LTE網絡資源利用率研究背景1、網絡的無線資源利用率反應網絡的資源占用情況，無線資源利用率的研究對網絡資源的監控以及下一步網絡的發展部署有很重要的參考意義。2、LTE網絡承載數據業務，數據信道為共享信道，分配方式靈活，容量評估較為復雜，需要考慮合適的方式來評估無線資源的容量和利用。3、根據LTE網絡的特性，研究基于用戶體驗的LTE網絡的資源利用率。研究出發點LTE網絡資源利用率研究思路LTE網絡容量受空口資源，設備資源，用戶數負荷，傳輸資源等多種因素共同決定。一般分別統計各類資源占用情況，目前沒有統一的無線資源利用率計算評估方法。基于用戶體驗，確定無線網絡規劃目標下的網絡承載能力。研究歸一化的無線資源利用率的定義來評估網絡整體資源的占用情況。通過實際用戶達到業務量除以LTE網絡承載能力，得到無線資源利用率用戶體驗目標研究無線用戶平均感知速率>xMbps無線網絡規劃目標基于目標速率的網絡承載能力LTE網絡歸一化無線資源利用率LTEFDD無線資源利用率＝小區忙時總流量/網絡能夠提供業務能力目錄1基于用戶體驗的LTE網絡資源利用率定義2基于用戶體驗的LTE網絡擴容標準LTE網絡數據業務容量評估更為復雜LTE數據信道為共享信道，分配方式靈活，需要考慮合適的方式來評估無線資源的容量和利用語音業務數據業務——LTE擁塞現象利用率高，用戶無法接入用戶數多、利用率高導致用戶速率低時間業務速率時間業務速率用戶1用戶2……用戶n固定管道承載固定速率業務動態管道承載變化速率業務擴容標準獲得方法接入成功率信道利用率用戶1用戶2……用戶n業務需求及資源分配特征資源利用率用戶體驗無線網要求基于用戶體驗的LTE網絡承載標準用戶體驗目標研究用戶感知目標無線用戶平均感知速率>xMbps無線網絡規劃目標無線話統&分析方法1、基于目標速率的網絡承載能力2、話務統計分析容量分析方法論STEP1STEP2STEP3關鍵方法從業務模型出發，制定用戶感知基線ExcellentGoodAcceptable3LTE網絡歸一化無線資源利用率STEP4STEP1：研究表明，當前3S打開目標內容是用戶感知基線要求移動4G是微信紅包利器，100個紅包3秒被搶光①網頁加載超4秒，25%人會放棄②手機網頁超10秒，50%用戶會放棄③谷歌搜索結果慢0.4秒，一天搜索量減少800萬次④約40%移動購物者會放棄加載時間超3秒的網站⑤亞馬遜每天銷售額約6700萬美元，網頁延遲1秒，可導致全年損失16億美元來自谷歌的統計數據不同業務保證優秀體驗對應不同速率業務類型體驗無線網絡要求用戶感知帶寬kbps時延映射網頁瀏覽優>2500<3Web瀏覽非常流暢好>1200<5流暢或稍有等待視頻(720P)優>5000<3流暢播放好>3000<5基本流暢社交網絡優>2500<0.5快速，感覺無時延，語音高清好>1200<1稍有等待和延遲，語音質量良優即時通信優>256<3實時流暢好>128<5流暢或稍有延遲游戲優>512<3運行流暢好>256<5流暢或稍有延遲文件傳輸優>10000<3下載無卡頓好>8000<5下載稍有延遲STEP2：基于業務模型，推薦用戶保障速率DL/UL=5/0.6Mbps單用戶感知保障速率

=∑（業務i保障速率*業務i并發率）*單用戶忙時并發業務數①保障速率計算示例Benchmark

業務占比及保障速率

業務類型

上行速率基線(Mbps)

下行速率基線(Mbps)

