用4倍幀分復用，上行采用2倍幀分復用，這樣單載波可以支持24個HSDPA用戶，如圖3示意。

某市曾經(jīng)對現(xiàn)網(wǎng)的某一片區(qū)域做過幀分復用的開啟驗證，測試小區(qū)共9個載波，5個H載波，實測結果表明：測試小區(qū)在幀分復用開啟前出現(xiàn)了大量擁塞，用戶數(shù)很多，但由于未開啟幀分復用，最多只能支持30個H用戶，開啟2倍幀分復用之后一個小時H用戶數(shù)就增加到60個了，起到了很好的復用效果，擁塞也得到了明顯緩解，之后在用戶數(shù)同樣很多的情況下，擁塞次數(shù)很少；直到用戶數(shù)又急劇增加后，2倍幀分也滿足不了用戶需求，因此開啟了4倍幀分復用，至此再沒有出現(xiàn)一次擁塞導致的未接通。總體上看，幀分復用技術有效增加了接入用戶數(shù)，遏制了擁塞導致的未接通。

3.2 搶占

圖2 某市全網(wǎng)小區(qū)分組域RAB建立成功率與平均每HSDPA載波接入用戶數(shù)的關系

圖3 HSDPA三種幀分復用配置下的物理信道資源占用示意

當新用戶接入或新業(yè)務接入而網(wǎng)絡側(cè)沒有可用資源時，可以對網(wǎng)絡中的原有資源進行搶占。搶占的方法有兩個：一是對PS業(yè)務進行降速；二是對PS業(yè)務或用戶進行釋放。搶占觸發(fā)降速和搶占觸發(fā)釋放分別由開關進行控制。在搶占觸發(fā)降速和搶占觸發(fā)釋放的開關均開啟的情況下，在需要進行搶占時，首先選擇PS業(yè)務進行降速；如果沒有可降速的，再選擇PS業(yè)務或用戶進行釋放，業(yè)務或用戶的選擇按用戶優(yōu)先級進行選擇，先釋放低優(yōu)先級業(yè)務/用戶，再釋放高優(yōu)先級業(yè)務/用戶。

搶占技術可有效解決擁塞場景下的用戶接入，尤其是能保證話音業(yè)務的接入，某市在開啟搶占算法后，85%的擁塞消失了，并且不影響碼資源利用率。但應注意到目前搶占觸發(fā)降速是全網(wǎng)開啟的，搶占觸發(fā)釋放功能可能會影響用戶感知。

3.3 精細化的載波規(guī)劃調(diào)整——“拆閑補忙”

在2.1節(jié)中已經(jīng)提到，對于HSDPA載波利用率高于R4載波利用率的現(xiàn)象，需要根據(jù)業(yè)務需求進行載波調(diào)整，如R4載波的減配。另一方面，在將某市各小區(qū)的HSDPA最忙時的碼資源利用率進行排序后，可以看出HSDPA載波碼資源利用率差別很大，HSDPA載波配置與碼資源需求之間還存在很大的不匹配性。理論上HSDPA載波可以達到60%甚至更高的資源利用率，但是如果配置不合理,在網(wǎng)絡總體利用率不高的情況下就會有很多擁塞。因此有必要采取精細化的載波規(guī)劃調(diào)整策略，即“拆閑補忙”。

由圖4可見，右邊紅圈內(nèi)的小區(qū)，其對應HSDPA載波忙時碼資源利用率均不超過20%，但其HSDPA載波卻均配置了至少3個以上；而左邊紅圈內(nèi)的小區(qū)，其對應HSDPA載波忙時碼資源利用率均不低于35%，但其HSDPA載波卻最多只配置了4個。因此，可以采取將右邊紅圈內(nèi)“閑”小區(qū)的HSDPA載波拆下來、之后補到左邊紅圈內(nèi)“忙”小區(qū)中去的策略，有效緩解網(wǎng)絡利用率不均衡及擁塞的問題。

