TD—LTE無線網絡利用率評估測算研究

郭家奇　劉微

摘 要：文章在分析TD-LTE網絡物理層資源及其調度方法的基礎上，提出了TD-LTE無線網絡利用率的評估測算方法。并研究了以該指標為基礎的信道增容策略制定。

關鍵詞：TD-LTE；物理資源；PDSCH；PDCCH；PUCCH；PUSCH

1 概述

目前TD-LTE網絡正在進行二期工程建設，用戶和業務量將會快速增長，對TD-LTE網絡資源的需求越來越大。為衡量網絡負載，需提出利用率指標用以合理地評估無線網絡資源利用情況，TD-LTE無線利用率的測算方法和考慮的內容比其他通信系統更加復雜。文章以分析TD-LTE調度方法和物理層資源為基礎，提出利用率評估體系和測算方法，并以該指標為基礎的提出物理信道的增容方案。

2 TD-LTE網絡物理層技術

TD-LTE物理層資源RE為最小的資源單位，時域上為1個符號，頻域上為1個子載波（15kHz），RB業務信道的資源單位，在常規CP配置下，1個RB在頻域上包含12個連續的子載波，在時域上包含7個連續的0FDM符號，即頻域寬度為180kHz，時間長度為0.5ms的物理資源，即7×12=84個RE，REG為控制信道資源分配的資源單位，由4個RE組成，CCE為PDCCH資源分配的資源單位，由9個REG組成，RBG為業務信道資源分配的資源單位，由一組RB組成。TD-LTE系統不同的系統帶寬為1.4、3、5、10、15、20時對應子載波數目為72、180、300、600、900、1200；對應的RB數目為6、15、25、50、75、100。

3 TD-LTE網絡利用率分析思路

TD-LTE系統中物理層下、上行控制信道映射及資源占用方式，如表1所示。

資源調度以PRB為單位同時引入虛擬資源塊VRB，大小與PRB是相同的，虛擬資源塊分兩類，集中方式即占用若干相鄰的PRB，分布方式即占用若干分散的PRB。兩種資源分配方式導致用戶及業務被分配到不同的PBR上。在TD-LTE系統中，資源調度周期（TTI）是1ms，網管上可以采集到每個周期中PRB占用數，因此最好采用無線資源PRB資源占用水平來評估TD-LTE無線網絡利用率情況。根據其網絡特點可用以下幾類指標衡量：無線網絡綜合利用率、PDSCH信道利用率、PDCCH信道利用率、上行信道利用率等共計4個指標。

4 TD-LTE網絡利用率指標與計算方法

4.1 PDSCH下行信道利用率計算方法

（下行實際使用的PRB數/下行可使用的PRB數）*100%；其中：帶寬為20Mbit/s，每個TTI為1ms，下行可用PRB資源為100個PRB對。下行實際使用PRB數等于被調度用于傳輸TOSCH業務的PRB對個數。

4.2 上行信道利用率計算方法

（PUCCH占用的PRB數+PRACH占用的PRB數+PUSCH占用的PRB數）/上行總PRB數。其中：系統帶寬影像上/下行全部可用PRB數量，帶寬為20Mbit/s，每個無線子幀TTI為1ms，上/下行可使用PRB資源為100個PRB對。

PUCCH和PRACH信道一般要根據實際需求進行配置，PUSCH的資源是隨著PUCCH和PRACH資源的增加而減少的，如果設備可實現資源動態配置的話，那么計算上行利用率時就需要考慮 PUSCH、PRACH、PUCCH三個信道的占用情況。

4.2 無線網絡綜合資源利用率

結合上述信道的計算方法，無線綜合資源利用率=（網絡實際占用PRB資源/總可用PRB資源）*100%。其中網絡實際占用PRB資源在PDSCH、PUSCH、PRACH、PUCCH信道占用資源中相加獲得：上下行可用PRB數同上所述。

5 利用率計算相關指標及統計要求

基于以上理論原理，結合目前網管上能統計的數據，本文總結出一種較為簡便的計算方法以及相關指標用于評估TD-LTE無線網絡利用率。

無線利用率=（上行PRB占用平均數*X/（X+Y）+下行PRB占用平均數*Y/（X+Y））/小區PRB數*100%。X為上行子幀數，Y為下行子幀數，X、Y的取值參見eNdeB NRM中“上下行子幀配置”的備注欄。上行和下行PRB占用率的加權平均值。按照上行和下行子幀數的比值確定權值。一般網管是每TTI（1ms）采樣1次；每15min上報一次占用PRB數的統計平均值；占用PRB數每小時的值，再對4次15min的值取平均；占用PRB數每日平均值指對每小時的值求平均；每日忙時指對當日每小時的值取峰值；忙時月均值指對當月每日忙時取平均；忙時月峰值指對當月每日峰值取峰值。

6 信道增容策略

在對信道進行增容時，首要考慮隨業務量的增加容量受限的信道，如PDCCH、PDSCH、PUSCH，根據上述情況對這三個指標制定擴容標準：

PDSCH信道增容衡量指標：忙時PDSCH無線利用率超過m%的小區；：忙時上行無線利用率超過n%的小區；m、n值可通過網絡仿真、實際測試等手段取得。初期建網時可用同頻組網門限為75%，異頻組網門限為80%的值）。

PDCCH信道增容衡量指標：綜合考慮資源利用和用戶數情況，如果信道資源利用率占用3個符號情況下，PDCCH CCE利用率大于等于門限值（同頻組網門限為70%，異頻組網門限為80%）的時候建議擴容。

參考文獻

[1]蔣遠，湯利民.TD-LTE原理與網絡規劃設計[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2]焦燕鴻，趙旭凇.TD-LTE無線網絡利用率評估體系探討[J].電信工程技術與標準化，2013（1）.