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 Các tham số thiết kế của từng nhóm được cho như sau:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI TPHCM BÀI TẬP LỚN THÔNG TIN DI ĐỘNG Giáo viên hướng dẫn: Ngô Thế Anh Sinh viên thực hiện: GVHD: Ngơ Thế Anh NHĨM TPHCM 4/2021Nội dung: Một nhà cung cấp dịch vụ di động 2G GSM A muốn phủ sóng cho khu vực có diện tích X.Y (km2) cell lục giác có bán kính phục vụ R (km) Biết dân số khu vực năm xây dựng mạng P người, số người sử dụng dịch vụ chiếm b% tổng dân số, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên a%/năm, lưu lượng trung bình thuê bao x (Erlang), số GoS = y (%) Hãy tính: Số cell thực tế tối thiểu cần phải lắp đặt để bảo đảm yêu cầu dịch vụ Vẽ hình minh họa Mẫu sử dụng lại tần số N tốt cho năm 3.Nếu thơng số mạng khơng đổi sau Z năm, nên chọn mẫu sử dụng lại tần số N cho phù hợp? Nếu N = từ năm đầu sau M năm mà M < Z, tính số GoS năm thứ Z 4.Nếu GoS > 5% câu 3, đưa giải pháp tốt theo hiểu biết tác giả để có Các tham số thiết kế nhóm cho sau: GSM A X Y R P (km) (km) (km) (triệu) b a x y Z Nhóm 1800 12 18 75 1.2 0.08 Nhóm 1800 15 12 60 1.3 0.09 2.5 Nhóm 1800 12 18 10 65 1.1 0.1 Nhóm 1800 15 12 70 1.2 0.07 1.5 Nhóm 1800 12 18 75 1.3 0.08 Nhóm 1800 15 12 10 60 1.1 0.09 Nhóm 1800 12 18 65 1.2 0.1 2.5 Nhóm 1800 15 12 70 1.3 0.07 Nhóm 1800 12 18 75 1.1 0.08 1.5 Nhóm 10 1800 15 12 60 1.2 0.09 Nội dung cụ thể Thiết kế mơn học nhóm 5: Một nhà cung cấp dịch vụ di động 2G GSM A muốn phủ sóng cho khu vực có diện tích GVHD: Ngơ Thế Anh NHĨM X.Y =216 (km2) (X =12, Y =18) cell lục giác có bán kính phục vụ R= (km) Biết dân số khu vực năm xây dựng mạng P = Triệu người, số người sử dụng dịch vụ chiếm b = 75 % tổng dân số, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên a = 1.3 %/năm, lưu lượng trung bình thuê bao x = 0.08 (Erlang), số GoS = y = (%) Hãy tính: Số cell thực tế tối thiểu cần phải lắp đặt để bảo đảm yêu cầu dịch vụ Vẽ hình minh họa Mẫu sử dụng lại tần số N tốt cho năm Nếu thông số mạng khơng đổi sau Z = năm, nên chọn mẫu sử dụng lại tần số N cho phù hợp? Nếu N = từ năm đầu sau M năm mà M < Z, tính số GoS năm thứ Z Nếu GoS > 5% câu 3, đưa giải pháp tốt theo hiểu biết tác giả để có GVHD: Ngơ Thế Anh NHÓM LỜI MỞ ĐẦU Trong sống ngày thơng tin di động đóng vai trị quan trọng khơng thể thiếu Nó định nhiều mặt hoạt động xã hội giúp người nắm bắt nhanh chóng thơng tin có giá trị văn hố, kinh tế, khoa học kỹ thuật đa dạng phong phú Ngày với nhu cầu số lượng chất lượng khách hàng sử dụng dịch vụ viễn thơng ngày cao, địi hỏi phải có phương tiện thông tin đại nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng khách hàng “ lúc,mọi nơi” mà họ cần Thông tin di động ngày trở thành dịch vụ kinh doanh thiếu tất nhà viễn thông giới Đối với khách hàng viễn thông, doanh nghiệp thơng tin di động trở thành phương tiện liên lac quen thuộc thiếu Dịch vụ thông tin di động không hạn chế cho khách hàng giàu có trở thành dịch vụ phổ cập cho đối tượng viễn thông Trong năm gần lĩnh vực thông tin di động nước có bước phát triển vượt bậc sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ Với nhiều nhà cung cấp dịch vụ tạo cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao nhà cung cấp dịch vụ Các nhà dịch vụ đưa sách khuyến mãi, giảm giá thành thu hút nhiều khách hàng sở dụng dịch vụ Càng với mức sống chung tồn xã hội ngày cao khiến cho số lượng thuê bao tăng đột biến năm gần Các nhà cung cấp dịch vụ di động nước sử dụng hai công nghệ với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access- Đa truy nhập phân chia theo thời gian) công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access- Đa truy nhập phân chia theo mã) Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA mang lại tiện ích dần lớn mạnh Tuy nhiên nhu cầu sử dụng khách hàng nên thị trường nước phần lớn thuộc nhà dịch vụ GSM với số lượng thuê bao áp đảo, với tính mở tiêu chuẩn cao GSM giúp dễ dàng triển khai quốc gia Trên sở kiến thức tích luỹ sau thời gian học môn chuyên ngành, đặc biệt môn: Thông Tin Di Động với hướng dẫn Thầy Ngơ Thế Anh, nhóm em hồn thành nhiệm vụ Bài Tập Lớn Thông Tin Di Động 1.Số cell thực tế tối thiểu cần phải lắp đặt để đảm bảo yêu cầu dịch vụ lựa chọn N GVHD: Ngơ Thế Anh NHĨM Các tham số đề cho: - Hệ thống GSM 1800 cung cấp 2992 kênh lưu lượng cho Cluster, vì: GSM 1800 có: Bw=75MHz; Độ rộng kênh 200KHz; Bg=200KHz Số kênh lưu lượng cell: - Do kỹ thuật TDMA sử dụng Time slot kênh nên số kênh lưu lượng hệ thống 374* 8=2992 để hệ thống cung cấp lưu lượng lớn Cluster size phải bé • Tính lưu lượng mạng cần đáp ứng - Diện tích vùng dân cư: S = X*Y=12*18=216 km2 - Dân số P = 9.000.000 người - Tỷ lệ người sử dụng dịch vụ b = 75% - Lưu lượng trung bình x = 0,08 Erl Lưu lượng mạng cần đáp ứng là: T1 = P *b * x = 9.000.000 * 0,75 * 0.08 = 540.000 Erl (1) • Số cell lục giác bán kính R= 3km cần dùng để phục vụ cho khu vực dân cư có diện tích S = 216 km2 Như hình Hình Hình dạng thu nhỏ khu vực có diện tích X.Y (Km2) - Giả sử cell bố trí theo qui luật sau: S= Hình Quy P = 6.R r= luật bố trí cell - Với quy luật này, theo chiều rộng 12km vùng dân cư ta cần bố trí A cell Theo chiều dài 18km vùng dân cư, ta cần bố trí B cell A= 2: GVHD: Ngơ Thế Anh NHÓM B= - Với ý tưởng theo quy luật hình vẽ với chiều dài 18km chiều rộng 12km, cell bố trí hình 3: Hình Bố trí cell cho chiều - Nếu bố trí khơng thiếu số cell A B làm tròn lên Số cell lục giác bán kính R = km cần phải phủ sóng tốt cho vùng diện tích 18 (km2) là: Ncell3 = AB = = 12 (cell) - Kiểm tra đáp ứng yêu cầu dịch vụ: Nếu N = - Số kênh lưu lượng cell đáp ứng là: Nc3 = = 997,333 kênh - Chỉ số G0S = %, kết hợp với N = 997 kênh, ta tra bảng Erlang B ta có lưu lượng cell đáp ứng là: T2 =1005,06 Erl (2) - Lưu lượng hệ thống đáp ứng là: T3 = T2 Ncell = 1005,06 Erl (3) Từ (1) (3), ta thấy T3 < T1 Do đó, hệ thống khơng đáp ứng u cầu dịch vụ Cần phải sử dụng biện pháp tăng dung lượng hệ thống Trong trường hợp cụ thể, nhà khai thác mạng đưa giải pháp để cải thiện tăng dung lượng hệ thống Các phương pháp thường sử dụng là: kỹ thuật nhảy tần, sector hóa, tách cell Trong toán này, sử dụng phương pháp tách cell Dựa vào nguyên tắc: Tách cell việc chia nhỏ cell bị nghẽn thành cell nhỏ hơn, với cell nhỏ lắp đặt trạm BTS giảm bán kính cell theo tỉ lệ với n thông thường 2,3 Ở ta chọn n = Tức bán kính cell lúc GVHD: Ngơ Thế Anh NHĨM = =1 Km Ta tiến hành tính tốn số cell với bán kính tương tự số cell lục giác bán kính R = 3km Tức là: - Số cell cột A1 là: A1 = cell Số cell hàng B1 là: B1 = cell Không cần lắp đặt thêm cell Số cell bán kính km cần lắp đặt Ncell = A1 B1 = Hình Tách cell với bán kính giảm 1/3 R • Tính lưu lượng mạng đáp ứng được: N = - Số kênh lưu lượng cell 997 kênh - : = 1005,06 Erl - Lưu lượng hệ thống đáp ứng là: = * = 1005,06 (4) Từ (1) (4) ta có , tức hệ thống đáp ứng yêu cầu dịch vụ Nhưng N ảnh hưởng đến C/I, N lớn, C/I đảm bảo Trong tốn ta khơng đủ tham số để tính C/I để chất lượng hệ thống đảm bảo, ta cần chọn giá