BLOKADA DLA ŁĄCZA W GÓRĘ W SYSTEMACH KOMÓRKOWYCH

Podobne dokumenty
ŚREDNIA PRZEPŁYWNOŚĆ OFEROWANA UŻYTKOWNIKOWI SYSTEMU UMTS-HSDPA

MODELE WIĄZEK Z RUCHEM ZINTEGROWANYM

Modelowanie systemów komórkowych z interfejsem radiowym WCDMA

MODELOWANIE SYSTEMÓW Z RUCHEM ZINTEGROWANYM I PRZELEWEM RUCHU

Sieci Komórkowe naziemne. Tomasz Kaszuba 2013

ARCHITEKTURA GSM. Wykonali: Alan Zieliński, Maciej Żulewski, Alex Hoddle- Wojnarowski.

celowym rozpraszaniem widma (ang: Spread Spectrum System) (częstotliwościowe, czasowe, kodowe)

BLOKADA PUNKT-PUNKT W JEDNOUSŁUGOWYCH POLACH KOMUTACYJNYCH Z POŁACZENIAMI

Architektura systemu teleinformatycznego państwa - w. 7

Planowanie sieci bezprzewodowych - bilans łącza radiowego

Szerokopasmowy dostęp do Internetu Broadband Internet Access. dr inż. Stanisław Wszelak

Rozwój technologii komórkowych i usług szerokopasmowej transmisji danych w oparciu o nowe i obecne zakresy częstotliwości

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

Redukcja kosztów połączeń telekomunikacyjnych przy wykorzystaniu central ISDN PABX

Oddział we Wrocławiu. Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej (Z-21)

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Załącznik nr 8 Wyniki badań dla miasta Poznań

BADANIE WPŁYWU WYDOBYCIA NA SEJSMICZNOŚĆ W KOPALNIACH WĘGLA KAMIENNEGO

7.2 Sieci GSM. Podstawy GSM. Budowa sieci GSM. Rozdział II Sieci GSM

CDMA w sieci Orange. Warszawa, 1 grudnia 2008 r.

RAPORT Z BADANIA JAKOŚCI I DOSTĘPNOŚCI POŁĄCZEŃ TELEFONICZNYCH Z NUMEREM ALARMOWYM 112 W SIECIACH GSM900/1800 i UMTS NA TRASIE POZNAŃ - WARSZAWA

Zarządzenie Nr Prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej z dnia.

Sygnał vs. szum. Bilans łącza satelitarnego. Bilans energetyczny łącza radiowego. Paweł Kułakowski. Zapewnienie wystarczającej wartości SNR :

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Macieja Sobieraja pt. Modelowanie pól komutacyjnych z mechanizmami progowymi I wielousługowymi źródłami ruchu.

Załącznik nr 4 Wyniki badań dla miasta Zielona Góra

Załącznik nr 11 Wyniki badań dla miasta Bydgoszcz

Załącznik nr 5 Wyniki badań dla miasta Opole

Wykorzystanie nowoczesnych technologii w zarządzaniu drogami wojewódzkimi na przykładzie systemu zarządzania opartego na technologii GPS-GPRS.

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Załącznik nr 12 Wyniki badań dla miasta Szczecin

Załącznik nr 10 Wyniki badań dla miasta Lublin

Poszukiwanie optymalnego wyrównania harmonogramu zatrudnienia metodą analityczną

Załącznik nr 3 Wyniki badań dla Trójmiasta

Problemy pomiarowe związane z wyznaczaniem poziomów pól elektromagnetycznych (PEM) w otoczeniu stacji bazowej telefonii komórkowej

Plany alokacji częstotliwości radiowych dla systemów szerokopasmowych służb bezpieczeństwa publicznego w Polsce

Biuletyn Akademia OSBRIDGE

Wpływ algorytmów dynamicznej alokacji kanałów na pojemność systemu UTRA/TDD

Fizyczne podstawy działania telefonii komórkowej

APLIKACJA NAPISANA W ŚRODOWISKU LABVIEW SŁUŻĄCA DO WYZNACZANIA WSPÓŁCZYNNIKA UZWOJENIA MASZYNY INDUKCYJNEJ

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

Systemy teleinformatyczne w zarządzaniu kryzysowym. (

25. ALOHA typy i własności. 1) pure ALOHA czysta ALOHA:

Recenzja rozprawy habilitacyjnej. Ocena dorobku naukowego. dr inż. Piotr Zwierzykowski

PLAN KONSPEKT. do przeprowadzenia zajęć z przedmiotu. Szerokopasmowe sieci dostępowe. Konfigurowanie urządzeń w szerokopasmowych sieciach dostępowych

wiedzy Sieci neuronowe (c.d.)

