Nhu cầu về thông tin di động
Để xác định đươc nhu cầu về thông tin di động thì chúng ta phải căn cứ vào các vấn đề sau:
- Số liệu thống kê về dân số và mật độ dân cư từng khu vực. - Mức độ tăng trưởng kinh tế.
- Mức độ thu nhập bình quân. - Nhu cầu về thông tin liên lạc.
- Kinh nghiệm phát triển mạng của các mạng trước. - Giá thành hệ thống và thiết bị đầu cuối…
Yêu cầu lưu lượng cho mỗi thuê bao
Lưu lượng của một thuê bao được tính theo công thức: A = 3600
*T n
Trong đó:
n: số cuộc gọi trung bình trong một giờ của một thuê bao. T: thời gian trung bình cho một cuộc gọi.
A: lưu lượng thông tin trên một thuê bao (tính bằng Erlang). Theo số liệu thống kê điển hình thì:
T = 120 : thời gian trung bình cho một cuộc gọi là 2 phút. ⇒ A = 3600 120 * 1 ≈ 33 mErlang/người sử dụng
Như vậy, để phục vụ cho 1000 thuê bao ta cần một lưu lượng là 33 Erlang. Từ đây, ta tính được tổng số kênh yêu cầu trong mạng tổ ong.
Mức độ phục vụ GoS
Nếu hệ thống chuyển mạch hoặc số kênh được thiết kế để mọi cuộc gọi đều được nối thông thì hiệu quả sử dụng rất thấp (vì mạng sẽ trở nên rỗi trong phần lớn thời gian). Khi đó giá thành mạng sẽ rất cao. Vì vậy, mạng sẽ được thiết kế với một mức độ nghẽn nào đó có thể chấp nhận được nhằm tăng hiệu quả sử dụng. Khái niệm GoS lúc này xác định phần trăm số cuộc gọi không thành công do thiếu tài nguyên trên tổng số cuộc gọi đang cần đấu nối đồng thời.
Số liệu thống kê cho thấy các thuê bao cá nhân sẽ không nhận biết được sự tắc nghẽn hệ thống ở mức dưới 10%. Tuy nhiên để mạng hoạt động với hiệu suất cao và hiệu quả thì GoS thường từ 2% đến 5%.
Dung lượng của trung kế
Giả thiết một trung kế gồm 33 kênh, một thuê bao có thể sử dụng bất kỳ một kênh nào mà hiện tại đang rỗi. Như vậy với 1000 thuê bao, mỗi thuê bao có lưu lượng 33 mErlang sẽ tải hết toàn bộ 33 kênh này.
Tuy nhiên, nếu GoS = 2%, các kênh này có thể đảm nhiệm được một lưu lượng là bao nhiêu? Để trả lời được câu hỏi này chúng ta phải tra bảng Erlang (ở phần phụ lục).
Bảng này chỉ rõ một lưu lượng tương ứng với số lượng kênh n khác nhau, mức độ phục vụ GoS khác nhau. Trở lại ví dụ trên ta có số kênh n = 33, mức nghẽn GoS = 2%, tương ứng lưu lượng là 24.626 Erlang. Vì mỗi thuê bao có lưu lượng là 33 mErlang nên tổng số thuê bao có thể phục vụ là 24.626 /0.033 = 746 thuê bao.
Khái niệm kênh trong mạng GSM
Trong GSM chúng ta phải phân biệt giữa hai khái niệm kênh và tần số. mỗi tần số sẽ có 8 kênh, vì vậy trong một cell sẽ có tổng số là n*8 kênh. Trong các kênh này, một kênh được dùng cho thông tin quảng bá BCCH (thường được mặc định ở khe thời gian TS0), và ít nhất một kênh cho thiết lập cuộc gọi (SDCCH). Thời gian trung bình cho việc sử dụng SDCCH là 3s. Đồng thời, trung bình số lần cập nhật vị trí thường gấp 3 lần số lần thiết lập cuộc gọi. Vì vậy trong giờ bận, một thuê bao sử dụng 4 kênh SDCCH. Khi đó lưu lượng cho mỗi thuê bao là :
Nếu mỗi kênh vật lý ghép với 8 kênh SDCCH sẽ có một dung lượng 3.6271 Erlang ở mức nghẽn 2% (bảng Erlang – phụ lục). Có nghĩa là khả năng phục vụ của một kênh vật lý sẽ là:
3.6271/0.0033 = 1099 (thuê bao) Khi đó dung lượng cần thiết cho TCH là:
1099 * 0.33 = 36.271 Erlang, tương ứng với 45 TCH.
Như vậy nếu ta sử dụng một kênh vật lý với 8 SDCCH thì nó có khả năng phục vụ cho 1099 thuê bao, tương ứng với 45 TCH ở mức nghẽn GoS = 2%. Còn nếu ghép một kênh vật lý với 4 kênh SDCCH ở mức nghẽn 2% thì nó có khả năng phục vụ cho khoảng 331 thuê bao, 17 TCH ở mức nghẽn GoS = 2%. Như vậy trong khi thiết kế tùy theo yêu cầu về dung lượng mà ta sử dụng một trong 2 cách này.
Hiệu quả sử dụng trung kế
Ta đã xét một trung kế 33 kênh với dung lượng 24.626 Erlang ở cấp độ dịch vụ GoS = 2 %. Để tính toán hiệu quả sử dụng trung kế, giá trị này được giảm 2 % và bằng 24.133 Erlang. Chia giá trị này cho tổng số kênh ta sẽ được hiệu quả sử dụng kênh: 24.133/33 = 73 %. Nghĩa là mỗi kênh sẽ chiếm khoảng 73 % thời gian.
Bảng 2.1. Hiệu quả sử dụng trung kế
Số kênh Lưu lượng với GoS = 2% Hiệu quả sử dụng 6 14 22 30 38 45 2.28 Erlang 8.20 Erlang 14.90 Erlang 21.93 Erlang 29.17 Erlang 35.16 Erlang 37% 57% 66% 72% 75% 78%
Bảng trên cho ta thấy dung lượng sử dụng và hiệu quả sử dụng trung kế với các kích cỡ trung kế khác nhau. Qua đó ta thấy, với 45 kênh trung kế thì hiệu quả sử dụng kênh sẽ tăng gấp 2.1 lần so với 6 kênh trung kế. Tức là trung kế càng lớn thì hiệu quả sử dụng kênh càng cao.
Kích thước mạng tổ ong
Để xác định kích thước mạng tổ ong, ta cần xác định số kênh cần thiết cho mỗi cell.
Ví dụ: với lưu lượng 33 Erlang, mức độ dịch vụ trong giờ cao điểm là GoS = 2 %. Từ bảng Erlang ta tìm được số kênh là 43. Tuy nhiên, cũng với lưu lượng và cấp độ dịch
vụ như trên nhưng vùng phủ sóng yêu cầu số cell nhiều hơn (giả sử là 5 cell). Trước tiên lưu lượng tổng phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng cell.
Ví dụ:
Tên Cell % Lưu lượng Lưu lượng (Erlang) Số kênh A B C D E 40 25 15 10 10 13.20 8.25 4.15 3.30 3.30 20 14 10 8 8 Σ 100 33.00 60
Như vậy lưu lượng khi phân bố trên nhiều cell sẽ cần dùng nhiều kênh hơn so với trường hợp toàn bộ lưu lượng được dồn vào một cell.