EGPRS的整体规划技术和应用
随着移动通信技术的发展和业务的多样化，近年来人们对数据业务的需求不断增加，在通用分组无线业务GPRS(GeneralPacketRadio Service）的基础上，目前，EGPRS也正在得到部署和发展，传统GSM网络逐步从单语音业务演进为提供综合业务网络。随着EGPRS网络的全面铺开，如何在EGPRS网络的建设的初期就进行较精细的规划，以提高用户对移动数据业务使用感知度，实现可持续地网络发展和赢利，是一个从规划优化角度值得探讨的话题。
二、 EGPRS的发展策略
EGPRS的数据业务的市场发展和网络演进策略而言，从网络规划角度看，除了考虑原有GRPS用户的增长情况外，主要要留意的是EGPRS引入后对网络变化的影响，并结合实际情况对未来一到两、三年的GPRS网络演进有通盘考虑。逐步实现EGPRS的全面覆盖。
具体而言，对EGPRS的演进策略的可以考虑分为三个步骤：
第一步，EGPRS部署的初级目标，是实现重点城市和城关地区的基本连续覆盖。其具体实现方式，主要通过一定比例城区的小区EGPRS功能，实施原则上初期开启EGPRS和GPRS共用信道，未来将考虑使用NCCR功能提高覆盖能力。
第二步，EGPRS部署的中级目标，完成超过90%城区的小区开启EGPRS功能，对于热点地区开启EGPRS专用载频。EGPRS和GPRS共用信道，逐步启用NCCR功能，提升深度覆盖性能，逐步加强优化工作，保证较高的网络性能。
第三步，EGPRS部署的高级目标，即全区全覆盖,在全区超过90％的小区开启EGPRS功能，EGPRS和GPRS共用信道，热点地区EGPRS开启专用EGPRS TRX，在保证第二步网络性能的基础上，全面提升全区的EGPRS网络性能。
三、 EGPRS的整体规划思路及具体规划步骤
EGPRS规划，从规划初期就考虑了端到端网络的整体规划思路，并结合了用户的感知度进行比较精细的规划。以下结合实际整体规划情况对EGPRS的整体规划方法做详细分析。
1. EGPRS整体规划涉及的范围
要做好EGPRS的整体规划工作，有效地提升用户感受，不仅需要考虑涉及无线部分的规划，而需要从端到端的角度对影响EGPRS性能的每个环节进行考虑。规划包括了无线方案的确定，即是否GPRS和EGPRS混用，还是设置EGPRS专用载频，Abis接口，动态Abis资源池EDAP的尺寸的合理规划，BSC的PCU环节，涉及如何使PCU负荷均衡并得到较合理的利用率，减少跨PCU间的切换的问题；进一步，还需要考虑由于EGPRS的引入，增加的流量对Gb 和核心网络的影响。
图1 EGPRS规划工作范围和阶段
2. 整体规划的步骤
EGPRS的整体规划工作，一般会经历容量规划和详细规划两个阶段，容量的规划主要考虑实施原则和方案，如无线规划中是否与原有GPRS混合，是否设立独立EGPRS载频的问题，对传输资源的利用原则，即传输资源实际情况和用户感知度的综合考虑，等等一系列的考虑，然后进入初步的容量计算，了解由于EGPRS实施带来的网络规模增加的数量，如Abis传输资源的增加量，Gb传输资源的增加量，BSC中PCU板件的增加量，在项目实施初期就对网络规模有所了解，为网络的部署做好充分准备。
详细的规划工作，将会具体到对每个基站的无线规划和Abis规划，对每个基站不同的流量，在原有合理配置的无线数据业务参数的基础上，合理规划EDAP等数据，然后进一步，考虑PCU的参数，Gb的参数规划等等。
图2 EGPRS的整体规划步骤
3. 整体规划的原则和方案制订
这里，详细地解释整体规划的原则和方案制订，以及其对用户感知度的影响。整体规划原则，在无线方面，初期在采取EGPRS和GPRS域共享的方式，根据网络发展情况逐步考虑使用Segment方式，即设置EGPRS独立载频的方式开通EGPRS 。