STANDARYZACJA METODYK POMIARÓW PÓL ELEKTROMAGNETYCZNYCH ZWIĄZANYCH Z EKSPOZYCJĄ CZŁOWIEKA I JEJ WPŁYW NA JAKOŚCI BADAŃ

Prof. Witold Hołubowicz UAM Poznań / ITTI Sp. z o.o. Poznań. Konferencja Polskiej Izby Informatyki i Telekomunikacji Warszawa, 9 czerwca 2010

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Metody wielodostępu do kanału. dynamiczny statyczny dynamiczny statyczny EDCF ALOHA. token. RALOHA w SALOHA z rezerwacją FDMA (opisane

INSTYTUT ŁĄCZNOŚCI PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY

INSTYTUT ŁĄCZNOŚCI PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY

Instytut Politechniczny Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa. Diagnostyka i niezawodność robotów

implementacji DVB-H H w oparciu o Plan DVB-T Genewa-06 Andrzej Marszałek

INSTYTUT ŁĄCZNOŚCI PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY

Numeryczne modelowanie ustalonego pola temperatury

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Załącznik nr 1 Wyniki badań dla miasta Kielce

Krzysztof Włostowski pok. 467 tel

W rachunku prawdopodobieństwa wyróżniamy dwie zasadnicze grupy rozkładów zmiennych losowych:

Promieniowanie stacji bazowych telefonii komórkowej na tle pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez duże ośrodki radiowo-telewizyjne

Instytut Politechniczny Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa. Diagnostyka i niezawodność robotów

Radiokomunikacja ruchoma

Sieci Bezprzewodowe. Systemy modulacji z widmem rozproszonym. DSSS Direct Sequence. DSSS Direct Sequence. FHSS Frequency Hopping

STATYSTYCZNE METODY SZACOWANIA RYZYKA W AUDYCIE WEWNĘTRZNYM

Wzmacniacze operacyjne

Modele propagacyjne w sieciach bezprzewodowych.

PLAN KONSPEKT. Bezprzewodowe sieci dostępowe. Konfigurowanie urządzeń w bezprzewodowych szerokopasmowych sieciach dostępowych

Raport o penetracji rynku telefonii ruchomej w Polsce

Wnioskowanie bayesowskie

SZACOWANIE MEDIANY PRZY UŻYCIU DOKŁADNEJ METODY BOOTSTRAPOWEJ

Koszyki OECD. Metodologia porównywania taryf telekomunikacyjnych. Zagadnienia prawne i ekonomiczne w telekomunikacji

ANALIZA ZDOLNOŚCI PROCESU O ZALEŻNYCH CHARAKTERYSTYKACH

INSTYTUT ŁĄCZNOŚCI PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY

Ewolucja sieci mobilnych.

Praca dyplomowo - magisterska

Colloquium 1, Grupa A

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Ewolucja sieci mobilnych.

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Projektowanie układów scalonych do systemów komunikacji bezprzewodowej

URZĘDU KOMUNIKACJI ELEKTRONICZNEJ. Warszawa, dnia 10 czerwca 2014 r.

Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki

(Dantzig G. B. (1963))

Model Dixita Stiglitza: Love of variety

Wykład z równań różnicowych

System trankingowy. Stacja wywołująca Kanał wolny Kanał zajęty

Prawdopodobieństwo i statystyka

Ewolucja sieci mobilnych.

PL B1. Sposób i układ do modyfikacji widma sygnału ultraszerokopasmowego radia impulsowego. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

Systemy Telekomunikacji Satelitarnej

Metoda określania pozycji wodnicy statków na podstawie pomiarów odległości statku od głowic laserowych

Technologie cyfrowe semestr letni 2018/2019

Systemy i Sieci Radiowe

STATYKA Z UWZGLĘDNIENIEM DUŻYCH SIŁ OSIOWYCH

Obliczenia osiągów dyszy aerospike przy użyciu pakietu FLUENT Michał Folusiaak

sieci mobilne 2 sieci mobilne 2

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia 19 sierpnia 2011 r.

Dziennik Ustaw Nr Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia 19 sierpnia 2011 r.

