智能拥塞控制系统在深圳网络中的应用.doc

《智能拥塞控制系统》在深圳网络中的应用 熊五广 瞿水华 摘要：如何有效地对半速率的使用进行精细化控制，以解决网络容量与质量的矛盾是当前半速率使用上的一个重要课题。本文对目前深圳现网中用于进行半速率控制的智能拥塞控制系统进行了全面的介绍，对其结构框架、半速率自动调整算法及使用效果等进行了详细分析。通过分析可以看出，智能拥塞控制系统可以依据小区的话务及拥塞状况对小区的半速率使用比例进行动态调整，从而实现了对小区半速率使用的精细化控制。 关键词：半速率 智能拥塞控制系统 CELLOAD 一 前言 半速率的使用能有效地解决突发话务吸收和拥塞问题，但半速对话音质量又有所影响，从而影响客户感知。因此，如何有效地实现对半速率的精细化控制，而达到网络容量与质量的平衡，是研究如何使用半速率方面的一个重要课题。基于此，深圳公司于2003年10月份开始投入人力物力研发《智能拥塞控制系统》，并于2004年1月进入实际应用。目前，该系统包含了《无线网络智能拥塞控制子系统》、《长途话务按品牌限呼子系统》和《无线接入差异化控制子系统》三个模块，分别实现对小区半速率的使用、长途话务高峰时分品牌限呼以及无线接入分品牌差异化进行精细化控制。《智能拥塞控制系统》是一个独立于交换机外部的的智能节点，具有很好的可扩展性，可根据需要不断开发其它新功能。限于篇幅，本文仅讨论其中的《无线网络智能拥塞控制子系统》（下文简称子系统）。 子系统是根据小区前一统计周期的话务及拥塞状况来对下一周期的话务进行预测，并由此计算出所需的半速率开启门限值CELLOAD，由此实现对半速率的动态调整，系统具有如下特点： 1 实现了半速率启用门限值CELLOAD根据话务和拥塞情况的自适应调整。在真正需要半速率来吸收话务的小区，动态设置合理的启用门限，实现了小区参数及性能的精细化控制。 2 克服了大网络基于话务统计立即输出的调整模式的不可靠性，降低了参数调整周期，提高了调整效能。 3 通过对半速率功能的精细使用，确保了网络容量与质量的平衡，降低了网络拥塞率，改善了客户对网络的感知。 二 智能拥塞控制系统控制算法及流程 1、控制算法 子系统对半速率启用门限CELLOAD进行自动调整的算法可概括如下： 爱立信话务统计输出的粒度最小可以达到15分钟，调整周期达到最小，对话务变化反应最灵敏，但采用15分钟统计和调整网络负荷会比较大，目前采用半小时统计周期比较适中。 算法中有以下几个假设： （1）根据话务理论可知：流入话务量＝发生话务量＋呼损话务量； （2）在特定区域内，高话务到达的持续时间比较长，一般长于一小时； （3）对于一个小区，忙时一小时内的话务分布比较均匀； 事实证明：（2）和（3）的假设的覆盖率达到85％以上。 因此，预测话务量的近似公式为： Z=AF/(1-FGT）+AH/(1-HGT） (1) 其中，Z——预测的下半个小时的总话务量（包括全速率话务及半速率话务） AF——当前半小时的全速率话务量 AH——当前半小时的半速率话务量 FGT——当前半小时的全速率时间拥塞率 HGT——当前半小时的半速率时间拥塞率 AF、AH、FGT及HGT在当前半小时的话务统计中均可直接获取。在上述预测公式中，可将FGT及HGT近似认为是呼损率。 通过对爱尔兰B表的修正得出TCH信道承载话务量的经验公式，话务量与信道的经验公式为： Y=8.36259+1.39918*Z-3.5*10-3*z2+1.23*10-5*z3 (2) 其中，Z是预测的话务量，Y是所需信道数。此公式是在全网长期运行数据的基础上拟合出来的经验公式。如果假设当前实际信道数为X，则下半个小时半速率的开启门限 CELLOAD＝Int((Y-X)/X*100) (3) 其中，Int()表示取整函数。 2、控制流程 控制系统主要的实现过程如下图：数据采集模块每30分钟从网络中采集统计数据，并且完成数据入库工作。智能拥塞控制软件运行在数据分析平台，对采集的数据依据上述算法进行计算得出各小区半速率的启用门限（CELLOAD），然后将计算结果通过网络控制模块送至交换机运行。考虑程序运行及调整时间，最终每执行一次调整所需时间为45分钟左右。 图1 智能拥塞控制系统工作流程 三 控制效果分析 1、子系统的运行效果 下面将从微观（小区级）和宏观（全网）两个角度来分析子系统的运行效果。 图2是现网某一小区的一天24小时控制情况，从图中可以看出，但小区发生话务量低于设计话务量时，半速率调整曲线和半速率话务比例曲线处于“零”状态，而随着话务量的增加，半速率调整曲线、半速率话务曲线和话务曲线呈现良好的同步升降特性，由此说明，子系统控制的长期灵敏度（