CHƢƠNG 4 : QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G
4.2 ĐỊNH CỠ MẠNG
4.2.2 Phân tích dung lƣợng
4.2.2.1 Giới thiệu mơ hình tính tốn dung lượng Erlang -B
Dựa vào quỹ đƣờng truyền và sử dụng mơ hình truyền sóng phù hợp sẽ tính đƣợc vùng phủ ban đầu. Tuy nhiên đây chỉ là một phần quy hoạch ban đầu. Bƣớc tiếp theo là việc quy hoạch là tính tốn dung lƣợng của hệ thống tối đa từ đó xem xét có hiệu quả để hỗ trợ tải hay dung lƣợng dự kiến ban đầu không.Thực tế không thể đạt đƣợc tải cell bằng 100% lý tƣởng mà tải cell chỉ đạt đƣợc khoảng 60%-70%. Nếu thực chƣa đạt yêu cầu thì cần phải quay lại bƣớc ban đầu để định cỡ bổ sung thêm số trạm hoặc thực hiện nâng cấp/mở rộng thêm dung lƣợng tại các trạm sao cho đảm bảo đƣợc chi phí đầu tƣ mà vẫn thỏa mãn đƣợc các yêu cầu kỹ thuật đạt ra.
Một mơ hình tính tốn dung lƣợng thiết bị cần thiết nhằm thỏa mãn đƣợc nhu cầu dịch vụ của thuê bao với giá thành triển khai lắp đặt càng nhỏ đó chính là kỹ thuật lƣu lƣợng. Kỹ thuật lƣu lƣợng viễn thông nghiên cứu việc tối ƣu cấu trúc mạng và điều chỉnh số lƣợng thiết bị đƣợc xác định trên cơ sở lƣu lƣợng.Trong phạm vi đề tài, ta sẽ đi vào tìm hiểu ứng dụng mơ hình lƣu lƣợng Erlang-B. Mơ hình Erlang-B đƣợc mơ tả bởi các yếu tố sau:
- Cấu trúc: có n kênh đồng nhất hoạt động song song và đƣợc gọi là một nhóm đồng nhất.
- Chiến lƣợc: Một cuộc gọi đến hệ thống đƣợc chấp nhận nếu có ít nhất một kênh rỗi.Nếu hệ thống bận thì cuộc gọi sẽ bị từ chối mà khơng gây một ảnh hƣởng nào sau đó.
- Lƣu lƣợng: Lƣu lƣợng phát sinh đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa cuộc gọi trung bình trên cƣờng độ phục vụ trung bình. Khi đó lƣu lƣợng của một th bao A đƣợc tính theo cơng thức sau:
A
= ×nT
(4.3) 3.600
Trong đó:
A: lƣu lƣợng th bao A
n: số cuộc gọi trung bình trong một giờ
T: thời gian trung bình của một cuộc gọi tính bằng giây (s)
Giả sử tính lƣu lƣợng của thuê bao A có trung bình 1 cuộc gọi 15 phút trong một giờ, khi đó lƣu lƣợng của thuê bao A sẽ là:
+ n = 1 + T = 15 x 60s = 900 (s) =>A = n ×T = 1×90 0 = 0, 25erl
- Một số định nghĩa cho mơ hình Erlang:
+ Hệ thống tiêu 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 đƣợc chờ thực hiện cuộc gọi khi hệ thống đầy tải.
+ Đơn vị lƣu lƣợng: Erlang là đơn vị đo mật độ lƣu lƣợng. Một Erl mô tả tổng lƣu lƣợng trong một giờ.
+ Cấp độ phục vụ (GoS): là đại lƣợng thể hiện số % cuộc gọi không thành công đối với hệ thống tiêu hao. Cịn trong hệ thống đợi thì GoS là số % cuộc gọi thực hiện chờ gọi lại.
