Số lƣợng cell bị giới hạn bởi cả vùng phủ và dung lƣợng, vì vậy cần tiến hành hai bƣớc quy hoạch này để xác định các giới hạn về số lƣợng cell. Sau đó, cần điều chỉnh các giá trị đến mức hợp lý để đạt sự hài hòa về vùng phủ và dung lƣợng để có giới hạn cuối cùng.
a. Phƣơng án tính số cell theo quy hoạch vùng phủ
Vùng phủ sóng chủ yếu tập trung vào vào các trƣờng đại học, cao đẳng, trung học, các khu trung tâm thƣơng mại, dịch vụ, hành chính, các khu công nghiệp tập trung tại các phƣờng trung tâm thành phố, dọc tuyến đƣờng quốc lộ 3, đƣờng Cách mạng tháng 8.
Nhƣ chúng ta biết, các dịch vụ số liệu có tốc độ càng cao thì vùng phủ càng hẹp, nên để đảm bảo chất lƣợng vùng phủ sóng cho tất cả các dịch vụ cần phải tiến hành tính toán số cell theo qũy đƣờng truyền của dịch vụ số liệu 128kbps, việc tính toán chỉ thực hiện cho đƣờng lên cho cả ba kiểu phủ sóng là trong nhà, đi bộ và trong xe. Tính toán vùng phủ sóng áp dụng cho các vùng đặc thù sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 75 - Mật độ điện thoại 88 thuê bao/100 dân Internet đạt 2,4 thuê bao/100 dân
Thuê bao di động Wimax dự đoán: 10000
Để tính quỹ đƣờng truyền, cần xây dựng các mô hình truyền sóng thích hợp và các thừa số hiệu chỉnh đặc trƣng cho mỗi vùng phủ. Tuy nhiên, với mục đích là đơn giản hoá mô hình hệ thống nên giả thiết rằng sử dụng một mô hình truyền sóng duy nhất là Cost 231 - Hata:
L = 46,3 + 33,9 log(f) – 13,82 log(hb) + (44,9 – 6,55 log(hb))log(d) + c
Trong đó: c = 0 cho vùng đô thị c = - 12 cho vùng ngoại ô
f = 2500Mhz (2495Mhz – 2690Mhz) hb = 32 m
hm = 1.5m
Với tổn thất đƣờng truyền tối đa cho phép của đƣờng xuống số liệu 2048kb/s và đƣờng lên dịch vụ tiếng 128 kb/s là: 138,02(dB) và 140,37dB.
Từ việc phân tích và tính toán quỹ đƣờng truyền cho phép ta tính toán đƣợc bán kính phủ sóng (R) của ô trong một mô hình truyền sóng cho trƣớc. Khi xác định đƣợc R thì ta có thể xác định đƣợc diện tích phủ sóng của ô. Đối với một ô diện tích vùng phủ đƣợc tính nhƣ biểu thức sau:
Bảng 4. 3: Quan hệ giữa diện tích cell và bán kính
Cấu hình cell Omni 2 Sector 3 Sector 4Sector 6 Sector
Diện tích cell 2,6R2 1,3 R2 1,95 R2 2,6 R2 2,6 R2 Số cell = diện tích vùng / diện tích cell
Kết quả tính toán quy hoạch vùng phủ đƣợc tổng kết ở bảng dƣới đây:
Thông số Vùng thành
phố Vùng ngoại ô
Diện tích vùng phủ (km2
) 65 124
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn - 76 - Diện tích cell 2.6 13.8 Số cell 26 9 Số liệu Tổn hao cực đại 138,02 138,02 Bán kính cell 0.8 2 Diện tích cell 1.8 10.1 Số cell 36 12 Hỗn hợp Tổng số cell 83
Từ kết quả tính toán ở bảng trên thấy rằng, nếu ƣu tiên hoàn toàn cho dịch vụ tiếng thì chỉ cần 35 cell là đủ. Ngƣợc lại, nếu cần đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu về dữ liệu và tiếng thì phải cần tới 83 cell. Trong thực tế có thể áp dụng mức phủ cho dịch vụ tiếng trƣớc (lắp đặt 35 trạm phát sóng phục vụ cho 35 cell) sau đó căn cứ vào mức ƣu tiên đối với các dịch vụ số liệu để bổ sung thêm các BS (có thể cấu hình riêng BS cho dịch vụ số liệu) cho những khu vực có nhu cầu dữ liệu cao hơn khả năng cung
cấp của mạng.
b. Phƣơng án tính số cell theo quy hoạch dung lƣợng
Số cell không những bị giới hạn bởi vùng phủ mà còn bị giới hạn theo dung lƣợng. Để xác định đƣợc số cell giới hạn theo dung lƣợng, cần biết đƣợc dung lƣợng các bộ thu phát (transceiver) và đánh giá đƣợc nhu cầu của ngƣời sử dụng đối với cả dịch vụ tiếng và dịch vụ số liệu ở giờ cao điểm. Sử dụng số liệu đƣợc tính theo kb/s còn sử dụng tiếng thƣờng tính theo Erlang nhƣng cũng có thể quy đổi tất cả ra đơn vị kb/s.
