KHÁI QUÁT VỀ LÍ THUYẾT TỐI ƯU MẠNG GMS

KHÁI QUÁT VỀ LÍ THUYẾT TỐI ƯU MẠNG GMS
I- MỤC ĐÍCH
Mục đích quan trọng nhất khi xây dựng hệ thống tổ ong là để đạt được lưu
lượng cao. Hay nói cách khác chúng ta muốn một số lượng lớn thuê bao có thể sử
dụng trong hệ thống, trong khi duy trì một cấp độ phục vụ và chất lượng cuộc gọi
có thể chấp nhận được. Mục đích này phản ánh trên sự qui hoạch ô một cách tối
ưu. Đó là một trong những bước cơ bản dược đưa ra khi một hệ thông tổ ong được
đưa vào hoạt động.
Chi phí cho dung lượng lưu thông bằng cách này hay cách khác, và từ quan
điểm tiết kiệm là cần thiết, cho phép viêc qui hoạch được xây dựng thành công lưu
lượng lưu thông khi số lượng thuê bao tăng lên.
So với hệ thông di động truyền thống, một hệ thống tổ ong được tái sử dụng
các kênh bằng một cách khác có hiệu quả lớn hơn nhiều.
Giả thiết để bao phủ quanh một thành phố lớn. Bước đầu ta phải xây dựng
thiết lập trạm gốc cùng mức độ bao phủ phù hợp cho kích thước hệ thống di động
xác định và có thể thoả mãn nhu cầu bao phủ. Dung lượng sẽ phụ thuộc vào số
kênh sử dụng ở trạm gốc. Bằng hình thức tăng số kênh sẽ có thể tăng được dung
lượng đến một mức độ tới hạn, tại đó tất cả các kênh có sẵn cho chúng ta sử dụng
hoặc lựa chọn vị trí có thể cho số kênh lớn nhất.
Những hệ thống điện thoại di động ngày nay dung lượng hệ thống và
phương pháp tiết kiệm tần được coi là quan trọng thiết yếu. Nhưng yêu cầu kĩ thuật
về mạng trong phối cảnh mới như một công cụ quan trọng để đạt đến phương pháp
tiết kiệm tần tối ưu và cho mục đích dung lượng cao. Cũng quan trọng để chấp
nhận sự tiết kiệm toàn bộ mạng, điều này có nghĩa là mạng ô phải cho phép tăng
dần để đạt đến những yêu cầu hiện thời. Do vậy qui hoạch của những mạng ô có
dung lượng cao, tiên tiến, yêu cầu những công cụ và những phương pháp mà
không được sử dụng phổ biến trong qui hoạch của những mạng vô tuyến di động
truyền thống.
Để giúp khách hàng và tích luỹ nhữmg kinh nghiệm từ những thị trường
khác nhau. Một trung tâm qui hoạch khảo sát sự truyền bá mới và những mẫu khảo
sát được sử dụng những hệ thống máy tính tiến bộ và những thiết bị nghiên cứu

phát triển.
Hoạt động của trung tâm như là sự tư vấn cho tổng đài hoặc đưa ra các khả
năng cho toàn bộ hệ thống trong những dự án chủ chốt.
Do vậy các số liệu cần thiết ban đầu để qui hoạch mạng là sự phân bố các
máy di động, tính chất lưu lượng của các thuê bao và chất lượng cần thiết, sự phủ
địa lí để phục vụ.
Lưu lượng Chất lượng
dịch vụ
Sơ đồ chuẩn qui
định kênh Logíc
Số liệu trạm
đ i dà ự kiến
Các thông số
định vị
Phân phối
*Các kênh
*Các đ i trà ạm
Dự đoán truyền sóng VT
Đánh giá phân tán thời
gian
C/ (I+R+A)
Khảo sát các đ i trà ạm
Sơ đồ mạng
Đo đạc vô tuyến
Các dự đoán cuối cùng
Số liệu thiết kế ô
(các thông số )
II-LƯU ĐỒ QUI HOẠCH
Qui hoạch ô được xây
dựng trên một sơ đồ chuẩn,

nghĩa là một mô hình lí
thuyết dựa trên bố trí địa lí
của cấu trúc mạng thu phát
gốc (BTS) được đề xuất và
ấn định tần số sẽ đảm bảo
bước thành công đầu tiên
trong việc qui hoạch.
Hình dạng của các ô ở
các sơ đồ chuẩn này phụ
thuộc vào kiểu anten và
công suất ra của từng trạm
gốc. Hai dạng anten thường
sử dụng là anten vô hướng
phát đẳng hướng và anten có
hướng tập trung năng lượng
ở các rẻ quạt.
Khi ta quan niệm các
anten là vô hướng và như
nhau thì ta có thể xem vùng
phủ sóng nhận được là hình
lục giác (do sự phủ sóng của
các đài BTS liền kề nhau
dẫn đến giới hạn các vùng
phủ sóng là hình lục giác)
là kí hiệu của các Cell trên
bản đồ qui hoạch mạng di
động vô tuyến.
Như trong thực tế
phải xét đến vấn đề là truyền
sóng vô tuyến rất phụ thuộc

vào địa hình, các tính chất
không đồng nhất của bề mặt
mặt đất, và vì thế các hình
lục giác là các hình hết sức
đơn giản của các hình mẫu
phủ vô tuyến.
Ngoài ra sơ đồ chuẩn dựa trên các hình lục giác hay các mẫu địa lí khác cho
ta một cách nhìn ban đầu toàn diện để qui hoạch hệ thống.
Có thể tổng kết lưu đồ công việc qui hoạch ô theo danh mục trên
+Sự phân bố kênh và vị trí đài trạm theo tính chất lưu
lượng, số thuê bao và chất lượng phục vụ cần thiết .
+Quyết định mẫu sử dụng lại tần số, nghĩa là ấn định
tần số và ấn định vị trí của kênh logíc.
+Dự kiến vùng phủ trên cơ sở số liệu về đài trạm dự
kiến (toạ độ, chiều cao, anten …) và các hạn chế do phân tán
thời gian gây ra.
+Nghiên cứu nhiễu giao thoa, C/(I+R+A).
+Nhiễu giao thoa đồng kênh, C/I.
+Phản xạ, C/R.
+Nhiễu giao thoa kênh lân cận, C/A.
+Khảo sát mạng : kiểm tra các điều kiện đài trạm và môi trường vô tuyến.
+Xây dựng sơ đồ mạng trên cơ sở các đài trạm phù hợp.
+Nghiên cứu các thông số ấn định.
+Đo đạc vô tuyến.
+Vùng bao phủ vô tuyến cuối cùng và các dự đoán C/(I+R+A).
+Hoàn thiện các tư liệu số liệu thiết kế ô.
III- TỔNG QUÁT VỀ LÍ THUYẾT CẦN BIẾT TRONG VIỆC
TỐI ƯU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
1. Lí thuyết về lưu lượng
Dung lượng của một hệ thống phụ thuộc vào rất nhiều nhân tố, như nhân tố

chủ yếu là số kênh sẵn có dành cho âm thanh và dữ liệu.
Việc hiểu nguyên lí lưu lượng là cần thiết để nắm biết qui luật về việc thiết
kế hệ thống tổ ong trong lúc những kênh này đã được ấn định.
Nguyên lí lưu lượng dựa trên cơ sở tiến hành việc thuê bao và hệ thống này
điều khiển người thuê bao như thế nào.
Thiết bị bao phủ quyết định số lượng trạm gốc nhỏ nhất theo yêu cầu và
dung lượng lưu thông chi tiết quyết định số kênh yêu cầu. Đôi lúc số kênh vô tuyến
có sẵn không đủ để đáp ứng dung lượng máy. Do đó cần phải giảm phạm vi bao
phủ của trạm gốc để tái sử dụng có hiệu quả hơn tần số xuất hiện và tăng dung
lượng của hệ.
2. Định nghĩa về lưu lượng
Một nhân tố đầu tiên quyết định việc lựa chọn bao nhiêu thuê bao có thể hợp
thành một mạng di động là lưu lượng được mang tới bởi mỗi đơn vị thuê bao. Lưu
lượng thuê bao được xác định bởi mức độ cuộc gọi và thời gian trung bình của mỗi
cuộc gọi.
Để tính toán dung lượng ta sử dụng một số định nghĩa sau :
A = (n×T)/3600
n = số cuộc gọi trong một giờ thuê bao
T = thời gian trung bình của mỗi cuộc gọi
A = số đơn vị sử dụng để gọi trong một hệ thống htuê bao
(n×T) chỉ rõ thời gian được sử dụng để gọi trong một đơn vị thuê bao
Từ dung lượng lưu thông dân đến sự biến đổi theo thời gian, một mạng tổ
ong trong những giờ cao điểm được gọi là giờ bận.
Lưu lượng được tính bằng Erlang, dưới đây là đơn vị thuê bao tiêu chuẩn.
Thời gian trung bình của mỗi cuộc gọi 120 s
Số cuộc gọi cho thuê bao vào giờ bận là 1
Số thuê bao 1000
Sự phân phối lưu lượng thường được chỉ ra khi lưu lượng đến và lưu lượng
từ thuê bao di động có thể chuyển hệ khác:
Lưu thông cố định đến di động 15%