4.2.2.2 Các phương pháp chuyển đổi lưu lượng hệ thống UMTS theo mơ hình Erlang
Trong khn khổ của luận văn, chỉ xin trình bày cách chuyển đổi lƣu lƣợng từ các loại hình dịch vụ khác nhau ra đơn vị Erlang, cụ thể nhƣ sau:
- Lƣu lƣợng dịch vụ thoại: Giả sử theo thống kê trung bình một tháng thuê bao gọi thoại là 240 phút. Khi đó để tính lƣu lƣợng bình qn lƣu lƣợng thoại trên mỗi thuê bao sẽ thực hiện nhƣ sau:
+ Số ngày thực hiện cuộc gọi thƣờng xuyên trong tháng là: 22 ngày + Số phút bình quân trong ngày sẽ là: 240 min = 10, 91
22 day
+ Bình qn trong ngày có 8h bận nên số phút bình qn của một thuê bao trong 1h bận là: 10, 91 = 1, 364
8
+Lƣulƣợng bìnhquân củamộtthuêbaosẽlà:
1,364 min
= 0, 0227 Erlang = 22, 7 mErl
60 s
- Lƣu lƣợng dịch vụ data: Giả sử theo thống kê trung bình một tháng thuê bao thực hiện dịch vụ data với dung lƣợng 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
= 0, 032 kbyte / s = 0, 2586 kbit / s 22 day x 8h x 3600 s
+ Đối với Downlink: data bình quân trong giờ bận của một thuê bao sẽ là: 50 MB
Khi sẽ thực hiện chia theo từng dịch vụ nhƣ sau:
Dịch vụ (kbit/s) MB trên thuê bao Kbit/s trên thuê trong một tháng bao trong giờ bận
64k 20 MB 0.2586 kbit/s
128k 20 MB 0.2586 kbit/s
384k 10 MB 0.1293 kbit/s
- Chuyển đổi dung lƣợng các dịch vụ sang đơn vị Erlang: ta có cơng thức chuyển đổi qua lại của quan hệ này nhƣ sau:
Kbit/s = Erlang x tốc độ dịch vụ x Activity Factor
Chẳng hạn ta có lƣu lƣợng bình qn của dịch vụ CS 64 của một thuê bao là 0,182 kbit/s, AF=1. Lúc đó lƣu lƣợng Erlang của mạng có 100K thuê bao cho dịch vụ CS 64 sẽ là:
0,182 kbps x 100.000 sub = 248, 4 Erlang 64 kbps x 1 (AF = 1)
4.2.2.3 Định cỡ dung lượng mạng
Phần này sẽ trình bày tính tốn sơ bộ dung lƣợng mạng theo u cầu ban đầu tƣơng ứng với số lƣợng thuê bao đã đƣợc dự báo trƣớc, cụ thể gồm:
- Dự báo và xác định số thuê bao tối đa của mạng / khu vực
- Tùy theo mơ hình lƣu lƣợng/th bao thì khi tính tốn số kết nối (connection-Erlang) sẽ khác nhau cho mỗi loại dịch vụ
- Sau khi có đƣợc dung lƣợng mạng tiến hành tính bình qn dung lƣợng của một Site và xác định dung lƣợng bình qn của một Site. Trong đó số lƣợng Site là số site đã tính đƣợc trong pha định cỡ vùng phủ sóng.
Dƣới đây mơ tả một ví dụ tham khảo về cách tính dung lƣợng hệ thống (Erl) cho 100.000 thuê bao dựa trên các yêu cầu lƣu lƣợng các loại dịch vụ tƣơng ứng khác nhau của thuê bao tại khu vực thành phố, cụ thể:
- Ta có lƣu lƣợng hƣớng downling bình quân của của hệ thống 100 Ksub nhƣ sau:
Bảng 4-9 Tính lƣu lƣợng hệ thống tham khảo 1
Dịch vụ hướng Lưu lượng / Tổng cộng lưu Downlink thuê bao lượng mạng
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 128k 0,2586 kbit/s 25,86 Mbit/s
- Chuyển đổi toàn bộ lƣu lƣợng mạng sang đơn vị Erlang:
Bảng 4-10 Tính lƣu lƣợng hệ thống tham khảo 2
Dịch vụ hướng Lưu lượng / Tổng cộng lưu Tổng cộng % Erlang hoặc
Downlink thuê bao lượng mạng Connection
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 128k 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 % PS 128k 12% PS 384k 2% PS 64k 24% Voice 12.2k CS 64k PS 64k PS 128k PS 384k CS 64k 7% Voice 12.2k 55%
- Giả sử có 20 Connection trên một cell, ta có phân bổ số Connection trên cell và throughput cho các dịch vụ nhƣ sau:
Bảng 4-11 Tính lƣu lƣợng hệ thống tham khảo 3
Dịch vụ % Downlink Phân bổ Throughput Connection connection (kbit/s)
Voice 12,2k 54,7 % 10,9 132,98
CS 64k 6,8 % 1,4 89,6
PS 64k 24,3 % 4,9 313,6
PS 128k 12,2 % 2,4 307,2
PS 384k 2,0 % 0,4 153,6