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(普通问题)
如何计算小区用户容量
提问者:
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问题答案
( 5 )
什么系统啊？
GSM的话，是载频数量*8-（BCCH-SDCCH-EDGE专业-其他预留）时隙数，再乘以目标设备利用率（或者设计负载门限），的到可用TCH时隙数量，再除以单用户忙时业务模型，得到小区承载用户数量。
WCDMA是下行功率受限、上行干扰受限系统，小区理论最大用户数是CE单元*载频数-公共信道开销，再除以单用户忙时，但实际上达不到这个数，都是下行功率达到目标受限条件或者上行干扰抬升达到目标受限条件。这个和用户到达基站的路损、周边用户的干扰贡献度等等随机因素有关，没法说具体数量。
TD-SCDMA更多容量特性接近TDD，对于对称时隙分配，也就是3：3分配的小区，其容量可以认为是：（载频数量*3*16）-1（PRACH_BRU）个可用信道，再除以单用户忙时
但是这并不是完整的，因为TD自身还具备cdma特性，所以当干扰较重、业务量重的时候，其cdma特性会超过TDD特性，成为受限条件，也就是变成类似WCDMA的干扰受限，从而达不到基于BRU计算的用户容量。
敲字累死我了T-T
GSM的话，是载频数量*8-（BCCH-SDCCH-EDGE专业-其他预留）时隙数，再乘以目标设备利用率（或者设计负载门限），的到可用TCH时隙数量，再除以单用户忙时业务模型，得到小区承载用户数量。
WCDMA是下行功率受限、上行干扰受限系统，小区理论最大用户数是CE单元*载频数-公共信道开销，再除以单用户忙时，但实际上达不到这个数，都是下行功率达到目标受限条件或者上行干扰抬升达到目标受限条件。这个和用户到达基站的路损、周边用户的干扰贡献度等等随机因素有关，没法说具体数量。
TD-SCDMA更多容量特性接近TDD，对于对称时隙分配，也就是3：3分配的小区，其容量可以认为是：（载频数量*3*16）-1（PRACH_BRU）个可用信道，再除以单用户忙时
但是这并不是完整的，因为TD自身还具备cdma特性，所以当干扰较重、业务量重的时候，其cdma特性会超过TDD特性，成为受限条件，也就是变成类似WCDMA的干扰受限，从而达不到基于BRU计算的用户容量。
敲字累死我了T-T
回答者：
kidmouse
回答时间：2009-05-10 11:23
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对于单一的电路域业务(话音、可视电话)，可以用爱尔兰B计算爱尔兰、信道数、呼损之间的关系。当计算混合电路域业务，有等效爱尔兰、后验爱尔兰、坎贝尔法，比较常用的是坎贝尔法。
坎贝尔法是将多个电路域业务等效到一种基本参考业务上，各种业务等效后的业务强度为：
j表示第j种电路域业务，r表示参考的基本业务。
坎贝尔信道表示为：
tj表示第j种业务的业务量，单位为爱尔兰。
在只有一种业务的情况下，坎贝尔信道等于业务强度。
小区坎贝尔信道数为：
，Nr表示参考的基本业务信道数。
小区坎贝尔容量通过爱尔兰B公式确定，表示为Tc=ErlangB(Nc，Gos)，Gos表示要求的呼损。
坎贝尔容量对应的用户数：
λj和ej分别表示第j种电路域业务的用户比例和单用户行为。
坎贝尔信道利用率则为ηc=Tc/Nc。
对于数据业务，可以利用剩余坎贝尔信道进行，根据平均延时要求和爱尔兰C模型，将剩余信道同上下行负载因子结合，计算能支持的上下行分组数据的平均速率。
坎贝尔法是将多个电路域业务等效到一种基本参考业务上，各种业务等效后的业务强度为：
j表示第j种电路域业务，r表示参考的基本业务。
坎贝尔信道表示为：
tj表示第j种业务的业务量，单位为爱尔兰。
在只有一种业务的情况下，坎贝尔信道等于业务强度。
小区坎贝尔信道数为：
，Nr表示参考的基本业务信道数。 小区坎贝尔容量通过爱尔兰B公式确定，表示为Tc=ErlangB(Nc，Gos)，Gos表示要求的呼损。
坎贝尔容量对应的用户数：
λj和ej分别表示第j种电路域业务的用户比例和单用户行为。
坎贝尔信道利用率则为ηc=Tc/Nc。
对于数据业务，可以利用剩余坎贝尔信道进行，根据平均延时要求和爱尔兰C模型，将剩余信道同上下行负载因子结合，计算能支持的上下行分组数据的平均速率。
回答者：
chendaji
回答时间：2009-05-10 12:50
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答：一、TD-SCDMA单载频小区信道容量计算
TD-SCDMA作为TDD模式技术，比FDD更适用于上下行不对称的业务环境，是多时隙TDMA与直扩CDMA技术合成的新技术。
同时，TD-SCDMA标准建议所采用的空中接口技术作为当前业界最为先进的传输技术之一，通过与智能天线技术、同步CDMA等技术的融合，形成了目前频谱使用率最高、成本最低的第三代无线网络技术。
现有TD-SCDMA规范主要是针对1个小区对应1个单载频的情形，空中接口对于无线资源的操作、配置都是针对1个载频来进行的。在Iub接口小区建立的过程中1个Cell只需配置1个绝对频点号。
如果1个基站配置了多载频，则每个载频被当作1个逻辑小区，每个逻辑小区各自独立地维护1套导引信息和广播信息。因此，当1个扇区有几个载频时，其容量应是几个单载频小区容量之和。随着TD-SCDMA规范的不断完善，将会推出多载频小区，其突出优势是仅在主载频上发射导引信息，有利于减少导频信号干扰，提高系统效率。
1 TD-SCDMA物理信道
TD-SCDMA系统的物理信道采用4层结构:系统帧号、无线帧、子帧、时隙/码。依据资源分配方案的不同，子帧或时隙/码的配置结构也可能有所不同。系统使用时隙和扩频码在时域和码域上来区分不同的用户信号。
TDD模式下的物理信道由突发（Burst）构成，这些Burst仅在所分配的无线帧中的特定时隙发射。无线帧的分配可以是连续的（即每一帧的时隙都分配给物理信道），也可以是不连续的（即仅有部分无线帧中的时隙分配给物理信道）。
除下行导频（DwPTS）和上行接入（UpPTS）突发外，其他所有用于信息传输的突发都具有相同的结构，即由2个数据部分、1个训练序列码和1个保护时间片组成。数据部分对称地分布于训练序列的两端。1个突发的持续时间就定义为1个时隙。1个发射机可以在同一时刻、同一频率上发射多个突发以对应同一时隙中的不同信道，不同信道使用不同的OVSF信道化码来实现物理信道的码分。
在TD-SCDMA系统中，每个小区一般使用1个基本的训练序列码。对这个基本的训练序列码进行等长的循环移位（长度取决于同一时隙的用户数），又可以得到一系列的训练序列。同一时隙的不同用户将使用不同的训练序列位移。因此，1个物理信道是由频率、时隙、信道码、训练序列位移和无线帧分配等诸多参数来共同定义的。
1.1帧结构
