無線網絡網元割接性能和容量預測方法
【專利摘要】本發明公開了一種無線網絡網元割接性能和容量預測方法，是基于無線網絡背景的統計模型來評估與預測無線網絡中網元割接前后的性能和容量的方法。假設在月份是N-1的時候對無線網絡中的某個網元進行了割接，例如RNC或BSC從源交換機被網元割接到目標交換機，在月份是N-1時交換機的利用率用交換機話務量Yn-1表示，網元割接后，在月份是N時交換機的利用率用交換機話務量Yn表示，網元割接中，如果時，是網元割接的最佳時機。本方法計算出了網元割接之后網絡網元的性能和容量在未來的各個時間點如何變化，并且可以對比割接之前網元性能和容量的預測情況，從而決定本次割接是否對網絡的性能和容量提升有顯著的改善。
【專利說明】無線網絡網元割接性能和容量預測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于移動通信領域，特別涉及在無線網絡中，一種基于無線網絡背景的統計模型來評估與預測無線網絡中網元割接前后的性能和容量。
【背景技術】
[0002]在過去的15年中，中國的移動通信運營商正從傳統的2G移動通信網絡逐漸過渡到下一代移動通信網絡，尤其從2013年以來迅速的從從第三代網絡(3G)向第四代移動通信(4G)LTE(Long Term Evolution)升級。運營商在對用戶數量、網絡使用的增長預測方面積累了很多的經驗。由于移動互聯網的普及，移動運營商面臨著留住現有用戶，吸引新用戶及降低管理服務成本兩大挑戰。隨著指數級增長的數據流量、豐富的多媒體服務以及更大的服務范圍，移動運營商正面臨著無線網絡擁塞和更大服務覆蓋范圍的挑戰。隨著智能手機的普及和移動互聯網爆發式的增長，信令風暴和數據海嘯給當前3G網絡帶來了沉重的負擔。
[0003]無線接入是3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)網絡部署策略中的主要關鍵的技術，因為它與移動運營商最寶貴的資源——頻譜是緊密相關的。同樣，核心網(Core Networks, CN)在增強移動性、業務控制、移動網絡資源有效利用率和2G到3G/4G的無縫演進中也發揮著至關重要的作用。因此，網絡的演進需要向扁平化、全IPdnternet Protocol)化、簡單架構，并與第三代通信協議(3GPP)移動網絡的互通開放式接口的軟交換核心網過渡。
[0004]移動運營商正在尋找一種最佳的網絡拓撲結構，以最大限度地為用戶提高服務質量，并盡量減少對原有網絡的影響。因此，對于移動通信運營商而言一個新的挑戰就是如何防止無線網絡的擁塞和滿足由大量移動數據服務滲透導致網絡吞吐量快速增長的需求。
[0005]當然，最常見的解決方案是網絡擴容，即通過在現有的網絡中安裝更多的網絡基礎設施來改進移動網絡的規模和容量，然而這是一個高成本并且消耗大量人力物力的方法。因此，就無線網絡方面而言，為避免用戶增加而導致的小區擁塞或信道阻塞的最好的方法是通過增加無線基礎設施，例如全球移動通信系統(Global System for MobileCommunications, GSM)廣播域中的基站(Base Station, BTS)和基站控制器(Base StationController，BSC)，或者通用移動電信系統(UMTS)廣播域中的Node-B和無線網絡控制器(Radio Network Controller, RNC)，或者 LTE 網絡中的 E-NodeB，MMEjP SGW 等網元來提高無線網絡覆蓋范圍和容量。
[0006]對于一個GSM/UMTS/LTE無線域的拓撲結構圖，其中基站和Node B或者eNodeB是終端用戶訪問移動網絡的首要控制點。從小區站點邏輯考慮，BSC和RNC負責基站在無線域連接、控制和管理。特別是，根據3GPP TS25.401和3GPP TS23.002標準，UMTS (UniversalMobile Telecommunications System)中的無線域被稱為通用地面無線接入網(UMTSTerrestrial Radio Access Network, UTRAN),包括一個或多個無線網絡子系統(RadioNetwork Subsystem, RNS)。一個 RNS 包含一個 RNC 和一或多個 Node-B。同樣地,在 GSM 中的廣播域被稱為GSMRAN，包括一個或多個基站子系統(Base Station Subsystem, BSS)。BSS中包含兩種類型的網絡實體=BSC和BTS。BSC起著類似RNC中控制和路由呼叫基站的作用。在GSM中BTS作為小區站點用來訪問移動臺MS (Mobile Station)。網元割接技術旨在實現廣播域中對2G和3G的RAN的路由、負載和吞吐量的優化。
