Библиографическое описание:

Касимов А. О., Зильгараева А. К. Моделирование качества обслуживания вызовов радиоинтерфейсом базовой станции // Молодой ученый. — 2014. — №3. — С. 290-293.

Современный период развития сетей мобильной связи в РК близок к периоду насыщения — количество абонентов мобильной связи превышает число пользователей фиксированной связи. Значительный дополнительный доход должны приносить новые мультимедийные услуги, для реализации которых требуется повышенная скорость передачи информации [1–2,6]. Подавляющее большинство абонентов в сетях сотовой связи в РК включены в системы стандартов GSM/GPRS (Global System for Mobile communications/General Packet Radio Service) диапазонов 900 МГц и 1800 МГц поколений 2G/2,5G, плавно переходящие на 3G и 4G. Задача определения показателей качества обслуживания в современных сетях мобильной связи является актуальной. В качестве объектов исследования в цифровых СПС-ОП могут рассматриваться радиоинтерфейсы отдельных базовых станций и различные сетевые элементы, пропускная способность которых оказывает существенное влияние на качество обслуживания вызовов в целом. Информационный поток в радиоинтерфейсе базовой станции передается с высокой скоростью и формируется в соответствии с техническими особенностями и возможностями конкретного цифрового стандарта подвижной связи.

Ресурс каналов радиоинтерфейса остается ограниченным, хотя общим свойством цифровых систем мобильной связи является рост числа каналов в радиоинтерфейсах базовых станций. Применительно к оценке показателей качества связи в радиоинтерфейсе стандартов технологий GSM можно сослаться на исследования Невдяева Л. М., Быховского М. А., Фомина А. Ф., Степановой И.В [5–7], но, к сожалению, при анализе цифровых систем мобильной связи не в полной мере учтено влияние мобильности пользователей в условиях роста мультимедийного трафика.

В основу проводимых исследований положены методы теории телетрафика и программирования [3–4]. На основании классификации Кендалла-Башарина [4] в качестве математической модели функционирования радиоинтерфейса базовой станции СПС с учетом группового характера обслуживания в мультимедийных сетях связи выбрана СМО вида MI/M/V/L, которая представлена на рисунке 1. Основной характеристикой качества установления соединения является вероятность потери вызова, поступающего от мобильных абонентов.

Используя методы теории телетрафика, составим следующую систему уравнений:

;    (1)

;

;

где Pi — вероятность занятости iканалов радиоинтерфеса базовой станции;

αгр– интенсивность нагрузки, поступающей на пучок каналов;

V — общее число каналов в радиоинтерфейсе базовой станции;

PV — вероятность потери вызовов;

ВстандартеGSM 900 скорость передачи цифрового речевого сигнала в канале TCH/FS равна 13 кбит/с. Для передачи данных используемых в оказании мультимедийных услуг или для обеспечения высокого качества передачи данных могут быть объединены несколько таких каналов: 13х4=52 кбит/с.

Обозначим величиной Pотк1 и Pотк4 вероятности того, что получит отказ вызов телефонии, поступающий на обслуживание и требующий для своего обслуживания один свободный канал и получит отказ в обслуживании мультимедийная услуга, требующая четыре канала для своего обслуживания соответственно. Величина Pотк1 будет равна вероятности того, что будут заняты все V каналов, когда величина Pотк4 будет равна вероятности того, что будут заняты более (V-4) каналов.

Рис. 1. Математическая модель функционирования радиоинтерфейса базовой станции СПС с учетом группового характера обслуживания в мультимедийных сетях связи

Программа, разработанная для решения системы уравнений для полнодоступного пучка каналов емкостью V=48 каналов, вероятности поступления одиночного и группового вызовов ф1+ф4=1 в радиоинтерфейсе базовой станции, блок-схема которой представлена на рисунке 2, выполнена с помощью программного обеспечения Borland Pascal 7.0. На рисунке 3 представлен фрагмент данной программы.

Рис. 2. Блок-схема программы расчета качества обслуживания радиоинтерфейсом базовой станции

Рис. 3. Фрагмент программы расчета качества обслуживания радиоинтерфейсом базовой станции

Таблица 1

Результаты решениясистемы уравнений для полнодоступного пучка каналов емкостью V=48 каналов, вероятности поступления одиночного и группового вызовов ф1+ф4=1 в программе BorlandPascal 7.0

=1700 вызовов в час, t1 =100c, t4=8c

0,95

0,05

37,74

45,05

0,0744

0,171

0,636

0,9

0,1

39,65

42,87

0,053

0,208

0,735

0,85

0,15

41,76

40,7

0,0349

0,237

0,805

0,8

0,2

44,12

38,53

0,0208

0,259

0,85

0,75

0,25

46,75

36,36

0,0109

0,272

0,876

0,7

0,3

49,72

34,2

0,0049

0,279

0,884

0,65

0,35

53,1

32,01

0,0018

0,278

0,875

0,6

0,4

56,96

29,84

0,0005

0,258

0,852

Рис. 4. Результаты решения системы уравнений для полнодоступного пучка каналов емкостью V=48 каналов, вероятности поступления одиночного и группового вызовов ф1+ф4=1.

По оси х — интенсивность нагрузки, поступающей на пучок каналов;

по оси у — вероятность отказа в обслуживании.

Выводы

Из рисунка 4 видно, что объединение нескольких каналов в единый цифровой поток, выполняемое с целью снижения общего времени передачи информации, существенно повышает вероятность отказов в обслуживании групповой заявки.Результаты использования объединенных каналов трафика в системе стандарта GSM 900 уровня 2G, показало, что вероятность потерь по вызовам, требующим занятия группы из четырех каналов Ротк4, и вероятность потерь по вызовам, требующим занятия одного канала Ротк1, уменьшаются при увеличении интенсивности общего потока вызовов αгр.

Литература:

1.      А. Б. Гольдштейн, Б. С. Гольдштейн. SOFTSWITCH//СПб.: BHV-2006.

2.      Б. С. Гольдштейн, H. A. Соколов, Г. Г. Яновский. Сети связи. Учебник для ВУЗов // СПб.: БХВ-Петербург, 2011.

3.      Афанасьев В. В., ДемчишинВ. И. Основные тенденции и игроки на.рынке NGN- инфраструктуры. Обзор NGN-концепций и продуктовой линейки NGN для сетей СПС от ведущих производителей телекоммуникационного оборудования //Технология и средства связи.- 2006. — № 6.-С.54–59.

4.      Ионин Г. Л., Седол Я. Я. Статистическое моделирование систем телетрафика: — М.: Радио и связь, 1982.

5.      Кудин А. В., Максименко В. Н. Оценка качества услуг пакетной-передачи данных в сетях сотовой подвижной связи // Мобильные системы. — 2003/- № 7.

6.      Невдяев Л. М. Мобильная связь 3-его поколения (под редакцией Горностаева Ю. М.), МЦНТИ ООО «Мобильные коммуникации», 2000.

7.      Степанова И:В. Проектирование сетей мобильной связи // Труды, МТУСИ: Сборник статей:-М.:-2004.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle