容量分析的業(yè)務(wù)模型

1、業(yè)務(wù)模型1電路域業(yè)務(wù)電路域可提供的主要有12.2kbit/s的語(yǔ)音業(yè)務(wù)和64kbit/s的電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這兩種業(yè)務(wù)都可通過(guò)每用戶忙時(shí)的話務(wù)量來(lái)描述，特征參數(shù)有以下3個(gè)：（1）忙時(shí)呼叫次數(shù)（BHCA）；（2）每次呼叫平均持續(xù)時(shí)間；（3）阻塞率，也稱為服務(wù)等級(jí)QoS。每用戶的平均Erlang=BHCAX持續(xù)時(shí)間（s）/3600語(yǔ)音業(yè)務(wù)的每用戶的話務(wù)量的取定和用戶的行為特征、運(yùn)營(yíng)商的建網(wǎng)策略目標(biāo)有關(guān)，一般可取為每用戶0.03Erl,CS64視頻會(huì)議、可視電話等業(yè)務(wù)每用戶的話務(wù)量可取為0.003Er1左右。需注意的是，對(duì)于不同等級(jí)的用戶（高、中、低端用戶），由于其消費(fèi)能力和消費(fèi)習(xí)慣的不同，實(shí)際產(chǎn)生的

2、話務(wù)量尤其是可視電話業(yè)務(wù)量的差別是非常大的，對(duì)不同等級(jí)的用戶話務(wù)分別建模將能得到更為細(xì)致的結(jié)果。但是考慮到業(yè)務(wù)發(fā)展初期總體業(yè)務(wù)量均不會(huì)很高，且處于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程的考慮，只取了各種等級(jí)業(yè)務(wù)量的均值作為業(yè)務(wù)模型的基礎(chǔ)。語(yǔ)音激活因子：語(yǔ)音業(yè)務(wù)的語(yǔ)音激活因子可取0.67；視頻電話業(yè)務(wù)的激活因子一般取為1。具體的模型參數(shù)的取值見(jiàn)表3.3。3.3具捧的模型參數(shù)界值C5培業(yè)務(wù)唾用平均嶇率呼叫平均捋滾時(shí)何誡活山子忙時(shí)部用戶平均呼叫次數(shù)CBHCA）毎用戶It時(shí)Erl數(shù)語(yǔ)肓業(yè)務(wù)12.2720.67130.03可視電話6410衛(wèi)0.0032分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用主要有流媒體、Web網(wǎng)頁(yè)瀏覽、E-mail、監(jiān)控

3、和FTP下載等，其承載方式有CS64k,PS64k,PS144k,PS384k等4種，如圖3.2所示。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃當(dāng)中直接用到的是在對(duì)各種應(yīng)用的模型統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種應(yīng)用的比例以及各自的承載業(yè)務(wù)類型得出的承載業(yè)務(wù)的吞吐量。因此還需要對(duì)承載速率進(jìn)行建模,得到各種速率業(yè)務(wù)的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值。模型參數(shù)主要有忙時(shí)會(huì)話（Session）連接請(qǐng)求次數(shù)、每個(gè)會(huì)話包含的分組呼叫（Packetcall）次數(shù)、分組呼叫的平均數(shù)據(jù)量（包含若干個(gè)DataBurst）大小和激活因子等。具體取值見(jiàn)表3.4。表3.4幾種芳組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的參數(shù)統(tǒng)計(jì)溝值的裁君值業(yè)野姿型P$0.2030-02襯于令話包儷叫報(bào)數(shù)ID610母択呼叫的規(guī)據(jù)

4、挾（kB）115L22G111平均祚葉磺IbiLi）72.8fl.850數(shù)據(jù)呼叫（Session）-WWW數(shù)據(jù)呼叫(Session)-E-Mail、收發(fā)E-MailPacketCall點(diǎn)擊下一頁(yè)點(diǎn)擊下一網(wǎng)頁(yè)、PacketCallPacketCall網(wǎng)頁(yè)下載下一網(wǎng)頁(yè)下載圖3.2數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)示意圖其中，平均吞吐量由下式計(jì)算得到：通過(guò)對(duì)上面幾種模型的統(tǒng)計(jì)分析，可以得到上述各種模型對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)在特定QoS要求下的平均數(shù)據(jù)速率，結(jié)合前面業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)得到的各業(yè)務(wù)的比例，即可得到每用戶的綜合分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平均吞吐量：83600BHSA每個(gè)會(huì)話包含呼叫次數(shù)每次呼叫的數(shù)據(jù)量激活因子平均吞吐量=aveiiTPT其中，Tav