Lưư thông di động đến cố định 75%
Lưu thông di động đến di động 10%
Từ trên có thể tính dung lượng thuê bao như sau.
A = (1×120)/3600 = 33 mErlang.
Cứ 1000 thuê bao di động thì lưu lượng là 33 Erlang. Những con số này
dãnh cho tính toán số kênh yêu cầu trong mạng tổ ong.
3. Mức độ phục vụ
Nếu một thuê bao có lưu lượng là 33 mErlang, thì sẽ chuyền kênh 3,3%
trong thời gian hoạt động như định nghĩa trên.
30 đơn vị thuê bao, mỗi đơn vị có dung lượng 33 mErlang, thì sẽ chuyển
kênh 100% như thế thì sự tắc nghẽn sẽ không còn ở mức độ cao.
Để giảm sự tắc nghẽn thì kênh phải được chuyển cùng với ít lưu lượng. Việc
tính toán số kênh thích hợp được dựa trên lưu lượng yêu cầu. Mức độ tắc nghẽn
phải chi tiết.
GOS thường được ấn định từ 2% đến 5%. Con số này ấn định khả năng có
thể chấp nhận được của hệ thống bị tắc nghẽn.
GOS có nghĩa là mức bỏ rơi không phục vụ.
4. Lưu lượng trong một con trung kế
Một con trung kế của 33 kênh (33 kênh tương đương những kênh chung).
Một thuê bao di động có thể sử dụng bất kì kênh nào mà đang trong thời
gian dỗi.
Tất cả 1000 thuê bao di động, mỗi cái yêu cầu một lưu lượng 33 mErlang
suy ra có thể chuyển 33 kênh 100%.
Vấn đề đặt ra là lưu lượng nào do kênh mang lại nếu chúng ta có mức độ
phục vụ chi tiết là 2%. Do vậy ta phải sử dụng bảng Erlang ở trang sau.
Bảng này chỉ rõ lưu lượng trong Erlang, số lượng kênh khác nhau (n≠), cấp
độ phục vụ khác.
Ví dụ:
Trong bảng n = 33, E = 0,02, dung lượng lưu thông là 24,6 Erlang xấp xỉ
745 thuê bao cần 33 mErlang.

Công thức này dùng để thiết lập bảng. Công thức này đã tính toán cột GOS
trong hệ thống. Điều kiện cần thiết trong việc dùng công thức này là.
-Số hàng được sử dụng trong hệ thống.
-Số của khách rất lớn hơn số kênh có sẵn trong hệ thống.
5. Khái niệm kênh trong GSM
Trong GSM cần phải thiết lập sự khác biệt giữa khái niệm tần và khái niệm
kênh. Ta đã biết trên mỗi một tần số có tám kênh. Trong mỗi ô phải có sự kết hợp
tám kênh này. Trong mỗi ô một kênh được sử dụng cho những thông tin báo hiệu
và thông thường sử dụng ít nhất cho điều khiển dành riêng đứng một mình
(SDCCH).
+Kích thước của kênh SDCCH
Tính toán lưu lượng :
-TCH: Kênh lưu thông
Thời gian gọi trung bình cho kênh lưu thông là 120 s và lưu lượng thuê bao
đạt được là 33 mErlang. Suy ra số cuộc gọi trong thời gian hoạt động là:
A×3600/T =0,033×3600/120 =1.
-SDCCH: Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình
Thời gian dành cho SDCCH là 3s cho nên có ba lần cập nhật vị trí và một
lần thiết lập cuộc gọi trong vòng một giờ. Suy ra tổng số là bốn lần thuê bao sử
dụng SDCCH. Vậy lưu lượng cần cho một thuê bao trong kênh SDCCH là :
4×3/3600 = 0,0033 Erlang gần bằng 1/10 lưu lượng kênh TCH.