Transkrypt:

Macie Stasiak,, Piotr Zwierzykowski Instytut Elektroniki i Telekomunikaci Politechniki Poznańskie ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań e-mail: pzwierz@et.put.poznan.pl Arkadiusz Wiśniewski PTK Centertel Sp. z o.o., Okręg Poznań, ul. Bułgarska 69, 60-320 Poznań e-mail: arkadiusz.wisniewski@centertel.pl 2004 Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyne Poznań 9-0 grudnia 2004 BLOKADA DLA ŁĄCZA W GÓRĘ W SYSTEMACH KOMÓRKOWYCH Z ITERFEJSEM RADIOWYM WCDMA Streszczenie: W artykule przedstawiono metody obliczania prawdopodobieństwa blokady dla łącza w górę dla systemów komórkowych z interfesem radiowym WCDMA i nieskończoną liczbą źródeł ruchu. Prezentowane metody wykorzystuą zmodyfikowany analityczny model węzła obsługuącego ruch rozgałęźny w szerokopasmowe sieci z integracą usług. Omawiane metody mogą zostać wykorzystane do oszacowania poemności sieci 3G na etapie e proektowania.. WSTĘP Uniwersalny system telekomunikaci ruchome UMTS (ang. Universal Mobile Telecommunication System) wykorzystuący interfes radiowy WCDMA (ang. Wideband Code Division Multiple Access) to eden ze standardów zaproponowanych dla telefonii komórkowe trzecie generaci (3G). Standard ten został przyęty w Europie oraz niektórych kraach azatyckich. Zgodnie z wytycznymi ITU system 3G powinien, m. in.: realizować usługi z komutacą kanałów i komutacą pakietów, transmitować dane z prędkością do 2 Mbit/s oraz zapewnić dostęp do usług multimedialnych [4]. W systemie GSM maksymalna liczba abonentów obsługiwanych przez edną komórkę była ednoznacznie określona i zależała od liczby użytych kanałów częstotliwościowych. Ponieważ z założenia system GSM miał realizować tylko usługi głosowe, wszelkie obliczenia poemności sieci można było wykonywać w oparciu o pierwszy wzór Erlanga [3]. Obliczanie poemności interfesu radiowego WCDMA, ze względu na możliwość alokaci zasobów dla różnych klas ruchu, to zagadnienie dużo bardzie złożone. Ponadto, wszyscy użytkownicy obsługiwani przez daną komórkę korzystaą z tego samego kanału częstotliwościowego, a rozróżnienie transmitowanych przez nich sygnałów est możliwe tylko i wyłącznie dzięki stosowaniu ortogonalnych kodów [4]. Jednak ze względu na zawisko wielodrogowości zachodzące w kanale radiowym nie wszystkie transmitowane sygnały są względem siebie ortogonalne, a tym samym odbierane są przez użytkowników systemu ako interference w istotny sposób wpływaące na poemność systemu. Dodatkowo, wzrost interferenci powodowany est także przez użytkowników obsługiwanych przez inne komórki systemu wykorzystuące ten sam kanał częstotliwościowy, a także przez użytkowników korzystaących z sąsiednich kanałów radiowych (interference sąsiedniokanałowe). W celu zapewnienia odpowiedniego poziom usług sieci UMTS konieczne est ograniczanie interferenci poprzez zmnieszanie liczby aktywnych użytkowników lub alokowanych przez nich zasobów. Szacue się, że maksymalne wykorzystanie zasobów interfesu radiowego, bez obniżenia akości usług będzie wynosiło około 50 80% [6]. Przedmiotem ninieszego artykułu est prezentaca przybliżonych metod określania prawdopodobieństwa blokady dla łącza w górę w systemach komórkowych z interfesem radiowym WCDMA i nieskończoną liczbą źródeł ruchu. Proponowane metody wykorzystuą zmodyfikowany model węzła sieci szerokopasmowe obsługuący ruch rozgałęźny [2]. Omawiane modele mogą zostać wykorzystane do oszacowania poemności sieci 3G na etapie e proektowania. Artykuł podzielono na pięć rozdziałów. W rozdziale 2 przedstawiono podstawowe zależności opisuące obciążenie interfesu radiowego WCDMA dla łącza w górę. Rozdział 3 prezentue analityczne modele zastosowany do określania prawdopodobieństwa blokady dla łącza w górę. W kolenym rozdziale wyniki obliczeń porównano z danymi symulacynymi dla systemu składaącego się z siedmiu komórek. Rozdział piąty podsumowue artykuł. 2. OBCIĄŻEIE ITERFEJSU RADIOWEGO WCDMA DLA ŁĄCZA W GÓRĘ Interfes radiowy WCDMA umożliwia uzyskiwanie dużych poemności. Jednocześnie ego poemność ograniczona dopuszczalnym poziomem mocy interferenci w kanale częstotliwościowym. W każdym systemie komórkowym z rozpraszaniem widma sygnałów poemność interfesu radiowego est ograniczona na skutek występowania kilku typów zakłóceń [9]: wspólnokanałowych interferenci własnych komórki pochodzących od współużytkowników kanału częstotliwościowego z obszaru dane komórki, PWT 2004, Poznań 9-0 grudnia 2004