單用戶忙時并發業務數

BJ市

網頁瀏覽0.2562.51.3634.63%即時通信0.2560.25611.30%社交網絡22.51.61%視頻0.256531.06%文件傳輸0.2561011.13%其他0.256310.27%上行用戶體驗保障速率(Mbps)0.38下行用戶體驗保障速率(Mbps)5.323、填充的Padding2、空閑的RB1、空閑的TTI系統帶寬STEP3：歸一化的無線資源利用率定義LTEFDD無線資源利用率＝小區忙時總流量/網絡能夠提供業務能力。其中：網絡能夠提供業務能力受到很多具體因素的影響，在不同小區、不同地市之間會有所區別：各小區或各地市之間的用戶分布、業務分布模型、網絡覆蓋干擾情況都有區別，導致各小區能提供的實際能力會有差別；系統性的開銷會占用一部分的系統能力，比如：HARQ重傳、SRB、Paging、系統消息、L2控制信令（MCE）；智能終端場景下，小包較多，比如心跳包、文字聊天、SRB等，導致已分配的RB中也會存在部分RE填充的是Padding；這會導致一部分的能力被隱性損失，不能達到極限能力；LTE的高速率以及的時隙占用比來評估作為校正因子，從而來修正系統能提供的能力。業務的不均勻性和突發性，即使在忙時也存在空閑的TTI和空閑的RB；其中前面3個因素可以通過采用各小區的當前實際頻譜效率來適配差異性；第4個因素則可通過分析網絡中吞吐率不能滿足要求的小區從而網絡能夠提供業務能力可以計算如下：網絡能夠提供業務能力＝小區實際頻譜效率*系統帶寬*統計周期*校正因子；STEP3：無線資源利用率的計算公式推演計算公式推演：基于上頁，我們得到公式：LTEFDD無線資源利用率＝小區忙時總流量/（小區實際頻譜效率*系統帶寬*統計周期*校正因子）。其中：小區實際頻譜效率=小區忙時總流量/3600/（實際使用PRB個數*180k），180k指一個PRB的帶寬為180kHz；系統帶寬=系統總PRB個數*180k代入之后，推演得到：LTEFDD無線資源利用率

=實際使用PRB個數/（系統總PRB個數*校正因子）

=PRB利用率/校正因子用戶數和PRB利用率的關系從網絡數據的統計規律上，等。會存在個別小區用戶數少的時候PRB利用率較高。用戶數和PRB利用率呈正相關的關系；但其定量系數關系與網絡參數的配置會相關，如不活動定時器，上行同步定時器短周期話統可以更準確反映資源占用情況短周期PRB利用率更準確反映網絡的真實情況全球60分鐘統計周期PRB資源利用率低15分鐘周期18:00:0019:00:005分鐘周期60分鐘周期100%50%0%40200PRB利用率低僅個別數據卡占比高網絡PRB利用率高多時段PRB利用率高數據卡終端占主導網絡由于終端消耗數據量，60分鐘周期PRB利用率可以支撐擴容。智能終端占主導的全球大多數網絡，長周期話統結果普遍輕載，難以支撐網絡擴容分析。現網數據分析顯示，智能終端占主導網絡，短周期話統可以更精確反映網絡資源受限，由于5分鐘周期數據量過大，擴容分析采用15分鐘周期數據。發現PRB利用率高時段長周期低負載小區，存在短時PRB利用率高點基于短周期話統的獲取公式校正因子由于LTE系統的高速率特征和PS業務的突發性，長周期小時級別的話統很容易“掩蓋”短時間內的受限，采用短周期話統粒度來分析用戶的實際受限情況，確定校正因子，修正系統提供的能力。從統計數據看，隨著時隙占比的升高，用戶感知吞吐率呈下降趨勢，以5分鐘的數據粒度來統計，當時隙占比達到90%左右時，用戶感知吞吐率下降到5Mbps左右，因此建議校正因子取值0.9。基于短周期5分鐘粒度話統，校正因子取值為0.9。基于正常周期話統的公式應用正常周期話統PRB利用率和短周期的話統PRB利用率的關系：5min與15min粒度、15min和60min粒度的PRB利用率之間的對應關系，分別約為0.63~0.65和0.49~0.54（歸一取整到0.6和0.5）。注：這里的對應關系是指長周期的話統值與對應時間段內多個短周期話統值的最大值之間的關系。無線資源利用率=PRB利用率/校正因子/峰均比系數；使用正常周期話統數據，需要另外引入峰均比系數。5min和15min的PRB利用率的擬合系數都在0.6左右現網話統數據的系數分析對比峰均比系數取值為0.5：取值為0.5的依據：話統分析，15min粒度的PRB利用率與60分鐘粒度的PRB利用率之間的線性擬合系數為0.5左右；因為，以15min為基準時，對應的60min粒度的峰均比系數為0.5。從4個廠家現網數據分析，15min和60min的PRB利用率的擬合系數都在0.5左右STEP4：無線資源利用率公式定義用戶下行保障速率5Mbps的情況下，下行資源利用率的定義為：5min粒度統計：無線資源利用率=PRB利用率（5min）/校正因子