3GPP定义的1个TDMA帧长度为10ms。TD-SCDMA系统为了实现快速功率控制和定时提前校准以及对一些新技术的支持（如智能天线），将1个10ms的帧分成2个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms。每个5 ms的子帧由3个特殊时隙和7个常规时隙（TS0～TS6）组成。常规时隙用作传送用户数据或控制信息。在这7个常规时隙中，TS0总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息（在单载频小区，通常不承载业务），而TS1总是固定地用作上行时隙。其他的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行，以实现不对称业务的传输，如分组数据。每个子帧总是从TS0开始。用作上行链路的时隙和用作下行链路的时隙之间由1个转换点分开。每个5 ms的子帧有2个转换点，第一个转换点固定在TS0结束处，而第二个转换点则取决于小区上、下行时隙的配置，可位于TS1～TS6结束处。
1.2时隙结构
时隙结构也就是突发的结构。TD-SCDMA系统共定义了4种时隙类型，它们是DwPTS、UpPTS、GP和TS0～TS6。其中DwPTS和UpPTS分别用作上行同步和下行同步，不承载用户数据，GP用作上行同步建立过程中的传播时延保护，TS0～TS6用于承载用户数据或控制信息。
1.2.1DwPTS时隙
DwPTS时隙用来发送下行同步码（SYNC_DL），其时隙长度为96chip，其中同步码长为64chip，前面有32chip用作TS0时隙的拖尾保护。Node B必须在每个小区的DwPTS时隙发送下行同步码。不同的下行同步码标识了不同的小区，其发送功率必须保证全方向覆盖整个小区。按物理信道来划分，发送下行同步码的信道也叫做下行同步信道（DwPCH）。在DwPTS时隙没有码分复用，也就是说，该时隙仅有1个物理信道DwPCH。
1.2.2UpPTS时隙
UpPTS时隙被UE用来发送下行同步码（SYNC_UL），以建立和NodeB的上行同步。UpPTS时隙长度为160chip，其中同步码长为128chip，另有32 chip用作拖尾保护。多个UE可以在同一时刻发起上行同步建立。Node B可以在同一子帧的UpPTS时隙识别多达8个不同的上行同步码。按物理信道划分，用于上行同步建立的信道也叫做上行同步信道（UpPCH）。1个小区中最多可有8个UpPCH同时存在。
1.2.3TS0～TS6时隙
TS0～TS6共7个常规时隙被用作用户数据或控制信息的传输，它们具有完全相同的时隙结构。每个时隙被分成了4个域：2个数据域、1个训练系列域（Midamble）和1个用作时隙保护的空域（GP）。
1.3数据域
数据域对称地分布于Midamble码的两端，每域的长度为352chip，所能承载的数据符号数取决于所用的扩频因子。每一数据域所能容纳的数据符号数S与扩频因子SF的关系为：S×SF＝352。在TD-SCDMA系统中，上行方向SF可取的值为：1、2、4、8、16，其对应的S值为：352、176、88、44、22，而在下行方向，SF可取的值仅为1和16两种，对应的S值为352和22。
数据域用于承载来自传输信道的用户数据或高层控制信息，除此之外，在专有信道和部分公共信道上，数据域的部分数据符号还被用来承载3种类型的物理层信令：TFCI、TPC和SS，详见参考文献1。
2 TD-SCDMA单载频小区容量
2.1信道与BRU
在TD-SCDMA系统中，现有规范规定1个小区对应1个载频，1个信道就是载波、时隙、扩频码的组合，也叫1个资源单位。其中，1个时隙内由1个16位扩频码划分的信道有16个，它是最基本的资源单位，即BRU。1个信道占用的BRU个数是不一样的，1个RU（RUSF1）占用了16个BRU，1个RUSF8则占用2个BRU，通常1个语音业务信道需占用2个BRU，而在1个载波上，所能提供的BRU的最大个数是固定的。在每个RU中，即在1个常规时隙中含有2个数据符号字段，其中每个数据符号字段有352chip，则在1个RU中有352×2=704chip。当扩频因子为16时（对应1个BRU），在1个RU中所包含的数据符号数为704/16=44bit。如果采用QPSK调制方式，则在1个码道中所包含的数据比特数为44×2=88 bit；如果采用8PSK调制方式（此种调制方式一般应用于2M的业务），则在1个码道中所包含的数据比特数为44×3=132 bit。因为1个子帧的长度为5 ms，因此，当采用QPSK调制方式时，1个BRU的速率为88 bit/5 ms=17.6 kbit/s；当采用8PSK调制方式时，1个BRU的速率为132 bit/5 ms=26.4 kbit/s。
2.2多码道传输与单码道传输
在TD-SCDMA中，OVSF码的使用使得信道可以传输各种速率的数据：对于低速的数据可以采用较大的扩频因子（扩频增益大）；而高速的数据可以用较小的扩频因子（扩频增益小）。这样对于1个高速的（需要多个资源单元）承载业务，可以有2种信道分配方式：一是为该业务分配多个码道，其中每个码道都采用较大的扩频因子（较低的单信道数据速率），进行多码道传输，以达到较高的数据速率（如分配2个SF=16的码道）；二是仅为该业务分配1个（或者较少）码道，并使用较小的扩频因子（较高的单信道数据速率，如分配1个SF=8的码道）。
2.3时域集中分配与码域集中分配
对于多码道传输，也有2种不同的码道分配方式需要考虑：“码域集中分配”和“时域集中分配”，当然，也可以采用两者的结合。码域集中分配是首先将1个时隙内的多个码道集中分配给用户，如果该时隙内可用码道不够，再考虑分配其他时隙内的码道；而时域集中分配是同时将多个时隙分配给用户，但每个时隙可能分配更少的BRU给该用户。码域集中分配减少了每个时隙内的平均用户数，但由于在同一时隙可能同时需要多个码道，阻塞概率将高于时域集中分配原则。如下行128k数据业务，既可以使用每子帧1个时隙，每个时隙分配16个BRU（码域集中分配，简称方案一），也可以采用每个子帧2个时隙，每个时隙8BRU（偏向于时域集中，简称方案二）。假设系统能满码道工作，采用方案一，每个时隙平均可能有2个用户，而方案二则只可能有1个用户。同样，在系统不进行资源整合时，每个时隙有1个小业务量用户（譬如话音业务），则128k业务采用方案一的资源分配策略将被阻塞，而采用方案二则不会。同时，采用方案二，由于同一时隙支持的用户数较多，因此在空间上可以隔离，结合智能天线的波束赋形，小区内干扰较低，基于干扰的接纳控制时，方案二被阻塞的概率也降低了。从系统性能来看，时域集中分配总体上优于码域集中分配，但对RRM算法的要求和终端的设计要求也更高。因此，在覆盖受限的业务可以考虑时域集中分配，将所需的BRU分散到不同时隙，增大小区覆盖，而其他业务则主要考虑码域集中分配，降低RRM调度的复杂性。
2.4BRU需求量计算
在2G系统中，根据无线信道呼叫阻塞率指标和预测的话务量数据，可以直接查找ErlangB、ErlangC或PoissoN表得到所需的话音频道数。对应于TD-SCDMA系统，借助于爱尔兰呼损公式及计算表，也可以得到系统BRU的需求量，但计算相对复杂。下面通过1个实际的例子，介绍一下TD-SCDMA系统BRU需求量的计算方法。假设某城市支持的业务，同一种业务类型的不同速率有不同的业务ID，按不同业务处理。根据某种预测模型得到该区域的语音业务（业务1）为640Erl，业务2的通道速率为6400kbit/s，业务3的通道速率为10 666 kbit/s，业务4的通道速率为4 800 kbit/s；对于数据业务，在给定承载的前提下，可以将其转换成等效爱尔兰，即数据业务等效信道数=通道速率/承载速率，再查爱尔兰表，。要求的无线信道的呼叫阻塞率为2%。