wspólnokanałowych interferenci zewnętrznych komórki pochodzących od współużytkowników kanału częstotliwościowego z obszaru komórek sąsiednich, interferenci sąsiedniokanałowych pochodzących z sąsiednich kanałów częstotliwościowych tego samego operatora lub innych operatorów telefonii komórkowe, wszelkich zakłóceń i interferenci pochodzących z innych systemów i źródeł, zarówno szerokopasmowych ak i wąskopasmowych. Prawidłowy odbiór sygnału w odbiorniku est możliwy tylko wówczas, gdy stosunek energii przypadaące na eden bit E b do gęstości widmowe szumu 0 est odpowiedni [6]. Zbyt mała wartość E b / 0 spowodue, że odbiornik nie będzie mógł zdekodować odebranego sygnału, natomiast zbyt duża wartość energii przypadaące na eden bit w stosunku do szumów będzie postrzegana ako zakłócenie dla innych użytkowników tego samego kanału radiowego. Stosunek E b / 0 dla -tego użytkownika można zapisać w postaci następuące zależności [6]: E b 0 W = ν R I total P. P We wzorze () przyęto następuące oznaczenia: P średnia moc sygnału odbieranego od użytkownika, W prędkość czipowa sygnału rozpraszaącego, v współczynnik aktywności użytkownika, R prędkość bitowa sygnału danych i I total całkowita moc odbieranego sygnału w staci bazowe z uwzględnieniem szumu termicznego. Prędkość czipowa sygnału rozpraszaącego W określa szybkość, z aką rozpraszany est sygnał weściowy (sygnał danych lub sygnał rozmówny), natomiast współczynnik aktywności v oznacza procentową zaętość kanału transmisynego przez użytkownika. Ze wzoru () można wyznaczyć średnią moc sygnału użytkownika : Itotal P = = L Itotal, W (2) + E b R ν 0 gdzie L est współczynnikiem obciążenia wnoszonym przez użytkownika : () L = W + E b 0. R ν W Tab. przedstawiono przykładowe wartości stosunku E b / 0 dla różnych klas ruchu oferowanego w systemie WCDMA oraz odpowiadaące im wartości współczynnika obciążenia L. a podstawie znanych współczynników obciążenia poedynczych użytkowników można określić całkowite obciążenie η UL dla łącza w górę : η UL = L, = gdzie est liczbę użytkowników rozważanego łącza w górę. Zależność (4) est spełniona w systemie składaącym się z edne, izolowane komórki. W warunkach rzeczywistych należy uwzględnić również ruch generowany w innych komórkach, który ma wpływ na poemność interfesu radiowego dane komórki. Dlatego też, wzór (4) powinien zostać uzupełniony o element uwzględniaący interference z innych komórek. W tym celu wprowadzono zmienną i, która est definiowana ako stosunek interferenci od innych komórek do interferenci własnych komórki. Całkowite obciążenie dla łącza w górę można zatem zapisać w następuący sposób: (3) (4) η UL = ( + i) L. (5) = Wraz ze wzrostem obciążenia łącza radiowego wzrasta poziom szumu generowanego w systemie. Wzrost szumu nr definiowany est ako stosunek całkowite mocy sygnału odbieranego w systemie I total do szumu termicznego P i określany est zależnością [6]: Itotal nr = = P ηul, (6) Gdy obciążenie łącza w górę zbliża się do edności to odpowiadaący mu wzrost szumu dąży do nieskończoności. Z tego względu przymue się, że maksymalne wykorzystanie zasobów interfesu radiowego, bez obniżania akości usług, będzie wynosiło 50 80% ego teoretyczne poemności [9]. Tab.. Przykładowe wartości E b / 0 i v k dla różnych klas ruchu oraz odpowiadaący im współczynnik obciążenia L k Usługa (k) Rozmowa Wideotelefonia Transmisa danych Transmisa danych W [Mchip/s] 3.84 R k [kb/s] 2.2 64 44 384 V k 0.6 (E b / 0 ) k [db] 4 2.5 L k 0.005 0.026 0.050 0.2 PWT 2004, Poznań 9-0 grudnia 2004 2

