4.2.2.1 Giới thiệu mô hình tính toán dung lượng Erlang-B
Dựa vào quỹ đƣờng truyền và sử dụng mô 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 toán 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 mô hình tính toán 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 mô hình lƣu lƣợng Erlang-B. Mô hình Erlang-B đƣợc mô 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 không 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 thuê bao A đƣợc tính theo công thức sau:
3.600
n T A
(4.3)
Trong đó:
A: lƣu lƣợng thuê 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) => 1 900 0, 25er 3.600 3.600 n T A l
- Một số định nghĩa cho mô 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. Còn 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 mô hình Erlang
Trong khuôn 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 quân 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 quân trong ngày có 8h bận nên số phút bình quân của một thuê bao trong 1h bận là: 10, 91 = 1, 364
8
+ Lƣu lƣợng bình quân của một thuê bao sẽ là: 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
= 0, 081 kbyte / s = 0, 6465 kbit / s 22 day x 8h x 3600 s
Khi sẽ thực hiện chia theo từng dịch vụ nhƣ sau:
Dịch vụ (kbit/s) MB trên thuê bao
trong một tháng
Kbit/s trên thuê 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 công 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 quân 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 toán sơ bộ dung lƣợng mạng theo yêu 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 mô hình lƣu lƣợng/thuê bao thì khi tính toán số kết nối (connection- Erlang) sẽ khác nhau cho mỗi loại dịch vụ
- Sau khi có đƣợc dung lƣợng mạng tiến hành tính bình quân dung lƣợng của một Site và xác định dung lƣợng bình quân của một Site. Trong đó số lƣợng Site là số site đã tính đƣợc trong pha định cỡ vùng phủ sóng.
Dƣới đây mô 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 Downlink Lưu lượng / thuê bao Tổng cộng lưu 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 Downlink Lưu lượng / thuê bao Tổng cộng lưu lượng mạng Tổng cộng Erlang hoặc 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 %
- 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 Connection Phân bổ connection Throughput (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