Đồ án Quy hoạch mạng UMTS cho mạng entERprise of telecommunication lao (etl)

xuống có thể được định nghĩa tương tự như hệ số đường lên. Tuy nhiên cần xét thêm hệ số trực giao, ta có thể biểu diễn hệ số tải đường xuông như sau: = (2.20) Trong đó: Bảng 2.12 Các thông số được sử dụng tính toán tải đường xuống. Định nghĩa Các giá trị khuyến nghị K Số kết nối trên một ô = số người sử dụng Thừa sô tích cực tiếng 0,67 cho tiếng 1,0 cho dữ liệu Eb/N0 Tỷ số năng lượng tín hiệu bit trên mật độ phổ công suất tạp âm cần thiết để đáp ứng chất lượng quy định của dịch vụ trong đó tạp âm gồm tạp âm nhiệt và nhiễu quy đổi. Phụ thuộc vào dịch vụ, tốc độ bit, kênh fading nhiều đường, tốc độ di động của MS, phân tập anten thu,… B Bằng tốc độ chíp Rc WCDMA 3,84Mcps Ri Tốc đọ bit của người sử dụng i Phụ thuộc vào dịch vụ Hệ số trực giao trung bình trong ô Phụ thuộc vào truyền đa đường Tỷ số nhiễu trung bình từ ô khác đến ô được xét nhìn từ máy thu BS ô macro với anten vô hướng mặt ngang 55% cho tiếng và 65% cho dữ liệu. Hệ thống CDMA sử dụng các mã trực giao ở đường xuống để phân biệt các người sử dụng và nếu không xảy ra truyền sóng đa đường, tính trực giao vẫn đảm bảo khi MS thu tín hiệu từ BS. Nhưng khi độ phân tán trễ đủ lớn ở kênh vô tuyến, MS sẽ thu nhận một của tín hiệu từ BS như là nhiễu đa truy nhập. Tính trực giao hoàn hảo. thông thường hệ số trực giao nằm trong khoảng 0,2 – 0,9 trên các kênh đa đường. Nếu K người sử dụng ở ô có tốc độ bit thấp (Rb>) ta có thể viết lại phương trình 2.20 dưới dạng gần đúng như sau: (2.21) Trên đường xuống, hệ số nhiễu từ các ô khác phụ thuộc vào vị trí của người sử dụng và vì thế sẽ khác nhau đối với những người sử dụng khác nhau. Hệ số tải đường xuống thể hiện rất giống nhau với hệ thống tải đường lên ở chỗ là khi nó tiến gần đến 1, hệ thống đạt đến dung lượng cực đại và tăng tạp âm tiến tới vô cùng. Để định kích cỡ đường xuống, cần dự tính công suất phát trạm gốc cần thiết. Tính toán này thực hiện trên cơ sở công suất phát trung bình cho người sử dụng chứ không phải công suất cho góc ô như thấy ở quỹ đường truyền. Công suất phát tối thiểu cho từng người sử dụng được xác định bởi suy hao trung bình ()giữa máy phát BS và máy thu MS và độ nhạy của máy thu MS khi không có đa truy nhập. Lúc này ảnh hưởng của tăng tạp âm do nhiễu được bổ sung vào công suất tối thiểu và tổng công suất thể hiện công suất phát cần thiết cho một người sử dụng ở vị trí trung bình trong ô. Về mặt toán học, có thể biểu diễn tổng công suất phát của BS như sau: PBS-Tx = (2.22) Trong đó: + N0 là mật độ phổ tạp âm nhiệt của MS, N0 = K.T.FMS (2.23) + K = 1,38.10-23J/K hay W/K-Hz là hằng số Bolzman. + T là nhiệt độ Kenvin. + FMS là hệ số tạp âm của máy thu MS. là hệ số tải trung bình đường xuống của ô, có thể tính gần đúng như sau: (2.24) Hình 2.7 biểu thị mối quan hệ giứa tải đường xuống, nhiễu và số lượng người sử dụng. Hình 2.7 Mỗi quan hệ giữa tải đường xuống, nhiễu và số lượng người sử dụng. Với dịch vụ số liệu, trong các công thức tính hệ số tải, thay cho số người sử dụng ta có thể biểu thị bằng kbps. Sử dụng số đo tải bằng kbps sẽ rất có lợi cho cả hai dịch vụ tiếng