 |
Пример расчета трафика в соте и определения числа каналов управления.
|
|
|
|
Требуется найти число абонентов, которых можно обслужить при выделении в соте 3 частотных каналов. В стандарте GSM на 3 частотных каналах можно организовать 24 физических канала, из которых NT = 22 будут использованы для передачи трафика и 2 для передачи сигнализации (каналы управления). При ротк = 0,02 и Nс = 22 получаем Ас = 14,9 Эрл. Если считать, что средняя нагрузка одного абонента А1 в ЧНН составляет 0,025 Эрл (1,5 мин в час), то допустимое число абонентов в соте
Мс = Ас/А1 = 14,9 / 0,025 = 596.
Фактически при планировании приходится решать обратную задачу: по демографическим данным и статистике вызовов определяют число абонентов в соте и требуемое число каналов. При этом следует учитывать такие факторы, как сезонность нагрузки (день и ночь, дни недели, время года), ее всплески (праздники, спортивные соревнования) и т.п.
При планировании необходимо также произвести расчеты требуемого числа каналов управления SDCCH и PCH. Каналы SDCCH используют при выполнении процедур локализации абонентов, хэндовера, прохождения вызовов, SMS (коротких сообщений) и запроса дополнительных услуг. При расчете числа каналов SDCCH следует помнить, что в нулевом TS на частоте маяка (beacon frequency) можно организовать 4 канала SDCCH/4, а при выделении для каналов SDCCH одного TS 8 каналов SDCCH/8. Поэтому наращивание каналов SDCCH идет с кратностью 8 (4). Максимальное число каналов SDCCH, создаваемых в одной соте, не может превосходить 128.
Требуемое число каналов SDCCH определяют на основе статистики вызовов, локализаций, регистраций MS в сети. Алгоритм расчета числа каналов SDCCH следующий. Пусть основную нагрузку на каналы SDCCH составляют вызовы и локализация абонента. В течение часа в ЧНН происходит 2 вызова абонента и 2 процедуры локализации. Обслуживание одного вызова занимает 7с, а процедура локализации 5с. Суммарное время обслуживания одного абонента 2·7 + 2·5 = 24с. Если в соте находятся 596 (600) человек, то сигнальный трафик по каналам SDCCH
|
|
|
As = 24·600/3600 = 4 Эрл.
По табл. 5.1 при ротк = 0,02 имеем:
при Ns = 8 - 3,62 Эрл,
при Ns = 9 - 4,34 Эрл.
Таблица 5.1.
| Число каналов | Вероятность блокировки | ||
| 1% | 2% | 3% | |
| 0,01010 | 0,02041 | 0,03093 | |
| 0,15259 | 0,22347 | 0,28155 | |
| 0,45549 | 0,60221 | 0,71513 | |
| 0,86942 | 1,09230 | 1,25890 | |
| 1,36080 | 1,65710 | 1,87520 | |
| 1,90900 | 2,27590 | 2,54310 | |
| 2,50090 | 2,93540 | 3,24970 | |
| 3,12760 | 3,62710 | 3,98650 | |
| 3,78250 | 4,34470 | 4,74790 | |
| 4,46120 | 5,08400 | 5,52940 | |
| 5,15990 | 5,84150 | 6,32800 | |
| 5,87600 | 6,61470 | 7,14100 | |
| 6,60720 | 7,40150 | 7,96670 | |
| 7,35170 | 8,20030 | 8,80350 | |
| 8,10800 | 9,00960 | 9,65000 | |
| 8,87500 | 9,82840 | 10,50500 | |
| 9,65160 | 10,65600 | 11,36800 | |
| 10,43700 | 11,49100 | 12,23800 | |
| 11,23000 | 12,33300 | 13,11500 | |
| 12,03100 | 13,18200 | 13,99700 | |
| 12,83800 | 14,03600 | 14,88500 | |
| 13,65100 | 14,89600 | 15,77800 | |
| 14,47000 | 15,76100 | 16,67500 | |
| 15,29500 | 16,63100 | 17,57700 | |
| 16,12500 | 17,50500 | 18,48300 | |
| 16,95900 | 18,38300 | 19,39200 | |
| 17,79700 | 19,26500 | 20,30500 | |
| 18,64000 | 20,15000 | 21,22100 | |
| 19,48700 | 21,03900 | 22,14000 | |
| 20,33700 | 21,93200 | 23,06200 | |
| 21,19100 | 22,82700 | 23,98700 | |
| 22,04800 | 23,72500 | 24,91400 | |
| 22,90900 | 24,62600 | 25,84400 | |
| 23,77200 | 25,52900 | 26,77600 | |
| 24,63800 | 26,43500 | 27,69100 | |
| 25,50700 | 27,34800 | 28,64700 | |
| 26,37800 | 28,25400 | 29,58500 | |
| 27,25200 | 29,16800 | 30,52600 | |
| 28,12900 | 30,08100 | 31,46800 | |
| 29,00700 | 30,99700 | 32,41200 |
Очевидно, что можно ограничиться 8 каналами SDCCH, для чего необходимо выделить 1 TS. Таким образом, первоначальное распределение физических каналов (из 24 один канал для общей сигнализации и 1 канал для индивидуальной по каналам SDCCH) подтверждено расчетом.
В приведенном расчете не учтена дополнительная нагрузка на каналы SDCCH в связи с передачей SMS. Современные контроллеры базовых станций позволяют при необходимости динамически увеличивать число каналов SDCCH за счет каналов трафика.
Расчет требуемого числа каналов пейджинга производят следующим образом. Одно сообщение пейджинга по каналу РСН содержит от 1 до 4-х сообщений (TMSI) на блок, в среднем, 3 сообщения. При каждом вызове абонента требуется в среднем 2 сообщения пейджинга. При вызове одного абонента дважды в час ему передают 4 сообщения. Тогда по одному каналу пейджинга в час можно обслужить
|
|
|
3600·3 / (0,235·4) = 11500 абонентов.
Если в соте находятся 600 абонентов, а зона состоит из 20 сот (12000 абонентов), то двух (а фактически 3-х) каналов пейджинга достаточно для передачи сигналов пейджинга и сигналов разрешения MS на доступ к системе.
В приведенном примере расчета не был учтен пакетный трафик, передаваемый по каналам GPRS. Фактически этот трафик увеличивает нагрузку сети, что требует выделения дополнительных каналов для обслуживания абонентов. Сейчас в большинстве сетей используют динамический алгоритм выделения канального ресурса для передачи пакетного трафика. Распределение каналов и их конфигурация показаны на примере (рис. 5.2). Здесь в соте используют 2 частотных канала. По первому (TRX1) передают только трафик с коммутацией каналов (телефонный) и сигнальный трафик, а по второму (TRX2) совместно трафик с коммутацией каналов и коммутацией пакетов. По умолчанию для GPRS зарезервировано 4 канала (4 TS - Default GPRS Capacity), подключение которых происходит без дополнительной задержки. Из них 2 канала (Dedicated GPRS Capacity) "держат" только для пакетного трафика и не используют для передачи трафика с коммутацией каналов. Кроме того, еще 3 TS могут быть выделены для передачи пакетного трафика дополнительно (Additional GPRS Capacity), если позволяет нагрузка по телефонному трафику. В любом случае телефонный трафик является более приоритетным по отношению к пакетному.
Рис.5.2. Распределение каналов в сетях с GPRS.
На рис.5.3. приведена диаграмма выделения канального ресурса во времени, когда 1 TS зарезервирован для GPRS, а 6 можно динамически использовать для передачи как трафика с коммутацией каналов, так и пакетного.
Рис.5.3. Адаптивное предоставление каналов в сетях с GPRS.
5.3. Учет реального трафика при планировании сети.
Реальная ситуация еще более сложная. В примере молчаливо предполагали, что абоненты распределены по городу равномерно; на самом деле их плотность и соответственно плотность трафика сильно меняются от района к району, времени суток и происходящих событий.
|
|
|
В городах большая часть абонентов сосредоточена в центре города и в ряде деловых и производственных зон, что сильно увеличивает нагрузку на эти районы. В то же время на окраинах города плотность абонентов резко падает. Поэтому при планировании размеры сот изменяют в соответствии с трафиком, используя расщепление сот (рис. 5.4): где больше трафик, там радиус сот меньше. При этом, минимальный размер сот ограничен числом хэндоверов (эстафетных передач) при пересечении границ сот движущимися активными абонентами.
Плотность трафика зависит и от ситуаций. Например, трафик резко возрастает на объектах проведения спортивных соревнований, выставок, фестивалей. Здесь многое зависит от возможностей и опыта оператора сети. Могут быть организованы дополнительные соты с малым радиусом в зонах скопления людей, движущихся с малой скоростью. При этом дополнительные БС размещают в машинах, антенны - на выдвижных мачтах, а связь с центральными узлами сети организуют с помощью радиорелейной связи.
Кроме расщепления сот для увеличения трафика прибегают к наложению сетей стандартов GSM-900 и GSM-1800, увеличивая трафик в местах повышенной плотности абонентов за счет развертывания микросот GSM-1800, наложенных на макросотовую структуру GSM-900.
Рис. 5.4. Структура с сотами различных размеров
В последние годы в мегаполисах с чрезвычайно большим трафиком получает развитие новая технология использования многобазисного частотно-территориального планирования. На рис. 5.5 показан вариант распределения канального ресурса, когда оператору выделено 37 частот. Из них 12 использованы как частоты маяков в кластере размерностью 12. 9 частот (группа 1) распределены в кластере размерностью 9; 6 частот (группа 2) в кластере размерностью 6 и 4 частоты (группа 3) в кластере размерностью 4. Наконец, 6 частот использованы для организации микросот. В результате в каждую макросоту выделено по 4 частоты вместо 3-х при стандартном планировании с использованием кластера 4/12. Естественно, что на частотах групп 1, 2 и 3 повышен уровень соканальных помех. Поэтому для обеспечения требуемого качества передачи в сети обязательно реализуют режим прыгающей частоты.
|
|
|
|
|
|