根据不同业务的BRU分配方案，业务1每载扇需要2BRU，业务2和业务3每载扇需要8BRU，业务4每载扇需要16BRU。
业务量预期在3∶3时隙比例配置中，同1个载扇只能提供24个业务1的用户（3×16BRU每载扇/2BRU，即24用户每载扇），或6个业务2的用户，或6个业务3的用户，或3个业务4的用户。通过查找ErlangB表，得到在2%呼叫阻塞率时，1个小区支持的不同业务的等效爱尔兰数分别为：16.6、2.276、2.276和0.602Erl。通过简单的分析，该区域需要的载扇总数为：640/16.6+87.97/2.276+72.53/2.276+25.53/0.6=123，需要123个单载频小区。
3 TD-SCDMA多载频小区
考虑到单个TD-SCDMA载频所能提供的用户数量有限，要提高热点地区的系统容量覆盖，必须增加系统的载频数量。TD-SCDMA系统中，多载频系统是指1个小区可以配置多于1个载波频段的系统，并称这样的小区为多载频小区。
3.1TD-SCDMA多载频系统
为了提高TD-SCDMA单载频系统的性能，中国通信标准化协会（CCSA）在制定TD-SCDMA系统通信行标时，充分考虑了多载频系统的特殊性，在保持现有单载频系统规范最大程度稳定性的前提下，保持TD-SCDMA多载频系统的简单、易实现性。TD-SCDMA多载频系统将相同地理覆盖区域的多个小区（每个载频为1个小区）合并到一起，共享同1套公共信道资源，从而构成1个多载频小区。对TD-SCDMA多载频系统特作如下约定：
1个小区可配置多个载频，仅在小区/扇区的1个载频上发送DwPTS和广播信息（TSO），多个频点使用1个共同广播。针对每一小区，从分配到的n个频点中确定1个作为主载频，其他载频为辅助载频。在同1个小区内，仅在主载频上发送DwPTS和广播信息。
a）对支持多频点的小区，承载P-CCPCH的载频称为主载频，不承载P-CCPCH的载频称为辅载频。对支持多频点的小区，有且仅有1个主载频。
b）主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本Midamble。
c）公共控制信道DwPCH、P-CCPCH、PICK、S-CCPCH、PRACH等规定配置在主载频上，信标信道总在主载频上发送。至于UpPCH、FPACH在辅载频上是否使用，以及如何使用将有待进一步确认。
d）多时隙配置应限定为在同一载频上。
e）同一用户的上下行配置在同一载频上。
f）辅载频的TSO不使用。
g）主载频和辅载频的时隙转换点建议配置为相同。
3.2多载频特性对现有标准的影响
根据上述对TD-SCDMA多频载系统的约定，多载频特性将对单载频系统中的Uu接口和Iub接口标准产生细微的影响，见参考文献3。
3.3多载频系统的优点
在实际组网时，如果采用上述多载频系统方案，可以有效地降低对基站发射机功率的要求，特别是当1个终端处于小区交界处时，它将具有如下优点：
a）加快小区搜索。各小区由于仅在主载频上发送DwPTS导引信息，移动终端在进行小区搜索时，可有效地克服相同基站的相邻小区DwPTS，以及相邻基站的各个小区的DwPTS的干扰，从而提高终端接收导引信号的信噪比，加快移动终端的初始搜索速度。
b）简化终端测量。由于小区数量的减少，终端无需在多个邻近小区中陷入可能的复杂、难以判别的测量过程。
c）切换简单。当测量结果送到RNC时，简化的测量将导致切换判定上的易于实现，从而使系统负荷减轻。
二、WCDMA网络容量估算方法一览
1、概述
WCDMA网络规模估算是根据网络规划的覆盖目标、容量目标和质量目标得出满足需求的配置和设备数量的过程，一般包括覆盖估算和容量估算。由于WCDMA系统是一个自干扰和软容量系统，其覆盖和容量并非一成不变，而是与网络的干扰水平有关，其覆盖和容量相互影响，当网络负载较轻时，覆盖距离较远；当网络负载加重时，由于用户干扰功率上升，小区覆盖会自动收缩，因此需要从覆盖和容量两方面着手计算所需的基站规模。
覆盖估算方法对前向覆盖和反向覆盖进行估算，得到小区的覆盖半径，然后计算所需的基站数量；容量估算方法对前向容量和反向容量进行估算，得到小区的容量，然后计算所需的基站数量；最后取较大者作为系统所需的基站数量。
2、容量规划原理
WCDMA网络上行容量主要是干扰受限，下行容量主要是基站发射功率受限。当语音为主要业务时，容量为上行受限；当数据业务吞吐量达到一定比例后，容量转为下行受限。在2GCDMA网络中，语音为主要应用业务，其上下行业务流量较为对称，容量主要是上行受限，因此主要关注上行的容量计算。但在WCDMA网络中，数据业务的比重显著增加，且网络上下行的业务流量普遍呈现出不对称的特性，甚至有可能出现下行容量受限的情况，因此需要从上下行两个方向分别进行估算。
2.1上行容量规模估算
在WCDMA系统中，用户使用相同的载波，经过编码以后，每个信号成为其他信号的噪声(干扰)，因此每个信号都包含在由其他用户产生的宽带干扰背景中。为了接入一个呼叫，基站的接收信号必须达到业务解调要求的Eb/No。
第j个用户的Eb/No为：
(Eb/No)j=用户j的处理增益×用户j的信号功率/总接收功率(除去自身的信号)(1)
可将公式(1)简化为：
(Eb/No)j=(W/VjRj)×(Pj/Itotal-Pj)(2)
其中，W是码片速率(3.84Mchip/s)，Vj是用户j的激活因子，Rj是用户j的比特速率，Pj是来自用户j的信号接收功率，Itotal是基站处包括热噪声功率在内的总的宽带接收功率。从式(2)可知，用户信号要达到解调要求，其在基站接收端的接收功率应满足公式(3)：
WCDMA上行容量规模估算
(3)
定义一个连接负荷因子Lj，用来表示用户信号功率占基站总接收功率的比例：
WCDMA上行容量规模估算
(4)
则单个用户信号功率Pj可表示为：
Pj=LjItotal(5)
得到来自同一小区内的所有用户(N)的总接收功率为：
WCDMA上行容量规模估算
(6)
通常基站接收端的总接收功率由小区内用户干扰功率、小区外用户干扰功率和基站热噪声三部分组成，即：
Itotal=Pin+Pother+PN(7)
其中，Pin为小区内用户总干扰功率；Pother为小区外用户总干扰功率；PN为基站热噪声功率。小区外移动台的干扰不通过本小区基站进行功率控制，故其干扰大小难以确定。把来自其他小区的干扰与本小区干扰的比值定义为邻区干扰因子i，则i=其他小区干扰/本小区干扰。一般情况下，采用全向天线的宏小区邻区干扰因子为0.55，采用三扇区天线的宏小区邻区干扰因子为0.65。因此，基站的总用户接收功率为：
WCDMA上行容量规模估算
(8)
定义噪声抬升为基站总的宽带接收功率与噪声功率之比，即：
WCDMA上行容量规模估算
(9)
定义上行链路负荷因子ηUL为：
WCDMA上行容量规模估算
(10)
ηUL表示基站接收端用户信号功率占宽带总接收功率的比值，因此噪声抬升可表示为：
WCDMA上行容量规模估算
(11)
公式(11)反映了基站接收端由用户干扰引起的热噪声之外的噪声抬升，并可计算出3dB的噪声抬升对应50%的负荷因子，6dB的噪声抬升对应75%的负荷因子。通常网络规划假设上行负荷因子为50%，在单一业务的情况下，根据公式(10)可以求出每个小区所能提供的信道数，进而求出满足上行容量所需的总基站数。
2.2下行容量规模估算
