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Sistemas de Comunicações Móveis e Pessoais Mobilidade e Tráfego

Mobilidade e Tráfego - Técnico Lisboa - Autenticação · • A transferência deve efectuar-se nos limites da célula, quando o sinal desce além do limiar. Handover ... • Considera-se

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

Mobilidade e Tráfego

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Móveis e Pessoais

• O handover (transferência entre células) possibilita que as chamadas ocorram sem interrupção quando o móvel se desloca de uma célula para outra.

• A transferência deve efectuar-se nos limites da célula, quando o sinal desce além do limiar.

HandoverHand (1/10)

A B

Pm

d

A B

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Móveis e Pessoais

• A realização de handover é desempenhada por algoritmos baseados em:

• nível de sinal de rádio-frequência;• nível de interferência de rádio-frequência;• nível de interferência inter-simbólica.

• As técnicas e algoritmos de handover:• habitualmente não estão padronizados;• podem ser parametrizados no decorrer da

operação do sistema;• dependem do tipo de sistema.

HandoverHand (2/10)

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Móveis e Pessoais

• O handover deve ser acelerado quando:• o valor médio do sinal decresce rapidamente, no

intervalo de amostragem;• o móvel se desloca a grande velocidade.

• O handover deve ser retardado quando:• o valor médio do sinal apresenta uma variação

com tendência para aumentar;• existe a probabilidade de transferir para uma

célula mais apropriada;• o móvel viaja na zona de sombra de uma célula;• não há canal disponível na nova célula.

HandoverHand (3/10)

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Móveis e Pessoais

• O handover pode ser classificado como:• hard – quando a ligação passa de uma estação

base para outra, sem se manter simultaneamente nas duas;

• soft – quando a ligação passa de uma estação base para outra, mantendo-se simultaneamente nas duas, sendo a combinação dos sinais feita num nível hierárquico superior à estação base;

• softer – quando a ligação passa de um sector para outro numa mesma célula, mantendo-se simultaneamente nos dois, sendo a combinação dos sinais feita ao nível da estação base.

HandoverHand (4/10)

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Móveis e Pessoais

• A probabilidade de ocorrer handover aumenta quando:

• aumenta a duração das chamadas;• diminui a dimensão das células;• aumenta a velocidade do móvel.

• O handover tem implicações:• na sinalização e controlo da rede;• no bloqueio e na capacidade de tráfego.

HandoverHand (5/10)

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• O handover faz parte integrante de um sistema celular, pelo que a estimação da respectiva taxa é necessária para um correcto dimensionamento da rede.

• A taxa de cruzamento de células mede o número de terminais que atravessam uma célula por unidade de tempo.

HandoverHand (6/10)

Zona de sobreposição

Móvel deixando a célula Móvel transferido para a nova célula

B

A

B

A

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• Considera-se uma célula onde os utilizadores se movem aleatoriamente, tendo-se

• Nua: número de utilizadores activos• vut [km/h]: velocidade dos utilizadores, (v, θ), com

densidades de probabilidade pv(v), pθ(θ)• Scel [km2]: área da célula• Lcel [km]: perímetro da célula• ρua [km-2]: densidade de utilizadores activosρua = Nua/Scel

HandoverHand (7/10)

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• Num intervalo de tempo ∆t, os utilizadores que efectuam handover sãoρua Lcel [v ∆t cos(θ)] pv(v) pθ(θ) dv dθ

HandoverHand (8/10)

Lcel

v ∆t cos(θ)v ∆t θ

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• O ritmo médio de handover é dado por

• A taxa de cruzamento de células é

• No caso de células hexagonais e direcções uniformemente distribuídas em 2π, tem-se

HandoverHand (9/10)

ΘvLρ

dθθθpdvvv pLρM

celua

π

πθvceluah

)cos( )( )( /2

/2-0]/s[

=

= ∫∫∞

cel

cel

ua

hh S

ΘvLNMη [/s] ==

Rπvηh 3 4 [/s] =

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Móveis e Pessoais

• A razão de handover vem dada por

onde• : duração média da chamada

HandoverHand (10/10)

τηhh =ξ

τ

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Móveis e Pessoais

• Existem 2 tipos básicos de comutação:• comutação de circuitos (CS)

tradicionalmente usada para voz, onde o circuito se mantém sempre activo, independentemente de haver ou não informação para transmitir;

• comutação de pacotes (PS)tradicionalmente usada para dados, onde o circuito só é estabelecido quando há efectivamente informação para transmitir.