EGPRS无线规划原则还包括，在900Mhz的BTS开通EGPRS，EGSM BTS 不开通EGPRS，考虑到900 Mhz与1800Mhz 网络覆盖区域的差别，当同一个Cell 同时包含900Mhz和1800 Mhz的载频时 ，含1800Mhz载频的ＢＴＳ不开启EGPRS功能，在含９00 Mhz载频的ＢＴＳ开启EGPRS功能。对于已经为CBCCH/ segment 小区，如果两个BTS 的频段都为900Mhz， 则在配置大的BTS 上激活EGPRS并且EGPRS 和GPRS 域共享。EGPRS 域设置原则，基于并保持现网 设置合理的CDED, CDEF 信道数目。
在传输估算及EDAP规划原则方面，对于EDAP只有一个EGPRSBTS，那么EDAP时隙数目根据该BTS 的CDEF 进行计算，但是最大不超过8个PCM 时隙，如果 多个EGPRS BTS 共享一个EDAP， 那么根据共享EDAP 的BTS 数目，通过k factor 进行计算，但是最大不超过12，尽量保持一个BCF 对应于一个EDAP 。进行Branching table 规划的时候，BTS 所有的TRX 都应该放在一条E1上。如果一条E1 不能够容纳所有的TRX 和EDAP，那么需要增加E1 ，把对应的BTS 移动到新的E1并根据该BTS 是否为EGPRS BTS 确认是否规划EDAP。
整体规划原则的划分对EGPRS数据业务用户感知度将会产生不小的影响，会彻底影响详细规划的具体思路的方向，就无线的规划方案举例说明。一般而言，我们可以有以下一些无线规划的方案可供选择，方案一是EGPRS开通初期普遍采用的GPRS和EGPRS域共享的方案；方案二是采用CBCCH时候，GPRS和EGPRS域共享，开通在第一个BTS(一般而言，为频率较低的如900Mhz)的BTS的方案；方案三是采用CBCCH时候，使用Segment时，将GPRS和EGPRS分别开通在不同的BTS，设置独立的EGPRS的BTS，GPRS和EGPRS均不设置在BCCH载频上的方案；方案四是采用CBCCH时候，使用Segment时，将GPRS和EGPRS分别开通在不同的BTS，设置独立的EGPRS的BTS，EGPRS设置在BCCH载频 ，以获得较高C/I的方案。也可先选择方案一，GPRS 和EGPRS域共享的方案；根据网络流量情况逐步过渡至使用Segment方式的方案三。
图3 EGPRS无线规划方案
4. EGPRS规划容量估算
EGPRS规划的估算，主要的目的在于项目实施前对开通EGPRS网络的规模有所了解，并对项目必要的准备提供支持。包括了需要更换的载频统计，Abis传输量增加估算，PCU增加量统计等。
第一，对于AbisE1个数的增加，是由于新增加的EDAPPool占用了Abis传输时隙(TSL),而带来的额外的E1数目增加。所以，要知道是否要增加E1，和增加多少，首先要计算EDAP的尺寸，然后考量在现有的基站E1中是否有足够的空闲空间留给EDAP，如果没有，就需要增加新的E1，直到完全足够为止。简单地评估EDAP大小，可以利用每个BTS上的CDEF，根据需要的MCS的级别，乘上相应的系数，就可以知道EDAP的大小。 了解了EDAP大小后，我们进一步可以知道每个E1最大提供的时隙为32,0时隙保留，那么我们可以用以下公式计算E1数目(假设TRXSig 和 BCFSig 32k):
E1number=(TRX number*2+EDAP+TRXSig number/2+BCFSig number/2)/30
另外，需要特别留意的是，BSC上的ET端口在扩容后是否足够。
第二，PCU的估算，需要首先了解厂家的PCU单板容量，如果厂商的单板容量为256PDCH(16kbps)，其中的AbisCH，简单地，可以用EDAP*4+CDEF计算,假设考虑 70%的PCU板利用率:
PCU number= (EDAP*4+CDEF) / (256*0.7)
第三，在确定初步的PCU板件数目后，要考虑相应增加的Gb数目。一般来说,Gb接口需要考虑能支持忙时的业务量，同时也要考虑支持短时间内峰值的业务量。对于引入EGPRS后，需要增加的Gb容量，可以通过统计现网GPRS忙时业务量和EGPRS用户渗透率（EGPRS占总体数据业务用户比例），计算相应的流量增加量。如下图，根据在EGPRS用户占GPRS用户的比例分别为7.61%、15%、30%情况下，可以考虑分别需要增加Gb带宽26%、52%和103%。
