無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元割接性能和容量預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元割接性能和容量預(yù)測方法，是基于無線網(wǎng)絡(luò)背景的統(tǒng)計模型來評估與預(yù)測無線網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)元割接前后的性能和容量的方法。假設(shè)在月份是N-1的時候?qū)o線網(wǎng)絡(luò)中的某個網(wǎng)元進行了割接，例如RNC或BSC從源交換機被網(wǎng)元割接到目標(biāo)交換機，在月份是N-1時交換機的利用率用交換機話務(wù)量Yn-1表示，網(wǎng)元割接后，在月份是N時交換機的利用率用交換機話務(wù)量Yn表示，網(wǎng)元割接中，如果時，是網(wǎng)元割接的最佳時機。本方法計算出了網(wǎng)元割接之后網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元的性能和容量在未來的各個時間點如何變化，并且可以對比割接之前網(wǎng)元性能和容量的預(yù)測情況，從而決定本次割接是否對網(wǎng)絡(luò)的性能和容量提升有顯著的改善。
【專利說明】無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元割接性能和容量預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于移動通信領(lǐng)域，特別涉及在無線網(wǎng)絡(luò)中，一種基于無線網(wǎng)絡(luò)背景的統(tǒng)計模型來評估與預(yù)測無線網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)元割接前后的性能和容量。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去的15年中，中國的移動通信運營商正從傳統(tǒng)的2G移動通信網(wǎng)絡(luò)逐漸過渡到下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)，尤其從2013年以來迅速的從從第三代網(wǎng)絡(luò)(3G)向第四代移動通信(4G)LTE(Long Term Evolution)升級。運營商在對用戶數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)使用的增長預(yù)測方面積累了很多的經(jīng)驗。由于移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，移動運營商面臨著留住現(xiàn)有用戶，吸引新用戶及降低管理服務(wù)成本兩大挑戰(zhàn)。隨著指數(shù)級增長的數(shù)據(jù)流量、豐富的多媒體服務(wù)以及更大的服務(wù)范圍，移動運營商正面臨著無線網(wǎng)絡(luò)擁塞和更大服務(wù)覆蓋范圍的挑戰(zhàn)。隨著智能手機的普及和移動互聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)式的增長，信令風(fēng)暴和數(shù)據(jù)海嘯給當(dāng)前3G網(wǎng)絡(luò)帶來了沉重的負擔(dān)。
[0003]無線接入是3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)網(wǎng)絡(luò)部署策略中的主要關(guān)鍵的技術(shù)，因為它與移動運營商最寶貴的資源——頻譜是緊密相關(guān)的。同樣，核心網(wǎng)(Core Networks, CN)在增強移動性、業(yè)務(wù)控制、移動網(wǎng)絡(luò)資源有效利用率和2G到3G/4G的無縫演進中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，網(wǎng)絡(luò)的演進需要向扁平化、全IPdnternet Protocol)化、簡單架構(gòu)，并與第三代通信協(xié)議(3GPP)移動網(wǎng)絡(luò)的互通開放式接口的軟交換核心網(wǎng)過渡。
[0004]移動運營商正在尋找一種最佳的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，以最大限度地為用戶提高服務(wù)質(zhì)量，并盡量減少對原有網(wǎng)絡(luò)的影響。因此，對于移動通信運營商而言一個新的挑戰(zhàn)就是如何防止無線網(wǎng)絡(luò)的擁塞和滿足由大量移動數(shù)據(jù)服務(wù)滲透導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量快速增長的需求。
