分场景无线利用率研究

王玉国，吴晓岩

（1 中国移动通信集团浙江有限公司, 杭州 310006; 2 中国移动通信集团公司, 北京 100032）

1 前言

无线利用率是衡量网络利用率的重要指标，但是对于不同的场景，由于其不同的地理环境，不同的网络建设情况以及不同类型的客户需求等因素，网络利用率与网络质量存在不同的对应关系。这为根据网络利用率来决定是否对GSM网络增加投资带来了困难。为了解决这个问题，需要找到网络利用率与网络质量之间的对应关系，进而更好的指导网络扩容。

由于功能相似的小区往往具有相似的地理环境和网络建设状况，因此，为了找到无线利用率和网络质量之间的关系，需要采集现网数据，并提取出生活区，校园区，商务区等具有典型特征的场景，对这些不同场景的小区加以比较分析，观察不同场景的无线利用率和网络质量之间的关系。

2 数据正确性验证

由于不同的场景具有不同的数据特征，因此，需要确保场景划分的正确性，目前，主要采用24h的话务波动情况来验证场景划分的正确性，商务区、大学区和住宅区这3个场景在凌晨都是话务低谷，商务区的高峰时段是上午11点到下午18点左右，住宅区的高峰时段是从上午10点到晚上22点左右，并且分布比较平均，在下班之后会有话务的小高峰存在。而大学区的高峰时段在上午的12点左右，下午18点到22点也有话务峰值出现，可以看出不同区域的话务分布符合不同区域人群的行为特征，商务区主要是上班时期是高峰时段，下班时期的话务量很小；大学区的高峰与学生的生活轨迹接近，即晚上是学生自由通信的时间，并且话务量较大，这与大学区的学生使用的通信资费较低，人数多，话务量大的特点相符合；而住宅区与人的日常生活特点相符合，下班后会有话务高峰存在，因此，从话务波动来看，这3个区域的划分是正确的。

从半速率话务量的特点来看，可以看出大学区的半速率话务量最多，生活区和商务区的半速率话务量都较小，这是因为大学区的质量要求不高，因此半速率信道开启的较多，这也是符合网络配置的规律。

从以上分析可以看出，现有的区域划分是比较正确的。

3 网络质量和无线利用率的相关度分析

下面将从平均切换成功率、拥塞率、掉话率等不同的网络质量角度来观察无线利用率和网络质量之间的相关性。

3.1 平均切换成功率

平均切换成功率是衡量网络移动性的关键指标，从图1可以看出3个场景的切换成功率在8点之后都比较高，但是在凌晨时间的平均切换成功率却有较大差异，其中住宅区的切换成功率最差，这主要是因为在住宅区的凌晨，通话用户少，话务量低，通话用户多数是在交通工具上，交通工具的速度较快，导致切换成功率较低。在大学区，凌晨话务量较其它区域大，并且学生的运动速度较小，其切换成功率相对较高。而商务区的人较少，通话用户很少，话务量最低，切换少，其切换成功率相对最高。

从相关性来说，商务区与切换成功率的相关性计算为0.11，大学区与切换成功率的相关性为-0.85，住宅区与切换成功率的相关性为-0.89，可以看出切换成功率与无线利用率的相关性很小，几乎没有很大的相关性。

3.2 拥塞率

拥塞率主要包括含切换的TCH（Traffic Channel，业务信道）拥塞率和不含切换的TCH拥塞率，不含切换的TCH拥塞率是指用户在接入时由于没有资源而导致的拥塞，其不包括切换时没有资源导致的拥塞，而含切换的TCH拥塞率则包括了切换时没有资源导致的拥塞。

3.2.1 含切换的TCH拥塞率

由于切换成功率与无线利用率的关系很小，因此含切换的TCH拥塞率与无线利用率的相关性也不大，从图2可以看出商务区和住宅区的无线利用率差别不大，但是含切换的TCH拥塞率却相差很大，但总的来说，在无线利用率最高的时候，含切换的TCH拥塞率也会恶化。从数值计算上来说，商务区与含切换的TCH拥塞率的相关性计算为0.76，大学区与含切换的TCH拥塞率的相关性为0.54，住宅区与含切换的TCH拥塞率的相关性为0.29，以上分析可以看出，不同的区域与含切换的TCH拥塞率的相关性不一样，商务区的稍高，住宅区的最低，总的来说，商务区含切换的TCH拥塞率与无线利用率的相关性相对其他区域来说较大，其余区域的含切换的TCH拥塞率与无线利用率的相关性不大。

3.2.2 不含切换的TCH拥塞率

虽然含切换的TCH拥塞率与无线利用率的相关性也不大，而不含切换的TCH拥塞率与无线利用率的相关性较大，图3显示了不含切换的TCH拥塞率与无线利用率的关系，在凌晨，3个区域的不含切换的TCH拥塞率都较低，而随着无线利用率的增加，不含切换的TCH拥塞率开始恶化，其恶化的趋势与无线利用率趋势类似。