图4 EGPRS用户占GPRS用户的比例以及相应的话务增长
5. EGPRS详细规划
EGPRS的详细规划包括了无线参数的详细规划，EDAP的详细规划，PCU的详细规划，Gb详细规划和核心网络的评估工作，这些规划工作的质量，都会影响EGPRS网络与用户感知度密切相关每一个环节。
首先，EDAP的详细规划，包括了两部分，对新增EDAP大小的计算，和对原有BranchingTable的改动。EDAP大小的计算，简单来看，是利用每个BTS上的CDEF，根据需要的MCS的级别，乘上相应的系数，就可以知道EDAP的大小。实际上，更详细的考虑，需要同时考虑以下因素。
· Radio MCS (MCS-1 到 MCS-9: 无线网络规划工程师需要在容量规划时考虑相应的 Modulation 和 Coding Scheme);
· Radio timeslot effective Capacity (无线网络规划定义的“PS timeslot capacity”);
· Radio TSL Utilisation (例如 50%)
· EGPRS Territory (无线网络规划定义的“TSL available for PS”).
· Maximum Abis Data Rate Reduction (通常由无线规划决定而且通常要求尽可能低, 例如 0.1%,);
· EGPRS Dynamic Pool可用的timeslots;
· Maximum EDAP Sharing probability 需要客户确认 (要求尽可能低, 例如 5%);
· 被选PCM 帧连接TRXs数目;
· 使用的TRX signalling 类型;
· ET_PCM (E1/T1) utilisation, 或称为 Safety Margin, 与客户确认,不可以使用 PCM100% 的利用率 (例如:使用80-90 %);
下面我们用案例来探讨EDAP规划与用户感知度的相关问题。下面为某基站（4＋4＋4站型）的规划过程。,下图为规划前的BranchingTable情况：
图5 规划前BranchingTable
第二步，确定需要规划的EDAP尺寸，按照上文描述的考虑因数计算得到需要4TSL，规划如下图，将EDAP放置入BranchingTable后，新增一个E1。
图6 规划后BranchingTable
以下为进行定点HTTP下载测试的情况：
模式
EGPRS激活SiteIDCellID实时文件传输速率(kbps)
Y4504501131.1
Y4502141
Y4503100.4
表1 EGPRS测试实时文件传输速率比较
其次，PCU的详细规划，是将空口和Abis接口的资源(GPRS和EGPRS数据信道)映射到PCU，然后调节到移动性和吞吐量要求都比较满意为止。规划的原则主要考虑三方面：第一，在一个BSC中的 PCU负载均衡，即各中各个PCU的负荷都比较一致；第二，PCU负荷要适当，以保证 PCU负荷不超过限制增加 EDAP 和 GPRS 时隙，导致网络性能的下降，也不会过低的负荷，导致过低的利用率。第三，地理上相邻的站点归属于同一个PCU，改善网络的移动性，减少Inter-PCU小区切换，扩大 Intra-PCU 小区切换。:较高的Inter PCU 切换会导致非常低的吞吐量，同时也造成系统较高负荷PCU，带来低的吞吐量和数据时延移动性。
以下是一个PCU规划前后比较的案例，下图中每个点代表一个站，每个点的不同颜色代表属于不同的PCU。在规划前，可以看到PCU负荷不均衡，而且有超过负荷的现象，站点不能成簇，相邻站点的属于不同的PCU，路测的结果70 kbps，EGPRS 性能较低。从规划后的图中可以看到， PCU负荷实现了均衡，而且不超过PCU的限制负荷，站点实现了“簇”，同一个站的不同小区归属于同一个PCU，路测测RLC层 吞吐量达到120kbps，可见PCU规划是否合理与EGPRS性能和用户感知的关系。
图7 PCU 规划前
图8 PCU规划后