Tipos de ComutaçãoTiCo(1/3)

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Móveis e Pessoais

• A estes dois tipos de comutação estão associados diferentes características, eficiências e qualidades de serviço (QoS):

• em CS, a QoS é medida pela probabilidade de bloqueio;

• em PS, a QoS é medida pelo atraso.

Tipos de ComutaçãoTiCo(2/3)

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Móveis e Pessoais

Tipos de ComutaçãoTiCo(3/3)

AB

a) Circuit Switching

AB

AB

AB

AB

AB

AB

Info

Info

Info

Info

b) Packet Switching

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Móveis e Pessoais

• Os modelos de tráfego baseiam-se na teoria das filas de espera, designadas de acordo comA/B/c/K/p/donde

• A: processo de chegadas;• B: processo de serviço;• c: número de servidores;• K: capacidade;• p: população;• d: disciplina da fila.

Teoria de Filas de EsperaTeFE(1/6)

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Móveis e Pessoais

• A notação é:• A: M – chegadas com Distribuição de Poisson,

e tempos entre chegadas comDistribuição Exponencial

G – distribuição genéricaD – determinística

• B: M – tempos de serviço com Distribuição Exponencial

G – distribuição genéricaD – determinística

Teoria de Filas de EsperaTeFE(2/6)

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Móveis e Pessoais

• c: 1, N• K: N, ∞ (geralmente omitido)• p: M, ∞ (geralmente omitido)• d: FIFO (geralmente omitido), LIFO, PR, ...

Teoria de Filas de EsperaTeFE(3/6)

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• Em geral, tem-se

Teoria de Filas de EsperaTeFE(4/6)

[Fonte: Leon-Garcia, 1994]

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Móveis e Pessoais

• Os parâmetros a considerar são:• λ: taxa de chegada,

tia = 1/λ : tempo entre chegadas• µ: taxa de serviço,τ = 1/µ : duração do serviço

• τdel: tempo de espera• τ sys: tempo no sistemaτ sys = τdel + τ

Teoria de Filas de EsperaTeFE(5/6)

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Móveis e Pessoais

• Segundo a Lei de Little, • o número médio de utilizadores no sistema é

• o número médio de utilizadores em espera é

• o número médio de servidores ocupados é

• A fracção de servidores ocupados é

Teoria de Filas de EsperaTeFE(6/6)

sysu sysN τλ=

delu delN τλ=

τλ=serN

serNτλρ =

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Móveis e Pessoais

• Considerando que• as chamadas são geradas com uma taxa média λ (com Distribuição Exponencial),

• a duração média das chamadas é , a que corresponde a taxa de serviço média .(com Distribuição Exponencial),

o tráfego oferecido é dado por

• É essencial estimar o tráfego para um correcto dimensionamento do sistema.

Tráfego em Comutação de CircuitosTrCC(1/6)

ττµ /1=

µλτλ /[Erl] ==T

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Móveis e Pessoais

• O tráfego oferecido numa área de serviço é dado porT[Erl] = Npop ppen put Tut [Erl]

onde• Npop: população da área• ppen: taxa de penetração• put: taxa de utilização• Tut: tráfego médio por utilizador

Tráfego em Comutação de CircuitosTrCC(2/6)

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• A estimação do tráfego oferecido é normalmente feita para a “hora de ponta”, que pode ser tomada como:

• hora de ponta na célula com tráfego maior;• hora de ponta no sistema;• média sobre todas as horas do sistema.

• A escolha de um critério para a “hora de ponta”tem implicações

• na qualidade de serviço prestada pelo operador,• no número de estação base da rede.

Tráfego em Comutação de CircuitosTrCC(3/6)

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Móveis e Pessoais

• Na realidade, o tráfego não é uniforme nem no tempo nem no espaço:

• varia com as horas, os dias, os meses, etc.;• em certas regiões pode apresentar fortes

variações sazonais;• geralmente, apresenta um crescimento médio

anual;• concentra-se no centro das cidades,

decrescendo para a periferia;• depende do tipo de ocupação urbana.