và số liệu cùng trong một ô. Ta có thông lượng đường xuống là: Thông lượng = Rb.K = (2.25) Trong thực tế cả hai dịch vụ tiếng và số liệu cùng được sử dụng đồng thời, cho nên khi tiến hành quy hoạch ta cần phải xét riêng cho từng loại dịch vụ trên. Ngoài ra ở hệ thống UMTS các dịch vụ số liệu là không đối xứng, tốc độ đường xuống lớn hơn rất nhiều so với tốc độ ở đường lên. Do đó đường xuống trở thành nhân tô giới hạn nếu vùng phủ bị giới hạn bởi đường xuống, ta có thể tăng công suất phát của BTS hoặc tăng thêm sóng mang tuỳ thuộc vào khả năng sử dụng băng tần. Ta xét thí dụ sau: Cho các hệ số: + = 0,65 cho tất cả người sử dụng + Rb = 12,2 kbps cho tất cả người sử dụng + = 0,4 + = 0,5 Như vậy ở cả hai đường lên và xuống ta nhận thấy rằng tải giao diện vô tuyến đều ảnh hưởng lên vùng phủ nhưng không ảnh hưởng giống nhau. Hình 2.8 thể hiện sự khác nhau giữa tải đường lên và đường xuống: Hình 2.8. Ví dụ về vùng phủ và dung lượng liên quan đến đường lên và đường xuống trong các ô Macro Ví dụ ở hình 2.8, đường cong biểu diễn mối quan hệ suy hao đường truyền cực đại và tải. ở đường xuống, vùng phủ phụ thuộc nhiều vào tải hơn ở đường lên, vì ở đường xuống, công suất phát cực đại là bằng nhau và bằng 10W không phụ thuộc vào số người sử dụng và được chia cho các người sử dụng đường xuống. Trong khi đó ở đường lên, mỗi người sử dụng bổ sung lại có bộ khuếch đại công suất riêng, vì thế ngay cả khi tải thấp ở đường xuống vùng phủ cũng giảm phụ thuộc vào số người sử dụng. Nếu ta sử dụng công suất phát lớn hơn (20) ở đường xuống thì thấy vùng phủ và dung lượng được tăng lên. Sự khác nhau giữa vùng phủ và dung lượng đường xuống với công suất phát BS 10W và 20W được chỉ ra ở hình 2.9. Nếu tăng công suất cao hơn 3dB thì suy hao dường truyền cho phép lớn hơn 3dB. Dung lượng cũng được cải thiện nhưng nhỏ hơn vùng phủ. ở hình vẽ, giả sử suy hao đường truyền là 156 thì có thể tăng dung lượng đường xuống 10% tức là từ 560kbps đến 620kbps. Giả sử công suất phát 20W chia công suất đường xuống trên hai sóng mang khác nhau thì sẽ tăng dung lượng đường xuống từ 620kbps đến 2 x 560kbps = 1120kbps tức là tăng 80%. Sự phân chia công suất đường xuống thành hai sóng mang sẽ làm tăng dung lượng đường xuống. Theo giả thiết trên ta cũng thấy rõ là vùng phủ bị giới hạn một cách rõ ràng bởi đường lên đối với tải thấp hơn 650kbps, trong khi đó dung lượng bị giới hạn bởi đường xuống, nhưng cũng cần lưu ý rằng dung lượng còn phụ thuộc vào môi trường. Hình 2.9. ảnh hưởng của công suất phát BS lên dung lượng và vùng phủ đường xuống 2.3.3. Dung lượng mềm . Dung lượng Erlang Từ các phần nghiên cứu trên ta đã tính được số kênh trên một ô, từ đó ta có thể tính toán được mật độ lưu lượng cực đại mà hệ thống có thể hỗ trợ đối với một xác suất chặn cho trước. Mật độ lưu lượng có thể được đánh giá bằng Erlang như sau: Nếu dung lượng bị chặn cứng, nghĩa là bị giới hạn bởi phần cứng, thì có thể tính dung lượng Erlang theo mô hình B. Nêu dung lượng bị giới hạn đại lượng nhiễu ở giao diện vô tuyến, thì dung lượng này được xác định theo dung lượng mềm, vì không tồn tại một giá trị duy nhất cố định cho dung lượng cực