LTE网络寻呼容量评估

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LTE寻呼容量及参数设置

eNB 上，寻呼相关的参数有两个，作为广播消息在SIB2 中传递给UE ：其中defaultPagingCycle 即T，决定DRX 周期即寻呼周期，单位为rf（无限帧，10ms ），取值范围是32 、64、128 和256 。

值越大，RRC_IDLE 状态下UE 的电力消耗越少，但是相应的，寻呼消息的平均延迟越大，接通的时延也越大。

nB 表征寻呼密度，取值范围是4T 、2T 、T、T/2 、T/4 、T/8 、T/16 、T/32 ，图中oneT 表示每个无线帧有 1 个子帧用于寻呼，如果设置为T/32 则表示每32 个无线帧有 1 个子帧用于寻呼，该值决定了LTE 系统的寻呼容量。

nB 的取值表征寻呼组的数量，如T 取值128 ，nB 取值T，则相当于将所有的用户分为128 个寻呼组，如果T 取值64，nB 取值T/4，则分为16 个寻呼组，寻呼组越多，每个组中用户数量越少。

LTE 寻呼在物理信道PDSCH 信道传输，每个寻呼信道最多可以寻呼16 个用户，根据nB 的取值，可以计算出小区的寻呼容量：由于移动通信寻呼的突发性，一般要求网络的寻呼负荷不超过50% 的寻呼容量，因此，在进行网络规划、参数规划的时候，需要考虑综合TAC 、用户分布等因素，规划寻呼参数：一般情况下，LTE 小区寻呼参数建议设置：–T=64 或者128 ，nB=T此时，寻呼周期640/1280ms ，寻呼容量：1600 次/秒特殊场景（如大型活动、比赛现场），需要对某些小区的寻呼参数进行优化调整，可以采用的方案如下：–n B：增大nB ，提高小区寻呼容量，减少寻呼拥塞，如nB→2T/4T–T：T 值越大，寻呼时延越长，寻呼组增加，每个寻呼信道中的用户越少，反之寻呼时延缩短，每个寻呼信道用户增加，可能导致某个时刻一个寻呼组寻呼的用户超过16 个，反而增加的寻呼时延，因此，可以根据实际用户的数量，调整T 值。

一种LTE网络利用率评估与扩容方法

LTELTE 网络是目前移动通信领域中广泛应用的一种技术，具有高速、高效的优点。

随着用户的不断增长和多样化的需求，LTE 网络的扩容也成为了建设和运营公司需要面对的重要问题。

在此背景下，评估和优化LTE 网络的利用率显得尤为关键。

本文介绍了一种LTE 网络利用率评估与扩容方法，旨在为建设和运营公司提供参考，以期对LTE 网络的优化和升级工作产生帮助。

一、LTE 网络利用率评估1.1 KPI 指标LTE 网络中常用的关键绩效指标(KPI)有：业务量(Traffic Volume)，用户体验(User Experience)，信号强度(Signal Strength)，容量利用率(Capacity Utilization)等。

其中容量利用率是评估系统负荷的重要指标，可以反映系统负荷与系统容量之间的比例关系。

容量利用率的计算公式为：容量利用率= 繁忙时占用小区资源数量/ 小区资源总数量。

1.2 数据采集为了评估网络的容量利用率，需要通过数据采集的方式获取网络的KPI 数据。

数据采集方式主要分为被动和主动两种方式。

被动采集需要在系统中安装特定的探针或者抓包软件，但是能够获取包括数据下载、上传、信令等在内的全方位数据，可以得到更加精确的数据结果。

主动采集则需要通过特定的测试工具或者设备模拟用户的行为，获取对应的数据，它对网络应用的影响较小，但是不能全面反映网络状况。

1.3 判定标准在实际应用中，往往通过简单的数学方法或者数据分析软件来对采集的数据进行处理，以得到较为准确的容量利用率数据。

在容量利用率数据的评估过程中，还需要结合系统的实际情况来对数据进行判定，确定系统的运行是否符合要求。

一般采用的标准为：容量利用率低于60% 为正常运行，60%~80%视为有一定压力但仍可支持，80%以上则说明系统出现了严重的性能问题，需要进行扩容。

二、LTE 网络扩容方法2.1 容量扩展LTE 网络的容量可通过以下几种方式进行扩展：( 1)增加基站投入运行:增加基站可以增大覆盖区域和信道数量，从而增加系统容量。