Tráfego em Comutação de CircuitosTrCC(4/6)

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Móveis e Pessoais

• Exemplo de um mapa de densidade de tráfego

Tráfego em Comutação de CircuitosTrCC(5/6)

Monsanto

West Sector125º - 195º

North Sector 55º - 125º

Southeast Sector195º - 55º

Monsanto

West Sector125º - 195º

North Sector 55º - 125º

Southeast Sector195º - 55º

Monsanto

West Sector125º - 195º

North Sector 55º - 125º

Southeast Sector195º - 55º

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• Exemplo da variação horária do tráfego

Tráfego em Comutação de CircuitosTrCC(6/6)

0123456789

0 5 10 15 20

t [h]

A(t

) [E

rl]

0123456789

0 5 10 15 20

t [h]

A(t

) [E

rl]

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Móveis e Pessoais

• Basicamente, toma-se os mesmos pressupostos da CS, com excepção no que se refere à duração dos pacotes, distinguindo-se duas situações:

• a duração dos pacotes segue uma qualquer distribuição, que não a exponencial,

• a duração dos pacotes é fixa (determinística).• A caracterização do tráfego depende, dos

protocolos, do tipo de aplicação/serviço, e da dimensão dos pacotes, entre outros.

• Habitualmente, o tráfego é medido é kb/s.

Tráfego em Comutação de PacotesTrCP(1/2)

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Móveis e Pessoais

• Exemplos de diferentes tipos de tráfego de dados

Tráfego em Comutação de PacotesTrCP(2/2)

[Fonte: Klem et al., 2001]

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Móveis e Pessoais

• O modelo de Erlang-B (M/M/NTCH/NTCH) descreve o bloqueio de um sistema com NTCH canais,considerando que

• a geração segue a Distribuição de Poisson;• o sistema não tem memória;• as chamadas não servidas são perdidas.

• A probabilidade de bloqueio, Pb, para um tráfego oferecido T, é dada por

Modelo de Erlang-BMoEB(1/4)

∑=

=TCH

TCH

N

n

n

TCHN

TCHb

nT

NTNTP

0!/

!/ ) ,(

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Móveis e Pessoais

• A probabilidade de bloqueio pode ser escrita de forma recursiva,

ou aproximada, para NTCH >> 1,

• O tráfego transportado é

Modelo de Erlang-BMoEB(2/4)

-1) ,()/(-1) ,( ) ,(

TCHbTCH

TCHbTCHb NTPTN

NTPNTP+

=

-T

TCH

N

TCHb NTNTP

TCH

e!

) ,( =

TPT btrans )-(1=

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• Existem tabelas para o tráfego, T[Erl]

Modelo de Erlang-BMoEB(3/4)

34.631.030.129.04032.629.228.327.33824.821.921.220.33017.114.914.313.72215.213.212.712.0209.78.27.87.4146.25.14.84.5103.72.92.72.57

Pb =5 %Pb =2 %Pb=1.5 %Pb =1 %NTCH

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• A eficiência de utilização dos canais é medida através de ηT = Ttrans /NTCH

Modelo de Erlang-BMoEB(4/4)

[Fonte: Faruque, 1996]

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Móveis e Pessoais

• O modelo de Erlang-C (M/M/NTCH) descreve umsistema com NTCH canais, sem bloqueio, onde:

• as chamadas não servidas são atrasadas;• a capacidade da fila de espera é infinita;• os restantes pressupostos de Erlang-B se

mantêm.• A probabilidade de uma chamada ser atrasada,

Pdel, para um tráfego oferecido T, é dada por

Modelo de Erlang-CMoEC(1/3)

( ) ∑−

=

+= 1

0!-1 !

