05 wcdma planejamento da capacidade da rede de acesso

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05 wcdma planejamento da capacidade da rede de acesso

  1. 1. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved www.huawei.com Internal OWJ100102 WCDMA P Planejamento da capacidade da rede de acesso ISSUE 1.0 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  2. 2. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 2All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de Trtulo 1 Modelo de Trááfegofego CapCapíítulo 2 Analise da Capacidade de Uplinktulo 2 Analise da Capacidade de Uplink CapCapíítulo 3 Antulo 3 Anáálise da Capacidade de Downlinklise da Capacidade de Downlink CapCapíítulo 4 Estimativa da Capacidade detulo 4 Estimativa da Capacidade de MMúúltiplos Serviltiplos Serviççosos Chapter 5 Network estimation procedureChapter 5 Network estimation procedure PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  3. 3. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 3All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de trtulo 1 Modelo de trááfegofego 1.11.1 Visão geralVisão geral dodo modelomodelo dede trtrááfegofego 1.21.2 ModeloModelo dede TrTrááfegofego parapara CSCS 1.31.3 ModeloModelo dede trtrááfegofego parapara PSPS PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  4. 4. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 4All rights reserved Visão geral dos serviços l O sistema WCDMA suporta múltiplos serviços: [Serviços com taxas variáveis (e.g. AMR) [Serviços combinados (e.g. CS & PS) [Serviços de pacotes a altas taxas (384K) [Serviços assimétricos (e.g. streaming) [Alta capacidade PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  5. 5. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 5All rights reserved Tipos de Qos A integralidade dos dados deve ser mantida. Pequena restrições quanto a demora, exigindo transmissão sem erros No modo cliente-servidor, a integralidade de dados é imprescindível. Requisitos altos de tolerância a erro, baixa tolerância a atrasos Serviços tipicamente unidirecional, baixa tolerância a erros e altas taxas de dados Em um fluxo há pequena tolerância ao atraso e necessita de simetria na taxa de dados. Background download.Background Web browsing, email Interativo Categorynonreal-time Streaming multimediaStreaming Serviço de voz, videofone conversação Categoryreal-time PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  6. 6. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 6All rights reserved Objetivos do estabelecimento de um modelo de tráfego l Para determinar a configuração do sistema, deve-se primeiramente determinar a capacidade da interface aérea l Para os serviços de dados, diferentes modelos de transmissão determinam capacidades distintas para o sistema l Ao estabelecer um modelo correto, o operador deve providenciar alguns parâmetros estatísticos como referência PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  7. 7. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 7All rights reserved Modelo de tráfego l O modelo de tráfego contém o modelo de serviço e o comportamento dos usuários l O modelo de serviço é uma forma de se caracterizar as características de capacidade de cada tipo de serviço e a QoS esperada pelos usuários que esteja utilizando o serviço do ponto de vista da transmissão de dados l Nas aplicações de dados, pesquisas sobre o comportamento dos usuários definiu os tipos de serviços disponíveis na 3G, o número de usuários em cada tipo de serviço, a freqüência de utilização e a distribuição dos usuários em diferentes regiões PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  8. 8. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 8All rights reserved Configuração dos sistema Modelos dos serviços Resultados do modelo de tráfego Conteúdo do modelo de tráfego Comportamento dos usuários PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  9. 9. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 9All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de trtulo 1 Modelo de trááfegofego 1.1 Visão geral do modelo de1.1 Visão geral do modelo de trtrááfegofego 1.2 Modelo de Tr1.2 Modelo de Trááfego para CSfego para CS 1.3 Modelo de tr1.3 Modelo de trááfego para PSfego para PS PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  10. 10. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 10All rights reserved Modelo de tráfego para CS l Serviços vocálicos são tipicamente CS. A ocorrência de eventos de chamadas segue uma distribuição de Poisson. O intervalo entre eventos segue uma distribuição exponencial. l Parâmetros chave deste modelo: [Taxa de penetração [Tentativas de chamadas na HMM [Duração média das chamadas (s) [Fator de atividade [Taxa média do serviço (kbps) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  11. 11. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 11All rights reserved Parâmetros do modelo de tráfego para CS l Tráfego médio na HMM (Erlang) por usuário = (BHCA)* (duração média das chamadas)/3600 l Vazão média na HMM por usuário (kbit) (G) = (BHCA) * (duração média das chamadas)* fator de atividade * (taxa média) l Taxa de vazão média na HMM por usuário (bps) (H) = (vazão média na HMM por usuário) * 1000/3600 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  12. 12. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 12All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de trtulo 1 Modelo de trááfegofego 1.11.1 Visão geralVisão geral dodo modelomodelo dede trtrááfegofego 1.21.2 ModeloModelo dede TrTrááfegofego parapara CSCS 1.31.3 ModeloModelo dede trtrááfegofego parapara PSPS PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  13. 13. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 13All rights reserved Modelo de tráfego para PS l O modelo “packet service session”, descrito em ETSI UMTS30.03 é freqüentemente utilizado Instantes de ocorrência de pacotes na memória (buffer) da BS Instante da ocorrência do primeiro pacote na memória da BS Último ocorrência de pacotes na memória da BS Uma sessão se serviços em pacotes PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  14. 14. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 14All rights reserved Modelo de tráfego para PS Rajadas de dados Packet Call Sessão Packet Call Packet Call Download Download Ativo Dormente Dormente Ativo PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  15. 15. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 15All rights reserved Modelo de tráfego Parâmetros do modelo de tráfego PS Numero de packet calls/sessão Número de pacotes/Packet Call Tamanho dos pacotes (bytes) BLER Taxa bear típica (kbps) tempo de leitura (sec) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  16. 16. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 16All rights reserved N BLER BLERNBLERNBLERNBLERNN n * 1 1 **** 32 − =+++++ LL Parâmetros do modelo de tráfego PS l Taxa “bear” típica (kbps): [Taxa b é variável no processo de transmissão atual. l BLER: [No serviço PS, quando calculando o tempo de transmissão de dados, a retransmissão gerada por blocos errôneos devem ser considerada. [Supondo que a quantidade de dados da fonte do serviço seja N e a taxa de erros de blocos na interface ar é BLER, a quantidade de dados total necessárias a ser transmitida na interface ar é: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  17. 17. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 17All rights reserved Comportamento dos usuários Parâmetros do comportamento dos usuários PS Distribuição dos usuários (High, Medium, Low end) BHSA Taxa de penetração PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  18. 18. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 18All rights reserved Parâmetros do comportamento dos usuários PS l Taxa de penetração: [Porcentagem de usuários que ativam este serviço em relação a todos os usuários registrados na rede. l BHSA: [Número de vezes que um único usuário na HMM estabelece uma sessão l Distribuição de usuários (High, Medium, Low end) [Os usuários estão divididos em high-end, mid-end e low-end. Diferentes operadoras com aplicações distintas têm diferentes distribuições de usuários. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  19. 19. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 19All rights reserved Parâmetros derivados do modelo de tráfego PS l Volume de tráfego de uma sessão(Byte): tráfego médio de uma única sessão l Tempo de transmissão de dados (s) : tempo de uma única sessão com o propósito de transmissão de dados. l Tempo de retenção (holding time – s): duração média de uma única sessão eTypicalRat fficVolumeSessionTra BLER sissionTimeDataTransm 1000/8* * 1 1 )( − = )/(*)/(*)( SessionNumPacketCallPacketCallPacketNumPacketSizefficVolumeSessionTra = )( Re*)1/( sissionTimeDataTransm adingTimeSessionlNumPackketCaleHoldingTim + −= PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  20. 20. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 20All rights reserved l Fator de atividade: [ O peso do tempo de transmissão de serviço full-rate durante uma única sessão. l Taxa por usuário na HMM (Kb): l Equivalência entre taxa de PS e a fórmula de Erlang eHoldingTim issionTimeDataTransm orActiveFact = 1000/8**/ fficVolumeSessionTraBHSAuserroughputBusyHourTh = PS Traffic Model Derivative Parameters ) 3600 (_ ∑ ⋅⋅ ⋅⋅= orActiveFactredRateTypicalBea nEviromentApplicatioderTypicalroughputUnBusyHourTh gRatePenetratinUserOfDiffrentPercentageErlangData PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  21. 21. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 21All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de Trtulo 1 Modelo de Trááfegofego CapCapíítulo 2 Analise da Capacidade de Uplinktulo 2 Analise da Capacidade de Uplink CapCapíítulo 3 Antulo 3 Anáálise da Capacidade de Downlinklise da Capacidade de Downlink CapCapíítulo 4 Estimativa da Capacidade detulo 4 Estimativa da Capacidade de MMúúltiplos Serviltiplos Serviççosos Chapter 5 Network estimation procedureChapter 5 Network estimation procedure PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  22. 22. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 22All rights reserved Princípios básicos l No sistema WCDMA, todas as células utilizam a mesma portadora, o que leva a uma melhora na capacidade do sistema. Entretanto, devido ao fator de reuso, o sistema induz a interferência entre usuários. Esta interferência restringe a capacidade como um todo. l A capacidade do sistema de radio é decidida pelo uplink e downlink. No planejando da capacidade tanto o uplink quanto o downlink devem ser analisados. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  23. 23. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 23All rights reserved NotherownTOT PIII ++= Análise da interferência de uplink - composição : Interferência de usuários da mesma célula : Interferência de usuários de células adjacentes : Sensibilidade de recepção do receptor ownI otherI NP PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  24. 24. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 24All rights reserved l Sensibilidade de recepção do receptor (PN) − K:constante de Boltzmann, 1.38× − T:temperatura ambiente, em Kelvin (normal: 290 K) − W: largura de faixa, − Largura de faixa do sinal WCDMA 3.84MHz − 10lg(KTW) = -108dBm [NF = 3dB (valor típico para BTS macro) [ NFWTKPN += )**log(10 KJ /10 23− MHzdBmNFWTKPN 84.3/105)**log(10 −=+= Análise da interferência de uplink - composição PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  25. 25. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 25All rights reserved l :Interferência de usuários da mesma célula [Interferência que todos os usuários devem sobrepor: [ é a potência de recepção do usuário j , é o fator de atividade [Sobre controle de potência ideal: [conseqüentemente, : [A interferência dos usuários da célula em questão é somatório da potência de todos os usuários que chegam ao receptor: ( ) jjjTOT j j vR W PI P NoEb 1 / ⋅⋅ − = ∑= N jown PI 1 ( ) jjj TOT j vR W NoEb I P 1 / 1 1 ⋅⋅+ = jtotal PI − jVjP jP ownI Análise da interferência de uplink - composição PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  26. 26. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 26All rights reserved Análise da interferência de uplink - composição l :Interferência de usuários de células adjacentes [A interferência dos usuários de células adjacentes é difícil de ser analizada teoricamente, por ser relacionado à distribuição dos usuários, formato da célula e diagrama de radiação e azimute. [Fator de interferência das células adjacentes : [Se os usuários estão distribuídos uniformemente − Para células omni, o valor típico do fator de interferência das células adjacentes é de 0.55 − Para células direcionais com 3-setores, o valor típico para o fator de interferência das células adjacentes é 0.65 own other I I i = otherI PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  27. 27. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 27All rights reserved Definindo então Análise da interferência de uplink ( ) ( ) N N jjj TOT NotherownTOT P vR W NoEb I i PIII + ⋅⋅+ += ++= ∑1 1 / 1 1 1 ( ) jjj j vR W NoEb L 1 / 1 1 1 ⋅⋅+ = ( ) N N jTOTTOT PLiII +⋅+⋅= ∑1 1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  28. 28. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 28All rights reserved ( ) ∑⋅+− ⋅= N j NTOT Li PI 1 11 1 Análise da interferência de uplink l Supondo que: [Todos os usuários estão gerando tráfego de voz a 12.2 kbps, o limiar de demodulação Eb/No = 5dB [Fator de atividade da voz vj = 0.67 [Fator de interferência de células adjacentes i = 0.55 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  29. 29. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 29All rights reserved Análise da interferência de uplink — Fator de carga l Fator de carga de uplink l Quando o fator de carga é 1, é infinito, que corresponde ao limiar de capacidade (“threshold capacity”). l Na situação acima, o limite de capacidade é de aproximadamente : 96 usuários. ( ) ( ) ( ) ∑∑ ⋅⋅+ ⋅+=⋅+= N jjj N jUL vR W NoEb iLi 11 1 / 1 1 1 11η TOTI PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  30. 30. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 30All rights reserved Análise da interferência de uplink— Fator de carga e interferência ( ) 1 1 1 1 1 1 TOT N N UL j I NoiseRise P i L η = = = − − + ∑ 50% de50% de cargacarga—— 3dB3dB 60% de60% de cargacarga—— 4dB4dB 75%75% dde cargae carga—— 6dB6dB PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  31. 31. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 31All rights reserved Análise da interferência de uplink— limitações do método l A análise teórica apresentada utiliza as seguintes simplificações explícitas ou implícitas: [Nenhuma consideração da influência do soft handover [Nenhuma consideração da influência do AMRC e serviços híbridos [Suposição do controle de potência ideal [Assumiu-se que os usuários são distribuídos uniformemente, e a interferência das células adjacentes é constante l Considerando os fatores acima, a emulação do sistema é o método mais preciso: [Simulação estatística usando o método de Monte Carlo PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  32. 32. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 32All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de Trtulo 1 Modelo de Trááfegofego CapCapíítulo 2 Analise da Capacidade de Uplinktulo 2 Analise da Capacidade de Uplink CapCapíítulo 3 Antulo 3 Anáálise da Capacidade de Downlinklise da Capacidade de Downlink CapCapíítulo 4 Estimativa da Capacidade detulo 4 Estimativa da Capacidade de MMúúltiplos Serviltiplos Serviççosos Chapter 5 Network estimation procedureChapter 5 Network estimation procedure PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  33. 33. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 33All rights reserved NotherownTOT PIII ++= Análise da interferência de downlink— composição l :Interferência dos usuários da mesma célula l :Interferência dos usuários de células adjacentes l :sensibilidade de recepção do receptor ownI otherI NP PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  34. 34. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 34All rights reserved Análise da interferência de downlink—composição l Sensibilidade de recepção PN l − K constante de Boltzmann, = 1.38× − T temperatura em Kelvin (normal 290 K) − W largura de faixa do sinal, − Largura de faixa do sinal 3.84MHz − NF: figura de ruído do receptor [10lg(KTW) = -108dBm/3.84MHz [NF = 7dB ( valor típico UE ) NFWTKPN += )**log(10 KJ /10 23− MHzdBmNFWTKPN 84.3/101)**log(10 −=+= PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  35. 35. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 35All rights reserved Análise da interferência de downlink—composição l :Interferência dos usuários da mesma célula [Os usuários de downlink são identificados com códigos OVSD mutuamente ortogonais. Em uma condição de propagação estática sem múltiplos percursos, nenhuma interferência mútua existe. [No caso de propagação com múltiplos percursos, certa energia será percebida pelo receptor RAKE, tornando-se sinais interferentes. Definindo o fator de ortogonalidade α para descrever este fenômeno: − Na fórmula, PT é a potência total de transmissão do NodeB, o qual inclui a potência de transmissão dos canais dedicados e dos canais comuns ( ) ( )1 T own jj j P I PL α= − ⋅ ∑+= N jCCHT PPP 1 ownI PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  36. 36. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 36All rights reserved Análise da interferência de downlink—composição l : Interferência de usuários de células adjacentes [O sinal transmissor da célula adjacente irá causar interferência aos usuários da célula em consideração. Dado que os códigos de “scrambling” em uso são diferentes, tal interferência não é ortogonal. [Assumindo que o serviço é uniformemente distribuído, a potência de transmissão de todos os NodeBs são iguais, no sistema existem K células adjacentes, onde a perda no percurso do NodeB de número k para o usuário j é PLk,j. Conseqüentemente: ( ) ∑⋅= K jk Tjother PL PI 1 , 1 otherI PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  37. 37. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 37All rights reserved Análise da interferência de downlink—composição ( ) N K jk T j T j NotherownTOT P PL P PL P PIII +⋅+⋅−= ++= ∑1 , 1 1 α Considerando controle de potência no downlinkConsiderando controle de potência no downlink ( ) ( ) jjjTOT j j j vR W I PL P NoEb 1 / ⋅⋅= entãoentão ( ) ( ) jjTOTj j jj PLIv W R EbvsNoP ⋅⋅⋅⋅= PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  38. 38. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 38All rights reserved Dado queDado que ∑+= N jCCHT PPP 1 entãoentão ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )         ⋅+⋅+⋅−⋅      ⋅⋅+=         +⋅+⋅−⋅      ⋅⋅⋅+=       ⋅⋅⋅⋅+= ∑∑ ∑∑ ∑ jN K jk j TTj N j j jCCH N K jk T j T j N jj j jCCH N jjTOTj j jCCHT PLP PL PL PPv W R EbvsNoP P PL P PL P PLv W R EbvsNoP PLIv W R EbvsNoPP 1 ,1 1 ,1 1 1 1 1 α α Análise da interferência de downlink—composição PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  39. 39. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 39All rights reserved Resolvendo PResolvendo Ptt ( ) ( ) ( )∑ ∑       ⋅⋅⋅+−−       ⋅⋅⋅⋅+ = N j j jjj N jj j jNCCH T v W R EbvsNoi PLv W R EbvsNoPP P 1 1 11 α ondeonde iijj éé o fator de interferência das co fator de interferência das céélulas adjacentes,lulas adjacentes, definido como:definido como: ∑= K jk j j PL PL i 1 , Análise da interferência de downlink—composição PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  40. 40. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 40All rights reserved Análise da interferência de downlink l De acordo com a análise exposta, pode-se definir o fator de carga de downlink: l Quando o fator de carga de downlink é 100%, a potência de transmissão da BTS é infinita, e a capacidade correspondente ao limiar de capacidade (“threshold capacity”). l Diferentemente do cálculo teórico da capacidade de, e na fórmula da capacidade de downlink são variáveis e relacionados à posição do usuário. A capacidade de downlink é relacionada à distribuição espacial dos usuários e somente pode ser determinada por simulação. ( ) ( )∑       ⋅⋅⋅+−= N j j jjjDL v W R EbvsNoi 1 1 αη ja ji PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  41. 41. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 41All rights reserved Análise da interferência de downlink—Resultado de simulação PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  42. 42. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 42All rights reserved Análise da interferência de downlink—análise do resultado de simulação l Quando a potência de transmissão da BTS é de 43dBm (20W), o número máximo de usuários suportado é de aproximadamente 114 l Para assegurar a estabilidade do sistema, não é permitido que a potência média de transmissão da BTS seja maior do que 80% da potência máxima, definida em 42dBm. Desta forma, o número de usuários suportado é 110 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  43. 43. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 43All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de Trtulo 1 Modelo de Trááfegofego CapCapíítulo 2 Analise da Capacidade de Uplinktulo 2 Analise da Capacidade de Uplink CapCapíítulo 3 Antulo 3 Anáálise da Capacidade de Downlinklise da Capacidade de Downlink CapCapíítulo 4 Estimativa da Capacidade detulo 4 Estimativa da Capacidade de MMúúltiplos Serviltiplos Serviççosos Chapter 5 Network estimation procedureChapter 5 Network estimation procedure PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  44. 44. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 44All rights reserved CapCapíítulo 4 Estimativa da capacidade detulo 4 Estimativa da capacidade de mmúúltiplos serviltiplos serviççosos 4.14.1 Fatores queFatores que restringemrestringem aa capacidade dacapacidade da rederede 4.24.2 MMéétodostodos dede projetoprojeto dede capacidadecapacidade ttíípicapica PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  45. 45. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 45All rights reserved Fatores de restrição da capacidade l Os fatores que restringem a capacidade na rede de rádio WCDMA podem ser resumidos em: [Interferência de uplink [Potência de downlink [Recursos de codificação de canais de downlink (OVSF) [Elementos do canal (“channel element” CE) [Capacidade da interface Iub PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  46. 46. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 46All rights reserved Potência de transmissão de downlink l A potência de transmissão de downlink é dividida em duas partes: uma para os canais comuns, e a outra para os canais dedicados (tráfego). l A potência de transmissão alocada pela célula para cada usuário varia com o limiar de demodulação do serviço, perda no percurso de propagação e a interferência recebida pelos usuários l A potência de transmissão de downlink da célula é compartilhada por todos os seus usuários l Geralmente é utilizado simulação para analisar a interferência de downlink ∑+= N jCCHT PPP 1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  47. 47. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 47All rights reserved Recursos de códigos de canais de downlink l A rede WCDMA utiliza palavras código com SF 4~512. Quando menor for o SF maior é a taxa de dados suportada. l Na árvore de códigos, os códigos alocados devem atender às seguintes condições: [ Nenhuma palavra no caminho entre a sua raiz e um dado código são alocadas [ Nenhum código na sub árvore no qual um código tenha sido alocado pode ser utilizado [ Tenta-se reservar palavras código com SF pequeno, melhorando-se a utilização. 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 C1,0 C2,0 C2,1 C4,0 C4,1 C4,2 C4,3 SF = 1 SF = 2 SF = 4 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 C1,0 C2,0 C2,1 C4,0 C4,1 C4,2 C4,3 SF = 1 SF = 2 SF = 4 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  48. 48. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 48All rights reserved Elementos do canal (CE) l Os elementos do canal quantiza os dados que medem os recursos lógicos ocupados pelo processamento dos serviços. l Os recursos ocupados pelo processamento dos serviços é principalmente relacionados ao fator de espalhamento do serviço. Quanto menor o SF, maior é o tráfego de dados e mais recursos são ocupados. l O SF de serviços típicos são: [AMR12.2kbps SF=128 [CS64kbps SF=32 [PS64kbps SF=32 [PS144kbps SF=16 [PS384kbps SF=8 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  49. 49. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 49All rights reserved Elementos do canal (CE) l Se os recursos necessários definidos para o processamento do serviço AMR 12.2kbps como uma unidade de processamento de canal, o número de unidades de processamento de canais ocupados por outros serviços é: [AMR12.2kbps 1 [CS64kbps 4 [CS144kbps 8 [CS384kbps 16 [PS64kbps 4 [PS144kbps 8 [PS384kbps 16 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  50. 50. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 50All rights reserved Capacidade da interface Iub lO conteúdo transmitido na interface Iub inclui: [Os dados de usujário encapsulados no formato AAL2 (canais comuns e canais dedicados) [Dados de sinalização encapsulados no formato AAL5 [Dados de operaç~]ao & manutenção da BTS lFatores a serem considerados : [Eficiência de codificação do quadro. Pela segmentação e encapsulamento dos dados de aplicação em cada camada, a quantidade de dados em camadas inferiores é maior em relação ao volume de dados de aplicações de camadas superiores [Tráfego. Mais usuários geram mais tráfego de dados [Eficiência de manutenção. Certo volume de dados são necessárias para a transmissão de dados de manutenção da BTS PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  51. 51. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 51All rights reserved CapCapíítulo 4 Estimativa da capacidade detulo 4 Estimativa da capacidade de mmúúltiplos serviltiplos serviççosos 4.14.1 Fatores queFatores que restringemrestringem aa capacidade dacapacidade da rederede 4.24.2 MMéétodostodos dede projetoprojeto dede capacidadecapacidade ttíípicapica PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  52. 52. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 52All rights reserved Fórmula de Erlang-B (I) l A fórmula de Erlang-B é utilizada para estimativas de tráfego de pico que atendam a certa taxa de queda de chamadas quando o tráfego médio (erlangs) é conhecido l A fórmula de Erlang-B é somente utilizada para: [Serviços comutados por circuitos [Serviços únicos l O sistema WCDMA disponibiliza serviços CS, PS PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  53. 53. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 53All rights reserved Fórmula de Erlang-B (II) l O pré-requisito para utilização da fórmula de Erlang-B é que as requisições de recursos segue uma distribuição de Poisson, ou seja, a sua variância é igual ao seu valor médio. l Se, quando um serviço estabelece um enlace, o serviço solicita por recursos maiores que a unidade. Esta requisição não é mais ikgual ao seu valor médio,e a fórmula Erlang-B não é mais aplicável neste caso. l Comparação de métodos de estimativas de capacidade de múltiplos serviços: [Post Erlang-B [Erlang equivalente [Teorema de Campbell PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  54. 54. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 54All rights reserved Post Erlang-B(一) l Somatório das capacidades necessárias para diferentes serviços, obtém-se a capacidade necessária pelos serviços combinados. l Nenhuma consideração da eficiência dos recursos de diferentes serviços PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  55. 55. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 55All rights reserved Post Erlang-B (II) l Considerando que dois serviços compartilhem os recursos [Serviço 1: 1 unidade recursos/conexão.12 Erlang [Serviço 2: 3 unidade recursos/conexão.6 Erlang l Cálculo da capacidade necessária para cada serviço [Serviço 1: 12 Erlangs necessitam de 19 conexões (19 unidades de recursos), atendendo à taxa de bloqueio de 2% [Serviço 2: 6 Erlangs necessitam 12 conexões (equivalente a 36 unidades de recursos), atendendo a uma taxa de bloqueio de 2% [Total de 55 unidades de recursos PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  56. 56. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 56All rights reserved Post Erlang-B super estima a capacidade necessária!! Post Erlang-B (III) l Considerando que dois serviços utilizam o mesmo recurso [Serviço 1: 1 unidade recuso/conexão.12 Erlang [Serviço 2: 1 unidade recuso/conexão.6 Erlang l Cálculo da capacidade necessária para cada serviço [Serviço 1: 12 Erlangs necessitam de 19 conexões, atendendo a uma taxa de bloqueio de 2% [Serviço 2: 6 Erlangs necessitam de 12 conexões, atendendo a uma taxa de bloqueio de 2% [Total 31 unidades de recursos l entretanto, resultados razoáveis devem ser : 18 Erlangs necessitam de 26 conexões, atendendo a uma taxa de bloqueio de 2%. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  57. 57. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 57All rights reserved Erlang equivalente (I) l Pela conversão da banda de um serviço para outro serviço, combina-se os diferentes serviços e então calcula-se a capacidade necessária. l Selecionando-se diferentes serviços como indicadores de medida, têm-se diferentes necessidades de capacidade. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  58. 58. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 58All rights reserved Erlang equivalente (II) l Considerando que dois serviços compartilham os recursos [ Serviço 1: 1 unidade recursos/conexão.12 Erlang [ Serviço 2: 3 unidade recursos/conexão.6 Erlang l Se utilizando o serviço como indicador de medida, os dois serviços são equivalentes a 30 Erlangs no total. [ 30 Erlangs equivalem a 39 conexões (39 unidades de recursos), para uma taxa de bloqueio de 2% l Se utilizando o serviço 2 como indicador de medida, os dois serviços são equivalentes a 10 Erlangs no total. [ 10 Erlangs necessitam de 17 conexões (equivalentes a 51 unidades de recursos do serviço 1), para uma taxa de bloqueio de 2% Os resultados preditos não são únicos! PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  59. 59. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 59All rights reserved l Este teorema estabelece uma combinação de distribuições l onde: [ é a amplitude do serviço, que são os recursos necessários para um único enlace de serviço. [ é o valor médio e v a sua variância. ia Teorema de Campbell (I) c fficOfferedTra α = c aC Capacity ii )( − = ∑ ∑ × × == i i i i aErlangs aErlangs v c 2 α α PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  60. 60. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 60All rights reserved Teorema de Campbell (II) l Considerando que dois serviços compartilham recursos [Serviço1: 1 unidade recurso/conexão.12 Erlang [Serviço 2: 3 unidades recurso/conexão.6 Erlang l O valor médio do sistema é l A variância do sistema é l O fator de capacidade, c é 1 3063121 =×+×=×= ∑ iaErlangsα 2.230 66 === α v c 6636112 222 =×+×=×= ∑ iaErlangsv PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  61. 61. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 61All rights reserved Teorema de Campbell (III) l Tráfego combinado é: l O número de conexões para atender uma taxa de bloqueio de 2% é 21 l Para os serviços que atendam ao mesmo GoS, a capacidade necessária é (calculado em fuinção da unidade de recursos do serviço 1) [Serviço objetivado 1: C1 = (2.2×21) +1 =47 [Serviço objetivado 2: C2 = (2.2×21) +3 =49 Para diferentes serviços, o mesmo GoS necessita de diferentes capacidades. Para uma dada capacidade, o GoS de diferrentes serviços será ligeiramente diferente. 63.13 2.2 30 === c fficOfferedTra α PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  62. 62. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 62All rights reserved Comparação dos diferentes métodos l Post Erlang-B [ Serviço 1 (1 unidade de recursos/conexão, 12Erl) e serviço 2 (3 unidades de recursos/conexão, 6Erl), necessitam de 55 unidades de recursos no total l Erlang equivalente [ Calculado de acordo com indicadores de serviço 1 (1 unidade de recursos/conexão, 12Erl), um total de 39 unidades de recursos são necessários [ Calculado de acordo com indicadores de serviço 2 (3 unidades de recursos/conexão, 6Erl), um total de 51 unidades de recursos são necessários l Teorema de Campbell [ Nas mesmas condições,, 47~49 unidades de recursos são necessários no total . PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  63. 63. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 63All rights reserved CapCapíítulo 1 Modelo de Trtulo 1 Modelo de Trááfegofego CapCapíítulo 2 Analise da Capacidade de Uplinktulo 2 Analise da Capacidade de Uplink CapCapíítulo 3 Antulo 3 Anáálise da Capacidade de Downlinklise da Capacidade de Downlink CapCapíítulo 4 Estimativa da Capacidade detulo 4 Estimativa da Capacidade de MMúúltiplos Serviltiplos Serviççosos CapCapíítulo 5 Procedimento de estimativa da redetulo 5 Procedimento de estimativa da rede PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  64. 64. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Page 64All rights reserved Network estimation procedure Cell radius User density Service message Compare over Yes No Assumption of cell load and carrier number Cell area Number of user per cell Balance between capacity dimension and coverage dimension ? Uplink capacity dimension , downlink capacity dimension adjustment of cell load and carrier number PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  65. 65. www.huawei.com Obrigado PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

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