3. MODEL SYSTEMU nowe zgłoszenie Przed zestawieniem nowego połączenia w interfesie radiowym WCDMA system sterowania dostępem (ang. Admission Control) dokonue sprawdzenia, czy nowe połączenie nie spowodue obniżenia akości lub zerwania istnieących połączeń. Funkca kontroli dostępu est realizowana przez kontroler staci bazowych RC (ang. Radio etwork Controller), w którym gromadzone są informace dotyczące obciążeń podłączonych do kontrolera komórek [6]. System kontroli dostępu szacue wzrost obciążenia łącza radiowego akie spowodue nowe zgłoszenie, zarówno dla komórki dostępowe, ak i dla sąsiednich komórek. owe zgłoszenie zostae odrzucone wówczas, gdy przewidywany wzrost obciążenia przekroczy określone na etapie proektowania dopuszczalne progi dla łącza w górę lub dla łącza w dół [9]. 3.. Założenia wstępne a Rys. przedstawiono model systemu złożonego z siedmiu komórek z antenami dookólnymi. W celu oszacowania czy nowe zgłoszenie klasy może zostać zaakceptowane w systemie, wykorzystano wartość obciążenia L, generowanego przez to zgłoszenie. Założono również, że zgłoszenie generuące obciążenie L w komórce dostępowe, generue odpowiednio mniesze obciążenie w komórkach sąsiednich (L < L ). W prezentowanym modelu przyęto, że każde zgłoszenie z obciążeniem L w komórce dostępowe generue obciążenie L = L /2 w sąsiednich komórkach. Przyęto też, że komórką dostępową est komórka centralna układu, oznaczona na Rys. indeksem, która będzie traktowany ak wiązka doskonała z ruchem zintegrowanym [, 0] pochodzącym zarówno z komórki własne, ak i komórek sąsiednich. Modele ruchowe odpowiadaący systemowi komórkowemu pokazanemu na Rys. przedstawiono na Rys. 2, na którym przyęto następuące oznaczenia: V teoretyczna poemność łącza radiowego w górę, a zz,i średni ruch klasy i oferowany w komórce z przez abonentów te komórki oraz a zr,i średni ruch klasy i oferowany w komórce r przez użytkowników komórki z. 3.2. Model analityczny Rozważmy system z ruchem zintegrowanym (ang. multi-rate system), w którym żądane zasoby systemu do realizaci zgłoszeń poszczególnych klas stanowią wielokrotność pewne wartości przepływności tzw. PJP Podstawowe Jednostki Pasma (ang. Basic Bandwidth Unit) []. Rozważany system est systemem ograniczonym szumowo, zatem PJP może stanowić ułamek współczynnika obciążenia łącza []. Zagadnienie oszacowania wartości L obecnie nie est uwzględniane w modelu. Wartości parametrów L mogą być określone na podstawie pomiarów lub obliczeń teoretycznych i będą przedmiotem dalszych prac autorów. L ' L ' 6 L ' L L ' 2 5 L ' L ' Rys.. Model systemu komórkowego składaący się z siedmiu komórek 3 4 W systemach multi-rate przymue się, że wartość PJP powinna być mniesza lub równa nawiększemu wspólnemu podzielnikowi zasobów żądanych przez poszczególne strumienie zgłoszeń [, 2]. a podstawie wartości parametrów L k, przedstawionych w tabeli w modelu przyęto, że PJP est równe 0.00 całkowitego współczynnika obciążenia łącza. System obsługue m niezależnych poissonowskich strumieni ruchu o intensywnościach: λ, λ 2,..., λ m. Zgłoszenie klasy wymaga L PJP do zestawienia połączenia. Czasy obsługi wszystkich klas zgłoszeń maą charakter wykładniczy z parametrami: µ, µ 2,..., µ m. Średni ruch klasy oferowany komórce z przez abonentów komórki z est zatem równy: λ () a =. µ Wielowymiarowy proces Markowa zachodzący w wiązce pełnodostępne obsługuące różne strumienie ruchu typu multi-rate (w komórce) może zostać sprowadzony do ednowymiarowego łańcucha Markowa i dany wzorem Kaufmana-Robertsa [, 0]: ( L ) m n P( n) = a L P n, = gdzie P(n) est prawdopodobieństwem zaętości n ednostek PJP w wiązce pełnodostępne. Po określeniu rozkładu zaętości P(n) można wyznaczyć prawdopodobieństwo blokady strumienia klasy na podstawie następuącego wzoru: V (9) b = P( n). n= V L + (8) W modelu założono, że nowe zgłoszenie zostanie odrzucone wówczas, gdy przewidywany wzrost obciążenia zarówno w komórce dostępowe, ak i w komórkach sąsiednich, przekroczy dopuszczalne progi. Oznacza to, że procesy obsługi nowego zgłoszenia zachodzącego w komórce dostępowe i w komórkach sąsiednich są wzaemnie zależne. PWT 2004, Poznań 9-0 grudnia 2004 3

