THIẾT KẾ MÔN HỌCMÔN THÔNG TIN DI ĐỘNG
Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động THIẾT KẾ MÔN HỌC MÔN THÔNG TIN DI ĐỘNG GVHD: Thầy Ngô Thế Anh SVTH : Đinh Văn Tùng LỚP: Kỹ thuật viễn thông _K46 Nội dung: Một nhà cung cấp dịch vụ di động 2G GSM A muốn phủ sóng cho một khu vực có diện tích X.Y (km2) bằng các cell lục giác có bán kính phục vụ R (km). Biết dân số của khu vực này tại năm đầu tiên khi xây dựng mạng là P người, số người sử dụng dịch vụ chiếm b% tổng dân số, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là a%/năm, lưu lượng trung bình của một thuê bao là x (Erlang), chỉ số GoS = y (%). Hãy tính: 1. Số cell thực tế tối thiểu cần phải lắp đặt để bảo đảm yêu cầu dịch vụ. Vẽ hình minh họa. 2. Mẫu sử dụng lại tần số N tốt nhất cho năm đầu tiên. 3. Nếu các thông số trên của mạng không đổi thì sau Z năm, nên chọn mẫu sử dụng lại tần số N là bao nhiêu cho phù hợp? Nếu N = 3 ngay từ năm đầu hoặc sau M năm mà M < Z, hãy tính chỉ số GoS tại năm thứ Z. 4. Nếu GoS > 5% ở câu 3, hãy đưa ra giải pháp tốt nhất theo sự hiểu biết của tác giả để có GoS ≤ 5% . Các tham số thiết kế của nhóm được cho như sau: GSM A X (km ) Y (km ) R (km ) P (triệu) B a x y Z Nhó m 12 1800 150 15 1,5 15 45 1,3 0,1 1,5 10 GVHD: Thầy Ngô Thế Anh - 1 - SVTH: Đinh Văn Tùng Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động 1. Số cell thực tế tối thiểu cần phải lắp đặt để bảo đảm yêu cầu dịch vụ : Do nhà cung cấp dịch vụ sử dụng hệ thống GSM 1800 nên co s bao gồm 374 kênh tần số, mỗi kênh tần số có 8 khe thời gian. Nên số kênh lưu lượng sẽ là 374 × 8 = 2992 kênh . - Diện tích nhà cung cấp dịch vụ cần phủ sóng là : S = X × Y = 120 × 18 = 2700 (km 2 ) - Các cell được sử dụng có hình lục giác nên diện tích phủ sóng của 1 cell là: S cell = (3√3 / 2) × R 2 = (3√3 / 2) × 3 2 = 23.382 (km 2 ) - Số cell lý thuyết cần lắp đặt là : N cell = S / S cell = 2700 / 23.382 = 116 (cell) Nhưng với diện tích cần phủ sóng có kích thước đã cho thì với số cell lý thuyết như trên thì không thể đảm bảo yêu cầu dịch vụ, vì sẽ có những vùng không thể phủ sóng được hay còn gọi là vùng chết. Vậy theo cách tính toán các thông số trong cell và lắp đặt các cell như sau thì cần phải có tối thiểu 116 cell để đảm bảo yêu cầu dịch vụ. Hình 1: Các kích thước của một cell cần quan tâm. Vùng phủ sóng là hình chữ nhật có chiều rộng là 18 km và chiều dài là 150 km. - Số cell cần dùng để phủ sóng hết chiều rộng 18 km là 4 cell (6 × R). - Số cell cần dùng để phủ sóng hết chiều dài 150 km là 29 cell (29 ×√3R). Hình 2: Sắp xếp các cell để phủ sóng đủ phần diện tích đảm bảo yêu cầu dịch vụ. Vậy số cell thực tế cần lắp đặt ở đây là 29 × 4 = 116 cell. GVHD: Thầy Ngô Thế Anh - 2 - SVTH: Đinh Văn Tùng R √3R Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động 2. Mẫu sử dụng lại tần số N tốt nhất cho năm đầu tiên: Theo giả thiết ta có: - Số người sử dụng dịch vụ năm đầu tiên là: U = (P × 45%) / 100% = (15.10 6 × 45%) / 100% = 6750000 (người) Với lưu lượng trung bình của một thuê bao T u = 0,1 Erlang, thì lưu lượng mạng có thể đáp ứng là: T = U × T u = 6750000 × 0,1 = 675000 (Erl) - Lưu lượng của một cell là: T cell = T / N cell = 675000 / 406 = 1662,56 (Erl) - Số kênh lưu lượng của một cell là: GoS = y% = 1,5% T cell = 1662,56 Vậy mẫu số sử dụng lại tần số tốt nhất cho năm đầu tiên là: N = 2992 / N c = 2992 / 1691 = 1,769 Chọn N = 3 là hợp lý. GVHD: Thầy Ngô Thế Anh - 3 - SVTH: Đinh Văn Tùng N c = 1691 (kênh) Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động 3. Nếu các thông số trên của mạng không đổi thì sau 10 năm, nên chọn mẫu sử dụng