L ỜI CAM Đ OAN
3.1.4.2 Phân tích dung lượng
Phân tích dung lượng
Khi đã xác định được vùng phủ site, cấu hình site: số kênh (Channel elements – CE), số sector, số Carrier, mật độ site phải được lựa chọn để đáp ứng được lưu lượng yêu cầu cho site đó. Tuy nhiên, việc tính toán RLB của hệ thống RAN WCDMA phức tạp hơn so với hệ thống dựa trên TDMA, bán kính cell phụ thuộc vào số thuê bao đồng thời do mức dự trữ nhiễu. Do vậy việc phân tích kết hợp vùng phủ sóng và dung lượng ngay thực hiện ngay ở bước khởi tạo của quá trình định cỡ. Khi bắt đầu xây dựng mạng 3G, các nhà khai thác cần phải có thông tin và đánh giá khá chính xác về sự phát triển và phân bố thuê bao, vì chúng có ảnh hưởng trực tiếp
đến vùng phủ. Việc tìm ra các thông số cấu hình đúng cho mạng đểđáp ứng yêu cầu lưu lượng và chi phí tối thiểu không phải là việc đơn giản. Số lượng sóng mang, số
lượng sector, tải, số người sử dụng, tất cả chúng sẽảnh hưởng tới kết quả cuối cùng. Việc nắm rõ thông tin về dung lượng còn có tác dụng đảm bảo tiết kiệm chi phí đầu tư phần cứng trong quá trình quy hoạch triển khai mạng lưới WCDMA.
Giới thiệu mô hình tính toán dung lượng Erlang-B
Dựa vào quỹ đường truyền và sử dụng mô hình truyền sóng phù hợp sẽ tính
được vùng phủ ban đầu. Tuy nhiên đây chỉ là một phần quy hoạch ban đầu. Bước tiếp theo của việc quy hoạch là tính toán dung lượng của hệ thống tối đa từđó xem xét có hiệu quảđể hỗ trợ tải hay dung lượng dự kiến ban đầu không. Thực tế không thểđạt được tải cell bằng 100% lý tưởng mà tải cell chỉđạt được khoảng 60%-70%. Nếu thực tế chưa đạt yêu cầu thì cần phải quay lại bước ban đầu đểđịnh cỡ bổ sung thêm số trạm hoặc thực hiện nâng cấp/mở rộng thêm dung lượng tại các trạm sao cho đảm bảo được chi phí đầu tư mà vẫn thỏa mãn được các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
Một mô hình tính toán dung lượng thiết bị cần thiết nhằm thỏa mãn được nhu cầu dịch vụ của thuê bao với giá thành triển khai lắp đặt tối ưu là kỹ thuật lưu lượng. Kỹ thuật lưu lượng viễn thông nghiên cứu việc tối ưu cấu trúc mạng và điều chỉnh số lượng thiết bịđược xác định trên cơ sở lưu lượng. Trong phạm vi đề tài, ta
sẽđi vào tìm hiểu ứng dụng mô hình lưu lượng Erlang-B được mô tả như sau: - Cấu trúc: có n kênh đồng nhất hoạt động song song và được gọi là một
nhóm đồng nhất. Chiến lược: 1 cuộc gọi đến hệ thống được chấp nhận nếu có ít nhất một kênh rỗi. Nếu hệ thống bận thì cuộc gọi sẽ bị từ chối mà không gây một ảnh hưởng nào sau đó.
- Lưu lượng: Lưu lượng phát sinh được định nghĩa là tỉ số giữa cuộc gọi trung bình trên cường độ phục vụ trung bình. Khi đó lưu lượng của một thuê bao A được tính theo công thức sau:
3600
nT
A = (3.10) Trong đó :
A : lưu lượng của thuê bao.
n : số trung bình các cuộc gọi trong một giờ. T : thời gian trung bình của một cuộc gọi (s). Một sốđịnh nghĩa cho mô hình Erlang:
- Hệ thống tổn hao: Đây là hệ thống mà các thuê bao sẽ bị từ chối thực hiện cuộc gọi khi hệ thống đầy tải.
- Hệ thống theo kiểu đợi: Đây là hệ thống mà các thuê bao sẽ được chờ
thực hiện cuộc gọi khi hệ thống đầy tải.
- Đơn vị lưu lượng: Erlang là đơn vị đo mật độ lưu lượng. Một Erl mô tả
tổng lưu lượng trong một giờ.
- Cấp độ phục vụ (GoS - Grade of Service): là đại lượng thể hiện số % cuộc gọi không thành công đối với hệ thống tiêu hao. Còn trong hệ thống
đợi thì GoS là số % cuộc gọi thực hiện chờ gọi lại.