LTE网络寻呼容量评估

L T E网络寻呼容量评估 Revised by Petrel at 2021LTE网络寻呼容量评估目录1概述....................................................................................................................................................TAC介绍.....................................................................................................................................TAC区约束条件 ......................................................................................................................... 2TAC寻呼能力分析 ..............................................................................................................................核心侧MME分析 .........................................................................................................................无线侧空口分析 ....................................................................................................................... 3现网分析............................................................................................................................................ 4TAC调整建议......................................................................................................................................1概述1.1TAC介绍LTE网络现行寻呼策略为：精准寻呼+普通的寻呼，即UE上次驻留的eNodeB发起寻呼->精准寻呼2S响应超时寻呼下级，最近TAC ->精准寻呼2S响应超时寻呼下级，TAL->精准寻呼2S响应超时重新寻呼， TAL ->寻呼6S超时后重新寻呼，TAL ->寻呼6S超时后寻呼失败。

VOLTE容量估算方法

1、影响VOLTE容量因素VoLTE是上、下行对称业务，对于TDD系统来说，单小区的容量取决于子帧配比。

中国移动TD-LTE当前主要采用3:1，下行资源比上行资源数目多，VoLTE业务是上行容量受限。

因此，VOLTE容量估算用上行进行评估。

2、PUSCH资源需求计算20M带宽上行100RB，假设PUCCH占用16RB，PRACH配置周期为10ms，占用6RB；考虑IBLER为10%时，只有90%的资源可以用于初传，PUSCH资源计算如下：（（100-16）*4-6*20/10）*（1-0.1）=291 （按照20ms调度周期计算）每个用户调度需要的RB数与该用户的数据包大小、MCS有关；假设数据包大小不变,要得出RB需求，必须先确定用户采用的MCS；如：用户SINR为20dB以上时，MCS选24；SINR在5dB~12dB时，可以选中间的MCS 18；SINR在0dB~-3dB时选中间的MCS 5。

每用户的RB数=MAC层数据报文大小/ MCS对应的频谱效率/ 144。

其中频谱效率为每个RE采用对应的MCS时能够承载有效数据的效率，如：MCS=24时，频谱效率为3.72，AMR 23.85k语音包20ms调度周期时MAC层包大小为584，则每语音包的RB数=584/3.72/144=2；静默帧MAC层包大小为144，则每静默帧的RB数=144/3.72/144 =1；假设语音激活比为0.5，则每用户的平均RB数=2*0.5+(1*0.5)*20/160=1.1。

3、CCE资源需求计算3/8子帧存CCE同时要调度上、下行资源，假设CCE资源分配比例为上行:下行=10:1。

3/8 子帧总共的CCE总为84，公共信令占用16个CCE，可用于上下行调度的CCE数为68. 因此，3/8子帧上行CCE数量=68*(10/11)=61，考虑存在重传占用的CCE约占10%，上行可用的CCE为54VoLTE动态调度周期为20ms时，则20ms内上行可用的CCE总数为：54*2*20/10=216 4、VoLTE用户数估算4.1用户分布VoLTE用户数与用户的位置分布有关。

TD-LTE 基站寻呼容量计算方法

TD-LTE 基站寻呼容量计算方法1计算方法1.1输入参数计算1、业务模型参数根据业务模型计算忙时每用户呼叫次数，例如可假设为2.5次。

2、覆盖区的用户数根据目标区域特点设置用户密度，例如可设置为表1-1。

表1-1典型区域用户密度3、计算单小区寻呼用户数单小区寻呼用户数计算公式为单小区寻呼用户数=覆盖面积*用户密度*运营商渗透率*业务渗透率其中覆盖面积S ，R为小区覆盖半径，对应站间距为1.5R。

例如，如果站间距为400m，则单小区覆盖面积为0.13856平方公里，假设目标区域为商用区，则用户密度25,000个/平方公里，运营商渗透率设为0.8，业务渗透率设为1，则密集城区内单小区寻呼用户数=0.13856×25000×0.8×1=2772按照以上假设，单小区可能发生的寻呼次数为2772*2.5=6930次/小时，折算到秒为6930/3600=1.925次/s。

1.2根据配置获取每小区每秒支持的最大寻呼数根据3GPP 36.331，一个子帧中寻呼的UE最多为16个。

计算不同Nb配置下的寻呼个数，1s寻呼的UE个数/小区=1000/10×PO×16，各配置下每小区每秒支持的最大寻呼数见表1-2。

表1-2各配置下每小区每秒支持的最大寻呼数nB配置为T/2和T时，单小区每秒支持的最大寻呼UE数分别为800个和1600个。

1.3根据配置获取每小区每秒支持的最大寻呼数统计TA List内的小区数，获取TA List内每秒寻呼用户数，即每秒内TA List的首次寻呼次数=TA List内小区数×单小区寻呼用户数假设一个TA List内包含150个小区，则每秒内TA List的首次寻呼次数为1.925×150=288.75。