=PRB利用率（5min）/0.915min粒度統計：無線資源利用率=PRB利用率（15min）/校正因子/峰均比系數=PRB利用率（15min）/0.9/0.660min粒度統計：無線資源利用率=PRB利用率（60min）/校正因子/峰均比系數

=PRB利用率（60min）/0.9/0.6/0.5LTE網絡資源利用率現狀現網各省平均資源利用率不高，資源利用率平均為5%左右。最高的為天津和廣東，資源利用率分別為8.4%和7.9%。LTE現網整體網絡負荷不高。部分高負荷地區如北京中關村，國貿區域資源利用率為15%左右。早忙時統計數據LTE網絡資源利用率現狀從資源利用率小區分布來看，目前絕大部分小區資源利用率都在20%以下，高負荷的小區較少。北京，上海，廣州，深圳四個城市，資源利用率小于20%的小區占比為98%左右。濟南資源利用率小于20%的小區占比為87.4%，資源利用率在20%和50%之間的小區有10.8%。城市資源利用率<20%小區占比20%≦資源利用率<50%小區占比50%≦資源利用率<80%小區占比80%≦資源利用率<90%小區占比90%≦資源利用率小區占比北京97.26%2.44%0.24%0.02%0.04%上海97.54%2.22%0.21%0.00%0.03%廣州98.70%1.25%0.05%0.00%0.00%深圳98.29%1.60%0.07%0.04%0.00%濟南87.39%10.80%1.17%0.17%0.47%無線資源利用率總結無線資源利用率反應網絡的資源占用情況，對網絡資源的監控以及下一步網絡的發展部署有很重要的參考意義。在具體應用中，資源利用率中峰均比系數，和網絡的忙閑占用有很大的關系。需要根據網絡負荷的變化，校準峰均比系數。可根據不同的場景進行細化分析應用。目錄1基于用戶體驗的LTE網絡資源利用率定義2基于用戶體驗的LTE網絡擴容標準LTE網絡擴容標準license資源PRACH資源RRC連接用戶數PUCCH資源硬件能力基帶板CPU主控板CPUPDCCH資源用戶感知負荷資源利用率結合用戶速率和用戶數分析維度用戶感知負荷擴容標準針對用戶實際感知的負荷過載的判定方法：從資源利用率、單用戶感知吞吐率、用戶數三個維度進行分析和判斷。用戶體驗好，不需關注。用戶體驗好，不需關注。用戶傳輸小包，如微信等。用戶體驗良好，不需關注。如果用戶數較少，系統干擾較大或覆蓋受限，需要通過RF優化解決干擾或覆蓋問題。單用戶感知吞吐率資源利用率如果用戶數較多，系統干擾較大或負荷較高，需要增加系統容量或RF