[0007]Oom, Jan 等人(2004)指出，對無線接入網絡(Residential Access Network, RAN)的小區站點網元割接過程需要很多手工操作的步驟，它是一個耗時耗力的任務，需要對廣播和傳輸網絡重新配置。以2G RAN為例子:一個小區站點網元割接需要執行以下操作:1)通過對源基站控制器(Base Station Controller, BSC)與目標基站控制器(Base StationController, BSC)的硬件配置比較來驗證目標基站控制器的硬件配置；2)通過對源基站控制器與目標基站控制器的注冊版本比較來檢查目標基站控制器中的基站收發信機(BaseTransceiver Station, BTS)相關軟件版本是否可用；3)從源基站控制器向目標基站控制器復制小區數據；4)從源基站控制器向目標基站控制器復制基站數據；5)從源基站控制器向目標基站控制器復制相鄰小區數據；6)在源基站控制器中創建新的外部小區數據，狀態為空閑；7)在目標基站控制器中創建新的外部小區數據，狀態為空閑；8)停止源基站控制器中的源小區；9)停止基站收發信機中的載頻(TransceiverJRX)資源；10)將源基站控制器和目標基站控制器中原先的外部小區數據設置為空閑狀態。在上述初步步驟完成之后，11)將基站收發信機的交換連接從源基站控制器移到目標基站控制器。網元割接過程繼續以下的操作:12)更新移動業務交換中心(Mobile Switching Center, MSC)的小區全球標識(Cell Global Identifier, CGI) ；13)將源基站控制器和目標基站控制器中新的外部小區數據設置為操作狀態；14)解鎖基站收發信機中的載頻資源；15)激活目標基站控制器中的目標小區；16)刪除源基站控制器中的小區數據；17)刪除源基站控制器中的位置數據；18)刪除源基站控制器中的鄰小區數據；19)刪除源基站控制器中原先的外部小區數據；20)刪除目標基站控制器中原先的外部小區數據。
[0008]核心網絡(Core Networks, CN)是當前移動通信網絡的心臟。CN和RAN通過GSM網絡中的 BSC 和 MSC 之間的 A 口或者 UMTS 網絡(3GPP TS25.413and3GPP TS25.415)中的 RNC和網關(Media GateWay，MGW)之間的Iu-CS接口緊密耦合。因此，在無線端由于網元割接帶來的路由、裝載和吞吐量的改變將會對GSM或者UMTS中核心網絡的性能造成一定的影響。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是基于遍歷移動通信網絡中網元割接所有場景，提供一種通用的數學模型用來計算和預測無線網絡網元割接前后性能和容量如何變化的方法。
[0010]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種無線網絡網元割接性能和容量預測方法，包括以下步驟:
(I)提取無線側網元割接前N-1個月的忙時試呼次數數據、中繼線數目，月份為1、2、…、N-1的忙時試呼次數分別為a1、a2、…、aN_i，中繼線數目分別為b1、b2、…、，假設在月份是N-1的時候采取無線側網元割接，RNC或BSC從源交換機被割接到目標交換機，交換機的利用率用交換機話務量表征:
Yk = NSKXErlangKS, (I) NSk為月份是K時服務區內用戶數，它是由移動運營商發展規劃決定的，Erlanglis表示每個用戶的平均話務量，它是由移動運營商定義的流量模型決定的；在月份是N-1時交換機話務量為Ylri ；
BHCABefore = an_! = CAPS X 3600 = ErlangX 3600/T = Ylri X 3600/T (2)
BHCABe;fOTe;表示網元割接前的忙時試呼次數,CAPS表示每秒嘗試呼叫數,T表示每次通話的平均時長，
從而得到網元割接前中繼線數目NTrank_B_為:
^Trunk-Before ^n-1
—Erlang/ (Lchannel X Nchannel) — Yrri/ (LchannelXNchannel) (3)
Lchannel表示業務信道的負載，通常是0.7占線小時/通道，Nchannel表示每個中繼線的信道數，Tl是24，El是30 ；
(2)在網元割接中，其RNC或BSC攜帶了RNC Tl中繼線和ERLsic流量，網元割接后，在月份是N時交換機話務量為Yn ；
【權利要求】
1.一種無線網絡網元割接性能和容量預測方法，其特征在于包括以下步驟: (1)提取無線側網元割接前N-1個月的忙時試呼次數數據、中繼線數目，月份為1、.2、…、N-1的忙時試呼次數分別為a1、a2、…、aN_i，中繼線數目分別為b1、b2、…、，假設在月份是N-1的時候采取無線側網元割接，RNC或BSC從源交換機被割接到目標交換機，交換機的利用率用交換機話務量表征:
Yk = NSKXErlangKS, (I) NSk為月份是K時服務區內用戶數，它是由移動運營商發展規劃決定的，Erlanglis表示每個用戶的平均話務量，它是由移動運營商定義的流量模型決定的；在月份是N-1時交換機話務量為Ylri ；
BHCABefore = an_! = CAPS X 3600 = ErlangX 3600/T = Yn^1 X 3600/T (2) BHCABe;fOTe;表示網元割接前的忙時試呼次數,CAPS表示每秒嘗試呼叫數,T表示每次通話的平均時長， 從而得到網元割接前中繼線數目NTrank_B_為:
2.根據權利要求1所述的無線網絡網元割接性能和容量預測方法，其特征在于:所述需要添加新的交換機的數目由下式得出:
【文檔編號】H04W24/06GK104010321SQ201410266919
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】歐陽曄, 程艷云, 王計斌, 閆興秀 申請人:南京華蘇科技股份有限公司