III. Phân tích đánh giá mạng VINAPHONE
2.Yêu cầu lu lợng liên quan đến phần vô tuyến
2.1.Phạm vi
Mô hình lu lợng thuê bao di động của các hệ thống di động mặt đất hoặc vệ tinh (bao gồm các hệ thống tế bào, vô tuyến kéo dài, nhắn tin và IMT-2000) đợc trình bày tại phần này với mục đích đa ra các đặc tính về nhu cầu lu lợng của các thuê bao di động kết hợp với các dịch vụ di động. Nhu cầu lu lợng này đợc tính toán cho cả phần ngời sử dụng và báo hiệu.
Phạm vi địa lý cho mô hình thuê bao di động và nhu cầu lu lợng đợc dàn trải từ các vùng trong quốc gia đến các vùng quốc tế. Trong ví dụ tại hình vẽ dới đây mô tả trờng hợp các mạng tế bào di động mặt đất có sự phân tách giữa mạng di động và mạng cố định.Trong hình vẽ trình bày hai giao diện lu lợng thoại cho yêu cầu lu lợng với mục đích mô tả đặc điểm thiết kế lu lợng. Một yêu cầu lu lợng sẽ liên quan đến phần giao diện vô tuyến, yêu cầu lu lợng khác là sự kết hợp đặc tính di động với lu lợng liên quan nhiều đến phần mạng cố định. Đặc điểm mới này đợc dành cho mục đích định cỡ tài nguyên mạng cố định sử dụng để hỗ trợ cho các dịch vụ di động
Một đặc điểm nổi bật nhất trong nhu cầu lu lợng của những ngời sử dụng di động là tính chất không ổn định của không gian. Điều này liên quan đến sự thay đổi vị trí địa lý của phía chủ gọi hoặc bị gọi của thuê bao di động trong quá trình kết nối đã đợc thiết lập (đang thực hiện cuộc gọi), mặt khác cũng do thiết bị của ngời sử dụng di động. Một khía cạnh khác của máy đầu cuối di động liên quan đến sự thay đổi vị trí địa lý của những ngời sử dụng trong tíên trình cuộc gọi (đang đàm thoại): là kết quả của sự liên kết động giữa bộ nhận dạng thiết bị di động trong thực tế của ngời sử dụng và điểm gán mạng khi thực hiện các cuộc gọi đi (hoặc đến) của thuê bao di động đó.
Một hệ quả của sự thay đổi lu lợng là sự tổ hợp khả năng khai thác tài nguyên lu lợng với đặc tính sử dụng lại phổ của các hệ thống tế bào, chất lợng kênh vô tuyến sẽ phụ thuộc vào không gian và thời gian, các hoạt động thích hợp nh handover hoặc Combining sẽ đợc thực hiện bởi hệ thống trợ giúp duy trì một mức QoS tối thiểu. Dù sao những hành động này sẽ có kết quả trong quá trình sử dụng cùng nguồn tài nguyên đợc tận dụng cho việc đáp ứng nhu cầu cuộc gọi, đặc điểm của chúng là phụ thuộc vào tiến trình có liên quan đến việc thiết kế và quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến nh thế nào.
Một yếu tố khác gây ra sự thay đổi lu lợng là sự phân bổ về không gian và thời gian của nhiều ngời sử dụng tại những vùng đợc xem xét. Sự phân bổ này sẽ đợc đề xuất theo yêu cầu của ngời sử dụng, khả năng duy trì tuỳ thuộc vào không gian và thời gian. Những yếu tố ảnh hờng đến sự phân bổ này bao gồm:
• Dạng môi trờng (Trong nhà/Ngoài trời, khu vực kinh doanh, khu dân c...); • Địa lý và kiểu di chuyển tại vùng đợc xem xét ( vùng không bị che chắn,
cách sắp xếp trong thành phố, vùng ngoại vi...);
• Đặc điểm di động ( sử dụng khi đi bộ hoặc ô tô, tốc độ di chuyển...); • Mức thâm nhập dịch vụ.
Thực tế để tăng hiệu quả sử dụng phổ tế bào có thể dùng cách thức riêng là chỉ thị băng thông động để khắc phục sự thay đổi về lu lợng di động, đối với các hệ thống tế bào hiện tại việc định cỡ sẽ phụ thuộc vào khả năng thích ứng với trờng hợp xấu nhất liên quan với trờng hợp có nhiều ngời sử dụng không chuyển động. Điều này bao hàm mức yêu cầu lu lợng cao nhất đợc dành cho một vùng ( thờng là một cell) có thể ớc lợng đợc và số lợng kênh vô tuyến liên quan đến vùng phủ sóng đó sẽ đợc xác định tơng ứng. Sự ớc lợng sẽ đợc dựa trên các dữ liệu nh mật độ dân c, mức thâm nhập dịch vụ, đặc điểm địa lý, lu lợng cho mỗi thuê bao. . .
Sau cùng cần tách riêng đặc điểm yêu cầu lu lợng từ các thủ tục điều khiển và định cỡ để phù hợp với các nguyên tắc đợc dùng khi thiết kế các dịch vụ và mạng cố định, xử lý nhu cầu lu lợng dành cho các hệ thống hỗ trợ dịch vụ di động sẽ phải tuân thủ theo sự điều hành của nhà khai thác mạng nh duy trì chất lợng kênh và điều khiển Handover.
2.2.Xác định nhu cầu lu lợng cơ bản dành cho các mạng tế bào
2.2.1 Cơ sở xác định
Dành cho việc thiết kế lu lợng của các hệ thống tế bào, thông tin về địa hình khu vực phân bố dân c là rất quan trọng với các nhà khai thác. Đối với những nhà khai thác mới thì các thông tin này chỉ là những thông tin điều tra dân số đợc công bố thông thờng. Điều này có thể làm thay đổi quyết định, tốt hơn là có đợc các thông tin chi tiết và có thể xuống đến mức thị xã hoặc quận huyện. Từ cơ sở dữ liệu đã công bố và kích cỡ của vùng địa lý, có thể đa ra đợc mật độ dân c cho từng vị trí. Kết hợp với các dự báo về mức thâm nhập của ngời sử dụng và cờng độ lu l- ợng cho mỗi thuê bao từ năm này qua năm khác, có thể xác định đợc nhu cầu lu l- ợng cho toàn mạng.
BS BS MSC BS BS MSC LE/TE BS MSC BS LE/TE ISC BS BS MSC BS BS MSC LE/TE BS BS MSC BS BS MSC LE/TE ISC MT MT MMF MMF MMF MMF MMF Các LE/TE khác Wide/national area
Giao diện lưu lượng thoại other MSCs BS BS MSC MMF Mạng di động mặt đất
Chú ý: hình vẽ này mô tả các liên kết giữa mạng cố định - di động (tách rời nhau ) và chỉ
thị chức năng quản lý di động (MMF) dành cho các mạng di động, đây là trường hợp tiêu biểu cho các hệ thống di động thế hệ thứ hai. Tùy thuộc vào khả năng thực hiện và nhu cầu lưu lượng của hệ thống mà MSC được kết nối tới các tổng đài mạng cố định như Gateway, nội hạt hoặc các thiết bị đầu cuối. Đây là sự mô tả tóm tắt về khả năng tổ hợp LE/TE. Trong thực tế chỉ thị chức năng MMF là một tập hợp của các tùy chọn có thể có bao gồm kết quả của thỏa thuận kết hợp giữa hai mạng di động và cố định.
Giao diện lưu lượng thoại Mạng cố định quốc gia Vùng trung tâm Vùngquốc tế Mạng cố định quốc tế
Hình 4.9: Đặc điểm phạm vi yêu cầu lu lợng cho các hệ thống di động tế bào Song song với tiến trình thiết kế về mặt lu lợng, quy hoạch phần phủ sóng cũng sẽ đợc thực hiện để cho phép đa ra một cơ sở hạ tầng mạng đầy đủ. Dựa trên các dữ liệu về địa chất và hình dạng kết hợp với mức tín hiệu đợc yêu cầu để cung cấp với mức độ phù hợp các dịch vụ ngoài trời hoặc trong nhà, vị trí các trạm cơ sở cũng sẽ đợc xác định. Tiếp theo là việc xác định yêu cầu của các vùng phủ sóng kế tiếp nhau, sau đó là phạm vi phủ sóng của các trạm cơ sở sẽ đợc sắp xếp chặt chẽ, điều này cho phép có thể loại trừ đợc các vùng lõm (vùng không đợc phủ sóng). Trong thực tế địa hình vùng phủ sóng sẽ rất nhấp nhô (không bằng phẳng) và bị che chắn, dó đó để loại trừ đợc phần lớn các vùng phủ sóng hở thì cần phải sắp xếp có sự phủ sóng chồng lấn giữa các trạm cơ sở (các cell). Vì vậy việc phân chia tuyến sẽ đợc xác định bởi mức tín hiệu nh nhau từ hai hoặc vài trạm cơ sở tại ranh giới của vùng phục vụ tốt nhất của các trạm cơ sở kề nhau. Hay nói cách khác khi một thuê bao di động di chuyển tới vùng phục vụ tốt nhất của một trạm cơ sở đã đợc chỉ định, nó sẽ thu đợc mức tín hiệu lớn nhất ngang với mức tín hiệu của các trạm cơ sở khác và đủ để thực hiện kết nối truyền thông. Thông qua sự phối hợp giữa máy di động (MS) và trạm cơ sở thì tốc độ kênh trao đổi thông tin của đờng xuống (Downlink) có thể đạt mức cao, đối với đờng lên (Uplink) thì nó sẽ bị giới hạn bởi mức điều khiển công suất và phụ thuộc vào công suất phát của máy đầu cuối.