đại. Đối với một hệ thống bị giới hạn bởi dung lượng mềm thì không thể tính toán dung lượng Erlang theo công thức Erlang B được vì nó sẽ dẫn đến kết quá quá thấp. Ta có thể giải thích dung lượng mềm như sau: Nhiễu đến từ các ô lân cận càng nhỏ thì càng nhiều kênh khả dụng ở ô đứng giữa, được thể hiện ở hình 2.10. Với số kênh trên một ô thấp hơn tải trung bình phải hoàn toàn thấp để đảm bảo xác suất chặn thấp. Vì tải trung bình thấp nên thông thường sẽ có dung lượng thừa ở các ô xung quanh. Có thể vay dung lượng này từ các ô lân cận, vì thế việc chia sẻ nhiễu sẽ cung cấp dung lượng mềm. Dung lượng mềm quan trọng đối với những người sử dụng số liệu thời gian thực tốc độ cao. Ta cũng có thể nhận được dung lượng mềm này ở hệ thống GSM, nếu dung lượng của giao diện vô tuyến bị giới hạn bởi nhiễu thay vì bởi số khe thời gian, điều này xảy ra khi giả thiết hệ số tái sử dụng tần số thấp ở GSM với tải phân đoạn. Hình 2.10 Chia sẻ nhiễu giữa các ô ở WCDMA ở dung lượng mềm, việc tính toán được thực hiện với các giả thiết số thuê bao giống nhau ở tất cả các ô nhưng khởi đầu và kết thúc các kết nối độc lập với nhau Ngoài ra khoảng thời gian đến của cuộc gọi tuân theo phân bố Possion. Phương pháp này cũng được sử dụng cho việc định kích cỡ khi tính toán dung lượng Erlang. Ngoài ra sẽ có một dung lượng mềm bổ sung ở WCDMA nếu số người sử dụng ở các ô xung quanh nhỏ. Các ví dụ dưới đây sẽ xét và chỉ ra sự khác nhau giữa chặn cứng và chặn mềm ở đường lên. Dung lượng mềm ở đường lên của hệ thống UMTS được định nghĩa như việc tăng dung lượng Erlang bằng chặn mềm so với chặn cứng với cùng số kênh cực đại trên ô tính trung bình với tất cả chặn cứng và mềm: Dung lượng mềm đường lên của WCDMA có thể tính gần đúng trên cơ sở tổng nhiễu ở trạm gốc. Tổng dung lượng nhiễu này bao gồm cả nhiễu của chính nó và nhiễu của các ô khác. Vì thế có thể nhận góp chung kênh bằng cách nhân số kênh trên một ô trong trường hợp tải phân bố đều với i + 1: Lúc đó biểu thức Erlang B cơ sở được áp dụng cho góp chung kênh lớn hơn này. Dung lượng Erlang nhận được này sẽ được chia sẻ đều giữa các ô. Phương pháp để chúng ta tính dung lượng mềm như sau: Tính toán số kênh trên ô, N, trong trường hợp tải được phân đều trên cơ sở hệ số tải đường lên theo phương trình (2. 27). Nhân số kênh trên với i + 1 để nhận được tổng góp chung kênh trong trường hợp chặn mềm. Tính toán lưu lượng cung cấp cực đại từ công thức Erlang B. Chia dung lượng Erlang cho i +1 2.4. Quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến. Sau khi chúng ta đã lập được quy hoạch mạng vô tuyến, ta cần tiến hành quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến, việc quy hoạch mạng này là rất phức tạp và phải đầu tư lớn. Công việc chính của quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến UTRAN ở hệ thống UMTS này gồm các nội dung được trình bay trong sơ đồ sau: Hình 2.11. Nội dung quy hoạch mạng UTRAN 2.4.1. Định cỡ các phần tử mạng UTRAN Định cỡ các phần tử mạng truy nhập vô tuyến UTRAN gồm các nội dung sau: 2.4.1.1. Định cỡ Node B Mục đích của việc định cỡ Node B là cần phải xác định những vấn đề sau: Bán kính ô. Số lượng