在下行链路中，基站功率被小区内的所有用户共享。当基站总功率中没有多余的功率分配给一个新增用户时，空中接口就达到了容量限制，即当一个基站为使其全部用户正常运行而发送的总功率超过了基站的额定功率时，下行链路就达到了受功率限制的容量，因此下行容量受限于基站总的发射功率。与上行链路容量分析方法类似，下行链路容量分析的出发点仍是解调信号要求的Eb/No值。
2.3坎贝尔法
WCDMA网络是多业务并存的网络，对小区容量的估算不能简单地用纯语音业务来估算，不同业务的业务速率和所需的Eb/No不同，对系统的影响也不相同，因此目前一般采用混合业务来进行估算。混合业务的容量估算有等效爱尔兰法、后爱尔兰法和坎贝尔法，其中前两种方法都有一定的缺陷，而基于坎贝尔理论的混合业务容量估算方法将不同业务对系统负荷产生的影响等效为多个语音信道对系统负荷产生的影响，可计算出混合业务条件下，小区的复合信道数和复合爱尔兰数，因此可用该方法对容量规模进行估算。
坎贝尔法的基本原理是将所有业务按一定原则等效成一种虚拟业务，并计算此虚拟业务的总话务量，然后计算满足此话务量所需的虚拟信道数，进而折算出满足网络容量的实际信道数。坎贝尔模型的等效原理如下：
下行容量规模估算
(12)
其中，c是容量因子，v是混合业务方差，a是混合业务均值，ai是业务i的等效强度，Ci是业务i需要的信道数，OfferedTraffic是虚拟业务的业务量，Capacity是满足虚拟业务量需要的虚拟信道数。目前WCDMA网络容量规划多采用坎贝尔法进行估算，以下通过案例来阐述此方法的应用。
3、使用坎贝尔法进行容量规划的案例
本案例的容量规模估算仅针对WCDMA上行方向进行估算，由于上下行方向的原理相同，故在此不再对下行进行分析。
假设某地区业务模型数据如下：系统设计负载为50%，语音业务阻塞率为2%，邻区干扰因子为0.65，正交因子为0.6，城区面积为40.8km2。规划区域内业务的情况见表1。
表1某地区业务模型数据（上行方向）
3.1计算各种业务的强度
●语音：1
●低速数据：32×1×100.27/(12.2×0.67×100.5)=2.3
●高速数据：64×1×100.24/(12.2×0.67×100.5)=4.3
●视频：64×1×100.37/(12.2×0.67×100.5)=5.8
3.2计算均值、方差和容量因子
假设小区数为，则每个小区的混合业务量均值和方差分别为：
●a=(3000×1+400×2.3+100×4.3+5×5.8)/n=4381.39/n
●v=(3000×12+400×2.32+100×4.32+5×5.82)/n=7145.45/n
●容量因子为C=v/a=1.63
3.3计算虚拟业务量和虚拟信道数
OfferedTraffic=a/c=2687.969/n
因为变量n的存在，无法直接通过ErlB表查询小区的虚拟信道数，但是根据系统的负载要求，每个小区所能提供的等效语音业务信道数是可知的。反向容量计算见公式(13)：
计算虚拟业务量和虚拟信道数
(13)
根据公式(13)可以求出在50%以下的负载要求下，系统能提供的等效语音信道数是45。
计算虚拟业务量和虚拟信道数
(14)
根据公式(14)可求出虚拟信道数Capacity=(45－1)/1.63=26，查ErlB表，得出在2%阻塞率下，小区的虚拟业务量为18.38，由2687.969/n=18.38可得n=146，即146个小区。若采用三扇区的基站，则满足该密集城区的上行容量需要49个基站。
4、结束语
覆盖估算和容量估算为大致了解规划区域内的基站规模提供了依据。在覆盖估算和容量估算的结果中，覆盖估算所需的基站数量大于容量估算所需的基站数量，特别是在建网初期。一般情况下，覆盖估算的基站规模就是网络的规模。网络规模估算之后，就可以大致确定基站的数量和密度，利用专业仿真软件进行网络规模估算结果的验证工作。通过仿真来验证估算的基站数量和密度能否满足规划区对系统的覆盖和容量要求，以及混合业务可以达到的服务质量。
三、GPRS数据业务的无线容量
1 概述
一个系统的无线容量规划就是确定提供某项业务的无线信道数量。网络配置信道数量过少将导致业务拥塞，也导致业务收入的降低；配置信道过多将导致资源的闲置和浪费。因此配置合理的信道数量就是网络规划的重要工作之一。 GPRS的无线容量规划以前也有文献进行过探讨和阐述，但一般都是把数据业务折合成话务量（Erlang）后来计算PDCH的数量。作者认为这种计算方法存在一定的局限性，它没有充分考虑GPRS数据业务的特殊性，如PDCH信道的共享特性，数据业务允许适当的延时和重传特性等等。本文探讨一种新的GPRS无线容量规划思路，即根据GPRS用户数量、每用户吞吐量、重传比例和每PDCH信道承载速率几个要素来计算PDCH数量，并推导了计算公式。
2 GPRS规划流程
GPRS无线网络规划的一般流程如下图所示，其最终结果是输出满足语音和GPRS业务的BTS和TRX的数量。规划过程可以分成两大部分：覆盖规划和容量规划。本文仅探讨其中的容量规划部分。
实际的容量规划除了上述的数据业务规划外，还应该包含信令容量的规划。语音TCH容量规划比较成熟，本文不作探讨。
3 GPRS容量规划
现阶段各厂家在GPRS的实现方式上，PDCH由PDTCH＋PACCH＋PTCCH组合而成。PDCH信道除了需要承载用户数据外，GPRS Attach、GPRS Detach、PDP激活、PDP去激活、路由区更新等信令数据，以及GPRS短消息，也需要占用PDCH信道资源。
与语音业务不同，GPRS用户数据部分还有一部分用于数据包的协议头开销。
3.1 GPRS数据业务模型
3.2 PDCH承载效率
IP层的用户数据在经由PDCH无线信道传输之前需要分别由SNDCP、LLC、RLC/MAC封装打包，同时要增加数据包头和校验比特等开销。因此一个200字节的用户IP数据包最终在PDCH信道上传输的实际数据量要大于200字节。
每200字节的IP包在RLC/MAC层的开销（包括重传）约为20字节，这里定义为平均IP包开销。因此PDCH承载效率＝平均IP包长度/（平均IP包长度＋平均IP包开销）＝90％，包含开销的忙时每用户数据吞吐量为：180/0.91=200bps。因此在上述话务模型下，各种信令流程的数据流量为：16.5+1.5+271+2+76.5=368 Bytes。
由于上述信令与用户数据本身均需要在PDCH信道上传输，因此忙时平均每个用户所需IP吞吐量（Ave_throughput_per_user）为：200+368×8/3600=200.8bps。可见按照上述GPRS业务模型，信令流程对用户数据吞吐量的影响较小。为便于计算，下文计算中忽略信令对吞吐量的影响，忙时平均每用户IP吞吐量仍按200bps计。
3.2 PDCH承载速率
手机与网络侧之间在数据传输过程中一般依据Um接口的RLC重传率来选择合适的编码速率，即发生CS切换，因此在数据传输过程中，IP层承载速率也随着编码速率的变化而变化。平均IP层承载速率计算举例如下：
假设目前仅采用CS1和CS2编码速率，使用比例为2：8，则每个PDCH的平均IP层承载速率为：5.58*0.2+8.31*0.8=7.76kbps。同样，对于CS3/CS4，如果CS3与CS4的使用比例仍为2：8，则每个PDCH的平均IP层承载速率为：9.89*0.2+13.95*0.8=13.138kbps。
3.3 PDCH数量计算
3.3.1 预测GPRS用户数
GPRS用户数量可以根据GSM用户折算，也可以从网上实际统计数据获得。根据GSM用户折算的方法如下：