6 2 3 5 komórka dostępowa 4 a,i a 33,i a 44,i a 55,i a 66,i a,i a,i a 4,i Komórka V Komórka 2 V Komórka 3 V Komórka 4 V Komórka 5 V Komórka 6 V Komórka V Rys. 2. Wiązka pełnodostępna ako model systemu komórkowego z interfesem radiowym WCDMA Zatem, prawdopodobieństwo blokady B zz, zgłoszeń klasy poawiaących się w komórce dostępowe z zależy również od prawdopodobieństwa blokady B zh, tych zgłoszeń w komórkach sąsiednich (h). Prawdopodobieństwo blokady połączeń klasy pochodzących z komórki z, w komórce h ( h z ) można wyrazić następuącą funkcą: ( ahh,, Lhh,),...,( ahh, m, Lhh, m) B zh, = f ' '. ( azh,, Lzh,),...,( azh, m, Lzh, m) (0) Tak więc, prawdopodobieństwo blokady ruchu klasy, pochodzącego od komórki z, w komórce h zależy od ruchu generowanego w komórce h (a hh, ) oraz od ruchu wnoszonego przez komórkę z do komórki h (a zh, ). Opracowane zostały modele zarówno dla przypadku równomiernego, ak i zróżnicowanego obciążenia komórek sąsiednich. 3.2.. Równomiernie obciążenie komórek sąsiednich Rozważamy przypadek równomiernego obciążenia interfesu radiowego każde komórki h ( h z )[3]. Takie założenie pozwala uzależnić prawdopodobieństwo B zh, tylko od ruchu wnoszonego do te komórki przez komórkę dostępową z. Zatem otrzymuemy: { ' ' ( a, L ),...,( a, L ) } B zh, = f zh, zh, zh, m zh, m. () Prawdopodobieństwa B zh, mogą być wyznaczone na podstawie modelu wiązki pełnodostępne z ruchem zintegrowanym (wzory (8) i (9)). W celu określania ruchu a zh, wnoszonego przez zgłoszenia klasy do komórki h przez komórkę dostępową z można wykorzystać (podobnie ak w [2]) metodę ustalonego punktu (ang. Fixed Point Methodology) [8]. Zgodnie z tą metodą, dane komórce może być oferowany tylko taki ruch, który nie est blokowany w sąsiednich komórkach. Zawisko to prowadzi do zmnieszenia rzeczywistego ruchu oferowanego dane komórce i zostało nazwane efektem wytracania ruchu [8]. Ruch klasy zmnieszony przez efekt wytracania ruchu, który est oferowany komórce h przez zgłoszenia poawiaące się w komórce dostępowe z, nazwano ruchem efektywnym. Ruch ten można wyznaczyć na podstawie następuącego wzoru: ( B ) a zh, = az, r= zr,, (2) h r gdzie a z, est rzeczywistym ruchem oferowanym systemowi przez abonentów komórki z. Zauważmy, że do określenia efektywnego ruchu a zh, klasy, niezbędna est znaomość prawdopodobieństwa blokady B zr,i ruchu te klasy w sąsiednich komórkach. W związku z tym do wyznaczania wartości a zh, wykorzystue się metodę iteracyną. Znaomość prawdopodobieństwa blokady B zh, zgłoszenia klasy w komórce h, pochodzącego od komórki z, pozwala na określenie całkowitego prawdopodobieństwa blokady B z, zgłoszeń w komórce dostępowe z: ( B ) B z, = zh,. (3) h= 3.2.2. ierównomierne obciążenie komórek sąsiednich W przypadku nierównomiernie obciążonych komórek sąsiednich, w celu wyznaczenia prawdopodobieństwa blokady, we wzorze (3) należy uwzględnić wyłącznie tę komórkę sąsiednią, w które prawdopodbieństwo blokady est nawiększe. Takie założenie est uzasadnione zasadą działania systemu sterowania dostępem: nowe zgłoszenie est odrzucane eśli obciążenie w przynamnie edne spośród komórek sąsiednich wzrośnie powyże dopuszczalne granicy. W omawianym modelu każde zgłoszenie wnosi identyczne obciążenie do każde komórki sąsiednie. Zatem blokada zgłoszenia poawiaącego się w komórce dostępowe z może wystąpić tylko w wyniku blokady w te komórce sąsiednie h, która est nabardzie obciążona. Tak więc, w celu wyznaczenia prawdopodobieństwa blokady, można rozważać tylko dwie komórki: dostępową i nabardzie obciażoną komórkę sąsiednią (na podstawie (3)): B z, zz, zh, = ( B ) ( B ), (4) gdzie z est komórką dostępową, a h (h z) est nabardzie obciążoną komórką sąsiednią. PWT 2004, Poznań 9-0 grudnia 2004 4