sóng mang trên mỗi Secter. Dung lượng băng gốc dùng chung yêu cầu. Khi chúng ta tiến hành quá trình quy hoạch mạng, thì việc định cỡ Node B là rất quan trọng. Từ việc tính toán về dung lượng và vùng phủ ở giao diện vô tuyến chúng ta có thể biết được số lượng của Node B và các cấu hình của nó. Cấu hình phần cứng của Node B sẽ như thế nào thì phải tuỳ thuộc vào nhà khai thác, nhưng chúng ta cũng phải kể đến nhưng thông số quan trọng khi xem xét đến cấu hình của Node B như sau: Loại Node B (trong nhà hay ngoài trời). Số lượng Node B có dung lượng thấp. Dự phòng yêu cầu (2N hay N+1). Các phân tập yêu cầu. Số lượng sóng mang trên Secter. Số lượng sóng mang trên Node B. Số lượng người sử dụng. Lưu lượng thoại và số liệu cần truyền tải. Đặc điểm phần mềm của Node B. Tính năng tuỳ chọn theo yêu cầu của Node B. Các yêu cầu của các hệ thống anten riêng biệt. Các yêu cầu đối với hệ thống truyền dẫn và công suất. 2.4.1.2. Định cỡ BSC. Thông thường BSC đặc trưng bởi sự giới hạn của số dung lượng được đưa ra như sau: Số máy phát (TRx) cực đại là 256 hoặc 512. Số trạm cơ sở (BS) cực đại là 128 hoặc 256 hoặc 512. Số cuộc gọi cực đại là 2000. Số lượng giao diện vật lý cực đại là 128. Trong nhiều trường hợp nhà cung cấp thiết bị BSC có thể có dung lượng cố định dựa trên sự kết hợp của các nguyên nhân giới hạn trên. Khi xác định BSC, ta cần phải phân tích quy hoạch vô tuyến cho mạng cần phục vụ và tính toán số lượng BSC để đảm bảo giới hạn đã được quy định trước. 2.4.1.3. Định cỡ RNC Việc quy hoạch và định cỡ RNC được thực hiện sau khi đã có sự quy hoạch giao diện vô tuyến và giao diện mạng. Sau khi hoàn tất công việc trên nó sẽ cho phép ta xác định được băng thông của mỗi đường truyền tới RNC. Mục đích của định cỡ RNC là cung cấp số RNC cần thiết để hỗ trợ cho lưu lượng đã được dự đoán. Định cỡ RNC bao gồm việc tính toán các số lượng RNC và các cấu hình của RNC để đáp ứng các yêu cầu của mạng truy nhập vô tuyến. Cần dung hoà giữa hai lơi ích có tính chất đối lập là chi phí và việc mở rọng trong tương lai. Thông thường vị trí của RNC được chọn cố định dựa trên vị trí đặt các trạm chính của nhà khai thác cho nên chi phí truyền dẫn sẽ xác định cấu hình RNC nào hiệu quả nhất về mặt kinh tế. Cấu hình phần cứng cho RNC cũng phụ thuộc vào nhà cung cấp song cũng có thể đưa ra một số tiêu chí quan trọng cần xem xét khi tiến hành định cỡ RNC như sau: Các tuỳ chọn cấu hình và dung lượng RNC. Tổng lưu lượng CS (Erlang). Tổng lưu lượng PS (Mbps). Tổng tải lưu lượng và báo hiệu. Tổng số lượng của Node B. Tổng số lượng của các ô. Tổng số của các sóng mang. Cấu hình kênh được sử dụng. Đặc điểm phần mềm RNC. Đặc điểm yêu cầu tuỳ chọn của RNC. Loại giao diện truyền dẫn. Các khả năng mở rộng. Việc xác định số lượng RNC cần thiết cho mạng sẽ dựa trên yếu tố ràng buộc nhất trong số các yếu tố trên. Khác với BSC, đối với RNS thông thường, các nhà cung cấp thiết bị có thể cung cấp nhiều cấu hình khác nhau. Việc xác định số RNC yêu cầu cũng phức tạp hơn việc xác định số BSC yêu cầu, đặc biệt khi cần xét đến đặc điểm của chuyển giao mềm vì số lượng của RNC phụ thuộc nhiều vào khối lượng chuyển giao