假设GPRS用户占GSM/GPRS用户的10％，则根据每个小区的容量（载频）配置可以折算出GPRS的用户数。具体方法是：1）根据载频数计算出TCH信道数量；2）根据语音业务的GOS查Erlang B表得出语音业务的话务量；3）根据语音业务每用户话务量计算出用户数；4）按GPRS占GSM用户比例折算出GPRS用户数。
对于一个已经运行的GSM/GPRS网络，可以根据一段时间内的最大附着用户数和平均附着用户数（SGSN性能报表提供）来估算GPRS用户数量。
3.3.2 每个小区IP吞吐量
一个小区内忙时所有GPRS用户的平均IP吞吐量＝GPRS用户数×忙时平均每用户IP吞吐量。假设某小区有100个GPRS用户，则该小区的平均IP吞吐量＝100×200＝20000 bps＝20kbps。
3.3.3 每小区所需PDCH数量
一个小区内所需PDCH信道数量（Number_PDCH_per_cell）＝小区IP吞吐量/每个PDCH的IP承载速率。按上述假设，拥有100个GPRS用户的小区需要的PDCH信道＝20/7.76＝2.58，因此需要配置3个PDCH信道。归纳上述分析过程。
3.3.4 实际PDCH配置
从上一节表中计算结果可以看出，当某小区GPRS用户数在20个以下时，只需配置1个PDCH信道即可。然而，由于目前GPRS主流机型为1U＋4D和1U＋3D，为了手机可以达到其最大下载速率，尽管按计算结果只需要1个PDCH即可，实际仍应该配置4个PDCH。考虑到在GPRS用户较少时，忙时大容量数据下载业务次数也较少，实际的PDCH配置可以配置为1个静态PDCH＋3个动态PDCH，即1＋3配置。
当某小区GPRS用户数超过200个以后，需要配置6个以上PDCH信道，如果仍然采用CS1/2编码方式，将对语音业务的容量产生较大影响，此时必须引入CS3/4编码方式，同时还应考虑增加静态PDCH数量，建议静态PDCH数量至少配置3个。
当某小区的GPRS用户数达到1000左右时，即使采用CS3/4编码方式，仍然需要多个TRX才能GPRS业务的需要，此时如果3G仍然没有商用，则需要考虑采用专用频段开展GPRS业务，如把现有的DCS1800网络改造成专门承载GPRS业务的网络。
建议实际PDCH配置
表中的静态和动态配置比例是建议值，最好根据网上统计数据进行调整，避免PDCH和TCH信道之间的不必要的频繁转换。
如果按的渗透率为10％计，则每个小区GPRS用户不超过200个，最多只需配置6个PDCH信道，多数小区只需配置4个PDCH信道即可。
四、GSM用户容量
TD-SCDMA作为TDD模式技术，比FDD更适用于上下行不对称的业务环境，是多时隙TDMA与直扩CDMA技术合成的新技术。
现有TD-SCDMA规范主要是针对1个小区对应1个单载频的情形，空中接口对于无线资源的操作、配置都是针对1个载频来进行的。在Iub接口小区建立的过程中1个Cell只需配置1个绝对频点号。
1 TD-SCDMA物理信道
TD-SCDMA系统的物理信道采用4层结构:系统帧号、无线帧、子帧、时隙/码。依据资源分配方案的不同，子帧或时隙/码的配置结构也可能有所不同。系统使用时隙和扩频码在时域和码域上来区分不同的用户信号。
TDD模式下的物理信道由突发（Burst）构成，这些Burst仅在所分配的无线帧中的特定时隙发射。无线帧的分配可以是连续的（即每一帧的时隙都分配给物理信道），也可以是不连续的（即仅有部分无线帧中的时隙分配给物理信道）。
除下行导频（DwPTS）和上行接入（UpPTS）突发外，其他所有用于信息传输的突发都具有相同的结构，即由2个数据部分、1个训练序列码和1个保护时间片组成。数据部分对称地分布于训练序列的两端。1个突发的持续时间就定义为1个时隙。1个发射机可以在同一时刻、同一频率上发射多个突发以对应同一时隙中的不同信道，不同信道使用不同的OVSF信道化码来实现物理信道的码分。
在TD-SCDMA系统中，每个小区一般使用1个基本的训练序列码。对这个基本的训练序列码进行等长的循环移位（长度取决于同一时隙的用户数），又可以得到一系列的训练序列。同一时隙的不同用户将使用不同的训练序列位移。因此，1个物理信道是由频率、时隙、信道码、训练序列位移和无线帧分配等诸多参数来共同定义的。
1.1帧结构
3GPP定义的1个TDMA帧长度为10ms。TD-SCDMA系统为了实现快速功率控制和定时提前校准以及对一些新技术的支持（如智能天线），将1个10ms的帧分成2个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms。每个5 ms的子帧由3个特殊时隙和7个常规时隙（TS0～TS6）组成。常规时隙用作传送用户数据或控制信息。在这7个常规时隙中，TS0总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息（在单载频小区，通常不承载业务），而TS1总是固定地用作上行时隙。其他的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行，以实现不对称业务的传输，如分组数据。每个子帧总是从TS0开始。用作上行链路的时隙和用作下行链路的时隙之间由1个转换点分开。每个5 ms的子帧有2个转换点，第一个转换点固定在TS0结束处，而第二个转换点则取决于小区上、下行时隙的配置，可位于TS1～TS6结束处。
1.2时隙结构
时隙结构也就是突发的结构。TD-SCDMA系统共定义了4种时隙类型，它们是DwPTS、UpPTS、GP和TS0～TS6。其中DwPTS和UpPTS分别用作上行同步和下行同步，不承载用户数据，GP用作上行同步建立过程中的传播时延保护，TS0～TS6用于承载用户数据或控制信息。
1.2.1DwPTS时隙
DwPTS时隙用来发送下行同步码（SYNC_DL），其时隙长度为96chip，其中同步码长为64chip，前面有32chip用作TS0时隙的拖尾保护。Node B必须在每个小区的DwPTS时隙发送下行同步码。不同的下行同步码标识了不同的小区，其发送功率必须保证全方向覆盖整个小区。按物理信道来划分，发送下行同步码的信道也叫做下行同步信道（DwPCH）。在DwPTS时隙没有码分复用，也就是说，该时隙仅有1个物理信道DwPCH。
1.2.2UpPTS时隙
UpPTS时隙被UE用来发送下行同步码（SYNC_UL），以建立和NodeB的上行同步。UpPTS时隙长度为160chip，其中同步码长为128chip，另有32 chip用作拖尾保护。多个UE可以在同一时刻发起上行同步建立。Node B可以在同一子帧的UpPTS时隙识别多达8个不同的上行同步码。按物理信道划分，用于上行同步建立的信道也叫做上行同步信道（UpPCH）。1个小区中最多可有8个UpPCH同时存在。
1.2.3TS0～TS6时隙
TS0～TS6共7个常规时隙被用作用户数据或控制信息的传输，它们具有完全相同的时隙结构。每个时隙被分成了4个域：2个数据域、1个训练系列域（Midamble）和1个用作时隙保护的空域（GP）。
1.3数据域
数据域对称地分布于Midamble码的两端，每域的长度为352chip，所能承载的数据符号数取决于所用的扩频因子。每一数据域所能容纳的数据符号数S与扩频因子SF的关系为：S×SF＝352。在TD-SCDMA系统中，上行方向SF可取的值为：1、2、4、8、16，其对应的S值为：352、176、88、44、22，而在下行方向，SF可取的值仅为1和16两种，对应的S值为352和22。