5、e為每用戶分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平均吞吐量；Pi為第i種分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的比例；T為第i種分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的每用戶平均吞吐量。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的等效Er1數(shù)計(jì)算如下：_kbit/s1000DataErl每用戶忙時(shí)吞吐量承載速率（）每用戶的綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)Er1數(shù)為：erl/iiTTR其中，R為第i種業(yè)務(wù)的承載速率。算例對(duì)應(yīng)表3.4中的各種分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平均吞吐量，計(jì)算可得每用戶的綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量為T(mén)er1=72.8/(64X103)+9.8/(144X103)+54.6/(384X103)TD-SCDMA規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)-88-=0.001(Erl)上述分析都是基于凈數(shù)據(jù)負(fù)荷進(jìn)行的，在實(shí)際的系統(tǒng)當(dāng)中，由于誤碼的存在，將會(huì)導(dǎo)致一定比

6、例的數(shù)據(jù)重傳，從而造成空口實(shí)際傳送的數(shù)據(jù)量要大于信源數(shù)據(jù)量，二者之間的相對(duì)大小主要由系統(tǒng)的BLER決定，具體可由下式進(jìn)行估算：231NNNBLERNBLERNBLERNBLER其中，N,：空口需傳送的數(shù)據(jù)量大??；N：數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的凈數(shù)據(jù)量大小。由于一般系統(tǒng)的目標(biāo)BLER不超過(guò)5%，由上式可知N和N之間差別不大，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量估算的時(shí)候直接用N來(lái)代替N,。3混合業(yè)務(wù)量估算前面分別對(duì)電路域和分組域業(yè)務(wù)進(jìn)行了建模分析，下面介紹混合業(yè)務(wù)估算的幾種方法：后Erl-B方法(PostErlang-B)該算法的思想是：通過(guò)將不同業(yè)務(wù)所需容量相加得到組合業(yè)務(wù)的容量需求；不考慮不同業(yè)務(wù)之間的資源共享。算例共有

7、兩種業(yè)務(wù)，其Erl數(shù)和占用的資源數(shù)如下：業(yè)務(wù)A：2單位資源/連接，話務(wù)量：12Erl，呼損率：2%；業(yè)務(wù)B：8單位資源/連接，話務(wù)量：3Erl，呼損率：2%；首先根據(jù)各業(yè)務(wù)的容量需求和QoS要求，查Erlang-B表分別計(jì)算各自所需的單位資源數(shù)：業(yè)務(wù)A：12Erl對(duì)應(yīng)的連接數(shù)為19，所需的單位資源數(shù)=19X2=38；業(yè)務(wù)B：3Erl對(duì)應(yīng)的連接數(shù)為8,所需的單位資源數(shù)=8X8=64；兩業(yè)務(wù)合計(jì)需要單位資源數(shù)為102個(gè)。等效Erlang法該算法的思想是：通過(guò)轉(zhuǎn)換一種業(yè)務(wù)到另一業(yè)務(wù)的帶寬組合不同業(yè)務(wù)再計(jì)算所需容量。算法特點(diǎn)：選擇不同的業(yè)務(wù)作為衡量基準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致不同的容量需求。算例采用和上面算例相同的兩種

8、業(yè)務(wù)：以業(yè)務(wù)A為基準(zhǔn)，則兩種業(yè)務(wù)的等效Erl數(shù)為24Erl，所需資源數(shù)為：33X2=66；以業(yè)務(wù)B為基準(zhǔn)，則兩種業(yè)務(wù)的等效Erl數(shù)為6Erl，所需資源數(shù)為：12X8=96。通過(guò)該算例可以明顯看出，以不同的業(yè)務(wù)作為衡量基準(zhǔn)，計(jì)算出的容量需求差別很大，尤其在不同業(yè)務(wù)占用資源數(shù)差別較大時(shí)，差別更為明顯。同時(shí)還應(yīng)注意到，無(wú)論以哪種業(yè)務(wù)為基準(zhǔn)，計(jì)算出的資源需求都要小于用屆rl-B算法計(jì)算出的結(jié)果。這是因?yàn)楹驟rl-B算法將不同業(yè)務(wù)所需的資源割裂開(kāi)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際上不同業(yè)務(wù)之間可共享系統(tǒng)的信道資源，好像有個(gè)大的“信道池”，可在保證呼損率指標(biāo)的情況下，使資源在各種業(yè)務(wù)之間得到合理的分配，得到更高的利用率，從而