! ) ,(TCH

TCH

TCH

N

n

nTCHTCH

N

TCHN

TCHdel

nTNTNT

NTNTP

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• Pdel pode ser expressa em função de Pb

• A probabilidade de uma chamada esperar na fila mais de t é

• O tempo médio das chamadas em espera é

Modelo de Erlang-CMoEC(2/3)

( ) ( )[ ]1) ,(1-1 11 ) ,(

−+=

TCHbTCHTCHdel NTPNT

NTP

( )( )τtNTNTCHdelTCHtdel

TCHTCHeNTPNTtP −−= 1 ) ,( ) ,,(

TCHTCH

TCHdeldel

NTNNTP

−=

1) ,( ττ

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Móveis e Pessoais

• O número médio de chamadas em espera é dado por

Modelo de Erlang-CMoEC(3/3)

TCH

TCHTCHdeldelcall NT

NTNTPN−

=1

) ,(

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• O modelo de Engset (M/M/NTCH/NTCH/Mpop) descreve o bloqueio de um sistema com NTCHcanais, com os mesmos pressupostos de Erlang-B, excepto que considera uma população finita, Mpop.

• A probabilidade de bloqueio, Pb, é

Modelo de EngsetMoEn(1/1)

( )( )∑

=

=TCH

pop

TCH

TCH

pop

N

n

nn

M

NNM

TCHpopb

T

T, NT, MP

0

)(

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• O modelo de Pollaczek-Khinchin (M/G/1) descreve um sistema de pacotes com um único servidor, com

• a geração segundo a Distribuição de Poisson, λ;

• a duração descrita por uma distribuição genérica, com ,

• O tempo médio de espera dos pacotes é

Modelo de Pollaczek-KhinchinMoPK(1/3)

+

−= 2

2

1 1

2 τ

στλ

τλττ τdel

τ τσ

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Móveis e Pessoais

• Quando a duração dos pacotes segue uma Distribuição Exponencial (M/M/1), resulta

• Neste caso, a situação de ser ter uma capacidade finita, Nbuf, conduz a um sistema (M/M/1/Nbuf) que apresenta a seguinte probabilidade de overflow

sendo a taxa de pacotes efectivamente processada

Modelo de Pollaczek-KhinchinMoPK(2/3)

τλτλττ

1

−=del

( )( ) buf

buf

NNoverP τλ

τλτλ

1 1

1+−

−=

( )overpro P−= 1λλ

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Móveis e Pessoais

• No caso de a duração dos pacotes ser fixa (M/D/1), tem-se

Modelo de Pollaczek-KhinchinMoPK(3/3)

τλτλττ

1

2 −=del

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Os sistemas de 3ª geração (UMTS), caracterizam--se por fornecer serviços ao utilizador muito para além da voz, ou simples transmissão de dados, característicos da 2ª geração (GSM).

• Um serviço é um conjunto de capacidades que trabalham de um modo complementar e cooperativo, de modo a permitir ao utilizador estabelecer aplicações.

• Uma aplicação é uma tarefa que necessita de comunicação entre duas ou mais partes, sendo caracterizada pelos parâmetros de serviço, comunicação e tráfego.

Serviços e AplicaçõesSeAp (1/11)

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Móveis e Pessoais

• A introdução de novos serviços veio alterar a perspectiva do sistema. Em GSM tem-se

Serviços e AplicaçõesSeAp (2/11)

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Móveis e Pessoais

enquanto que em UMTS se tem

Serviços e AplicaçõesSeAp (3/11)

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Existem três componentes básicas de serviços, com características muito diferentes entre si:

• Áudio• Vídeo• Dados

• Um serviço é composto por uma ou mais componente básica.

• Os serviços podem ser agrupados em várias classes de acordo com os parâmetros que os caracterizam.

Serviços e AplicaçõesSeAp (4/11)

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Móveis e Pessoais

Serviços e AplicaçõesSeAp (5/11)

GrandeVariável

ModeradoVariável

MínimoVariável

MínimoFixo

Atraso

SimSimSimNãoBuffer

NãoNãoSimSimRitmo garantido

emailwwwvideo-clipvozExemploSimSimNãoNãoBursty

PSPSCSCSComutaçãoNãoNãoNãoSimSimétricoNãoNãoSimSimTempo-real

Back-ground

Inter-active

Strea-ming

Conver-sational

Classe de serviço

[Fonte: 3GPP, 2000]

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Serviços e AplicaçõesSeAp (6/11)

[Fonte: UMTS Forum, 1998]

pPS0.005/12 000High Multimedia

p,µPS0.026/1384Medium Multimedia

p,µ,MCS1/1128High Interactive Multimedia

p,µ,MCS1/116Speech

p,µ,MCS1/114.4Switched Data

p,µ,MPS1/114.4Simple Messaging

CélulaComu-tação

Simetric.(UL/DL)

Ritmo[kb/s]

Serviço

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

Serviços e AplicaçõesSeAp (7/11)

Acesso rápido Internet/Intranet, WLAN rápida, Video Clips on Demand.