同样地,我们继续举出下列例子,PCU的规划调整对图铃下载应用的影响。下图表示的是（E）GPRS数据下载过程中,如果遇到小区重选,下载速率的变化曲线图和影响的时长.以55Kbyte下载文件为例,在正常没有小区重选的情况下，GPRS图铃下载速率在2.2kBytes/s左右，一次小区重选时长在4~8秒，而在正常情况没有小区重选情况下一个图铃下载需要25秒，所以发生小区重选速率会下降10%~30%（大约降低0.21kBytes/s~0.66kBytes/s,速率降低到1.54kBytes/s~2kBytes/s）,文件越小,重选占下载总时间的比例越大,因此小文件受重选影响更大,速率降低越多。
图9 小区重选对图铃下载的影响
下图是经过优化的测试线路NSEI分布，可以看到测试线路所有小区归属在6个NSEI下，NSEI沿测试线路均匀分布。NSEI优化必须考虑到PCU的负荷均衡和PCU容量限制，不均衡或超过容量限制将造成图铃下载数据传送不稳定。
图10-1 规划后NSEI分布图
图10-2规划调整后速率的提升
再次，EGPRS的引入会带来Gb带宽需求的增加，Gb规划需要考虑各BSC下的原有GPRS业务流量和新增的EGPRS业务流量，BSC所配置的PCU单元数量，以及SGSN中的Gb接口容量等因素，合理优化配置Gb的个数。一般来说,Gb 接口需要考虑能支持忙时的业务量，同时也要考虑支持短时间内峰值的业务量。
具体的规划过程，首先是需要统计归属与规划后的PCU相应的小区对应的业务流量，根据图11中EGPRS用户渗透率与流量变化的关系，推算规划后PCU的流量。然后将流量转换为64kbps的GbLink数目。
图11 Gb规划示例
最后，EGPRS开启后对核心网影响的评估，是对于流量增加后，考察新增流量对原来核心网的影响程度。主要涉及SGSN网元和PAPU单元，对于网络新增的流量，没有调整的PAPU配置导致终端用户的不良感受，也需要加以关注。具体的做法是，在完成Gb规划后，根据SGSN中PAPU单元的处理能力，在考虑一定利用率，如70%的条件下，估算是否需要增加相应的PAPU单元。
图12 核心网PAPU评估举例
四、 EGPRS网络未来规划的一些思考
对于未来EGPRS网络的整体规划，除了按照既定的发展策略的规划，逐步实现全区的覆盖，进一步，对于开通EGPRS地区的网络，可以考虑引入网络控制小区重选-NCCR。NCCR的益处在于：更有效的资源分配:，更好地控制MS，防止GPRSMS接入EGPRSTRX，使EGPRSMS获得更好的吞吐量，使EGPRS MS在EGPRS TRX留更长的时间。NCCR的主要特点是，当MS执行小区重选时，NCCR功能促使网络去控制资源分配。NCCR功能不影响小区重选时延，功能的实现与PBCCH的实现与否无关。
从无线规划方案的选择而言，从远期看，根据网络发展情况逐步考虑使用Segment规划方式，即设置EGPRS独立载频的方式开通EGPRS,把EGPRS和GPRS TRX 分别放在不同BTS 中，通过NSN 系统内部算法，在数据用户接入时，根据TBF 类型，选择合适的BTS 建立业务，从而尽可能的避免GPRS 和EGPRS 用户复用对性能造成的影响，可以在一定程度 上分离GPRS和EGPRS业务，特别对于GPRS业务仍然较多，EGPRS也业务还在发展中的情形， 有利于EGPRS用户的性能提升。
五、 结语
EGPRS作为GPRS到第三代移动通信的过渡技术方案，采用现有的GSM频率外，同时还利用了大部分现有的GSM设备，只需对网络软件及硬件做一些较小的改动，就能够使运营商向移动用户比较高性能的数据业务。在部署EGPRS业务时，从整体规划的角度如何考虑提高用户对数据业务的感知度，需要对于EGPRS网络涉及的每个环节，从端到端的规划思路出发做好EGPRS的整体规划工作，从规划初期制定比较完善的网络发展策略，在具体规划的每个细节结合用户的感知度，从而体现整体规划的实际效益。
参考文献
1 通信世界，电信技术名词解释：EGPRS技术详解
2 福建移动通信网络无线优化专业知识汇编,2006年11月
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