trị N phù hợp N = - Số kênh lưu lượng cell: = = 748 kênh , Tra bảng Erlang B Lưu lượng cell đáp ứng là: = 749,68 (Erl) = * = 749,68 (7) Từ (1) (7), ta có > Do đó, hệ thống đáp ứng yêu cầu dịch vụ N = GVHD: Ngô Thế Anh NHÓM N = - Số kênh lưu lượng cell: = = 427 kênh , Tra bảng Erlang B Lưu lượng cell đáp ứng là: = 421,39 (Erl) = * = 421,39 (8) Từ (1) (8), ta có < Do đó, hệ thống không đáp ứng yêu cầu dịch vụ N = N = 12 - Số kênh lưu lượng cell: = = 249 kênh , Tra bảng Erlang B Lưu lượng cell đáp ứng là: = 240,40 (Erl) = * = 240,04 (9) Từ (1) (9), ta có < Do đó, hệ thống không đá p ứng yêu cầu dịch vụ N = 12 Kết luận: Trong năm đầu tiên, để đáp ứng tốt yêu cầu dịch vụ, ta cần bố trí 768 cell lục giác có bán kính mẫu sử dụng lại tần số tốt cho năm N = để thời gian sau số thuê bao tăng lên muốn tăng dung lượng ta cần giảm tần số sử dụng lại N = 3, thay tốn chi phí để lắp đặt thêm trạm Lựa chọn N sau năm: Nếu N = từ năm đầu sau M năm, M < Z (7), tính số GoS năm thứ GVHD: Ngô Thế Anh 10 NHÓM - Lựa chọn N sau năm Tính dân số vùng sau năm với tỉ lệ tăng dân số tự nhiên a =… Số dân năm P = P (Triệu) Dân số sau năm = P + P* a = P (Triệu) Dân số sau năm =P (Triệu) Dân số sau Z năm = P (Triệu) Với Z = 7, P = Triệu, a = 1,3% = 9.000.000* = 9.851.642(Người) - Các tham số không đổi, b = 75 %, x = 0,08(Erl) Lưu lượng mạng cần đáp ứng sau năm là: = * b* x = 9.851.642 75 591.098,52 Erl Tính N phù hợp - Lưu lượng cell cần đáp ứng: = = = 769,66(Erl) Với GoS=3%, tra bảng Erlang B, số kênh cell cần đáp ứng là: = 767 kênh Mẫu sử dụng lại phù hợp là: N = = 3,9 Chọn N=3 phù hợp Giả sử N = 3, tính GoS năm thứ - Với N = 3, số kênh cell = 997 (kênh) Năm xây dựng mạng với N =3 - Số cell thực tế cần lắp đặt chọn N=3 năm o Lưu lượng năm đầu T = 540.000 (Erl) o Mật độ phân bố lưu lượng: = = = 2500 (Erl/ o Lưu lượng cell đáp ứng =>= 1005,06 (Erl) Diện tích cell = = = 0,4 ( ) - GVHD: Ngơ Thế Anh 11 NHĨM = = = 0.39 (Km) bán kính R = 0,39 Km cần để phủ sóng diện tích S = 12* 18 () - Số cell cột: = = = 20,51 21 (cell) - Số cell hàng: = = = 30,77 31(cell) - Số cell bán kính 0,39 Km cần lắp đặt là: = (cell) Sau năm: Lưu lượng cell cần đáp ứng là: = = 907,99(Erl) Số kênh cell đáp ứng == 997 (kênh) Mà: = 0,017 % (9) Giải pháp để giảm GoS Công thức Erlang B Với Như vậy, GoS, T, N có quan hệ với GoS = f (N, T) Giá trị GoS phụ thuộc vào giá trị N T tăng GoS tăng Ngược lại N T giảm GoS giảm Trong tốn tính (9) GoS = 0,017 % đáp ứng yêu cầu dịch vụ yêu cầu kỹ thuật hệ thống Để giải vấn đề đặt đưa giải pháp để giảm số GoS Khi thiết kế, lưu lượng mạng cần đáp ứng số khảo sát, dự đoán trước Các nhà GVHD: Ngơ Thế Anh 12 NHĨM thiết kế hệ thống muốn cải thiện số GoS cách thực biện pháp để thay đổi N Tức thay đổi số kênh mà cell đáp ứng Để giảm GoS ta phải giảm N Mà Như vậy, giảm N tăng Như vậy, muốn tăng giá trị GoS ta phải tăng giá trị N ... thức tích luỹ sau thời gian học môn chuyên ngành, đặc biệt môn: Thông Tin Di Động với hướng dẫn Thầy Ngơ Thế Anh, nhóm em hồn thành nhiệm vụ Bài Tập Lớn Thông Tin Di Động 1.Số cell thực tế tối thiểu... nghiệp thơng tin di động trở thành phương tiện liên lac quen thuộc thiếu Dịch vụ thông tin di động không hạn chế cho khách hàng giàu có trở thành dịch vụ phổ cập cho đối tượng viễn thông Trong... tiện thông tin đại nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng khách hàng “ lúc,mọi nơi” mà họ cần Thông tin di động ngày trở thành dịch vụ kinh doanh thiếu tất nhà viễn thông giới Đối với khách hàng viễn thông,