High MM

Acesso Internet, WLAN, Partilha de aplicações, Jogos interactivos, Comércio electrónico, Banco remoto.

Medium MM

Vídeo-telefonia, Vídeo-conferência, Tele-trabalho.

High Int.MM

Voz, Tele-conferência, Correio de voz.SpeechFax, Acesso lento Internet, WLAN lenta.Sw. Data

SMS, Paging, Email, Mensagens públicas, Pagamentos de comércio electrónico.

Simple Messag.

AplicaçõesServiço

[Fonte: UMTS Forum, 1998]

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Móveis e Pessoais

• Tempos de acesso

Serviços e AplicaçõesSeAp (8/11)

16.0 s1.4 m3.7 m8.3 m55.6 m4 000Vídeo8.0 s41.7 s1.9 m4.2 m27.8 m2 000Docum.0.4 s2.1 s5.6 s12.5 s1.4 m100Foto0.2 s1.3 s3.3 s7.5 s50.0 s60Música0.2 s0.8 s2.2 s5.0 s33.3 s40Texto0.0 s0.2 s0.6 s1.3 s8.3 s10Email

2 000kb/s

384kb/s

144 kb/s

64kb/s

9.6 kb/s

Dim.[kB]

Fich.

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Existem requisitos de qualidade para os vários serviços:

• voz – BER < 10-3

• dados / CS – BER < 10-6

• dados / PS – best effort• multimedia – atraso < 100 ms

Serviços e AplicaçõesSeAp (9/11)

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Móveis e Pessoais

• Os ritmos de transmissão dependem do sistema e dos serviços

• Em GSM, tem-se:• voz – 22.8 kb/s• dados – 9.6 kb/s• dados (HSCSD) – n × 14.4 kb/s, n = 1, ..., 4

(14.4, 28.8, 43.2, 57.6 kb/s)• dados (GPRS) – n × Rcs, n = 1, ..., 8

Serviços e AplicaçõesSeAp (10/11)

9.051

13.402

21.415.6Rcs [kb/s]43CS

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Móveis e Pessoais

• Em UMTS, o ritmo depende de SF:

Serviços e AplicaçõesSeAp (11/11)

15-51230152566030128

120606424012032480240169604808

960

Ritmo UL [kb/s]

1 9204

Ritmo DL [kb/s]SF

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Os modelos de tráfego para redes fixas constituem apenas uma aproximação para redes móveis.

• As diferenças básicas entre as duas redes são:• a população está longe de ser infinita;• a população de uma célula varia;• a mobilidade dos utilizadores não é tida em

consideração;• as estratégias de handover não são consideradas.

• Além disso, as diferenças entre o GSM e o UMTS impõem abordagens diferentes à modelação de tráfego.

Modelos para Tráfego no Interface ArMTIA (1/5)

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Móveis e Pessoais

• No entanto, os modelos de tráfego para redes fixas são usados para uma primeira estimativa e análise de capacidade e desempenho em redes móveis.

• O problema de tráfego misto (CS e PS) em redes móveis é muito novo. Há modelos para tráfego misto, em redes fixas, mas são bastante complicados.

• Na grande maioria dos casos, a análise do tráfego e da capacidade em sistemas mistos é feita por simulação.

Modelos para Tráfego no Interface ArMTIA (2/5)

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Exemplo de um simulador

Modelos para Tráfego no Interface ArMTIA (3/5)

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Em GSM:• o número de canais para tráfego é facilmente

calculável:8×Ncr, retirando canais para controlo.• para cada EB, o número de canais de tráfego

está fixo durante a operação;• as redes foram dimensionadas para voz, e só

recentemente o transporte de dados (HSCSD/CS e GPRS/PS) foi disponibilizado;

• pode usar-se Erlang-B e Pollaczek-Khinchinpara uma primeira estimativa;

• a avaliação de desempenho é bem conhecida.