4. PORÓWAIE REZULTATÓW OBLICZEŃ Z DAYMI SYMULACYJYMI W celu potwierdzenia założeń przyętych w proponowane metodzie, wyniki obliczeń zostały porównane z rezultatami symulaci rzeczywistego systemu na poziomie zgłoszeń zrealizowanego metodą Monte-Carlo. Badania symulacyne uwzględniały 9.5% przedziały ufności, których wartości w każdym przypadku były przynamnie o rząd wielkości mniesze od rezultatu symulaci. Prezentowane na wykresach wyniki dotyczą badań systemu przedstawionego na Rys.. Założono, że dopuszczalna poemność systemu wynosi 80% teoretyczne poemności interfesu radiowego. Badania przeprowadzone były dla usługi rozmówne, dwóch klas usług: usługi rozmówne i wideotelefonii z prędkością 64 kb/s oraz dla usługi rozmowne, wideotelefonii i transmisi danych z prędkościami odpowiednio równymi: 44 i 384 kb/s. Stosunek klas ruchu oferowanego wynosi: a L a L : dla dwóch klas ruchu, z, z, : z,2 z, 2 = a z, Lz, : az,2lz,2 : az,3lz, 3 = :: dla trzech klas ruchu. Poszczególne klasy ruchu obciążały interfes komórki dostępowe liczbą ednostek PJP zgodnie z wartościami zawartymi w Tab.. Założono, że w komórkach sąsiednich obciążenie to wynosi połowę obciążenia przyętego w komórce dostępowe. a Rys. 3-5 przedstawiono wyniki dla systemu, w którym przyęto stałe obciążenie łącza w górę, które wynosiło 50% teoretyczne poemności interfesu radiowego komórek sąsiednich. a Rys. 6-8 przedstawiono wyniki dla systemu, w którym przyęto zróżnicowane obciążenie interfesu radiowego komórek sąsiednich, wynoszące odpowiednio 28, 35, 42, 45, 48 i 50% teoretyczne poemności interfesu radiowego (komórki od 2 do na Rys. ). Uzyskane wyniki wskazuą, że zwiększenie obciążenie interfesu radiowego komórek sąsiednich powodue zwiększenie prawdopodobieństwa blokady zgłoszeń wszystkich klas ruchu w rozważane komórce dostępowe. W dalszych badaniach przewidue się opracowanie uogólnionego modelu, w którym każda z siedmiu komórek systemu będzie mogła spełniać rolę komórki dostępowe i obsługiwać ruch własny, ak i ten wnoszony przez nierównomiernie obciążone komórki sąsiednie. Zadawalaąca zgodność rezultatów obliczeń analitycznych z wynikami symulaci, przedstawionymi na rysunkach 3-8, pozwala sądzić, że również model uogólniony będzie charakteryzował się dużą dokładnością. 5. PODSUMOWAIE Artykuł przedstawia analityczne metody pozwalaące na ocenę wartości prawdopodobieństwa blokady dla łącza w górę w sieciach komórkowych z interfesem radiowym WCDMA. Wyniki prezentowane w artykule przedstawiaą działanie metody na przykładzie modelu sieci WCDMA składaące się z siedmiu komórek z antenami dookólnymi. Założono, że zgłoszenie generuące obciążenie L w komórce dostępowe, generue obciążenie L = L /2 w sąsiednich komórkach. Wyniki obliczeń analitycznych porównano z rezultatami symulaci, które potwierdzaą poprawność prezentowanych metod. SPIS LITERATURY Broadband etwork Teletraffic, Final Report of Action COST 242, (edited by J.W. Roberts, V. Mocci, I. Virtamo), Published by the Commission of the European Communities, Springer Vertlag, Berlin, 996. 2 Performance Evaluation and Design of Multiservice etworks, Final Report of Action COST 224, (edited by J.W. Roberts), Published by the Commission of the European Communities, Brussels, 992. 3 A.K. Erlang, Solution of some problems in the theory of probabilities of significance in automatic telephone exchanges, Elektrotechnikeren, vol. 3, 9, s. 5. 4 S. Faruque, Cellular Mobile Systems Engineering, Artech House, Inc, 996. 5 S. Gaewski, M. Kopciuszuk, Wpływ interferenci międzysystemowych na poemność interfesu radiowego WCDMA/FDD, KKRRiT, Gdańsk 2002. 6 H. Holma, A. Toskala, WCDMA for UMTS. Radio Access For Third Generation Mobile Communications, John Wiley & Sons, Ltd., 2000. J.S. Kaufman, Blocking in a shared resource environment, IEEE Transactions on Communications, vol. COM-29, o. 0, 98, s. 44-48. 8 F.P. Kelly, Fixed Point Models of loss networks, Journal of Australian Mathematics Society, vol. B3, 989, s. 39-38. 9 J. Laiho, A. Wacker, T. ovosad, Radio etwork Planning and Optimization for UMTS, John Wiley & Sons, Ltd., 2002. 0 J.W. Roberts, A service system with heterogeneous user requirements, [in] Performance of Data Communications Systems and their Applications, (edited by G. Puolle ), orth Holland Pub. Co., Amsterdam, 98. D. Staehle, A. Mader, An Analytic Approximation of the Uplink Capacity in UMTS etwork with Heterogeneous Traffic, University of Wurzburg, Report o. 30 May 2003. 2 M. Stasiak, P. Zwierzykowski, Analytical model of ATM node with multicast switching, Proceedings of 9 th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference, Tel-Aviv, Israel, May 8-20, 998, vol. 2, s. 683-68. 3 M. Stasiak, P. Zwierzykowski, A. Wiśniewski, Obliczanie prawdopodobieństwa blokady dla łącza w górę w systemach komórkowych z interfesem radiowym WCDMA, Kraowe Sympozum Telekomunikaci 2004, B-KR.04, s. 350-359. 4 K. Wesołowski, Systemy radiokomunikaci ruchome, Wydawnictwa Komunikaci i Łączności, Wyd.3, Warszawa, 2003. PWT 2004, Poznań 9-0 grudnia 2004 5