9、節(jié)省信道資源。此外，需要特別注意的是，以占用資源數(shù)最少的業(yè)務(wù)為基準(zhǔn)估算出的資源數(shù)偏少，而以占用資源數(shù)最多的業(yè)務(wù)為基準(zhǔn)估算出的資源數(shù)偏多，實(shí)際最佳的資源數(shù)介于這兩者之間，但是用等效Erlang算法，無(wú)法得出該結(jié)果。（3）坎貝爾公式算法算法思想是：綜合考慮了所有的業(yè)務(wù)構(gòu)造一個(gè)等效的業(yè)務(wù)（也被稱作“中間業(yè)務(wù)”或“虛擬業(yè)務(wù)”），并計(jì)算系統(tǒng)可以提供該業(yè)務(wù)的信道數(shù)和總的等效業(yè)務(wù)話務(wù)，然后得到混合業(yè)務(wù)的容量估算。算例采用和上面算例相同的兩種業(yè)務(wù)，構(gòu)造一個(gè)等效于兩種業(yè)務(wù)混合業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)：業(yè)務(wù)等效單位資源Erl數(shù)：iiTErlT其中，Erl為業(yè)務(wù)i的Erl，Ti為業(yè)務(wù)i單個(gè)用戶占用的單位資源個(gè)數(shù)。T=12X2+3

10、X8=48系統(tǒng)方差：2iivErlTv=12X22+3X82=240虛擬業(yè)務(wù)單用戶占用單位資源個(gè)數(shù)：vaTa=240/48=5虛擬業(yè)務(wù)等效業(yè)務(wù)量：aTcc=48/5=9.6查表得出所需連接數(shù)L：9.6Erl，2%呼損，對(duì)應(yīng)的連接數(shù)為16。對(duì)滿足相同GoS的目標(biāo)業(yè)務(wù)所需容量分別為（以業(yè)務(wù)i單位資源計(jì)算）Creq=a口L+Ti由此可知：根據(jù)業(yè)務(wù)A計(jì)算出的資源需求為：5X16+2=82；根據(jù)業(yè)務(wù)B計(jì)算出的資源需要為：5X16+8=88。實(shí)際所需的資源數(shù)介于8389之間。比較可見(jiàn)，坎貝爾算法相對(duì)于等效Erl算法可將資源估算結(jié)果縮小到一個(gè)比較小的范圍內(nèi)，故該算法更為精確。3.2.3容量分析思路容量通常有

11、兩種定義：一種是在滿足一定通信質(zhì)量要求時(shí)，單小區(qū)最多能同時(shí)容納的用戶數(shù)；另一種是在一定誤碼率性能條件下，單小區(qū)的平均數(shù)據(jù)吞吐率。盡管TD-SCDMA系統(tǒng)采用了智能天線、聯(lián)合檢測(cè)等先進(jìn)技術(shù)，使得系統(tǒng)內(nèi)的干擾有了一定程度的降低，但是由于算法復(fù)雜性、處理時(shí)間、對(duì)最差信號(hào)質(zhì)量的要求等方面的原因，智能天線、聯(lián)合檢測(cè)等技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的改善是有條件的，并且實(shí)際應(yīng)用中需要在算法復(fù)雜性和精度、實(shí)現(xiàn)難度、處理時(shí)間之間做折衷，所以實(shí)際TD-SCDMA系統(tǒng)仍有可能是干擾受限系統(tǒng)。后面章節(jié)將分別從干擾受限和碼受限的角度分別對(duì)系統(tǒng)的上、下行容量進(jìn)行分析。極限容量是理論上滿足特定質(zhì)量要求的最大容量，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，往往還沒(méi)有達(dá)到這個(gè)極限的時(shí)候，終端的最大發(fā)射功率、基站接收靈敏度等參數(shù)中的一個(gè)或幾個(gè)已經(jīng)達(dá)到極限狀態(tài)。此時(shí)，如果再有新的用戶接入，由于CDMA系統(tǒng)的自干擾特性，其他所有用戶的有效干擾都