Modelos para Tráfego no Interface ArMTIA (4/5)

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Em UMTS:• o número de canais de tráfego não é fácil

calcular, pois depende da quantidade e tipo de tráfego processado;

• o número de canais de tráfego não é fixo durante a operação;

• as redes estão a ser dimensionadas para dados e multimedia;

• a abordagem “à GSM” apenas deve ser tomada para uma estimativa grosseira;

• a avaliação de desempenho está nos primórdios.

Modelos para Tráfego no Interface ArMTIA (5/5)

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Analisa-se o impacto da mobilidade em CS, uma vez que este é diminuto em PS.

• Considera-se que os terminais se deslocam aleatoriamente na área de serviço, distinguindo-se, para uma dada célula, entre:

• chamadas novas, originadas dentro da célula, com uma taxa de geração média λn;

• chamadas de handover, provenientes de células adjacentes, com uma taxa de geração média λh.

• Independentemente da geração das chamadas, a sua duração média é , a que corresponde a taxa de serviço média .

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (1/9)

ττµ /1=

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• O tempo de permanência médio numa célula, , pode ser estimado a partir de

• A razão de handover, na hipótese de não haver falhas, vem dada por

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (2/9)

hh ητ 1=

h

hh τ

τµη ==ξ

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Móveis e Pessoais

• O tempo de ocupação do canal é τc = minτ, τh, resultando

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (3/9)

hcc ηµµτ

+== 11

τc2=τh2

τc1<τh1τc3<τh3

τ=τc1+τc2+τc3

τc1τc2τh1

τh3

τ

Active call

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Móveis e Pessoais

• A probabilidade de efectuar handover é dada por

• Uma chamada é afectada pelas probabilidades seguintes:

• bloqueio (das chamadas novas), Pb ;• falha de handover (das chamadas para

handover), Phf ;• queda de chamadas (das chamadas em

handover), Pd.

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (4/9)

h

h

h

chh ηµ

ηττττP

+==>= )Prob(

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Móveis e Pessoais

• Dependência de Ph com a velocidade do móvel

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (5/9)

V [km/h]0 20 40 60 80 100 1200

5

10

15

20

25

30

R =1 km

R =2 km

R =5 km

R =10 km

P h[%

]

V [km/h]0 20 40 60 80 100 1200

5

10

15

20

25

30

R =1 km

R =2 km

R =5 km

R =10 km

P h[%

]

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Dependência de Ph com a dimensão das células

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (6/9)

R [km]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

5

10

15

20

25

30

V =0

V =1 km/h

V =5 km/h

V =30 km/h

V =90 km/h

V =120 km/h

V =50 km/h

P h[%

]

R [km]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

5

10

15

20

25

30

V =0

V =1 km/h

V =5 km/h

V =30 km/h

V =90 km/h

V =120 km/h

V =50 km/h

P h[%

]

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Móveis e Pessoais

• Num sistema em equilíbrio (a taxa de handover de entrada numa célula é igual à taxa de saída)

• Pb pode ser estimado por Erlang-B;• as chamadas novas e as de handover são

tratadas da mesma maneira, Phf = Pb;• Pd vem dado por

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (7/9)

hfhP

hfh

hfh

hfhhfhhfhd

P

PPPP

PPPPPPP

hf

)1( 1

] )1( )1( 1[

1

22

ξ<<=

−−=

+−+−+= K

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• Num sistema em equilíbrio tem-se

logo

ou, na hipótese de probabilidades Pb, Phf baixas,

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (8/9)

])1()1([ hhfnbhh PPP λλλ −+−=

nhfh

bhh PP

PP λλ)1(1

)1( −−−=

nhnh

hh P

P λξλλ 1 =−

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• O tráfego correspondente a cada um dos tipos de chamadas vem assim

resultando para o tráfego totalT = Tn + Th

Influência da Mobilidade no TráfegoInMT (9/9)

cc / µλτλ nnnT ==

cc / µλτλ hhhT ==

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• Para melhorar o desempenho em handover, pode reservar-se canais exclusivamente para estas chamadas (NTCH = Ng + Nh)

Sistema com Reserva de CanaisSiRC(1/3)

Newcalls,λn

Handovercalls, λh

Completedcalls, µ

Blocked calls, Pb

Handover failure calls, Phf

Handovercalls, ηNg

Nh

h

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Móveis e Pessoais

• As probabilidades vêm então

Sistema com Reserva de CanaisSiRC(2/3)

∑∑

=

−−

=

=

+=

TCH

g

gg

g

TCH

g

gg

N

Nk

NkhN

N

k

k

N

Nk

NkhN

b

kTT

kT

kTT

P

!!

