摘要：移动通信网络载频自动调度是基于话务统计指标和小区资源配置，实时评估各个基站小区当前和下一时段的载频启用数量是否合理，并自动生成针对载频资源的最优的调度方案，生成网络OMC可识别的调整指令并完成自动传送，实现针对小区载频的自适应调整。通过该方案可最大限度提升移动网络载频License资源的使用效果，增大无线网络容量，减少载频间的干扰，减少运营商的资源投入。该方案适用于GSM网络和TD-SCDMA网络。
关键词：载频；多密度载频；载频
中图分类号：TP212.9；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）12-0238-03
1背景
移动通信网络内的业务量具有随时间、手机用户移动变化的特点，具体表现为各个基站小区的话务量和数据流量周期性波动和区域性变化，经常导致基站小区的资源利用率和无线接入性出现问题，进而造成资源浪费或者资源不足导致拥塞。为了解决这个问题，运营商一方面可以适度增加高业务基站小区的载频配置来避免拥塞，但同时增大了闲时的资源浪费且增加了网内干扰；也可以通过网络优化工作定期调整基站小区的载频配置，但是人工调整的准确性和实时性远不能适应复杂网络内业务波动和移动的特点，不能有效解决好这个问题。移动网络基站小区的无线资源的静态配置与手机用户业务量动态变化之间的矛盾主要体现在如下几个方面：（1）复杂庞大的网络结构：现在的移动通信无线网络由百万个基站构成，覆盖的区域和用户分布场景也是各不相同，小区载频调度需要考虑手机用户业务在多网络间和不同场景的负荷分担问题。（2）多变的用户业务需求：手机用户不断在网络中移动，各类业务在时间及空间上的变化存在一定的规律性，需要采用软件进行大数据分析，才能确定针对各类业务需求的合理的网络资源调度方案。（3）冗余载频干扰和无用消耗：移动通信业务主要分为语音业务与数据业务，实际网络中两种业务在不同时段存在以下几种情况：语音业务忙数据业务忙、语音业务忙数据业务闲、语音业务闲数据业务忙，语音业务闲数据业务闲。而在基站建设过程中，小区的载频数量都是按照当时的最大业务量配置，所以当业务闲时冗余载频比例较高，整体网络干扰较大且耗电严重。（4）设备厂家对载频License限制：当前移动网络中多密度载频已广泛应用，设备厂家对载频资源的控制方式由原来的硬件限制升级为License软件限制。想要解决好小区载频数量与业务量波动的适配问题，我们借鉴网络优化工作中对载频配置进行人工调整的策略和方法，考虑到既然基站小区的载频开启数量可以通过远程集中控制，尝试将人工调整工作以软件方式自动高效率实现。提升载频License资源利用效率，改善手机用户接入性感知，降低空闲载频干扰，节能减排。
2方案介绍
该方案将全面管理GSM/TD-SCDMA网络内小区载频资源，实现各网络制式下小区载频的自动化调度。通过采集能够反映网络内小区载频分配和使用情况的信息，评估分析无线网络内每个小区对载频的需求情况，在保证总体载频Li-cense数量不增加的前提下，通过调度空闲小区的载频给缺少载频的忙小区，以拆闲补忙的方式，充分提高无线网络的业务承载水平。解决方案关注网络整体运维的PQEE，挖掘Potential（潜能）、改善Quality（质量）、提高Efficiency（效率）、降低Energy（能耗）。（1）挖掘潜能：该方案通过对全网小区的业务量分析和预测，计算出每个小区在各个时段对载频的需求数量，形成对网内小区载频的调度方案，并自动完成调整，充分挖掘网络现有资源的潜能。（2）改善质量：通过对小区载频的自动调度，不但能够在不增加License总量的前提下改善拥塞小区的接入性，提高无线网络业务承载量，还可以通过回收空闲小区内多余的载频Li-cense，关闭多余的载波，减小网内干扰，提高业务质量水平。（3）提高效率：通过实时采集小区的性能统计指标，分析各个小区的载频配置数量是否合理，并自动实施调度调整。对全网小区的分析调整的时间粒度为1h一次，而人工执行这项工作通常需要一个月的周期，相比之下大大提升了载频调度和License利用的效率。（4）降低能耗：该方案对小区空闲的载频License资源的回收，能够使闲小区的多余载频减少工作时间，降低空载资源的能耗。该方案支持GSM/TD-SCDMA网络制式，适用的调度资源包括载频License资源、半速率License资源及EDGE信道License资源等。该方案基本架构如下图1。该方案的技术关键点如下：（1）小区业务量变化趋势和波动分析。