根据需要发起二次寻呼的用户比例，即可计算每秒TA List内需要发起的寻呼数，即TA List内需要发起的寻呼数=每秒内TA List的首次寻呼次数×(1+发起二次寻呼的用户比例)例如，如果发起二次寻呼的用户比例为5%，则为288.75×(1+5%)=303。

LTE容量估算

会展中心2号展厅容量估算整个容量估算思路如下：1、首先估算展厅的TD-LTE用户数；2、估算单个TD-LTE用户的吞吐量；3、由1和2计算出展厅的网络总吞吐量；4、计算2号展厅单个小区的吞吐率；5、由3和4计算展厅所需小区数目。

1.TD-LTE用户数2号展厅面积7500平方米，假设用户密度（用户/10000m2）为，中国移动的占有率为65%，预估到2016年TD-LTE的渗透率为40%，则该展厅的TD-LTE总用户数为：TD-LTE用户数=7500××65%×40%=1952.单个TD-LTE用户的吞吐量用户的常用业务类型如下所示：9Email10P2P文件共享由于国内目前尚无TD-LTE用户行为的模型，这里采用国外密集城区LTE用户的行为模型去估算LTE用户的业务模型。

上表中的业务模型参数，值的设定基于已建网络的经验值：会话时长：每个PPP会话的持续时间长度；会话任务比率：每个PPP会话的数据传输率；BLER/PER：块误码率/包误码率（Block Error Rate/Packet Errorrate）；承载率：业务应用层（IP）承载率；吞吐量 / 会话(kbit)＝PPP 会话时长(s) × PPP会话任务比率×承载率(kbps)×[1/(1－BLER)]上表业务模型参数，值根据市场以及业务部署策略设定，并且是由运营商决定的。

穿透率：业务类型比例BHSA（ Busy Hour Session Attempts for single user）：单用户忙时会话尝试单用户吞吐量（IP层）= ∑(吞吐量 /会话)× BHSA ×穿透率×（1＋峰均比）/3600 (Kbps) 在网络中，我们应该为突发业务保留一些余量，即峰均比的考虑，下面是常见场景的峰均比参考值：则单用户的吞吐量如下所示：本会展厅单用户吞吐量为上行，下行。

5、广东4G网络寻呼负荷评估与高负荷梳忙方法浅析

4G LTE网络寻呼负荷评估与高负荷梳忙方法浅析2019年9月目录4G网络寻呼负荷评估与优化方法浅析........................................................... 错误!未定义书签。

1.前言 (2)2.4G网络寻呼现状 (2)3.4G网络寻呼基本原理 (3)3.1 4G寻呼触发原理 (3)3.2 MME触发寻呼 (3)3.3 eNodeB触发寻呼 (4)4.4G网络MME寻呼负荷评估方法 (5)4.1 MME寻呼负荷评估方法现状 (5)4.2基于RRC连接的精细化MME寻呼负荷评估 (5)4.3基于寻呼话务模型的精细化MME寻呼负荷评估 (6)5.4G网络寻呼高负荷影响与优化举措 (8)5.1 4G网络寻呼高负荷影响 (8)5.2 4G网络寻呼高负荷优化举措 (8)6.结束语 (9)【摘要】随着中国电信正式运营4G网络，4G用户数和业务量一直呈现高速增长，部分核心网网元负荷高出现CPU过载，影响网络稳定性与用户感知。

针对该情况，本文对4G网络寻呼负荷基本原理、评估方法、寻呼高负荷影响与优化方法研究，并对总结输出两种基站级精细化MME寻呼负荷评估方法，目前已在本地网中应用该方法实施寻呼负荷评估试点与验证，结果验证可行。

【关键字】4G网络、寻呼负荷、MME寻呼量、基站级【业务类别】优化方案1.前言2019年5月广东电信随着用户增加和话务模型的变化，MME设备负荷同步升高，并在业务忙时核心网某些特定单板出现“ALM-1005 单板CPU过载”告警。

为提升网络稳定性，今年进行全省了TAC划小以减轻核心网负荷。

而对于TAC负荷与优化，集团前期下发的“TA边界划分与CDMA网络现网LA边界一致”，已无法适用于LTE网络。

基于上述情况，本文对4G网络寻呼负荷基本原理、评估方法及寻呼高负荷影响研究，并对TAC高负荷优化方法进行总结梳理。

2.4G网络寻呼现状从下图可以看出部分单板CPU比其他单板平均高15%~20%左右，在其他单板轻载的情况下，已经超过80%，出现CPU过载告警。

lte容量估算(1)