Rys. 3. Wyniki obliczeń i symulaci dla usługi rozmówne dla 50% obciążenia interfesu radiowego sąsiednich komórek. Rys. 6. Wyniki obliczeń i symulaci dla usługi rozmówne odpowiednio dla 28, 35, 42, 45, 48 i 50% obciążenia interfesu radiowego sąsiednich komórek Rys. 4. Wyniki obliczeń i symulaci dla usługi rozmówne i transmisi danych (64kb/s) dla 50% obciążenia interfesu radiowego sąsiednich komórek. Rys.. Wyniki obliczeń i symulaci dla usługi rozmówne i transmisi danych (64kb/s) odpowiednio dla 28, 35, 42, 45, 48 i 50% obciążenia interfesu radiowego sąsiednich komórek Rys. 5. Wyniki obliczeń i symulaci dla usługi rozmówne i transmisi danych (64/44/384 kb/s) dla 50% obciążenia interfesu radiowego sąsiednich komórek. Rys. 8. Wyniki obliczeń i symulaci dla usługi rozmówne i transmisi danych (64/44/384 kb/s) odpowiednio dla 28, 35, 42, 45, 48 i 50% obciążenia interfesu radiowego sąsiednich komórek PWT 2004, Poznań 9-0 grudnia 2004 6