!

1

0

∑∑=

−−

=

+=

TCH

g

gg

g

hg

N

Nk

NkhN

N

k

kTCH

NhN

hf

kTT

kT

NTT

P

!!

!

1

0

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Móveis e Pessoais

• Há que encontrar um equilíbrio entre o bloqueio e a falha de handover

Sistema com Reserva de CanaisSiRC(3/3)

0.200.552.931

0.020.044.2830.060.153.622

0.732.012.010Pd [%]Phf [%]Pb [%]Nh

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Móveis e Pessoais

• O cálculo correcto do tráfego no sub-sistema rádio permite que se tenha um bom desempenho da rede.

• Em GSM, atendendo a que o tráfego de dados ainda é desprezável, basta tomar em consideração o tráfego proveniente do serviço de voz:

• o tráfego de voz à saída da estação base é a soma do tráfego realizados em cada canal rádio;

• há que adicionar ao anterior o tráfego de sinalização e controlo (cerca de 10 %);

• tipicamente, o tráfego nas interfaces Abis e Autiliza linhas a 2Mb/s.

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (1/8)

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Móveis e Pessoais

• Em UMTS, atendendo a que o tráfego édiversificado, há que calcular o tráfego nos vários interfaces:• Uu (UE <=> Node B)• Iub (Node B <=> RNC)• Iur (RNC <=> RNC)• Iu (RNC <=> CN)

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (2/8)

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• Para o cálculo do tráfego em Uu: • é necessário estabelecer perfis de utilizadores,

em termos de densidade e serviços;• o tráfego é medido de acordo com o tipo de

serviço:• Serviços de voz (CS): Erlang• Serviços de dados e video (CS):

Erlang<=>b/s• Serviços de dados e vídeo (PS): b/s

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (3/8)

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Móveis e Pessoais

• Cálculo do tráfego em Iub:TIub = (1+Ωsign+ΩO&M)(TIubv-CS+TIubd-CS+TIubd-PS)

onde

• TIub = tráfego total• TIubv-CS = tráfego de voz• TIubd-CS = tráfego de dados (CS)• TIubd-PS = tráfego de dados (PS)• Ωsign = overhead de sinalização (~10%)

• ΩO&M = overhead de operação e manutenção (~2%)

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (4/8)

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Móveis e Pessoais

• Cálculo das parcelas de tráfego em Iub:• TIubv-CS = (1+ΩSH)UIubv-CS

onde

• UIubv-CS = débito binário da voz, comoverhead

• ΩSH = overhead de soft handover (~30%)

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (5/8)

9.84 kb/s10.35 kb/s12.20 kb/s7.13 kb/s7.58 kb/s7.95 kb/s

DLUL/utilizadorUIubv-CSAMR

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Móveis e Pessoais

• TIubd-CS = (1+ΩSH) (1+Ωframe) UIubd-CSTIubd-PS = (1+ΩSH) (1+Ωframe) UIubd-PSonde

• UIubd-CS, UIubd-PS = ritmos de transmissão emCS, PS [kb/s]

• ΩSH = overhead de soft handover (~30%)

• Ωframe = overhead de trama (~23%)

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (6/8)

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Móveis e Pessoais

• Cálculo do tráfego em Iur:TIur = α TIub

onde

• α = 2.5 / (NNodeB)1/2

representa o factor de soft handover entre RNCs, com

NNodeB

representando o número de Node Bs ligado ao RNC.

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (7/8)

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Sistemas de Comunicações

Móveis e Pessoais

• Cálculo do tráfego em Iu:TIu = (1+Ωsign)(TIuv-CS+TIud-CS+TIud-PS)

onde

• TIu = tráfego total• TIuv-CS = tráfego de voz• TIud-CS = tráfego de dados (CS)• TIud-PS = tráfego de dados (PS)• Ωsign = overhead de sinalização (~10%)

sendo calculados de modo similar aos anteriores.

Cálculo de Tráfego no Sub-sistema RádioCTSR (8/8)