图1 平均切换成功率

图2 平均TCH拥塞率（含切换）

图3 平均TCH拥塞率（不含切换）

其中，商务区的不含切换的TCH拥塞率最低，这是因为商务区的网络质量目标较高，网络配置较好，网络资源的利用较好，在相同的无线利用率的情况下，商务区的不含切换的TCH拥塞率要优于其它区域的不含切换的TCH拥塞率。

住宅区的不含切换的TCH拥塞率较商务区差，并且住宅区的平均载频要低于商务区，并且其质量目标不高，所以其不含切换的TCH拥塞率稍差。

而大学区的平均TCH拥塞率较高，并且这种拥塞率的趋势与无线利用率的趋势是一致的，这是因为大学区的话务量大，无线利用率较高的缘故，但是由于大学区的网络质量要求不高，因此，在这种无线利用率以及拥塞率的情况下也可以满足用户的需求。

从数值分析来看，商务区与不含切换的TCH拥塞率的相关性计算为0.84，大学区与不含切换的TCH拥塞率的相关性为0.73，住宅区与不含切换的TCH拥塞率的相关性为0.83，总的来说，对于不同区域，不含切换的TCH拥塞率与无线利用率有较大的相关性。

3.3 掉话率

对于掉话率和无线利用率的关系来说，从图4可以看出凌晨时期，3个场景的掉话率都较低，但是在高峰时期，商务区的掉话率最低，大学区的掉话率次之，住宅区的掉话率最高，这是因为商务区的网络规划配置较好，虽然无线利用率增加，但是掉话率仍然较低。而大学区的覆盖相对较好，平均掉话率也不高，而住宅区的覆盖稍差，出现较多的掉话率。从数值分析来说，商务区与掉话率的相关性计算为0.48，大学区与掉话率的相关性为0.57，住宅区与掉话率的相关性为0.76，可以看出，住宅区的掉话率与无线利用率的相关性相对其他区域来说较大，其它区域的掉话率与无线利用率的关系不大。

从以上的分时段的话务波动和网络质量波动的分析来看，不同的网络质量与无线利用率有不同的相关性，其中不含切换的TCH拥塞率的相关度最高，并且对于不同的区域，网络质量会呈现不同的现象。

4 不同场景无线利用率与网络质量关系分析

从以上分析可以看出不含切换的TCH拥塞率是与无线利用率最紧密的，是衡量网络质量的重要指标，下面将针对不含切换的拥塞率与无线利用率的关系加以说明。

图4 平均掉话率

图5 不含切换的平均TCH拥塞率和无线利用率的关系

从图5可以看出3个场景的不含切换的TCH拥塞率都是随着无线利用率的增加而增加的，其中商业区的网络配置最好，虽然无线利用率增加了，但是拥塞率依然较低，而住宅区的无线利用率增加比较平缓，最大的无线利用率不到85%。

大学区的网络配置稍差，随着无线利用率的增加，其拥塞率也不断增加。但是由于目前的网络运行良好，可以看出对于不同的区域，网络质量的评价标准不能一概而论，应该针对不同的区域采用不同的标准。

对于商业区，其对网络质量的要求比较高，则网络质量的标准应该较高，由于其忙时的平均拥塞率为0.69%，因此可以将0.69%作为网络质量的评价标准，其对应的无线利用率是65%。而住宅区的网络质量的要求不是很高，其忙时的平均拥塞率是1.17%，如果将1.17%作为网络质量评价标准，其无线利用率对应的是30%。大学区的网络质量要求最低，由于大学区的用户多是学生，其对网络质量的容忍度较大，其平均的拥塞率是12.13%，如果将12.13%作为其网络质量评价标准，其对应的无线利用率是65%。

而整网的无线利用率的标准可以是多个场景的无线利用率标准的加权求和，这样将更加具有现实意义。

整网的无线利用率的标准=Σ场景的无线利用率×场景覆盖面积占比。

5 总结

由于不同场景对无线利用率的要求不同，因此需要找到分场景的无线利用率和网络质量之间的对应关系，才能更好的指导网络规划、投资和优化。从以上的分析可以看出，不同的功能区域呈现不同的网络特性，其中商业区的无线利用率最低，网络质量最好；住宅区的无线利用率次高，掉话率较高，但是拥塞率较低；大学区的无线利用率最高，网络质量较商业区和住宅区差。同时，不同的网络质量与无线利用率有不同的相关性，所有场景的不含切换的TCH拥塞率与无线利用率关系最为密切。而对于不同区域的拥塞率应该有不同的评价标准：商业区的评价标准应该较高；住宅区的评价标准应该次之；大学区的评价标准应该较低。而整网的网络质量以及对应的无线利用率的评价标准应该结合不同的区域特点综合考虑，这样才更加具有现实意义。

[1] 吴峻岭，杨朝晖，郭永明，高胜梅. GSM网络无线利用率拐点及扩容门限的研究[J]. 电信工程技术与标准化，2010,(8).

[2] 李连成，刘三思. GSM网络无线信道利用率的研究[J]. 数字通信，2011,(4).