mềm. Ví dụ như nếu 2 RNCs quản lý một số, khi thực hiện chuyển giao mềm của một thuê bao nào đó thì dung lượng chuyển mạch phải tiêu thụ là cả trên hai RNCs đó. Như vậy khi xác định số RNC chúng ta không những phải xét đến các phần tử vô tuyến cũng như tổng tải lưu lượng mà còn phải xét đến cả ảnh hưởng của chuyển giao mềm. Vì thế việc tính toán số của yêu cầu cần được tiến hành kết hợp chặt chẽ với quy hoạch vô tuyến. Ngoài ra, việc xác định số lượng của RNC còn bị giới hạn bởi giao diện Iub, bởi vì băng rộng của các giao diện trên được giới hạn ở mức độ nhất định. Vì vậy, việc thiết kế cũng như xác định số của RNC phải dựa trên cơ sở độ rộng băng cho phép của giao diện Iub, có vượt quá mức cho phép hay không. Nếu chúng bị vượt quá thì chúng ta cần bổ xung thêm dung lượng cho yếu tố ràng buộc đó. 2.4.2. Định cỡ các giao diện trong UTRAN Trong phần trên chúng ta vừa định cỡ xong các phần tử trong UTRAN. Trong phần này chúng ta sẽ đi xem xét và định cỡ các giao diện trong mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, nội dung định cỡ gồm như sau: 2.4.2.1. Định cỡ giao diện Iub Giao diện Iub là một giao diện quan trọng nhất trong số các giao diện của hệ thống mạng UMTS. Sở dĩ như vậy là do tất cả các lưu lượng thoại và số liệu đều được truyền tải qua giao diện này, cho nên giao diện này trở thành nhân tố ràng buộc bậc nhất đối với các nhà cung cấp thiết bị đồng thời việc định cỡ giao diện này mang ý nghĩa rất quan trọng. Đặc điểm của giao diện vật lý với BTS dẫn đến dung lượng Iub với BTS có một giá trị quy định. Thông thường để kết nối với BTS ta có thể sử dụng luồng E1, E3 hoặc STM1 đó là theo tiêu chuẩn châu Âu, nếu không, ta cũng có thể sử dụng luồng T1, DS-3 hoặc OC-3 theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ. Như vậy dung lượng của các đường truyền dẫn nối đến RNC có thể cao hơn tổng tải của giao diện Iub tại RNC. Chẳng hạn nếu ta cần đấu nối 100BTS với dung lượng Iub của mỗi BTS là 2,5 Mbps, biết rằng cấu hình cho mỗi BTS hai luồng 2Mbps và tổng dung lượng khả dụng của giao diện Iub sẽ là 100 x 2 x 2 = 400 Mbps. Tuy nhiên tổng tải của giao diện Iub tại RNC vẫn là 250 Mbps chứ không phải là 400 Mbps. Sau khi tính được yêu cầu dung lượng cho giao diện Iub đối với từng Node B, ta có thể tính tổng các dung lượng này, từ đó tính được số lượng của RNC cần thiết dựa trên dung lượng của RNC và khối lượng chuyển giao mềm. Để xác định dung lượng Iub yêu cầu ta cần cộng thêm một lượng bổ sung cho dung lượng người sử dụng và phải dự kiến các yếu tố sau: Tính cụm : thông thường cần bổ sung khoảng 25%. Tải báo hiệu: khoảng 10%. Tải khai thác và bảo dưỡng (O&M): khoảng 10%. Phần điều khiển của tế bào ATM:10,4%. Như vậy dựa trên cơ sở phân tích nói trên, tổng độ rộng băng Iub cần thiết được xác định như sau: Độ rộng băng Iub = Lưu lượng người sử dụng dư kiến x(1+10%)x(1+10%+10%) x (1+ 20 %) = Lưu lượng người sử dụng dự kiến x 1,8 Như vậy do báo hiệu, O&M và bổ sung điều khiển ATM, ta cần định cỡ độ rộng băng giao diện Iub gần gấp hai lần lưu lượng thô thực tế của người sử dụng. Thông thường, đường xuống có lưu lượng cao hơn đường lên nên việc định cỡ giao diện này chỉ cần xét cho đường xuống. 