Vùng phục vụ tốt nhất thờng không đợc duy trì thờng xuyên do yếu tố địa hình mấp mô và đặc điểm địa lý của vùng phủ sóng, lu lợng đạt đợc tại từng trạm cơ sở sẽ không giống nhau. Để vẽ ra đợc vùng phục vụ tốt nhất theo mật độ dân c, điều đầu tiên là phải xác định đợc nhu cầu lu lợng cho mỗi khu vực (sector) sẽ đợc phủ sóng.Dù sao điều này có thể dẫn đến những sai số quan trọng trong trờng hợp những ngời sử dụng ở tập trung dọc một con đờng, trong tòa nhà hoặc tại những vùng phủ sóng hở. Một phơng pháp có thể đa ra kết quả đánh giá chính xác hơn về nhu cầu lu lợng là phân biệt các nhóm dân c trong các vùng phù hợp theo từng vị trí địa lý. Vấn đề này có thể thực hiện đợc bằng cách đa thêm vào các đặc điểm địa lý khác nhau. Trên cơ sở những yếu tố thêm vào này, lu lợng dành cho từng cell sẽ đợc ớc lợng chính xác. Thực tế tại từng Cell sẽ có vài vùng trống, lu lợng tại những điểm này sẽ có mức rất thấp, tơng phản với điều này thì tại từng cell cũng có thể có những toà nhà hoặc khu siêu thị, tại đây lu lợng sẽ có mức cao.
2.2.2 Phơng pháp xác định
Thủ tục dữ liệu đầu vào để đánh giá nhu cầu lu lợng sẽ theo các yêu tố sau:
Dữ liệu đầu vào
• Kích cỡ của vùng dịch vụ (Dài và rộng );
• Số lợng và vị trí của các trạm cơ sở đợc đặt trong vùng dịch vụ; • Đờng bao phạm vi của vùng phục vụ tốt nhất trong từng trạm cơ sở;
• Kích cỡ (dài và rộng) của các vùng cơ bản (đồng nhất ) bao gồm đờng kẻ ô tiêu chuẩn chồng lên vùng dịch vụ;
• Dân c tại các vùng dịch vụ; • Tỉ lệ thâm nhập dịch vụ;
• Lu lợng cho mỗi ngời sử dụng;
• Các yếu tố tính toán thêm vào nh đặc điểm địa lý của vùng dịch vụ (xem bảng dới đây)
Mô tả đặc điểm Hệ số bổ sung (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đờng (Road) -
Vùng trống (Open space) -
Môi trờng nớc (Water) -
Đờng và toà nhà (Road and building) - Vùng trống và đờng (Open space and road) - Vùng trống và toà nhà (Open space and
building) -
Vùng trống và nớc (Open space and water) -
Dữ liệu đầu ra
• Nhu cầu lu lợng đợc kết hợp với từng trạm cơ sở đặt trong vùng dịch vụ. 2.2.3.Đánh giá nhu cầu lu lợng qua giao diện vô tuyến của các hệ thống tế bào đợc thực hiện theo các bớc nh sau:
Thủ tục
Bớc a)Vùng phục vụ tốt nhất của trạm cơ sở đợc đánh dấu.
Bớc b) Đờng kẻ ô tiêu chuẩn của vùng căn bản đợc đợc chồng lên vùng dịch vụ. Bớc c) Đờng viền của từng vùng phục vụ tốt nhất là gần đúng với ranh giới kế tiếp
của các vùng căn bản.
Bớc d) Từng vùng căn bản sẽ đợc đa thêm vào các yêu tố tuỳ theo đặc điểm địa lý của sự phân chia vùng dịch vụ.
Bớc e) Nhu cầu lu lợng sẽ đợc chỉ định cho từng vùng cơ bản. Các bớc tính toán cụ thể nh sau:
i) Các yêu tố thống thờng của từng vùng cơ bản trong đờng kẻ ô chuẩn đợc tính toán dựa trên sự kết hợp với bớc d). Các yêu tố thông thờng sẽ đợc sử dụng để chia ô lu lợng đợc phát hành trong vùng dịch vụ dến các vùng phục vụ tốt nhất và kết quả đợc đa vào trạm cơ sở;
ii) Nhu cầu lu lợng trung bình ban đầu cho mỗi vùng cơ sở đợc tính toán qua phép nhân lu lợng đợc phát hành cho mỗi ngời sử dụng với mật độ ngời sử dụng trong một vùng cơ sở ( mật độ ngời sử dụng trong vùng cơ sở sẽ có đợc bởi việc chia tổng số dân cho số vùng dịch vụ đã có và nhân với mức độ thâm nhập dịch vụ);
iii) Nhu cầu lu lợng trung bình ban đầu cho mỗi vùng cơ sở ở ii) đợc phân chia bởi yếu tố thông thờng có liên quan. Kết quả này là nhu cầu lu lợng cho mỗi vùng cơ sở.