该方案通过采集1h粒度的业务性能统计指标，根据长时间的（3个月内）历史统计数据，分析和预测每个小区1天内24h的业务负荷情况，以及小区的未来一周内每天的业务变化趋势和波动情况。同时对节假日和工作日分别使用不同的24h业务分析模型。如上图2所示，根据历史统计数据对未来时段的业务量进行预测，并结合当天前几个时段的实际数据与预测数据的偏差对预测结果进行修正，得出较为准确的每个小区的未来各个时段的预测业务量。（2）分场景的业务模型分析，预测小区载频需求数量。该方案通过长时间（3个月内）的数据分析，将网内所有小区归类成不同的场景，按照不同场景建立业务模型，分析确定各种业务模型下达到最佳质量时小区业务量与载频配置数量的对应关系，然后根据各个场景的小区的预测业务量，按照该场景下对应的载频配置策略，确定每个小区需要的载频数量。（3）确定License总量控制下的载频调度方案。根据网络中各个网元配置的License数量以及网元下各小区的载频实际配置数量和预测需求数量，在载频License总量不增加的前提下，确定网元之间的License调度方案，以及网元下每个小区的载频资源调度方案。根据网内各个小区的载频当前实际配置数量和预测的下一个时段的载频需求数量，确定每个小区的载频增减数量。例如某个闲小区的载频License回收数量，或者某个忙小区的载频资源的增加数量，最终确定具体的网内各个小区的载频的调度方案。如图3所示。将各个小区对载频数量的增减方案编辑成既定格式的调整指令，发送至移动网络的OMC执行，完成对全网各小区载频的自动调度。
3方案软件实现
用软件实现该方案，关键应当实现四部分功能：网络数据采集、网络数据分析评估、载频调度方案生成、自动执行调度指令，具体软件实现步骤如下：（1）网络数据采集：采集GSM/TD-SCDMA各网络的载频资源分配、使用情况、业务量以及小区载频配置等数据，将这些数据存储到服务器中。载频资源数据采集根据调度的频度，采集并保存全网小区的小时粒度、天粒度的数据，载频资源数据和业务量数据应额外保存三个月。全网小区载频配置信息在每次调度前采集一次，以保证软件保存的当前小区配置信息为准确的配置数据。（2）网络数据分析评估：根据采集的GSM/TD-SCDMA各网络的业务量数据，包括话务量和数据流量，对网络中每个小区的载频资源的分配和使用情况进行评估，评估的原则为小区的载频配置数量应满足调度周期内最大业务量的需要。针对超忙小区分析计算所需的载频数量，增加相应的载频资源后保证调度周期内小区能够承载最大业务负荷；针对超闲小区分析计算多余的载频数量，减少相应载频资源后保证调度周期内小区仍能够承载最大业务负荷。最后输出网络中每个小区的当前载频实际配置数、下个时段需求数、需增加或可减少的载频数量。（3）载频调度方案生成：根据网络中每个小区的当前载频实际配置数、下个时段需求数、需增加或可减少的载频数量，计算出BSC/RNC内全部小区下个时段需要配置的载频总数。如果此数量不高于BSC/RNC载频License总量限制，则此调度方案有效。如果此数量高于BSC/RNC载频License总量，则需要进一步使用较低的Qos重新分析评估各个小区所需的载频数量，直到满足License总量限制为止。调度方案可根据需求按小时粒度和天粒度级别生成。（4）自动执行调度指令：根据生成的每个小区的载频调度方案，对每个超忙小区和超闲小区生成相应的载频调度指令（扩容指令或者减容指令），自动接入移动网络OMC并下发载频资源调度指令，将网内小区的载频实际配置更新为下个时段的需求数。整个方案的软件实现，通过外接无线运维网络的方式完成，硬件上通过服务器连接GSM/TD-SCDMA网络的运维系统，以既定的小时或者天的粒度，自动采集需要的统计数据和配置数据，并自动完成全网小区的载频调度。
4方案适用场景
该方案在如下各类场景可预期良好的应用效果，可以解决的问题类型如下表1：5软件测试效果在某移动运营商的支持下，分别在一个华为BSC和一个爱立信BSC对软件进行试用，如图4，效果如下：（1）切实实现了远高于人工效率的载频调度；（2）有效节省载频License资源；（3）显著改善了网络拥塞指标；（4）有效实现了节能。
5结语
移动通信网络内载频自动调度方案，基于长期话务统计数据分析和预测，实时评估全网小区当前和下一时段的载频资源配置是否合理，自动对不合理的小区进行载频调度，使载频License资源被最有效利用，提高运营商无线网络的业务承载能力。该方案通过软件实现后，测试结果表明：载频License使用总量大幅降低、无线拥塞数量显著减少、网络承载业务量增加、基站耗电降低。
作者：陈琨天 单位：大连市第八中学
