Результаты разработки метода расчета пропускной способности сетей подвижной связи

Результаты разработки метода расчета пропускной способности сетей подвижной связи

ОСОБЕННОСТЬЮ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ РАДИОТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ (СПРС-ОП) ЯВЛЯЕТСЯ МОБИЛЬНОСТЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ И ИХ НЕРАВНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НА ТЕРРИТОРИИ СЕТИ, А ТАКЖЕ НЕОБХОДИМОСТЬ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ, ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ КОТОРЫХ ТРЕБУЕТСЯ ПОВЫШЕННАЯ СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ. ПРЕДСТАВЛЕНЫ РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДА РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СПРС-ОП.

Степанова И.В., Кондратов А.Г.,

МТУСИ

Преобладающим видом трафика в СПРС-ОП является телефонный трафик, объем которого в России неуклонно растет, так же как и число мобильных абонентов. В тоже время быстро растет объем мультимедийного трафика, для которого перспективно выделение на время сеанса связи группы каналов в радиоинтерфейсе базовой станции и формирование высокоскоростного информационного потока на различных участках мобильной сети и на стыке с другими телекоммуникационными структурами. С одной стороны решается задача быстрой передачи ограниченных объемов данных между мобильными абонентами и создается возможность интерактивного режима обмена информацией. С другой стороны групповой режим обслуживания заявок, предусматривающий объединение нескольких каналов, повышает вероятность отказов в обслуживании групповой заявки.

В таблице 1 представлены результаты расчета вероятности потерь по вызовам, выполнен-

Таблица 1

Результаты аналитической оценки совместного и дифференцированного использования ресурса каналов при поступлении смешанного потока вызовов

Совместное использование ресурса каналов V = 192 канала трафика при поступлении смешанного потока вызовов

Л, вызовы час

5100

5400

5700

6000

6000

Г,

0,95

0,95

0,95

0,95

0,80

0,05

0,05

0,05

0,05

0,20

1,26 10-

5,23 10-

1,48 10“

3,21 10-

1,11 10

5,92 10'

2,34 10'

6,36 10“

1,31 101

4,04 10 1

Дифференцированное использование ресурса каналов при поступлении смешанного потока вызовов с выделением Уго = У4 = 16 каналов_

5 10“

Л 4допі ВЫЗОВЫ

в час

1470

1,136 10“

Л 1доп, ВЫЗОВЫ

в час

6026

кдоп, ВЫЗОВЫ В

час

7496

ного для вариантов совместного и дифференцированного использования ресурса каналов в радиоинтерфейсе базовой станции. Величина X характеризует интенсивность поступления вызовов. Величины Ротк1 и Ротк4 характеризуют, соответственно, вероятность отказа в обслуживании из-за занятости всех каналов трафика в радиоинтерфейсе для вызова телефонии (занимается один канал) и для мультимедийного вызова (занимаются четыре канала). Величины Р] и Р4 характеризуют, соответственно, долю вызовов телефонии и долю вызовов мультимедиа,

Р1+ Р4 =1.

Проведенные исследования показали, что раздельное или дифференцированное использование ресурса каналов радиоитерфейса может становиться перспективным даже при сравнительно небольшой доле заявок на групповое обслуживание. Для рассмотренного примера выделение пучка группового обслуживания емкостью У4=16 каналов позволяет обеспечивать допустимую вероятность потерь по вызовам вплоть до случая возрастания параметра совокупного потока Хдоп до величины 7496 вызовов в час при условии, что доля групповых заявок Р4 может возрастать до Р4 = 1470 / 7496 = 0,196. Допустимое число вызовов телефонии составляет X, = 6026 вызовов в час. Если

сравнить для этого значения результаты аналитических расчетов дифференциального и совместного использования ресурса каналов, то можно сделать вывод о перспективности выделения отдельного пучка группового обслуживания уже при доле заявок на групповое обслуживание Р4 = 0,05. Так, при X, = 6000 вызовов в час совместное использование ресурса каналов дает плохие показатели: Р .= 3,21 10-2 и

Ротк4 = 1,31 10-1.

Показатели, аналогичные дифференциалы-

46

Т-Сотт #1-2009

О

Рис.1. Зависимость вероятности Ротк1 от интенсивности вызовов простейше-го потока вызовов при F4 = 0,20 и Ротк4 =1,0 •lO-2

ному использованию ресурса каналов могут быть достигнуты при Xj = 5100 вызовов в час, то есть реализация выделенного канала группового обслуживания позволяет повысить допустимую величину параметра потока на 15%, при этом предусматривается возможность изменения показателя F4 в диапазоне F4 <0,196.