数据域用于承载来自传输信道的用户数据或高层控制信息，除此之外，在专有信道和部分公共信道上，数据域的部分数据符号还被用来承载3种类型的物理层信令：TFCI、TPC和SS，详见参考文献1。
2 TD-SCDMA单载频小区容量
2.1信道与BRU
在TD-SCDMA系统中，现有规范规定1个小区对应1个载频，1个信道就是载波、时隙、扩频码的组合，也叫1个资源单位。其中，1个时隙内由1个16位扩频码划分的信道有16个，它是最基本的资源单位，即BRU。1个信道占用的BRU个数是不一样的，1个RU（RUSF1）占用了16个BRU，1个RUSF8则占用2个BRU，通常1个语音业务信道需占用2个BRU，而在1个载波上，所能提供的BRU的最大个数是固定的。在每个RU中，即在1个常规时隙中含有2个数据符号字段，其中每个数据符号字段有352chip，则在1个RU中有352×2=704chip。当扩频因子为16时（对应1个BRU），在1个RU中所包含的数据符号数为704/16=44bit。如果采用QPSK调制方式，则在1个码道中所包含的数据比特数为44×2=88 bit；如果采用8PSK调制方式（此种调制方式一般应用于2M的业务），则在1个码道中所包含的数据比特数为44×3=132 bit。因为1个子帧的长度为5 ms，因此，当采用QPSK调制方式时，1个BRU的速率为88 bit/5 ms=17.6 kbit/s；当采用8PSK调制方式时，1个BRU的速率为132 bit/5 ms=26.4 kbit/s。
2.2多码道传输与单码道传输
在TD-SCDMA中，OVSF码的使用使得信道可以传输各种速率的数据：对于低速的数据可以采用较大的扩频因子（扩频增益大）；而高速的数据可以用较小的扩频因子（扩频增益小）。这样对于1个高速的（需要多个资源单元）承载业务，可以有2种信道分配方式：一是为该业务分配多个码道，其中每个码道都采用较大的扩频因子（较低的单信道数据速率），进行多码道传输，以达到较高的数据速率（如分配2个SF=16的码道）；二是仅为该业务分配1个（或者较少）码道，并使用较小的扩频因子（较高的单信道数据速率，如分配1个SF=8的码道）。
2.3时域集中分配与码域集中分配
2.4BRU需求量计算
在2G系统中，根据无线信道呼叫阻塞率指标和预测的话务量数据，可以直接查找ErlangB、ErlangC或PoissoN表得到所需的话音频道数。对应于TD-SCDMA系统，借助于爱尔兰呼损公式及计算表，也可以得到系统BRU的需求量，但计算相对复杂。下面通过1个实际的例子，介绍一下TD-SCDMA系统BRU需求量的计算方法。假设某城市支持的业务，同一种业务类型的不同速率有不同的业务ID，按不同业务处理。根据某种预测模型得到该区域的语音业务（业务1）为640Erl，业务2的通道速率为6400kbit/s，业务3的通道速率为10 666 kbit/s，业务4的通道速率为4 800 kbit/s；对于数据业务，在给定承载的前提下，可以将其转换成等效爱尔兰，即数据业务等效信道数=通道速率/承载速率，再查爱尔兰表，。要求的无线信道的呼叫阻塞率为2%。
根据不同业务的BRU分配方案，业务1每载扇需要2BRU，业务2和业务3每载扇需要8BRU，业务4每载扇需要16BRU。
业务量预期在3∶3时隙比例配置中，同1个载扇只能提供24个业务1的用户（3×16BRU每载扇/2BRU，即24用户每载扇），或6个业务2的用户，或6个业务3的用户，或3个业务4的用户。通过查找ErlangB表，得到在2%呼叫阻塞率时，1个小区支持的不同业务的等效爱尔兰数分别为：16.6、2.276、2.276和0.602Erl。通过简单的分析，该区域需要的载扇总数为：640/16.6+87.97/2.276+72.53/2.276+25.53/0.6=123，需要123个单载频小区。
3 TD-SCDMA多载频小区
考虑到单个TD-SCDMA载频所能提供的用户数量有限，要提高热点地区的系统容量覆盖，必须增加系统的载频数量。TD-SCDMA系统中，多载频系统是指1个小区可以配置多于1个载波频段的系统，并称这样的小区为多载频小区。
3.1TD-SCDMA多载频系统
为了提高TD-SCDMA单载频系统的性能，中国通信标准化协会（CCSA）在制定TD-SCDMA系统通信行标时，充分考虑了多载频系统的特殊性，在保持现有单载频系统规范最大程度稳定性的前提下，保持TD-SCDMA多载频系统的简单、易实现性。TD-SCDMA多载频系统将相同地理覆盖区域的多个小区（每个载频为1个小区）合并到一起，共享同1套公共信道资源，从而构成1个多载频小区。对TD-SCDMA多载频系统特作如下约定：
1个小区可配置多个载频，仅在小区/扇区的1个载频上发送DwPTS和广播信息（TSO），多个频点使用1个共同广播。针对每一小区，从分配到的n个频点中确定1个作为主载频，其他载频为辅助载频。在同1个小区内，仅在主载频上发送DwPTS和广播信息。
a）对支持多频点的小区，承载P-CCPCH的载频称为主载频，不承载P-CCPCH的载频称为辅载频。对支持多频点的小区，有且仅有1个主载频。
b）主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本Midamble。
c）公共控制信道DwPCH、P-CCPCH、PICK、S-CCPCH、PRACH等规定配置在主载频上，信标信道总在主载频上发送。至于UpPCH、FPACH在辅载频上是否使用，以及如何使用将有待进一步确认。
d）多时隙配置应限定为在同一载频上。
e）同一用户的上下行配置在同一载频上。
f）辅载频的TSO不使用。
g）主载频和辅载频的时隙转换点建议配置为相同。
3.2多载频特性对现有标准的影响
根据上述对TD-SCDMA多频载系统的约定，多载频特性将对单载频系统中的Uu接口和Iub接口标准产生细微的影响，见参考文献3。
3.3多载频系统的优点
在实际组网时，如果采用上述多载频系统方案，可以有效地降低对基站发射机功率的要求，特别是当1个终端处于小区交界处时，它将具有如下优点：
a）加快小区搜索。各小区由于仅在主载频上发送DwPTS导引信息，移动终端在进行小区搜索时，可有效地克服相同基站的相邻小区DwPTS，以及相邻基站的各个小区的DwPTS的干扰，从而提高终端接收导引信号的信噪比，加快移动终端的初始搜索速度。
b）简化终端测量。由于小区数量的减少，终端无需在多个邻近小区中陷入可能的复杂、难以判别的测量过程。
c）切换简单。当测量结果送到RNC时，简化的测量将导致切换判定上的易于实现，从而使系统负荷减轻。
二、WCDMA网络容量估算方法一览
1、概述
WCDMA网络规模估算是根据网络规划的覆盖目标、容量目标和质量目标得出满足需求的配置和设备数量的过程，一般包括覆盖估算和容量估算。由于WCDMA系统是一个自干扰和软容量系统，其覆盖和容量并非一成不变，而是与网络的干扰水平有关，其覆盖和容量相互影响，当网络负载较轻时，覆盖距离较远；当网络负载加重时，由于用户干扰功率上升，小区覆盖会自动收缩，因此需要从覆盖和容量两方面着手计算所需的基站规模。
覆盖估算方法对前向覆盖和反向覆盖进行估算，得到小区的覆盖半径，然后计算所需的基站数量；容量估算方法对前向容量和反向容量进行估算，得到小区的容量，然后计算所需的基站数量；最后取较大者作为系统所需的基站数量。