Giả sử nhu cầu đối với các dịch vụ tiếng và số liệu ở giờ cao điểm cho các khu vực nhƣ trong bảng:
Bảng 4.4: Nhu cầu trung bình giờ cao điểm của người sử dụng
Thông số Khu ô thị Ngoại ô
Tỷ lệ thuờ bao 72% 28%
Số lƣợng thuê bao 7200 2800
Tiếng
Tốc độ 128 kb/s 128kb/s
Giờ cao
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 77 - Số
liệu Giờ cao
điểm 100 Mb
200 Mb
Các giả thiết sau đƣợc chấp nhận để tính toán:
- Dung lƣợng cell 3sector (hay của bộ thu phát) : 2x24Mb = 48Mb. Trong trƣờng hợp này sử dụng cấu hình sector hóa thì mỗi sector dùng một bộ thu phát, vì thế, dung lƣợng cell tăng theo số lƣợng sector/cell trong mỗi cấu hình. Nếu dung lƣợng ô bị chặn cứng (giới hạn bởi phần cứng) thì có thể sử dụng dung lƣợng chặn cứng tính theo mô hình Erlang B (coi rằng một cuộc gọi bị nghẽn sẽ không đƣợc khởi tạo lại ngay sau đó), mô hình Erlang B mở rộng (coi rằng một số cuộc gọi bị nghẽn sẽ cố gắng khởi tạo lại ngay sau đó) hay mô hình Erlang C (coi rằng một cuộc gọi bị nghẽn sẽ đƣợc xếp vào hàng đợi đến khi nó đƣợc phục vụ). Thực tế ở hệ thống, dung lƣợng ô có xu hƣớng bị giới hạn bởi nhiễu là chủ yếu, tức là bị chặn mềm. Do vậy, dung lƣợng chặn mềm cao hơn dung lƣợng chặn
- Số liệu bị truyền lại 1,1 lần do điều kiện và chất lƣợng của mạng. Trong trƣờng hợp các gói tin bị lỗi, nó có thể đƣợc truyền lại và làm tăng lƣu lƣợng truyền trên mạng. Trong trƣờng hợp một cuộc gọi bị nghẽn, nó có thể đƣợc khởi tạo lại sau đó...điều này cũng làm tăng lƣu lƣợng so với dự kiến.
- Các thuê bao sử dụng đồng thời tiếng và số liệu, giờ cao điểm của dịch vụ tiếng và số liệu trùng nhau. Với giả thiết này, trong trƣờng hợp sau, để đơn giản hóa, tính toán đƣợc xét chung cho hỗn hợp cả hai loại dịch vụ (trong thực tế phải xét riêng từng loại dịch vụ, hơn nữa, giờ cao điểm của hai loại dịch vụ có thể khác nhau).
Kết quả tính toán cho quy hoạch dung lƣợng nhƣ trong bảng 3.7.
Bảng 4.5: Kết quả quy hoạch dung lượng
Thông số Khu đô thị Ngoại ô
Tỷ lệ thuê bao 72% 28%
Số thuê bao 7200 2800
Tiếng
Tốc độ bít 128 kbps 128 kbps
Giờ cao
điểm 90 giây 90 giây
Tốc độ trung bình = (Tốc độ bit x Thời gian sử dụng giờ cao điểm)/3600
Tốc độ
T. bình 3,2 kbps 3,2 kbps
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 78 -
điểm 100 Mb 200 Mb
Tốc độ trung bình = (Dung lƣợng sử dụng giờ cao điểm x 1,1)/3600 Tốc độ T. bình 30,56 kbps 61 kbps Tốc độ T. bình tổng 33,76 kbps 64,2 kbps Dung lƣợng cell 48000 kbps 48000 kbps Số ngƣời sử dụng/cell 1422 748 Số cell 5 4 Tổng số cell 9
Nhƣ vậy theo quy hoạch dung lƣợng thì cần 9 cell (mỗi cell có dung lƣợng 48000 kbps) để đáp ứng nhu cầu về dung lƣợng của ngƣời sử dụng.
Kết luận
Giả thiết cần đáp ứng đầy đủ nhu cầu về dịch vụ tiếng và dữ liệu thì tổng số cell cần thiết giới hạn theo vùng phủ là 83 cell, giới hạn theo dung lƣợng là 9 cell. Do vậy, vùng địa lý bị giới hạn theo vùng phủ.
Theo lý thuyết quy hoạch, nếu vùng địa lý bị giới hạn theo dung lƣợng thì cần sử dụng phân tập phát hoặc tăng số lƣợng bộ thu phát (transceiver). Ngƣợc lại, trong trƣờng hợp vùng địa lý bị giới hạn theo vùng phủ nhƣ trên thì cần giảm tải trên mỗi sector cho đến khi nhu cầu về dung lƣợng và vùng phủ phù hợp với nhau (sở dĩ nhƣ vậy là do khi quy hoạch thô thì vùng phủ phụ thuộc vào mức tải dự kiến. ở bƣớc này cần điều chỉnh quy hoạch vùng phủ với mức tải mới phù hợp với nhu cầu về dung lƣợng). Việc giảm tải của ô sẽ kéo theo giảm dự trữ nhiễu trong quỹ đƣờng truyền, làm tăng bán kính phủ sóng và cuối cùng là giảm số BS. Trong trƣờng hợp lý tƣởng, có thể giảm tải đến khi vùng phủ của cell đủ lớn để với 9 cell cũng phủ đƣợc toàn bộ vùng địa lý.