1.TD-LTE用户数2号展厅面积7500平方米，假设用户密度（用户/10000m2）为，中国移动的占有率为65%，预估到2016年TD-LTE的渗透率为40%，则该展厅的TD-LTE 总用户数为：TD-LTE用户数=7500××65%×40%=1952.单个TD-LTE用户的吞吐量用户的常用业务类型如下所示：0共享由于国内目前尚无TD-LTE用户行为的模型，这里采用国外密集城区LTE用户的行为模型去估算LTE用户的业务模型。

3.网络总吞吐量网络吞吐量（IP层）= 总用户数×单用户吞吐量（IP层）由前面的计算可知，TD-LTE总用户数为195人，则：上行网络吞吐量（IP）层=195×=2106kbit=下行网络吞吐量（IP）层=195×=8736kbit=4.单个TD-LTE小区的吞吐量会展中心使用2320~2370MHz频段，业务子帧按照3:1配置，特殊时隙按照10:2:2配置，MIMO方式为2×2，两个天线端口，在计算时考虑小区满负荷时，PDCCH占用每个下行子帧的前3个符号，此时前三个符号内已经包含PDCCH，PHICH，PCFICH和部分CRS，每个子帧中剩余的CRS占用1200个RE。

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LTE网络寻呼容量评估
目录
1概述
1.1TAC介绍
LTE网络现行寻呼策略为：精准寻呼+普通的寻呼，即UE上次驻留的eNodeB发起寻呼->精准寻呼2S响应超时寻呼下级，最近TAC ->精准寻呼2S响应超时寻呼下级，TAL->精准寻呼2S响应超时重新寻呼， TAL ->寻呼6S超时后重新寻呼，TAL ->寻呼6S超时后寻呼失败。

注：若UE在一个eNodeB下的驻留时间小于2分钟（eNodeB粘性时长），MME将跳过该UE对应的寻呼规则中“最近eNodeB”的寻呼范围，直接跳转到下一级范围（TAC或TA List）进行寻呼。

TAC区作为LTE网络寻呼过程中重要的一环，配置即不能过大也不能过小：
过大：会导致核心侧、无线侧资源消耗过大，引起过载、挤占业务信道资源或需要的配置过高问题。

过小：会导致TAC级寻呼成功率偏低、从而触发过多不心要的TAC List级寻呼，并导致TAC编号资源紧张。

1.2TAC区约束条件
TAC区最大寻呼能力需要考虑以下2方面的约束条件：
1、核心侧MME现网配置条件下的寻呼能力。

2、无线侧寻呼对空口资源占用合理比例下的寻呼能力。

2TAC寻呼能力分析
2.1核心侧MME分析
核心网进行TAC合并的条件是，一个TAL下挂基站数量不超过150，否则在用户数突增情况下可能造成MME侧设备的负荷问题。

TAL下TAC数量减少对核心网设备负荷的影响在5%左右。

统计现网TAL下挂基站数目情况，150个基站以上的TAL数目达到53个，其中衡水最高达到一个TAL下面825个BBU（TAL:18929），部分过大的TAL需要进行分裂后再进行TAC合并。

按照现网TAL的基站容量对TAL进行了级别分类，建议分批次进行TAL裂分：
2.2无线侧空口分析
LTE寻呼信息主要由PDSCH（业务信道）承载，因此PDCCH容量无压力，重点分析PDSCH能力如下。

目前现网配置：
1、寻呼周期为秒。

2、寻呼标识采用S-TMSI（每用户占用约42bit）。

3、每寻呼子帧（每10ms）最大可寻呼16个用户。

因此推算现网配置下：
1、寻呼能力为1600次/秒。

2、寻呼占用RB数为：2700个/秒。

3、寻呼PRB占用率为：
建议：
由于目前L800M与共TAC，如果考虑3MHz带宽：
寻呼PRB占用率最大为10%时：888次/秒。

3现网分析
1、XX厂家区域TAC下挂BBU数量情况如下，最大为430个，平均为59个；峰均比。

2、XX厂家区域TAC寻呼次数情况如下，最大为337次/秒，平均为115次/秒；峰均比。

3、分析：
由上两图可知，现网TAC寻呼负荷不仅仅与下挂BBU数量有关，还与业务量相关；现网目前寻呼负荷峰值为空口极限的38%（337/888）。

4TAC调整建议
1、仅考虑无线侧空口能力
可根据现网TAC寻呼负荷，针对峰值负荷小于20%空口极限的TAC进行合并调整。

2、综合考虑无线侧空口及核心侧能力
考虑现网部分地市存在TAL下挂基站过多的现象，建议优先对过大的TAL进行裂分，再进行TAC 的合并操作。