2、容量规划原理
WCDMA网络上行容量主要是干扰受限，下行容量主要是基站发射功率受限。当语音为主要业务时，容量为上行受限；当数据业务吞吐量达到一定比例后，容量转为下行受限。在2GCDMA网络中，语音为主要应用业务，其上下行业务流量较为对称，容量主要是上行受限，因此主要关注上行的容量计算。但在WCDMA网络中，数据业务的比重显著增加，且网络上下行的业务流量普遍呈现出不对称的特性，甚至有可能出现下行容量受限的情况，因此需要从上下行两个方向分别进行估算。
2.1上行容量规模估算
在WCDMA系统中，用户使用相同的载波，经过编码以后，每个信号成为其他信号的噪声(干扰)，因此每个信号都包含在由其他用户产生的宽带干扰背景中。为了接入一个呼叫，基站的接收信号必须达到业务解调要求的Eb/No。
第j个用户的Eb/No为：
(Eb/No)j=用户j的处理增益×用户j的信号功率/总接收功率(除去自身的信号)(1)
可将公式(1)简化为：
(Eb/No)j=(W/VjRj)×(Pj/Itotal-Pj)(2)
其中，W是码片速率(3.84Mchip/s)，Vj是用户j的激活因子，Rj是用户j的比特速率，Pj是来自用户j的信号接收功率，Itotal是基站处包括热噪声功率在内的总的宽带接收功率。从式(2)可知，用户信号要达到解调要求，其在基站接收端的接收功率应满足公式(3)：
WCDMA上行容量规模估算
(3)
定义一个连接负荷因子Lj，用来表示用户信号功率占基站总接收功率的比例：
WCDMA上行容量规模估算
(4)
则单个用户信号功率Pj可表示为：
Pj=LjItotal(5)
得到来自同一小区内的所有用户(N)的总接收功率为：
WCDMA上行容量规模估算
(6)
通常基站接收端的总接收功率由小区内用户干扰功率、小区外用户干扰功率和基站热噪声三部分组成，即：
Itotal=Pin+Pother+PN(7)
其中，Pin为小区内用户总干扰功率；Pother为小区外用户总干扰功率；PN为基站热噪声功率。小区外移动台的干扰不通过本小区基站进行功率控制，故其干扰大小难以确定。把来自其他小区的干扰与本小区干扰的比值定义为邻区干扰因子i，则i=其他小区干扰/本小区干扰。一般情况下，采用全向天线的宏小区邻区干扰因子为0.55，采用三扇区天线的宏小区邻区干扰因子为0.65。因此，基站的总用户接收功率为：
WCDMA上行容量规模估算
(8)
定义噪声抬升为基站总的宽带接收功率与噪声功率之比，即：
WCDMA上行容量规模估算
(9)
定义上行链路负荷因子ηUL为：
WCDMA上行容量规模估算
(10)
ηUL表示基站接收端用户信号功率占宽带总接收功率的比值，因此噪声抬升可表示为：
WCDMA上行容量规模估算
(11)
公式(11)反映了基站接收端由用户干扰引起的热噪声之外的噪声抬升，并可计算出3dB的噪声抬升对应50%的负荷因子，6dB的噪声抬升对应75%的负荷因子。通常网络规划假设上行负荷因子为50%，在单一业务的情况下，根据公式(10)可以求出每个小区所能提供的信道数，进而求出满足上行容量所需的总基站数。
2.2下行容量规模估算
在下行链路中，基站功率被小区内的所有用户共享。当基站总功率中没有多余的功率分配给一个新增用户时，空中接口就达到了容量限制，即当一个基站为使其全部用户正常运行而发送的总功率超过了基站的额定功率时，下行链路就达到了受功率限制的容量，因此下行容量受限于基站总的发射功率。与上行链路容量分析方法类似，下行链路容量分析的出发点仍是解调信号要求的Eb/No值。
2.3坎贝尔法
WCDMA网络是多业务并存的网络，对小区容量的估算不能简单地用纯语音业务来估算，不同业务的业务速率和所需的Eb/No不同，对系统的影响也不相同，因此目前一般采用混合业务来进行估算。混合业务的容量估算有等效爱尔兰法、后爱尔兰法和坎贝尔法，其中前两种方法都有一定的缺陷，而基于坎贝尔理论的混合业务容量估算方法将不同业务对系统负荷产生的影响等效为多个语音信道对系统负荷产生的影响，可计算出混合业务条件下，小区的复合信道数和复合爱尔兰数，因此可用该方法对容量规模进行估算。
坎贝尔法的基本原理是将所有业务按一定原则等效成一种虚拟业务，并计算此虚拟业务的总话务量，然后计算满足此话务量所需的虚拟信道数，进而折算出满足网络容量的实际信道数。坎贝尔模型的等效原理如下：
下行容量规模估算
(12)
其中，c是容量因子，v是混合业务方差，a是混合业务均值，ai是业务i的等效强度，Ci是业务i需要的信道数，OfferedTraffic是虚拟业务的业务量，Capacity是满足虚拟业务量需要的虚拟信道数。目前WCDMA网络容量规划多采用坎贝尔法进行估算，以下通过案例来阐述此方法的应用。
3、使用坎贝尔法进行容量规划的案例
本案例的容量规模估算仅针对WCDMA上行方向进行估算，由于上下行方向的原理相同，故在此不再对下行进行分析。
假设某地区业务模型数据如下：系统设计负载为50%，语音业务阻塞率为2%，邻区干扰因子为0.65，正交因子为0.6，城区面积为40.8km2。规划区域内业务的情况见表1。
表1某地区业务模型数据（上行方向）
3.1计算各种业务的强度
●语音：1
●低速数据：32×1×100.27/(12.2×0.67×100.5)=2.3
●高速数据：64×1×100.24/(12.2×0.67×100.5)=4.3
●视频：64×1×100.37/(12.2×0.67×100.5)=5.8
3.2计算均值、方差和容量因子
假设小区数为，则每个小区的混合业务量均值和方差分别为：
●a=(3000×1+400×2.3+100×4.3+5×5.8)/n=4381.39/n
●v=(3000×12+400×2.32+100×4.32+5×5.82)/n=7145.45/n
●容量因子为C=v/a=1.63
3.3计算虚拟业务量和虚拟信道数
OfferedTraffic=a/c=2687.969/n
因为变量n的存在，无法直接通过ErlB表查询小区的虚拟信道数，但是根据系统的负载要求，每个小区所能提供的等效语音业务信道数是可知的。反向容量计算见公式(13)：
计算虚拟业务量和虚拟信道数
(13)
根据公式(13)可以求出在50%以下的负载要求下，系统能提供的等效语音信道数是45。
计算虚拟业务量和虚拟信道数
(14)
根据公式(14)可求出虚拟信道数Capacity=(45－1)/1.63=26，查ErlB表，得出在2%阻塞率下，小区的虚拟业务量为18.38，由2687.969/n=18.38可得n=146，即146个小区。若采用三扇区的基站，则满足该密集城区的上行容量需要49个基站。
4、结束语
覆盖估算和容量估算为大致了解规划区域内的基站规模提供了依据。在覆盖估算和容量估算的结果中，覆盖估算所需的基站数量大于容量估算所需的基站数量，特别是在建网初期。一般情况下，覆盖估算的基站规模就是网络的规模。网络规模估算之后，就可以大致确定基站的数量和密度，利用专业仿真软件进行网络规模估算结果的验证工作。通过仿真来验证估算的基站数量和密度能否满足规划区对系统的覆盖和容量要求，以及混合业务可以达到的服务质量。
三、GPRS数据业务的无线容量
1 概述