В таблице 2 сделана выборка результатов для фиксированных значений Ротк4 ~Ы0"2, результаты которой также отражены на рис.1, 2. Установлено, что при фиксированном допустимом значении вероятности Ротк4 (например, при Ротк4 =1,0-10"2 допустимая интенсивность потока вызовов Х4доп линейно зависит от числа каналов в выделенном пучке группового обслуживания Х4доп ~ aV4 + b, где а = const и b =const (для данного случая а = 32,5 и b = 860). Может быть определена допустимая величина

Х1доп = 4JW

Метод раздельного использования ресурса

каналов при введении группового обслуживания мультимедийных заявок основывается на общем выводе о целесообразности выделения отдельного пучка каналов, предназначенного только для обслуживания групповых заявок мультимедийных услуг, и включает в себя следующие этапы.

1. Сначала должна выполняться оценка или прогнозирование реальной или ожидаемой в

ближайшее время доли вызовов с привлечением дополнительных услуг, требующих повышенной скорости передачи. Может также прогнозироваться перспективность выделения отдельных каналов для работы в режиме потокового трафика stream.

2. Уточнение диапазона изменения параметра потока вызовов в течение суток и в ЧНН по результатам данных статистики и интенсивности обслуживания вызовов, характерной для данной сети мобильной связи.

3. Уточнение особенностей построения конкретной сети мобильной связи и имеющегося ресурса каналов на различных участках сети мобильной связи.

4. Изучение необходимости перехода к дифференциальному обслуживанию исходя из имеющегося ресурса каналов в радиоинтерфейсе базовой станции и предполагаемой доли вызовов с привлечением дополнительных услуг. Расчет вероятности потерь по вызовам, требующим занятия одного канала или группы каналов, путем решения системы! уравнений равновесия.

5. Выбор варианта выделения отдельного пучка каналов для обслуживания групповых заявок (с использованием ресурса каналов трафика или с использованием возможностей каналов синхронизации или управления).

Таблица 2

Результаты расчета вероятности отказов в обслуживании заявок при раздельном использовании каналов трафика

V = 192 канала; длительность телефонного разговора ti= 100с; длительность

V4=8 V4=16

Л, ВЫЗОВЫ В час Poral Р ОТК4 Л, ВЫЗОВЫ В час Р ОТК1 Р ОТК4

5500 0.0 0.0 5500 0.0 0.0

6000 3,4 10* 1,954 10’ 6000 3,0 10-4 0.0

7000 6,6 10'3 6,242 10’ 7000 1,8 10* 0.0

7500 2,5 Ю-' 8,19410 1 7500 4,8 10* 7,1 10*

6. Проведение аналитических расчетов для варианта дифференциального использования каналов с целью получения зависимости Хдоп = F(V) и уточнения коэффициентов линейной зависимости.

7. Выбор емкости пучка группового обслуживания с учетом данных статистики по интенсивности поступления вызовов.

Выводы

1. Развитие средств связи предполагает широкое внедрение мультимедийных услуг. Объединение нескольких каналов в радиоинтерфейсе базовой станции в единый цифровой поток, выполняемое с целью снижения общего времени передачи информации, существенно повышает вероятность отказов в обслуживании групповой заявки и ведет возникновению значительных дополнительных потерь по вызовам.

2. Проведенные исследования показали, что выделение специальных пучков каналов для обслуживания мультимедийных заявок становится перспективным даже при сравнительно небольшой доле заявок на групповое обслуживание.

Литература

1. Степанова И.В. Проектирование сетей мобильной связи // Труды МТУСИ: Сборник статей. — М., 2004. — С. 139-146.

2. Генеральная схема создания и развития федеральной сети подвижной радиотелефонной связи общего пользования России стандарта GSM (Одобрено решением ГКЭС от 25.12.2002 № 50). — М., 2003.

3. Степанова И.В., Кондратов А.Г. Результаты аналитической оценки вероятности потерь по вызовам в радиоинтерфейсе базовой станции // Международный форум информатизации (МФИ-2007): Труды конференции 'Телекоммуника-ционные и вычислительные системы". — М.: МТУСИ, 2007. — С.112-113.

T-Comm #1-2009 47

О