2.4.2.2. Định cỡ giao diện Iur Ta có thể thấy rõ vị trí của giao diện Iur trong cấu hình của các phần tử của mạng UMTS. Giao diện Iur mang thông tin của các thuê bao thực hiện chuyển giao mềm giữa hai Nod B ở các RNC khác nhau. Tương tự như giao diện Iub, độ rộng băng của giao diện Iur gần bằng hai lần lưu lượng do việc chuyển giao mềm giữa hai RNC gây ra. 2.4.2.3. Định cỡ giao diện Iu Giao diện Iu là giao diện kết nối giữa mạng lõi CN và mạng truy nhập vô tuyến UTRAN. Giao diện này gồm hai thành phần chính là: Giao diện Iu-CS: Giao diện này chủ yếu là truyền tải lưu lượng thoại giữa RNC và MSC/VLR. Việc định cỡ giao diện Iu-CS phụ thuộc vào lưu lượng dữ liệu chuyển mạch kênh mà chủ yếu là lượng tiếng. Giao diện Iu-PS: Là giao diện giữa RNC với SGSN. Định cỡ giao diện này phụ thuộc vào lưu lượng dữ liệu chuyển mạch gói. Việc định cỡ giao diện này phức tạp hơn nhiều so với giao diện Iub vì có nhiều dịch vụ dữ liệu gói với tốc độ khác nhau truyền trên giao diện này. 2.4.3. Quy hoạch mạng truyền dẫn vô tuyến UTRAN Phần trên chúng ta vừa quy hoạch định cỡ xong mạng truy nhập vô tuyến RNC, xác định số lượng của RNC cần thiết. Tiếp theo ta cần quy hoạch việc bố trí các BTS cho các RNC. Quy hoạch này sẽ xác định được biên giới của các RNC, việc phân tích các ô tại và gần các biên giới sẽ cho phép chúng ta đánh giá lượng lưu lượng chuyển giao giữa các RNC theo dự kiến, và như vậy ta có thể xác định được số các kết nối Iub và độ rộng băng cần thiết cho mỗi kết nối. Số lượng chuyển giao giữa các RNC sẽ phụ thuộc vào môi trường vô tuyến gần các biên giới của RNC. Một cách gần đúng chúng ta có thể coi rằng 50% lưu lượng tại các ô biên giới được phục vụ đồng thời bởi hai ô thuộc hai RNC khác nhau. Giả thiết này cho phéo bổ sung thêm chuyển giao mềm với sự tham gia của các ô không nằm trên biên giới. Để minh hoạ ta xét ví dụ sau: Một người sử dụng nào đó đang ở tầng trên cùng của một toà nhà cao tầng thì người này có thể được phục vụ bởi một ô không nằm trên biên giới giữa hai RNC nhưng nhờ ở vị trí cao nên người này phát đến một Node B thuộc một RNC khác. Tuy nhiên tại thời điểm này chưa thiết kế chính xác có bao nhiêu chuyển giao mềm được phép trong mạng mà chỉ tập trung vào sắp xếp Node B cho RNC và mạng truyền dẫn. Giao diện Iur được sử dụng để truyền dẫn lưu lượng từ MSC qua DRNC đến RNCC, vì thế ta cũng có thể áp dụng các giả thiết cơ sở khi định cỡ độ rộng băng Iur. Chẳng hạn nếu ta giả thiết là độ rộng băng Iub cần thiết gần gấp hai lần thông lượng của người sử dụng, thì độ rộng băng của Iur cần thiết cũng gần hai lần thông lượng xảy ra khi chuyển giao giữa các RNC. Sau đã quy hoạch bố trí Node B cho RNC đồng thời biết được các yêu cầu của giao diện Iur và Iub, tiếp theo chúng ta cần quy hoạch mạng truyền dẫn tải để kết nối giữa Node B và RNC, giữa các RNC và giữa các RNC với SGSN và MSC. Giả sử rằng các giao diện này đều là giao diện ATM và mạng cũng là mạng ATM. Dưới đây sẽ trình bày một ví dụ về một mạng truyền dẫn UTRAN đơn giản sử dụng công nghệ ATM. Trong ví dụ dưới, hình 2.12 ta có 3 RNC, một MSC/VLR và một SGSN, mỗi