Các phương pháp chuyển đổi lưu lượng hệ thống UMTS theo mô hình Erlang
Lưu lượng dịch vụ thoại: Giả sử theo thống kê trung bình một tháng thuê bao gọi thoại là 240 phút. Khi đó để tính lưu lượng bình quân lưu lượng thoại trên mỗi thuê bao sẽ thực hiện như sau:
- Số ngày thực hiện cuộc gọi thường xuyên trong tháng là: 22 ngày - Số phút bình quân trong ngày sẽ là: 240 min/22= 10, 91
- Bình quân trong ngày có 8h bận nên số phút bình quân của một thuê bao trong 1h bận là: 10, 91/8= 1, 364
- Lưu lượng bình quân của một thuê bao sẽ là: 1,364 min / 60s = 0, 0227 Erlang = 22, 7 mErl
Lưu lượng dịch vụ data: Giả sử theo thống kê trung bình một tháng thuê bao thực hiện dịch vụ data với dung lượng gồm: 20MB Uplink với tốc độ 64 kbps và 50MB Downlink với các tốc độ 64 kbps, 128 kbps & 384 kbps.
- Đối với Uplink: data bình quân trong giờ bận của một thuê bao sẽ là: 20 MB/22 day x 8h x 3600 s = 0, 032 kbyte / s = 0, 2586 kbit / s
- Đối với Downlink: data bình quân trong giờ bận của một thuê bao sẽ là: 50 MB /22 day x 8h x 3600 s= 0, 081 kbyte / s = 0, 6465 kbit / s
Chuyển đổi dung lượng các dịch vụ sang đơn vị Erlang: ta có công thức chuyển đổi qua lại của quan hệ này như sau:
Kbit/s = Erlang*tốc độ dịch vụ * Hệ số AF (Activity Factor) (3.11)
Chẳng hạn ta có lưu lượng bình quân của dịch vụ CS 64 của một thuê bao là 0,182 kbit/s, AF=1. Lúc đó lưu lượng Erlang của mạng có 100K thuê bao cho dịch vụ CS 64 sẽ là: 0,182 kbps x 100.000 sub/64 kbps x 1 (AF = 1) = 248, 4 Erlang
Định cỡ dung lượng mạng
Phần này sẽ trình bày tính toán sơ bộ dung lượng mạng theo yêu cầu ban đầu tương ứng với số lượng thuê bao đã được dự báo trước, cụ thể gồm:
- Dự báo và xác định số thuê bao tối đa của mạng / khu vực.
- Tùy theo mô hình lưu lượng/thuê bao thì khi tính toán số kết nối (connection-Erlang) sẽ khác nhau cho mỗi loại dịch vụ.
- Sau khi có được dung lượng mạng tiến hành tính bình quân dung lượng của một Site và xác định dung lượng bình quân của một Site. Trong đó số
lượng Site là số site đã tính được trong pha định cỡ vùng phủ sóng.
Dưới đây mô tả một ví dụ tham khảo về cách tính dung lượng hệ thống (Erl) cho 100.000 thuê bao dựa trên các yêu cầu lưu lượng các loại dịch vụ tương ứng khác nhau của thuê bao tại khu vực thành phố, cụ thể:
- Ta có lưu lượng hướng xuống bình quân của của hệ thống 100 000 thuê bao như bảng 3.8 sau.
Bảng 3.8 Lưu lượng hệ thống
Dịch vụ hướng
Downlink L thuê bao ưu lượng/ TLổượng cng mộng lạng ưu
Voice 12,2K 22,7 mErlang 2270 Erlangs CS 64K 0,182 kbit/s 18,2 Mbit/s
PS 64K 0,2586 kbit/s 25,86 Mbit/s PS 128 K 0,2586 kbit/s 25,86 Mbit/s PS 384K 0,1293 kbit/s 12,93 Mbit/s
- Chuyển đổi toàn bộ lưu lượng mạng sang đơn vị Erlang ta được bảng 3.9.
Bảng 3.9 Lưu lượng dạng Erlang
Dịch vụ hướng
Downlink Lthuê bao ưu lượng/ Tlổượng cng mộng lạng ưu
Tổng cộng Erlang hoặc
connecntion % Connection
Voice 12,2K 22,7 mErlang 2270 Erlangs 2270 54,7 %
CS 64K 0,182 kbit/s 18,2 Mbit/s 284,4 6,8 %
PS 64K 0,2586 kbit/s 25,86 Mbit/s 1010,2 24,3 %
PS 128 K 0,2586 kbit/s 25,86 Mbit/s 505,1 12,2 %
PS 384K 0,1293 kbit/s 12,93 Mbit/s 84,2 2,0 %