Trong GPRS tốc độ truyền dữ liệu không phụ thuộc vào tốc độ dữ liệu của từng kênh cụ thể mà có thể thay đổi. Một người sử dụng GPRS có thể sử dụng đến 8 khe thời gian để đạt được tốc độ hơn 100kbps. Tuy nhiên đây là tốc độ cực đại, nếu nhiều người sử dụng thì tốc độ bit sẽ thấp hơn.
Giao diện vô tuyến GPRS sử dụng các tính năng cơ bản của giao diện vô tuyến GSM. Như vậy cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói đều có thể sử dụng cùng sóng mang. Tuy nhiên mạng đường trục của GPRS được thiết kế sao cho nó không phụ thuộc vào giao diện vô tuyến.
Chương 4
QUY HOẠCH MẠNG GSM
4.1 Giới thiệu chương
Quy hoạch mạng là bước quan trọng trong quá trình khai thác mạng. Tối ưu hóa kinh phí đầu tư, cũng như chất lượng hiệu quả hoạt động của mạng di động. Trong chương này sẽ thực hiện quy hoạch các yếu tố quan trọng trong mạng như: lưu lượng, quy hoạch vùng phủ, quy hoạch cell, tần số.
4.2 Khái niêm lưu lượng trong mạng GSM
Hệ thống thông tin di động GSM áp dụng kênh vô tuyến đường trục: Mỗi BTS có một số kênh vô tuyến dùng chung cho nhiều người. Tỷ lệ người dùng trên số kênh dùng chung càng cao thì hiệu quả sử dụng đường trục càng cao. Hiệu suất sử dụng phổ tần số lại càng cao khi cùng một tần số mà được dùng lại càng nhiều lần ở các cell khác
nhau.
1. Lưu lượng
Trong hệ thống viễn thông, lưu lượng là tin tức được truyền dẫn qua các kênh thông tin.
Lưu lượng của một thuê bao được tính theo công thức: A = 3600 *t C (4.1) Trong đó:
C : tốc độ cuộc gọi đến trong một đơn vị thời gian
t : thời gian đàm thoại trung bình cho một cuộc gọi
A : lưu lượng thông tin trên một thuê bao (tính bằng Erlang).
Với các giá trị:
C = 1 : trung bình có một cuộc gọi đến trong một giờ. t = 60s : thời gian trung bình cho một cuộc gọi là 60 giây.
⇒ A = 3600 60 * 1 ≈ 16.67 mErlang
Hay để phục vụ cho 1000 thuê bao ta cần một lưu lượng là 16.67 Erlang với thời gian đàm thoại trung bình là 60s.
2. Cấp độ dịch vụ - GoS (Grade of Service)
Nếu kênh bị chiếm giữ trong toàn bộ khoảng thời gian, thì kênh đó đạt lưu lưuongj cực đại 1Erlang. Vì người sử dụng truy cập kênh vô tuyến theo kiểu ngẫu nhiên, nên không thể tránh khỏi những khoảng thời gian để trống kênh vô tuyến đó, do vậy kênh vô tuyến không đạt được dung lượng tối đa (1 Erl). Khi số người dùng tăng lên, số cuộc gọi đi qua kênh càng tăng, nên thông lượng tăng lên.
Hình 4-2 Lưu lượng: cần truyền, được truyền, nghẽn
Lưu lượng muốn truyền = Lưu lượng được truyền + Lưu lượng nghẽn (4.2) Offered Traffic = Carried Traffic + Blocked Traffic
Để một kênh đường trục có chất lượng phục vụ cao thì xác suất nghẽn phải thấp. Vậy nên số người dùng có thể phải bị giới hạn, tức là lưu lượng muốn truyền phải giữ trong dung lượng kênh. Nếu chấp nhận một cấp phục vụ thấp hơn, tức là xác suất nghẽn lớn hơn, thì tương ứng tăng được dung lượng muốn truyền (tăng số người dùng). GoS cùng một nghĩa với xác suất nghẽn:
Lưu lượng muốn truyền: A Lưu lượng bị nghẽn : A*GoS
Để mạng hoạt động với hiệu suất cao thì mạng cellular thường có GoS = 2 % nghĩa là tối đa 2% lưu lượng bị nghẽn, tối thiểu 98% lưu lượng được truyền.
3. Mô hình ERLANG B:
Đây là mô hình hệ thống thông tin hoạt động theo kiểu tiêu hao. Thuê bao không hề gọi lại khi cuộc gọi không thành. Đồng thời giả thiết rằng: Xác suất cuộc gọi phân bố theo luật ngẫu nhiên Poisson, số người dùng rất lớn so với số kênh dùng chung, không có kênh dự trữ dùng riêng, cuộc gọi bị nghẽn không được gọi lại ngay.
Hình 4-3 Xác suất nghẽn GoS
Mô hình Erlang B là mô hình thích hợp hơn cả cho mạng GSM. Từ các công thức toán học, người ta lập ra bảng Erlang B (phần Phụ lục).
Ví dụ: Số kênh dùng chung là 10, GoS là 2%. Tra bảng Erlang B ta có lưu lượng muốn truyền là A = 5,084 Erl. Vậy lưu lượng được truyền là:
A*(1 - GoS) = 5,084*(1 – 0,02) = 4,9823 Erl.
4. Hiệu suất sử dụng trung kế (đường trục)
Hiệu suất sử dụng trung kế là tỷ số giữa lưu lượng được truyền với số kênh của đường trục.
Ở ví dụ trên, ta đang xét trung kế có số kênh dùng chung n = 10, GoS = 2 %, nên lưu lượng được truyền sẽ là 4,9823 Erl. Ta có:
Hiệu suất sử dụng trung kế = *100% 10
9823 , 4
GoS càng tốt thì hiệu suất sử dụng trung kế càng thấp, cần phải có nhiều kênh vô tuyến cho lưu lượng cần truyền đã cho. GoS càng kém thì với một lưu lượng đã cho thì chỉ cần số kênh vô tuyến là ít hơn.
Với cùng một cấp phục vụ, trung kế càng lớn (số kênh dùng chung lớn) thì hiệu quả sử dụng trung kế cũng cao.
Số kênh TCH
Lưu lượng được truyền (GoS = 2%) Hiệu suất sử dụng trung kế 6 2,2305 Erlang 37 % 10 4,9823 Erlang 49,82 % 15 8,8300 Erlang 58,86 % 25 17,155 Erlang 68,62 % 40 30,377 Erlang 75,94 %