Bớc f) Kết quả của iii) tại bớc e) có liên quan đến các vùng cơ sở bao gồm vùng phục vụ tốt nhất đợc tổng hợp lên: đây là kết quả nhu cầu lu lợng cho từng trạm cơ sở.
Ngoài ra các yêu cầu nâng cao đợc mô tả để tính toán nhu cầu lu lợng có thể đạt đ- ợc. Ví dụ thông tin kinh tế xã hội sẽ có tác động đến sự bổ sung các đặc điểm đợc sử dụng kết hợp với các trạm cơ sở kề nhau.
2.3.Mô hình di động và ảnh hởng của lu lợng báo hiệu
Các mạng di động cần có chức năng báo hiệu chi tiết để thực hiện các tác vụ cần thiết nhằm hỗ trợ cho các dịch vụ di động ( Nh đăng ký, nhận thực, định vị và cập nhật vị trí, khôi phục và giám sát chất lợng kênh vô tuyến...) Mặc dù việc xem xét lu lợng và tiến trình di động của phần báo hiệu đang đợc nghiên cứu, một mô hingh đợc mong muốn để tính toán khả năng vận hành của ngời sử dụng di động đã đợc chỉ ra tại phần sau. Mục điach đa ra mô hình này là để mô tả cơ sở xác định cỡ của các mạng di động khi chúng đợc triển khai. Mô hình này xem xét tỉ lệ chuyển tiếp của ngời sử dụng khi có sự giao nhau tại ranh giới của các vùng kề nhau trong
các mạng di động nh số cell vô tuyến và các vùng vị trí . Tỉ lệ chuyển tiếp của ngời sử dụng là thông số ảnh hởng trực tiếp đến tiến trình báo hiệu, vì vậy thiết kế lu l- ợng sẽ đợc kết hợp với quy hoạch báo hiệu.
2.4. Phơng pháp xây dựng mô hình tỉ lệ handover giữa các cell trong các hệ thống tế bào di động mặt đất
Dự báo tỉ lệ handover trong hệ thống tế bào có một số đặc điểm chung với dự báo nhu cầu lu lợng, nhng phần lớn các đặc điểm là rất khác so với dự báo nhu cầu lu lợng. Nhu cầu lu lợng của một cell sẽ phụ thuộc vào mật độ ngời sử dụng có trong cell đó, nhng với tỉ lệ handover nó sẽ phụ thuộc vào mật độ ngời sử dụng đang hoạt động trong phạm vi của cell đó (trờng hợp này chỉ xem xét handover do ngời sử dụng di chuyển vào phạm vi của cell đó, các trờng hợp handover khác nh do quá tải trong nội bộ cell hoặc cân bằng tải giữa các cell sẽ không xét đến).Ngời sử dụng di động đang trong trạng thái đàm thoại chỉ là yếu tố ảnh hởng thứ hai đến nhu cầu lu lợng, nhng là yếu tố cơ bản ảnh hởng tới tỉ lệ handover. Số lần di chuyển và tốc độ của ngời sử dụng cũng sẽ đợc xét đến, một yếu tố nữa là sự khác biệt giữa môi trờng trong nhà và ngoài trời của ngời dùng, đối với ngời sử dùng ngoài trời thì có sự khác biệt giữa đi bộ và đi xe ô tô.
Tỉ lệ handover trong cell là tỉ lệ ngời sử dụng đang trong kết nối cuộc gọi di chuyển vào trong phạm vi của cell đó. Sự chồng lấn giữa các cell cho phép sẽ có ảnh hởng tới tỉ lệ handover này , phạm vi của cell có thể xem nh là phạm vi phục vụ tốt nhất của trạm cơ sở đó. Tỉ lệ handover bằng với tỉ lệ cuộc gọi đi qua phạm vi của vùng phục vụ tốt nhất đợc đánh giá theo khía cạnh thành công của tỉ lệ handover, từ các hệ thống đầu tiên sẽ có hiện tợng trễ đôi chút khi bắt đầu thực hiện handover (trong trờng hợp thứ tự sắp xếp tế bào từ Macrocell phủ lên microcell thì phơng