i Tỷ số công suất từ các cell khác và cell phục vụ được thu bở ngườ sử dụng.
4.2.2.3Dung lượng mềm.
a. Dung lượng Erlang.
Trong phần định cỡ, số kênh trên một cell đã được tính toán. Dựa vào đó, ta có thể tính mật độ lưu lượng lớn nhất có thể được hỗ trợ bởi một xác suất nghẽn cho trước. Mật độ lưu lượng có thể được tính trong bảng Erlang, và được xác định như sau:
(4.12)
Nếu dung lượng bị nghẽn cứng, tức là bị giới hạn bởi tổng số phần cứng, dung lượng Erlang có thể thu được từ mô hình Erlang B.Nếu dung lượng lớn nhất bị giới hạn bởi tổng số nhiễu trên giao diện vô tuyến, thì nó được định nghĩa là dung lượng mềm, bởi vì khi không có giá trị cố định riêng nào cho dung lượng lớn nhất. Đối với một hệ thống bị giới hạn dung lượng mềm, dung lượng Erlang không thể được tính toán từ bảng Erlang B, bởi vì nó sẽ đem lại kết quả không đúng. Tổng số kênh có sẽ chỉ lớn hơn số kênh trung bình trên một cell, bởi vì các cell lân cận chịu một phần nhiễu,và vì thế mà một lưu lượng lớn hơn có thể sử dụng với cùng xác suất nghẽn. Dung lượng mềm có thể được giải thích như sau. Nhiễu gây ra từ các cell lân cận càng
Chương 4 - Quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA
ít, thì số kênh trong cell trung tâm càng nhiều, được chỉ ra trong hình 4-5. Với một số ít các kênh trên một cell, tức là đối với người sử dụng dữ liệu tốc độ bit cao, tải trung bình phải khá thấp để đảm bảo xác suất nghẽn thấp. Khi tải trung bình thấp, thường tồn tại một dung lượng phụ trong các cell lân cận. Dung lượng này có thể được cho mượn từ các cell liền kề, vì thế mà việc chia sẻ nhiễu sẽ đem lại dung lượng mềm. Dung lượng mềm quan trọng đối với người sử dụng dữ liệu thời gian thực tốc độ bit cao, ví dụ như đối với các kết nối hình ảnh. Dung lượng mềm cũng có trong GSM nếu dung lượng giao diện vô tuyến được giới hạn bởi tổng số nhiễu thay vì số khe thời gian; giả sử rằng hệ số sử dụng lại tần số của GSM thấp với tải rất nhỏ.
Hình 4- Chia sẻ nhiễu giữa các cell trong WCDMA.
Trong tính toán dung lượng mềm dưới đây giả sử rằng có số thuê bao giống nhau trong tất cả các cell nhưng các kết nối bắt đầu và kết thúc một cách độc lập. Thêm vào đó, khoảng thời gian các cuộc gọi đến tuân theo phân bố Poisson.
Phương pháp này có thể sử dụng trong trong định cỡ khi tính toán dung lượng Erlang. Sẽ có dung lượng mềm bổ sung thêm nếu trong WCDMA nếu số người sử dụng trong các cell lân cận nhỏ hơn.
Sự khác nhau giữa nghẽn cứng và nghẽn mềm được chỉ ra trong một số ví dụ trên liên kết đường lên dưới đây. Dung lượng mềm WCDMA được định nghĩa trong phần này như là phần tăng của dung lượng Erlang khi nghẽn mềm so với mức tăng dung lượng Erlang khi nghẽn cứng trong trường hợp cùng số kênh lớn nhất tính trung bình trên một cell.
Dung lượng mềm đường lên có thể dựa vào tổng nhiễu tại trạm gốc. Lượng nhiễu tổng cộng này bao gồm nhiễu của cell phục vụ và nhiễu từ các cell khác. Vì thế, số kênh tổng cộng có thể thu được bằng cách nhân số kênh trên một cell trong trường hợp tải bằng nhau với 1+i, hệ số này đem lại một dung lượng cell độc lập, khi
Chương 4 - Quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA
Công thức Erlang B cơ bản được áp dụng với số kênh lớn hơn (vốn nhiễu). Dung lượng Erlang có được sau đó được chia đều giữa các cell. Thủ tục tính toán dung lượng mềm được tổng kết như sau:
1. Tính toán số kênh trên một cell, N, trong trường hợp tải bằng nhau, dựa vào hệ số tải đường lên
2. Nhân số kênh với 1+i để thu được vốn kênh tổng cộng trong trường hợp nghẽn mềm. 3. Tính toán lưu lượng đề nghị lớn nhất từ công thức Erlang.
4. Chia dung lượng Erlang cho 1+i.
b. Các ví dụ về dung lượng mềm đường lên.
Một số ví dụ đưa ra trong bảng 4-11
Dung lượng thu được, trên cả hai kênh dựa vào phương trình tải và Erlang trên một cell, được chỉ ra trong bảng 4-11. Hiệu suất trunking được chỉ ra trong bảng 4-11 được định nghĩa như là dung lượng nghẽn cứng chia cho số kênh. Hiệu suất trunking càng thấp, tải trung bình càng thấp, dung lượng có thể mượn từ các cell lân cận càng nhiều, và dung lượng mềm có được càng lớn.
Bảng 4- Ví dụ trong tính toán dung lượng mềm
Thông số Giá trị
Tốc độ bit Thoại: 12.2 kbps
Dữ liệu thời gian thực: 16-144kbps Hoạt động thoại Thoại 67%
Dữ liệu 100% Eb/N0 Thoại: 4dB Dữ liệu 16-32 kbps: 3dB Dữ liệu 64Kbps: 2dB Dữ liệu 144kbps: 1.5dB I 0.55
Mức tăng tạp âm 3dB (=50% hệ số tải)
Xác suất nghẽn 2%
Bảng 4- Tính toán dung lượng mềm trên đường lên.
Tốc độ bit (kbps) Các kênh trên một cell Dung lượng nghẽn cứng Hiệu suất trunking Dung lượng nghẽn mềm Dung lượng mềm 12.2 60.5 50.8 Erl 84% 53.5Erl 5% 16 39.0 30.1 Erl 77% 32.3Erl 7% 32 19.7 12.9 Erl 65% 14.4Erl 12% 64 12.5 7.0 Erl 56% 8.2Erl 17% 100
Chương 4 - Quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA
144 6.4 2.5 Erl 39% 3.2Erl 28%
Chú ý rằng càng có nhiều dung lượng mềm cho các tốc độ bit cao hơn so với tốc độ bit thấp. Mối quan hệ này được chỉ ra trong hình 4-6
Hình 4- Dung lượng mềm là một hàm số của tốc độ bit cho các kết nối thời gian thực.
Chú ý rằng tổng số dung lượng mềm cũng phụ thuộc vào môi trường truyền sóng và vào quá trình quy hoạch mạng ảnh hưởng tới giá trị i. Dung lượng mềm có thể thu được chỉ khi thuật toán quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến có thể sử dụng một dung lượng cao hơn trong một cell nếu các cell lân cận có tải thấp hơn. Điều này có thể đạt được nếu thuật toán quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến dựa vào nhiễu mà không phải tốc độ bit hay số các kết nối.
Dung lượng mềm tương tự cũng tồn tại trên đường xuống WCDMA đồng thời trong cả GSM nếu áp dụng thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến dựa vào nhiễu.