[0005]當(dāng)然，最常見的解決方案是網(wǎng)絡(luò)擴容，即通過在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中安裝更多的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來改進移動網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和容量，然而這是一個高成本并且消耗大量人力物力的方法。因此，就無線網(wǎng)絡(luò)方面而言，為避免用戶增加而導(dǎo)致的小區(qū)擁塞或信道阻塞的最好的方法是通過增加無線基礎(chǔ)設(shè)施，例如全球移動通信系統(tǒng)(Global System for MobileCommunications, GSM)廣播域中的基站(Base Station, BTS)和基站控制器(Base StationController，BSC)，或者通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)廣播域中的Node-B和無線網(wǎng)絡(luò)控制器(Radio Network Controller, RNC)，或者 LTE 網(wǎng)絡(luò)中的 E-NodeB，MMEjP SGW 等網(wǎng)元來提高無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和容量。
[0006]對于一個GSM/UMTS/LTE無線域的拓撲結(jié)構(gòu)圖，其中基站和Node B或者eNodeB是終端用戶訪問移動網(wǎng)絡(luò)的首要控制點。從小區(qū)站點邏輯考慮，BSC和RNC負責(zé)基站在無線域連接、控制和管理。特別是，根據(jù)3GPP TS25.401和3GPP TS23.002標(biāo)準(zhǔn)，UMTS (UniversalMobile Telecommunications System)中的無線域被稱為通用地面無線接入網(wǎng)(UMTSTerrestrial Radio Access Network, UTRAN),包括一個或多個無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(RadioNetwork Subsystem, RNS)。一個 RNS 包含一個 RNC 和一或多個 Node-B。同樣地,在 GSM 中的廣播域被稱為GSMRAN，包括一個或多個基站子系統(tǒng)(Base Station Subsystem, BSS)。BSS中包含兩種類型的網(wǎng)絡(luò)實體=BSC和BTS。BSC起著類似RNC中控制和路由呼叫基站的作用。在GSM中BTS作為小區(qū)站點用來訪問移動臺MS (Mobile Station)。網(wǎng)元割接技術(shù)旨在實現(xiàn)廣播域中對2G和3G的RAN的路由、負載和吞吐量的優(yōu)化。
[0007]Oom, Jan 等人(2004)指出，對無線接入網(wǎng)絡(luò)(Residential Access Network, RAN)的小區(qū)站點網(wǎng)元割接過程需要很多手工操作的步驟，它是一個耗時耗力的任務(wù)，需要對廣播和傳輸網(wǎng)絡(luò)重新配置。以2G RAN為例子:一個小區(qū)站點網(wǎng)元割接需要執(zhí)行以下操作:1)通過對源基站控制器(Base Station Controller, BSC)與目標(biāo)基站控制器(Base StationController, BSC)的硬件配置比較來驗證目標(biāo)基站控制器的硬件配置；2)通過對源基站控制器與目標(biāo)基站控制器的注冊版本比較來檢查目標(biāo)基站控制器中的基站收發(fā)信機(BaseTransceiver Station, BTS)相關(guān)軟件版本是否可用；3)從源基站控制器向目標(biāo)基站控制器復(fù)制小區(qū)數(shù)據(jù)；4)從源基站控制器向目標(biāo)基站控制器復(fù)制基站數(shù)據(jù)；5)從源基站控制器向目標(biāo)基站控制器復(fù)制相鄰小區(qū)數(shù)據(jù)；6)在源基站控制器中創(chuàng)建新的外部小區(qū)數(shù)據(jù)，狀態(tài)為空閑；7)在目標(biāo)基站控制器中創(chuàng)建新的外部小區(qū)數(shù)據(jù)，狀態(tài)為空閑；8)停止源基站控制器中的源小區(qū)；9)停止基站收發(fā)信機中的載頻(TransceiverJRX)資源；10)將源基站控制器和目標(biāo)基站控制器中原先的外部小區(qū)數(shù)據(jù)設(shè)置為空閑狀態(tài)。在上述初步步驟完成之后，11)將基站收發(fā)信機的交換連接從源基站控制器移到目標(biāo)基站控制器。網(wǎng)元割接過程繼續(xù)以下的操作:12)更新移動業(yè)務(wù)交換中心(Mobile Switching Center, MSC)的小區(qū)全球標(biāo)識(Cell Global Identifier, CGI) ；13)將源基站控制器和目標(biāo)基站控制器中新的外部小區(qū)數(shù)據(jù)設(shè)置為操作狀態(tài)；14)解鎖基站收發(fā)信機中的載頻資源；15)激活目標(biāo)基站控制器中的目標(biāo)小區(qū)；16)刪除源基站控制器中的小區(qū)數(shù)據(jù)；17)刪除源基站控制器中的位置數(shù)據(jù)；18)刪除源基站控制器中的鄰小區(qū)數(shù)據(jù)；19)刪除源基站控制器中原先的外部小區(qū)數(shù)據(jù)；20)刪除目標(biāo)基站控制器中原先的外部小區(qū)數(shù)據(jù)。