RNC điều khiển một số Node B, mỗi RNC lại được kết nối với một trong hai RNC còn lại và cả ba RNC trên đều được kết nối với SGSN và MSC/VLR. Trong hình 2.12a cho thấy kết nối logic giữa các Node khác nhau nhưng chúng ta nhận thấy rằng cách kết nối kiểu này là không hợp lý và không kinh tế. Ngược lại ở hình 2.12b đã đưa ra một giải pháp có lẽ là hợp lý hơn vì là sử dụng cấu hình xuyến, mà cấu hình này tuỳ thuộc vào dung lượng chúng ta có thể dùng xuyến SDH: STM-1 hoặc STM-4, trong cấu hình xuyến này mỗi vị trí sẽ trở thành Node trong vòng ring, tuy nhiên trong nhiều trường hợp như thế thì kinh phí sử dụng là rất cao. Trong trường hợp như vậy thì chúng ta có thể áp dụng cấu hình ở hình 2.13. Trong cấu hình 12.3a, ta triển khai chuyển mạch ATM để chuyển mạch các đường ATM khác nhau giữa các Node khác nhau, bằng cách triển khai tầng chuyển mạch ATM ta sẽ tiết kiệm được chi phí truyền dẫn, nhưng trong trường hợp này phải trang bị thêm thiết bị mới. Trong câu hình thứ hai (2.13b), ta sử dụng một trong số các RNC làm chuyển mạch ATM. ở phía chuyển mạch MSC chúng ta có thể sử dụng một SGSN hoặc một RNC làm chức năng giống như chuyển mạch ATM. Sở dĩ như vậy là vì bản thân RNC có chức năng như một chuyển mạch ATM. Sử dụng cấu hình này sẽ giúp cho nhà khai thác giảm được nhiều chi phí truyền dẫn mà không cần phải triển khai một mạng chuyển mạch ATM riêng nào. Quy hoạch và giá thành của mạng truyền dẫn UTRAN liên quan chặt chẽ với vị trí của đặt RNC. Có nhiều cách đặt RNC, ta có thể đặt nó ngay tại MSC, đặt xa MSC hoặc có thể kết hợp cả hai cách trên. Vị trí đặt các RNC liên quan đến dung lượng của một RNC, giá thành của RNC, tính khả dụng của vị trí đặt và giá thành truyền dẫn. Quy định cuối cùng phải cân bằng được các mục tiêu như: giá thành đầu tư, giá thành khai thác và cái quan trọng nhất là độ tin cậy. a.) Cấu hình kết nối logic b.) Cấu hình kết nối xuyến Hình 2.12. Kết nối RNC theo logic và theo cầu hình xuyến. a.) Lớp chuyển mạch ATM b.) Sử dụng RNC và (hoặc) SGSN cho chuyển mạch ATM Hình 2.13. Sử dụng lớp chuyển mạch riêng (a) hay sử dụng RNC và (hoặc) SGSN cho chuyển mạch ATM(b) 2.5. Quy hoạch mạng lõi Nội dung công việc quy hoạch mạng lõi gồm các công việc như trong sơ đồ dưới đây: Hình 2.14 Nội dung quy hoạch mạng lõi CN Cụ thể sẽ được trình bày sau: 2.5.1. Định cỡ trong các phần tử mạng lõi CN. 2.5.1.1. Định cỡ MSC/GMSC. Trong các cấu hình mạng khi MSC bao gồm cả chức năng BSC thì dung lượng MSC bị giới hạn bởi các phần tử vô tuyến như là số trạm, số Sector và số TRx. Nhưng trong các cấu hình phổ biến, MSC và BSC tách riêng nhau cho nên dung lượng MSC không bị phụ thuộc vào các yếu tố vô tuyến như trên nữa mà phụ thuộc vào hai yếu tố, đó chính là: BHCA cực đại và Erlang cực đại. Trong đó BHAC phản ánh công suất xử lý của MSC, luôn có giá trị không đổi đối với mọi phiên bản MSC. Còn Erlang phản ánh dung lượng của chuyển mạch và dung lượng cổng suất của MSC. Khi chúng ta tăng thiết bị phần cứng thì dung lượng của chuyển mạch và của cổng MSC tăng cho nên làm tăng số Erlang. Mặc dù chúng ta nói rằng dung lượng của MSC bị giới hạn bởi Erlang và BHCA nhưng trong