一个系统的无线容量规划就是确定提供某项业务的无线信道数量。网络配置信道数量过少将导致业务拥塞，也导致业务收入的降低；配置信道过多将导致资源的闲置和浪费。因此配置合理的信道数量就是网络规划的重要工作之一。 GPRS的无线容量规划以前也有文献进行过探讨和阐述，但一般都是把数据业务折合成话务量（Erlang）后来计算PDCH的数量。作者认为这种计算方法存在一定的局限性，它没有充分考虑GPRS数据业务的特殊性，如PDCH信道的共享特性，数据业务允许适当的延时和重传特性等等。本文探讨一种新的GPRS无线容量规划思路，即根据GPRS用户数量、每用户吞吐量、重传比例和每PDCH信道承载速率几个要素来计算PDCH数量，并推导了计算公式。
2 GPRS规划流程
GPRS无线网络规划的一般流程如下图所示，其最终结果是输出满足语音和GPRS业务的BTS和TRX的数量。规划过程可以分成两大部分：覆盖规划和容量规划。本文仅探讨其中的容量规划部分。
实际的容量规划除了上述的数据业务规划外，还应该包含信令容量的规划。语音TCH容量规划比较成熟，本文不作探讨。
3 GPRS容量规划
现阶段各厂家在GPRS的实现方式上，PDCH由PDTCH＋PACCH＋PTCCH组合而成。PDCH信道除了需要承载用户数据外，GPRS Attach、GPRS Detach、PDP激活、PDP去激活、路由区更新等信令数据，以及GPRS短消息，也需要占用PDCH信道资源。
与语音业务不同，GPRS用户数据部分还有一部分用于数据包的协议头开销。
3.1 GPRS数据业务模型
3.2 PDCH承载效率
IP层的用户数据在经由PDCH无线信道传输之前需要分别由SNDCP、LLC、RLC/MAC封装打包，同时要增加数据包头和校验比特等开销。因此一个200字节的用户IP数据包最终在PDCH信道上传输的实际数据量要大于200字节。
每200字节的IP包在RLC/MAC层的开销（包括重传）约为20字节，这里定义为平均IP包开销。因此PDCH承载效率＝平均IP包长度/（平均IP包长度＋平均IP包开销）＝90％，包含开销的忙时每用户数据吞吐量为：180/0.91=200bps。因此在上述话务模型下，各种信令流程的数据流量为：16.5+1.5+271+2+76.5=368 Bytes。
由于上述信令与用户数据本身均需要在PDCH信道上传输，因此忙时平均每个用户所需IP吞吐量（Ave_throughput_per_user）为：200+368×8/3600=200.8bps。可见按照上述GPRS业务模型，信令流程对用户数据吞吐量的影响较小。为便于计算，下文计算中忽略信令对吞吐量的影响，忙时平均每用户IP吞吐量仍按200bps计。
3.2 PDCH承载速率
手机与网络侧之间在数据传输过程中一般依据Um接口的RLC重传率来选择合适的编码速率，即发生CS切换，因此在数据传输过程中，IP层承载速率也随着编码速率的变化而变化。平均IP层承载速率计算举例如下：
假设目前仅采用CS1和CS2编码速率，使用比例为2：8，则每个PDCH的平均IP层承载速率为：5.58*0.2+8.31*0.8=7.76kbps。同样，对于CS3/CS4，如果CS3与CS4的使用比例仍为2：8，则每个PDCH的平均IP层承载速率为：9.89*0.2+13.95*0.8=13.138kbps。
3.3 PDCH数量计算
3.3.1 预测GPRS用户数
GPRS用户数量可以根据GSM用户折算，也可以从网上实际统计数据获得。根据GSM用户折算的方法如下：
假设GPRS用户占GSM/GPRS用户的10％，则根据每个小区的容量（载频）配置可以折算出GPRS的用户数。具体方法是：1）根据载频数计算出TCH信道数量；2）根据语音业务的GOS查Erlang B表得出语音业务的话务量；3）根据语音业务每用户话务量计算出用户数；4）按GPRS占GSM用户比例折算出GPRS用户数。
对于一个已经运行的GSM/GPRS网络，可以根据一段时间内的最大附着用户数和平均附着用户数（SGSN性能报表提供）来估算GPRS用户数量。
3.3.2 每个小区IP吞吐量
一个小区内忙时所有GPRS用户的平均IP吞吐量＝GPRS用户数×忙时平均每用户IP吞吐量。假设某小区有100个GPRS用户，则该小区的平均IP吞吐量＝100×200＝20000 bps＝20kbps。
3.3.3 每小区所需PDCH数量
一个小区内所需PDCH信道数量（Number_PDCH_per_cell）＝小区IP吞吐量/每个PDCH的IP承载速率。按上述假设，拥有100个GPRS用户的小区需要的PDCH信道＝20/7.76＝2.58，因此需要配置3个PDCH信道。归纳上述分析过程。
3.3.4 实际PDCH配置
从上一节表中计算结果可以看出，当某小区GPRS用户数在20个以下时，只需配置1个PDCH信道即可。然而，由于目前GPRS主流机型为1U＋4D和1U＋3D，为了手机可以达到其最大下载速率，尽管按计算结果只需要1个PDCH即可，实际仍应该配置4个PDCH。考虑到在GPRS用户较少时，忙时大容量数据下载业务次数也较少，实际的PDCH配置可以配置为1个静态PDCH＋3个动态PDCH，即1＋3配置。
当某小区GPRS用户数超过200个以后，需要配置6个以上PDCH信道，如果仍然采用CS1/2编码方式，将对语音业务的容量产生较大影响，此时必须引入CS3/4编码方式，同时还应考虑增加静态PDCH数量，建议静态PDCH数量至少配置3个。
当某小区的GPRS用户数达到1000左右时，即使采用CS3/4编码方式，仍然需要多个TRX才能GPRS业务的需要，此时如果3G仍然没有商用，则需要考虑采用专用频段开展GPRS业务，如把现有的DCS1800网络改造成专门承载GPRS业务的网络。
建议实际PDCH配置
表中的静态和动态配置比例是建议值，最好根据网上统计数据进行调整，避免PDCH和TCH信道之间的不必要的频繁转换。
如果按的渗透率为10％计，则每个小区GPRS用户不超过200个，最多只需配置6个PDCH信道，多数小区只需配置4个PDCH信道即可。
四、GSM用户容量
| 可以从两方面考虑，一方面是上面的朋友提到的信道问题，1个TRX有8个信道，考虑半速率的话就有12个信道，其中一个BCCH，一个SDCCH；另一方面从话务量方面考虑，话务量A＝C*T0，其中C表示每小时的平均呼叫次数（包括呼叫成功和失败的次数），T0表示每次呼叫平均占用信道的时间（包括接续时间和通话时间），通过这个公式，再结合爱尔兰损失概率表查找相应呼损下的话务量，就可以估算出单载频它能够容纳的用户数量。 例如开半速率，有12个信道可用，呼损是百份之2，查表话务量是6.615,假设每用户平均忙时话务量为0.025Erl（一般情况下），可容纳的用户数就是266户。 |
回答者：
wangyuan072
回答时间：2009-05-10 13:17
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GSM的话，载频数量*8-（BCCH-SDCCH-EDGE专业-其他预留）时隙数，再乘以目标设备利用率（或者设计负载门限），的到可用TCH时隙数量，再除以单用户忙时业务模型，得到小区承载用户数量
回答者：
chonghhning
回答时间：2009-05-22 14:09
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太难，不懂啊
回答者：
jiaodong
回答时间：2009-05-23 23:53
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