[0008]核心網(wǎng)絡(luò)(Core Networks, CN)是當(dāng)前移動通信網(wǎng)絡(luò)的心臟。CN和RAN通過GSM網(wǎng)絡(luò)中的 BSC 和 MSC 之間的 A 口或者 UMTS 網(wǎng)絡(luò)(3GPP TS25.413and3GPP TS25.415)中的 RNC和網(wǎng)關(guān)(Media GateWay，MGW)之間的Iu-CS接口緊密耦合。因此，在無線端由于網(wǎng)元割接帶來的路由、裝載和吞吐量的改變將會對GSM或者UMTS中核心網(wǎng)絡(luò)的性能造成一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是基于遍歷移動通信網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)元割接所有場景，提供一種通用的數(shù)學(xué)模型用來計算和預(yù)測無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元割接前后性能和容量如何變化的方法。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元割接性能和容量預(yù)測方法，包括以下步驟:
(I)提取無線側(cè)網(wǎng)元割接前N-1個月的忙時試呼次數(shù)數(shù)據(jù)、中繼線數(shù)目，月份為1、2、…、N-1的忙時試呼次數(shù)分別為a1、a2、…、aN_i，中繼線數(shù)目分別為b1、b2、…、，假設(shè)在月份是N-1的時候采取無線側(cè)網(wǎng)元割接，RNC或BSC從源交換機被割接到目標(biāo)交換機，交換機的利用率用交換機話務(wù)量表征:
Yk = NSKXErlangKS, (I) NSk為月份是K時服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶數(shù)，它是由移動運營商發(fā)展規(guī)劃決定的，Erlanglis表示每個用戶的平均話務(wù)量，它是由移動運營商定義的流量模型決定的；在月份是N-1時交換機話務(wù)量為Ylri ；
BHCABefore = an_! = CAPS X 3600 = ErlangX 3600/T = Ylri X 3600/T (2)
BHCABe;fOTe;表示網(wǎng)元割接前的忙時試呼次數(shù),CAPS表示每秒嘗試呼叫數(shù),T表示每次通話的平均時長，
從而得到網(wǎng)元割接前中繼線數(shù)目NTrank_B_為:
^Trunk-Before ^n-1

—Erlang/ (Lchannel X Nchannel) — Yrri/ (LchannelXNchannel) (3)
Lchannel表示業(yè)務(wù)信道的負載，通常是0.7占線小時/通道，Nchannel表示每個中繼線的信道數(shù)，Tl是24，El是30 ；
(2)在網(wǎng)元割接中，其RNC或BSC攜帶了RNC Tl中繼線和ERLsic流量，網(wǎng)元割接后，在月份是N時交換機話務(wù)量為Yn ；
【權(quán)利要求】
1.一種無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元割接性能和容量預(yù)測方法，其特征在于包括以下步驟: (1)提取無線側(cè)網(wǎng)元割接前N-1個月的忙時試呼次數(shù)數(shù)據(jù)、中繼線數(shù)目，月份為1、.2、…、N-1的忙時試呼次數(shù)分別為a1、a2、…、aN_i，中繼線數(shù)目分別為b1、b2、…、，假設(shè)在月份是N-1的時候采取無線側(cè)網(wǎng)元割接，RNC或BSC從源交換機被割接到目標(biāo)交換機，交換機的利用率用交換機話務(wù)量表征:
Yk = NSKXErlangKS, (I) NSk為月份是K時服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶數(shù)，它是由移動運營商發(fā)展規(guī)劃決定的，Erlanglis表示每個用戶的平均話務(wù)量，它是由移動運營商定義的流量模型決定的；在月份是N-1時交換機話務(wù)量為Ylri ；
BHCABefore = an_! = CAPS X 3600 = ErlangX 3600/T = Yn^1 X 3600/T (2) BHCABe;fOTe;表示網(wǎng)元割接前的忙時試呼次數(shù),CAPS表示每秒嘗試呼叫數(shù),T表示每次通話的平均時長， 從而得到網(wǎng)元割接前中繼線數(shù)目NTrank_B_為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元割接性能和容量預(yù)測方法，其特征在于:所述需要添加新的交換機的數(shù)目由下式得出:

【文檔編號】H04W24/06GK104010321SQ201410266919
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】歐陽曄, 程艷云, 王計斌, 閆興秀 申請人:南京華蘇科技股份有限公司