thực tế cho thấy, BHCA mới là cổ chai chứ không phải Erlang nên dung lượng MSC bị giới hạn chính bởi BHCA. Nói cách khác, việc xác định số MSC phải dựa trên BHCA. Để có thể đạt được BHCA yêu cầu thì có thể tăng phần cứng để tăng số Erlang và BHCA cho tới khi đạt được tới hạn yêu cầu của BHCA. Khi ta chuyển sang các cấu trúc phân bố như cấu trúc với MSC Server và MGW của phát hành 3GPP 4, rất nhiều quy tắc định cỡ trước đây vẫn được áp dụng. Trong trường hợp này MSC Server sẽ chủ yếu bị giới hạn bởi BHCA, còn MGW bị giới hạn bởi Erlang. Các tham số sau đây cần phải xem xét khi định cỡ MSC: Số lượng của các thuê bao. Thời lượng trung bình cuộc gọi. Hỗn hợp cuộc gọi. Tổng lưu lượng CS (Erlang). Đặc điểm phần mềm của MSC. Yêu cầu dự phòng (2N, N+1). Tổng tải lưu lượng và báo hiệu. Định cỡ giao diện Iu-CS và các giao diện khác. Loại các giao diện truyền dẫn. Khả năng mở rộng. Các tuỳ chọn cấu hình và dung lượng MSC. Phương pháp triển khai hiệu quả nhất. Số lượng của NRC trong vùng phục vụ. Ngoài ra còn có phần định cỡ quy hoạch khác mà chúng ta có thể coi là tất nhiên và dễ dàng trong việc định cỡ mạng lõi CN: Kế hoạch đánh số. Quy hoạch định tuyến thông tin và lưu lượng. Quy hoạch mạng báo hiệu. Quy hoạch đồng bộ. Quy hoạch mở rộng. Định cỡ Node vật lý và logic. Quy hoạch mạng CS và PS. Quy hoạch tính bảo mật mạng. Quy hoạch Qos và độ dư. 2.5.1.2. Định cỡ SGSN và GGSN. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS vẫn sử dụng các phần tử SGSN và GGSN của mạng GPRS. Cho nên các quy tắc về định cỡ cho hệ thống UMTS cũng tương tự như định cỡ cho hệ thống mạng GPRS. Sau đây là các tham số giới hạn cần xem xét khi định cỡ SGSN bao gồm: Tổng số các thuê bao nhập mạng đồng thời. Tổng số PDP context tích cực. Tốc độ tích cực dịch vụ. Tổng lưu lượng đỉnh(kb/s và Packets/s). Tổng số giao diện Gb hay Iu-PS. Tổng số RNC trong vùng dịch vụ. Tổng số vùng định tuyến. Tổng số các đường truyền yêu cầu. Tổng số thông lượng. Thông thường ta nhận thấy rằng các nút cổ chai thực sự là số các thuê bao thâm nhập hay tổng thông lượng. Tất nhiên các giới hạn thay đổi tuỳ theo nhà cung cấp thiết bị, nhưng giá trị điển hình là 25.000 đến 150.000 thuê bao nhập mạng. Cũng như các công nghệ khác, các giới hạn này tăng nhanh cùng với thời gian, cho nên trong một hoặc hai năm tới các dung lượng này sẽ tăng lên và cao hơn rất nhiều. Đối với GGSN, các thông số giới hạn điển hình là: Tổng thông lượng. Tổng số các PDP context đồng thời (hiện nay các hệ thống này có giới hạn vào khoảng 100.000 PDP context đồng thời, nhưng trong các năm tới các giới hạn này sẽ tăng rất nhanh). 2.5.2. Định cỡ các giao diện trong mạng lõi CN. Định cỡ các giao diện trrong mạng lõi CN chủ yếu là thực hiện việc xét và định cỡ giao diện giữa RNC và MSC tức là hai giao diện Iu-CS và Iu-PS. Việc định cỡ hai giao diện này sẽ tính toán thông lượng người dùng đỉnh cho cả dòng dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Lưu lượng đỉnh của mỗi RNC được xác định từ khâu định cỡ RNC. Như vậy, sau khi đã thêm thông số bổ sung thì chúng ta sẽ xác định được thông lượng tổng cho cả hai dòng dịch vụ chuyển mạch kênh và chuy