lại tần số N là bao nhiêu cho phù hợp? Nếu N = 3 ngay từ năm đầu hoặc sau M năm mà M < 10, hãy tính chỉ số GoS tại năm thứ 10. Ta có bảng dân số trong vòng 10 năm với tỷ lệ tăng dân số là 1,3%/năm: - Số người sử dụng dịch vụ tại năm thứ 10 sẽ là: U ’ = (16849086 × 45%) / 100% = 7582089 (người) - Lưu lượng mạng phải đáp ứng tại năm thứ 10 là: T ’ = U ’ × T u = 7582089 × 0,1 = 758208,9 (Erl) - Lưu lượng một cell tại năm thứ 10 là: T ’ cell = T ’ / N cell = 758208,9 / 406 = 1867,509 (Erl) - Số kênh lưu lượng của một cell tại năm thứ 10 là: GoS = y% = 1,5% T cell ’ = 1867,509 GVHD: Thầy Ngô Thế Anh - 4 - SVTH: Đinh Văn Tùng Năm 1 15000000 Năm 2 15195000 Năm 3 15393535 Năm 4 15592638 Năm 5 15795343 Năm 6 16000683 N c ’ = 1895 (kênh) Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động a. Mẫu số sử dụng lại tần số được chọn lúc này cho phù hợp là: N = 2992 / N c ’ = 2992 / 1895 = 1,579 Lúc này N = 3 của năm thứ 1 vẫn còn phù hợp với dung lượng hiện tại. Do đó, ta nên giữ N = 3 để đáp ứng được yêu cầu. * Nếu N = 3 ngay từ năm đầu thì ta sẽ có các thông số sau: - Số kênh lưu lượng của 1 cell lúc này là: N c ’’ = 2992 / N = 2992 / 3 = 997,33 (kênh) Chọn N c ’’ = 997 để đảm bảo yêu cầu dịch vụ. - Lưu lượng 1 cell chịu được sau 10 năm vẫn là: T ’’ cell = T ’ cell = 1867,509 (Errl). b. Chỉ số GoS tại năm thứ 10 trong trường hợp này là : N ’’ c = 997 T ’’ cell = 1867,509 Kết quả GoS = 46,66% điều này có nghĩa là nếu lấy mẫu số sử dụng lại tần số N = 3 ngay từ năm đầu thì đến năm thứ 10 hệ thống sẽ không còn đáp ứng được tốt yêu cầu dịch vụ cho vùng cần phủ sóng. 4. Vì GoS = 46,66% . Muốn đưa GoS ≤ 5% thì có 2 giải pháp như sau: Vì : GoS = F (N c , T cell ) a. Giải pháp 1: Giả thiết N c = không đổi nếu muốn GoS giảm thì T cell giảm, mà : T cell = T / N cell với T = không đổi muốn T cell giảm thì N c tăng, tức là phải tăng số lượng cell cần lắp đặt. b. Giải pháp 2: Giả thiết T cell = không đổi, nếu muốn GoS ≤ 5% thì N c giảm, mà: N c = 2992 / N Muốn N c giảm thì N phải tăng, tức là phải tăng mẫu sử dụng lại tần số. GVHD: Thầy Ngô Thế Anh - 5 - SVTH: Đinh Văn Tùng GoS = 46,66 % Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động KẾT LUẬN: Qua nội dung bài toán trên, ta thấy được tầm quan trọng của việc tính toán các thông số trong cell, cách lắp đặt các cell trên vùng phủ sóng một cách hợp lý, khoa học và kinh tế nhất mà vẫn đạt được chất lượng phục vụ yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ . Một vấn đề quan trọng nữa là việc khảo sát, tìm hiểu về tình hình dân cư trong vùng như số dân, tốc độ gia tăng dân số và đặc biệt là số người sử dụng các dịch vụ của nhà cung cấp tăng, giảm như thế nào để có các phương án duy trì, bảo dưỡng và nâng cấp hệ thống hay thay đổi các thông số trong hệ thống (cụ thể như trong bài toán trên là các chỉ số GoS, mẫu sử dụng lại tần số N, hay tăng giảm số lượng cell cần lắp đặt…) một cách hợp lý để đảm bảo được chất lượng phục vụ cho người sử dụng dịch vụ . GVHD: Thầy Ngô Thế Anh - 6 - SVTH: Đinh Văn Tùng . Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động THIẾT KẾ MÔN HỌC MÔN THÔNG TIN DI ĐỘNG GVHD: Thầy Ngô Thế Anh SVTH : Đinh Văn Tùng LỚP: Kỹ thuật viễn thông _K46 Nội dung: Một. Đinh Văn Tùng Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động 1. Số cell thực tế tối thiểu cần phải lắp đặt để bảo đảm yêu cầu dịch vụ : Do nhà cung cấp di ch vụ sử dụng hệ thống GSM. Tùng R √3R Báo cáo thiết kế môn học : Thông tin di động 2. Mẫu sử dụng lại tần số N tốt nhất cho năm đầu tiên: Theo giả thiết ta có: - Số người sử dụng di ch vụ năm đầu tiên là: