第三代移动通信系统中的业务模型(系统容量配置)

第三代移动通信系统中的业务模型

摘要：工程中要合理规划系统容量，进行系统配置，需要建立准确的业务模型从而得到有效的数据。本文根据话音用户的话务量和业务等级，结合工程上经典的业务模型参数（包括各类业务用户比例、各类数据用户数量、语音用户忙时试拨数、平均呼叫保持时间等），将话音业务和数据业务折合成综合话务量，结合系统处理能力得到系道容量，查爱尔兰公式B的表格，可以得到所需的话音信道数量。

关键词：话务量爱尔兰B表信道数信道容量

在实际的工程设计中，我们需要规划系统的容量，然后根据系统容量确定所需要的设备情况(如信道板数目等)，从而完成系统配置。在这个过程中，业务模型是很重要的一个部分。对于传统的话音业务，需要通过确定每用户的平均话务负荷和系统的忙时呼叫话务量，根据爱尔兰公式可得到所需要的信道数目，进而配置相应的设备。对于数据业务，除需要确定用户的呼叫特性外，还需要考虑数据量的到达过程。本文参照话音业务的典型参数和数据业务的到达过程，给出了工程上具体进行系统配置的例子，结合实例说明业务模型在工程中的重要作用。

在对移动通信系统的性能进行评估时，计算机仿真是行之有效的方法。为了得到有效的数据，需要针对正在研究的系统建立淮确的模型。在系统级仿真中，对系统容量的评估需要针对具体的网络应用业务进行，因为不同业务各自具有的特性会给系统带来不同的业务负荷，从而影响整个系统性能的评估。因此，有必要对第三代移动通信中可能提供的数据业务建立相应的模型，以满足系统评估和规划的需要。

我们主要针对话音业务和各种数据业务进行分析，然后分别建立相应的模型。数据业务主要包括万维网（World Wide Web）业务、文件传榆协议（File Transfer Protocol）业务、无线应用（Wireless Application Protocol）业务、近似实时的视频（Near-Real-Time Video）业务等。我们用综合话务量来计算，即先将数据业务

折合成话务量，然后加上小区本身话务量。

1.话音业务模型

话音业务是典型的电路型业务，它的模型是很成熟的，因此我们不做分析设计，只是大概论述，并利用工程上经典的参数求每个用户平均的话务负荷。 1.1话音用户到达

对某个个交换局来说，一昼夜期间所承受的话务量是变化的，而且变化范围很大。一般夜间达到最低值，上午工作繁忙时间达到某一最高值，中午休息时间有所减弱，到下午某一时间出现另一个峰值。典型的话音用户的到达服从泊松（poission)过程，如下式所示：

()()/!n t

n p t t e n λλ-= （式1-1） 式(1—1)就是所谓泊松过程在时间间隔t 内有n 个话音用户到达的概率表示式。在仿真中，对话音用户我们采用指数间隔到达。到达间隔为指数间隔和泊松到达过程是等价的。由式(1—1）知，在t 时间内没有发生呼叫的概率为

0()()/0!t t o p t t e e λλλ--== （式1-2）

就是说，P[o]（t ）就是在两个相邻呼叫的时间间隔大于t 的概率。显然，两相邻呼叫时间间隔是一个连续随机变量，用η表示呼叫时间间隔这一随机变量，则η的分布函数为

()()1()1()1t o F t P t P t P t e ληη-=<=->=-=- （式1-3）

由式(1—3)可得概率密度函数()()/t

f t dF t dt e λλ-==。所以，时间间隔t 服从

指数分布。所以，泊松到达过程和到达时间为指数间隔是等同的。

我们在考虑交换局的机键数量时，总是以忙时话务量为基本数据。 1.2 呼损概率

用户可能在交换网络中找不到空闲出线未能完成通话，这是一个偶然事件。对待呼损的两种处理方式是：明显损失制和等待制。

设A 为话务量，n 为信道数，则呼损()n E A 为

0!()!n

n i

n A n E A A i =∑ （式1-4）

由完成话务量=原发话务量-原发话务量*呼损，可以得到话音用户话务量。 由于我们分析的业务对象主要是数据业务，所以对于话音业务，只是通过大概的描述各个量之间的关系，然后结合一些典型参数计算平均每个话音用户的话务量（Erlang ）。

话音用户的忙时试呼次数（BHCA)的典型值表1-1所示：

表1-1 话音用户的忙时试呼次数

BHCA 典型值 IS-95话音用户 BHCA[V] 1.2 Cdma20001纯话音用户数 BHCA[1x,D] 1.2 Cdma20001话音数据混和用

户数

BHCA[1x.VD]

1.2

各类话音用户的平均呼叫保持时间(CHT)以及相应的话务量典型值如表1-2所示：

表1-2 各类话音用户的平均呼叫保持时间

CHT[v]/S 典型值 E[V,sub](Erlang)

IS-95话音用户 CHT[ 60 0.02 Cdma20001纯话音用户数 CHT[1x,V] 60 0.02 Cdma20001话音数据混用户

数

CHT[1x,DV]

60

0.02

平均每个话音用户的话务量

,v sub

E 根据式1-4计算：

,*/3600

v sub sub sub E BHCA CHT = （式1-5）

式(1—5)中，

,v sub

E 表示每个用户的平均话务量(对于每类话音用户来说)，

sub BHCA 表示各类话音用户的忙时话务量，sub CHT 对应各类话音用户的平均呼叫保持时间。

在工程设计中，采用话音用户的到达间隔服从均值为120s 的指数分布，由表1-2可知，各类话音用户的每个用户平均话务量可以取定0.02爱尔兰。

注：其中有关电路型业务的排队特性以及爱尔兰B 呼损公式和爱尔兰c 延迟呼叫公式的知识，参考了其他资料。