Сотовый трафик

В этой статье обсуждается , связанный с мобильной сотовой сетью аспект измерения телетрафика . Сети мобильной радиосвязи имеют проблемы с трафиком, которые не возникают в связи с фиксированной телефонной сетью общего пользования . Важные аспекты сотового трафика включают в себя: целевое качество обслуживания, пропускную способность трафика и размер ячейки, спектральную эффективность и секторизацию , зависимость пропускной способности трафика от покрытия и анализ времени удержания канала.

Проектирование телетрафика при планировании телекоммуникационных сетей гарантирует минимизацию сетевых затрат без ущерба для качества обслуживания (QoS), предоставляемого пользователю сети. Эта область техники основана на теории вероятностей и может использоваться для анализа сетей мобильной радиосвязи, а также других телекоммуникационных сетей .

Мобильный телефон, перемещающийся по соте, будет регистрировать силу сигнала переменную . Уровень сигнала подвержен медленному замиранию , быстрому замиранию и помехам от других сигналов, что приводит к ухудшению отношения несущей к помехе (C/I). ^[1] Высокое соотношение C/I обеспечивает качественную связь. Хорошее соотношение C/I достигается в сотовых системах за счет использования оптимальных уровней мощности посредством управления мощностью большинства каналов связи. Когда мощность несущей слишком высока, создаются чрезмерные помехи, ухудшающие соотношение C/I для другого трафика и снижающие пропускную способность радиоподсистемы. Когда мощность несущей слишком мала, соотношение C/I слишком низкое и целевые показатели QoS не достигаются. ^[1]

Целевые показатели качества обслуживания

Во время проектирования ячеек подсистемы радиосвязи качества обслуживания устанавливаются целевые показатели (QoS) для: перегрузки и блокировки трафика, доминирующей зоны покрытия, C/I, вероятности сбоя, частоты сбоев при передаче обслуживания, общей частоты успешных вызовов, скорость передачи данных, задержка и т. д. ^[2]

Трафиковая нагрузка и размер ячейки

Чем больше генерируется трафика, тем больше базовых станций потребуется для обслуживания клиентов. Количество базовых станций для простой сотовой сети равно количеству клетки. Инженер-транспортник может достичь цели удовлетворения растущего числа клиентов за счет увеличения количества сот в соответствующей области, поэтому это также увеличит количество базовых станций. Этот метод называется разделением ячеек (и сочетается с секторизацией). Это единственный способ предоставления услуг растущему населению. Это просто работает путем деления уже имеющихся ячеек на меньшие размеры. следовательно, увеличивая пропускную способность. Уменьшение радиуса соты позволяет соте принимать дополнительный трафик. ^[1] Снизить стоимость оборудования можно также за счет сокращения количества базовых станций за счет установки трех соседних ячейки, при этом ячейки обслуживают три сектора по 120 ° с разными группами каналов.

Сети мобильной радиосвязи работают с ограниченными ресурсами (доступный спектр частот). Эти ресурсы должны быть используется эффективно, чтобы гарантировать, что все пользователи получают обслуживание, то есть постоянно поддерживается качество обслуживания. Эта необходимость тщательно использовать ограниченный спектр привела к развитию сот в мобильных сетях, позволяющих повторно использовать частоту последовательными кластерами сот. ^[1] Были разработаны системы, которые эффективно используют доступный спектр, например система GSM . Бернхард Уоке ^[1] определяет спектральную эффективность как трафик единица мощности, деленная на произведение полосы пропускания и элемента площади поверхности, и зависит от количества радиоканалов. на ячейку и размер кластера (количество ячеек в группе ячеек):

\mathrm {efficiency} ={\frac {N_{\mathrm {c} }}{\mathrm {BW} \cdot A_{\mathrm {c} }}},

где N _c — количество каналов на соту, BW — полоса пропускания системы, а A _c — площадь соты.

Секторизация кратко описана в терминах «нагрузка трафика» и «размер ячейки» как способ сокращения затрат на оборудование в сотовой сети. сеть. ^[2] По словам Уока, при применении к кластерам ячеек секторизация также снижает внутриканальные помехи. ^[1] Это поскольку мощность, излучаемая назад от направленной антенны базовой станции, минимальна, а помехи соседним сотам уменьшаются. (Количество каналов прямо пропорционально количеству ячеек.) Максимальная пропускная способность секторных антенн (направленных) больше, чем у всенаправленных антенн, в коэффициент, который представляет собой количество секторов на ячейку (или кластер ячеек). ^[1]

Пропускная способность трафика в зависимости от покрытия

Сотовые системы используют один или несколько из четырех различных методов доступа (TDMA, FDMA, CDMA, SDMA). См. Концепции сотовой связи . Пусть случай разделения кода Множественный доступ следует учитывать для связи между пропускной способностью трафика и покрытием (площадью, покрытой сотами). Системы сотовой связи CDMA могут позволить увеличить пропускную способность за счет качества обслуживания . ^[3]

