TD—LTE无线网络利用率评估测算研究

郭家奇　刘微

摘 要：文章在分析TD-LTE网络物理层资源及其调度方法的基础上，提出了TD-LTE无线网络利用率的评估测算方法。并研究了以该指标为基础的信道增容策略制定。

关键词：TD-LTE；物理资源；PDSCH；PDCCH；PUCCH；PUSCH

1 概述

目前TD-LTE网络正在进行二期工程建设，用户和业务量将会快速增长，对TD-LTE网络资源的需求越来越大。为衡量网络负载，需提出利用率指标用以合理地评估无线网络资源利用情况，TD-LTE无线利用率的测算方法和考虑的内容比其他通信系统更加复杂。文章以分析TD-LTE调度方法和物理层资源为基础，提出利用率评估体系和测算方法，并以该指标为基础的提出物理信道的增容方案。

2 TD-LTE网络物理层技术

TD-LTE物理层资源RE为最小的资源单位，时域上为1个符号，频域上为1个子载波（15kHz），RB业务信道的资源单位，在常规CP配置下，1个RB在频域上包含12个连续的子载波，在时域上包含7个连续的0FDM符号，即频域宽度为180kHz，时间长度为0.5ms的物理资源，即7×12=84个RE，REG为控制信道资源分配的资源单位，由4个RE组成，CCE为PDCCH资源分配的资源单位，由9个REG组成，RBG为业务信道资源分配的资源单位，由一组RB组成。TD-LTE系统不同的系统带宽为1.4、3、5、10、15、20时对应子载波数目为72、180、300、600、900、1200；对应的RB数目为6、15、25、50、75、100。

3 TD-LTE网络利用率分析思路

TD-LTE系统中物理层下、上行控制信道映射及资源占用方式，如表1所示。

资源调度以PRB为单位同时引入虚拟资源块VRB，大小与PRB是相同的，虚拟资源块分两类，集中方式即占用若干相邻的PRB，分布方式即占用若干分散的PRB。两种资源分配方式导致用户及业务被分配到不同的PBR上。在TD-LTE系统中，资源调度周期（TTI）是1ms，网管上可以采集到每个周期中PRB占用数，因此最好采用无线资源PRB资源占用水平来评估TD-LTE无线网络利用率情况。根据其网络特点可用以下几类指标衡量：无线网络综合利用率、PDSCH信道利用率、PDCCH信道利用率、上行信道利用率等共计4个指标。

4 TD-LTE网络利用率指标与计算方法

4.1 PDSCH下行信道利用率计算方法

（下行实际使用的PRB数/下行可使用的PRB数）*100%；其中：带宽为20Mbit/s，每个TTI为1ms，下行可用PRB资源为100个PRB对。下行实际使用PRB数等于被调度用于传输TOSCH业务的PRB对个数。

4.2 上行信道利用率计算方法

（PUCCH占用的PRB数+PRACH占用的PRB数+PUSCH占用的PRB数）/上行总PRB数。其中：系统带宽影像上/下行全部可用PRB数量，带宽为20Mbit/s，每个无线子帧TTI为1ms，上/下行可使用PRB资源为100个PRB对。

PUCCH和PRACH信道一般要根据实际需求进行配置，PUSCH的资源是随着PUCCH和PRACH资源的增加而减少的，如果设备可实现资源动态配置的话，那么计算上行利用率时就需要考虑 PUSCH、PRACH、PUCCH三个信道的占用情况。

4.2 无线网络综合资源利用率

结合上述信道的计算方法，无线综合资源利用率=（网络实际占用PRB资源/总可用PRB资源）*100%。其中网络实际占用PRB资源在PDSCH、PUSCH、PRACH、PUCCH信道占用资源中相加获得：上下行可用PRB数同上所述。

5 利用率计算相关指标及统计要求

基于以上理论原理，结合目前网管上能统计的数据，本文总结出一种较为简便的计算方法以及相关指标用于评估TD-LTE无线网络利用率。

无线利用率=（上行PRB占用平均数*X/（X+Y）+下行PRB占用平均数*Y/（X+Y））/小区PRB数*100%。X为上行子帧数，Y为下行子帧数，X、Y的取值参见eNdeB NRM中“上下行子帧配置”的备注栏。上行和下行PRB占用率的加权平均值。按照上行和下行子帧数的比值确定权值。一般网管是每TTI（1ms）采样1次；每15min上报一次占用PRB数的统计平均值；占用PRB数每小时的值，再对4次15min的值取平均；占用PRB数每日平均值指对每小时的值求平均；每日忙时指对当日每小时的值取峰值；忙时月均值指对当月每日忙时取平均；忙时月峰值指对当月每日峰值取峰值。

6 信道增容策略

在对信道进行增容时，首要考虑随业务量的增加容量受限的信道，如PDCCH、PDSCH、PUSCH，根据上述情况对这三个指标制定扩容标准：

PDSCH信道增容衡量指标：忙时PDSCH无线利用率超过m%的小区；：忙时上行无线利用率超过n%的小区；m、n值可通过网络仿真、实际测试等手段取得。初期建网时可用同频组网门限为75%，异频组网门限为80%的值）。

PDCCH信道增容衡量指标：综合考虑资源利用和用户数情况，如果信道资源利用率占用3个符号情况下，PDCCH CCE利用率大于等于门限值（同频组网门限为70%，异频组网门限为80%）的时候建议扩容。

参考文献

[1]蒋远，汤利民.TD-LTE原理与网络规划设计[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[2]焦燕鸿，赵旭凇.TD-LTE无线网络利用率评估体系探讨[J].電信工程技术与标准化，2013（1）.