4 緩解利用率不均衡問題的后續(xù)技術手段

4.1 狀態(tài)遷移

狀態(tài)遷移的基本原理是大速率業(yè)務以CELL_DCH態(tài)承載，小速率業(yè)務以CELL_FACH態(tài)承載，無數(shù)傳的業(yè)務以CELL_PCH態(tài)承載。狀態(tài)遷移的優(yōu)點是可以有效提升系統(tǒng)容量，緩解碼資源擁塞，但也存在幾個缺點，一是終端兼容性不佳，KPI可能受影響；二是FACH承載業(yè)務影響RRC連接建立性能；三是CELL_FACH和CELL_PCH態(tài)用戶感受可能受影響。

4.2 R4和HSDPA共載波配置

針對R4載波下行兩個時隙長期處于空閑狀態(tài)的情況，可以將小區(qū)中的部分R4載波、或者全部R4載波改為R4和HSDPA共載波，提高數(shù)據(jù)業(yè)務接入用戶數(shù)；同時在應對話音擁塞時，也可以將HSDPA載波自動調(diào)整TS5資源，成為R4混合載波，實現(xiàn)資源共享，話音用戶容量翻番。R4與HSDPA業(yè)務共載波配置雖然可以有效提升無線碼資源利用率，但同時對網(wǎng)絡性能和用戶感受也會造成一定影響。當存在同頻鄰區(qū)的情況下，小區(qū)邊緣的R4/HSDPA用戶受同頻鄰區(qū)用戶的干擾影響，會導致接通率降低，掉話率抬升，HSDPA用戶吞吐量下降。

圖4 小區(qū)HSDPA載波忙時碼資源利用率與載波配置的對應關系

4.3 基于負荷的切換優(yōu)化功能

當TD-SCDMA資源不足時，RNC通過修改小區(qū)的重選、切換參數(shù)，使邊緣的用戶重選出（切換出）高負荷小區(qū)。當TD-SCDMA小區(qū)負荷高于門限時,針對非CELL_DCH狀態(tài)的用戶，RNC觸發(fā)系統(tǒng)信息更新、修改小區(qū)的重選門限；使小區(qū)邊緣的用戶容易重選到其他小區(qū)。針對CELL_DCH狀態(tài)的用戶，RNC重新發(fā)起測量控制消息，更新測量配置，使小區(qū)邊緣的用戶，容易上報測量報告、并切換到其他小區(qū)。通過此功能，可以在TD-SCDMA負荷較重時，借助GSM網(wǎng)絡來進行分流、或者分流到其他TD-SCDMA小區(qū)。但是也應該注意到基于負荷的TD-SCDMA小區(qū)間重選、切換，會影響小區(qū)間的切換帶、重選帶，可能增加切換次數(shù)，從而增加掉話概率、影響用戶感知。

4.4 小包檢測及PCC

通過小包檢測及PCC業(yè)務識別，可以為業(yè)務設置優(yōu)先級，對低價值業(yè)務和流量進行管控。例如可限制QQ等小流量升速，減少對網(wǎng)絡資源的消耗；同時小流量業(yè)務在低速狀態(tài)更容易調(diào)度到CELL_FACH/PCH狀態(tài)；并且今后還可為銅牌用戶配置更小的速率（4 kbit/s、8 kbit/s），實現(xiàn)4倍幀分、8倍幀分等功能。

5 小結

針對當前TD-SCDMA網(wǎng)絡中出現(xiàn)的HSDPA載波利用率高于R4載波利用率、上行利用率遠高于下行利用率、以及由此帶來的分組域擁塞問題，本文進行了較為詳盡的原因分析。給出了3個解決方案：幀分復用、搶占以及精細化的載波規(guī)劃調(diào)整——“拆閑補忙”。同時簡要介紹了后續(xù)可以試點采用的4種手段，即狀態(tài)遷移、R4和HSDPA共載波配置、基于負荷的切換優(yōu)化功能、小包檢測及PCC。