В системах сотовой радиосвязи TDMA/FDMA для выделения каналов клиентам используется фиксированное распределение каналов (FCA). В FCA количество каналов в ячейке остается постоянным независимо от количества клиентов в этой ячейке. Это приводит к пробки на дорогах и некоторые звонки теряются, когда движение становится тяжелым. ^[4]

Лучший способ распределения каналов в сотовой связи систем является динамическое распределение каналов (DCA), которое поддерживается GSM , DCS и другие системы. DCA – это лучший способ не только справиться с пульсирующим сотовым трафиком, но и эффективно использовать ресурсы сотовой радиосвязи. DCA позволяет изменять количество каналов в ячейке в зависимости от нагрузки трафика, тем самым увеличивая пропускную способность канала с небольшими затратами. затраты. ^[1] Поскольку соте выделяется группа переносов частот (например, f ₁ -f ₇ ) для каждого пользователя, этот диапазон частот является пропускная способность этой ячейки, BW. Если эта ячейка покрывает область A _c и каждый пользователь имеет полосу пропускания B, то количество каналов будет равно ЧБ/Б. Плотность каналов будет ${\frac {\mathrm {BW} }{A_{\mathrm {c} }\cdot \mathrm {B} }}$ . ^[5] зоны покрытия A _cЭта формула показывает, что с увеличением плотность каналов уменьшается.

Время удержания канала

Важные параметры, такие как отношение несущей к помехам (C/I), спектральная эффективность и расстояние повторного использования, определяют качество обслуживания сотовой сети. Время удержания канала — еще один параметр, который может повлиять на качество обслуживания в сотовой сети, поэтому он учитывается при планировании сети. Однако рассчитать время удержания канала непросто. (Это время, в течение которого мобильная станция (MS) остается в той же ячейке во время звонок). ^[3] Таким образом, время удержания канала меньше, чем время удержания вызова , если MS проходит более чем одну ячейку. когда передача обслуживания произойдет , и MS освободит канал. Практически невозможно точно определить канал. время выдержки. В результате существуют различные модели распределения времени удержания канала. В промышленности хорошее приближение времени удержания канала обычно достаточно для определения пропускной способности сетевого трафика.

Одна из статей Ки и Смита ^[3] определяет время удержания канала как равное среднему времени удержания, разделенному на среднее количество передач обслуживания на вызов плюс один. Обычно экспоненциальная модель предпочтительнее для расчета времени удержания канала для простоты моделирования. Эта модель дает распределение функция времени удержания канала, и это приближение, которое можно использовать для получения оценок времени удержания канала. Экспоненциальная модель может неправильно моделировать время удержания канала. распределение, как могут попытаться доказать другие статьи, но оно дает приблизительное представление. Время удержания канала нелегко определить явно, необходимо учитывать время удержания вызова и движения пользователя. определяется для того, чтобы неявно указать время удержания канала. ^[3] Мобильность пользователя, форма и размер ячейки привести к тому, что функция распределения времени удержания канала будет отличаться от функции распределения длительности вызова (времени удержания вызова). Эта разница велика для мобильных пользователей и небольших размеров ячеек. ^[3] Поскольку время удержания канала и На соотношение продолжительности вызова влияют мобильность и размер соты, для стационарной MS и больших размеров соты, время удержания канала и продолжительность разговора одинаковы. ^[3]

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Уок, Бернхард Х. Сети мобильной радиосвязи: сети, протоколы и производительность трафика. Западный Суссекс, Англия: Джон Уайли, 2002. Глава 2.
^ Перейти обратно: ^а ^б Гован Мяо ; Йенс Зандер; Ки Вон Сон; Бен Слиман (2016). Основы мобильных сетей передачи данных . Издательство Кембриджского университета . ISBN 1107143217 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ки П. и Смит Д. Проектирование телетрафика в конкурентном мире. Elsevier Science, Амстердам, Нидерланды, 1999. Глава 1 (пленарное) и 3 (мобильное).
^ Проблемы телетрафика, связанные с распределением каналов в цифровых мобильных сотовых сетях ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}. Проверено 15 марта 2005 г.
^ Читаму, П.Дж., Сети телекоммуникационного доступа. Университет Витватерсранда, Йоханнесбург, 2005 г.

[r3-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Уок, Бернхард Х. Сети мобильной радиосвязи: сети, протоколы и производительность трафика. Западный Суссекс, Англия: Джон Уайли, 2002. Глава 2.

[Zander-2] Перейти обратно: ^а ^б Гован Мяо ; Йенс Зандер; Ки Вон Сон; Бен Слиман (2016). Основы мобильных сетей передачи данных . Издательство Кембриджского университета . ISBN 1107143217 .

[r2-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ки П. и Смит Д. Проектирование телетрафика в конкурентном мире. Elsevier Science, Амстердам, Нидерланды, 1999. Глава 1 (пленарное) и 3 (мобильное).

[r10-4] Проблемы телетрафика, связанные с распределением каналов в цифровых мобильных сотовых сетях ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}. Проверено 15 марта 2005 г.

[r13-5] Читаму, П.Дж., Сети телекоммуникационного доступа. Университет Витватерсранда, Йоханнесбург, 2005 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]