Анализ нагрузки на сотовой сети стандарта GSM в г. Красноярске

Для повышения эффективности работы сотовой сети необходимо постоянно анализировать интенсивность нагрузки. По результатам анализа должны вноситься коррективы в топологию построения сети с целью адаптации под условия эксплуатации.

Нагрузка, поступающая от абонентов – это основной параметр при работе сети сотовой связи. Данный параметр определяет, в каком объеме необходимо устанавливать ком- мутационное оборудовании (а также линейное и управляющее). Статистическое изучение количества занятых телефонных каналов и направлений на этапе эксплуатации дает возможность определить перспективы по загрузки коммутатора исходящим и входящим трафиком, и, делая из этого выводы, принимать решения о наращивании номерной емкости.

Уменьшение качества и скорости передачи в сотовой сети обусловлено, в основном, двумя факторами:

– недостаточностью производственных мощностей, способных обеспечить передачу поступающих объемов сообщений;

– несоответствием уровня производственной мощности в различные периоды времени уровню поступающей нагрузки вследствие ее неравномерности.

Следовательно, коммутационный узел должен располагать запасом мощности для обслуживания телефонных разговоров в час наибольшей нагрузки (ЧНН), так как ее поступление не является равномерным.

Интенсивность нагрузки коммутационных систем и сетей связи, измеренная 15-минутным или получасовым интервалом, обладает резко выраженной нестационарно-стью. Она меняется по месяцам года, дням недели и часам суток. Особенно значительны изменения интенсивности нагрузки в пределах суток. Обусловлено это нестационар-ностью поступающего потока вызовов. Средняя длительность обслуживания одного вызова имеет более стабильный характер и менее подвержена колебаниям.

Неравномерность нагрузки по часам суток и дням недели обусловлена режимом деловой и культурной жизни людей, временем работы госпредприятий, учреждений и организаций, ритмом городской жизни (начало и конец рабочего дня, время обеденного перерыва), программами телевидения (во время трансляции праздничных концертов, кинофильмов и спортивных соревнований нагрузка обычно снижается, часто довольно заметно, и резко повышается по окончании передачи), днями недели и числами месяца (обычно в конце месяца нагрузка несколько выше, чем в начале), а также различными факторами, присущими предприятиям связи, различием поясного времени, изменением потоков обмена по отдельным направлениям и мн. др.

Практически эта работа ведется на всех крупных узлах связи, однако на средних и небольших узлах этими вопросами занимаются недостаточно, что наносит существенный ущерб качеству и ведет к непроизводительным затратам трудовых ресурсов.

Базовая станция № 2

Базовая станция № 1

Рис. 1. Изменение нагрузки за сутки в диапазоне 900 МГц, сектор 1

Суточная нагузка и ЧНН, Эрл.

Суточная на гузка и ЧНН, Эрл.

Рис. 2. Изменение нагрузки за сутки в диапазоне 900 МГц, сектор 2

300,0

250,0

Рис. 4. Изменение нагрузки за сутки в диапазоне 900 МГц, сектор 1

Суточная нагузка и ЧНН, Эрл.

200,0

150,0

100,0

50,0

0,0

II 111 ИI 1HI 11 н

I Л" а ; Ja эЦ$ ; ; Л^ЩЦа ; ; ^ЦЦ; s 5 5|:-Ц^У|

1   2   3   4 5 6   7   8   9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Рис. 5. Изменение нагрузки за сутки в диапазоне 900 МГц, сектор 2

700,0

600,0

500,0

400,0

300,0

200,0

100,0

Рис. 3. Изменение нагрузки за сутки в диапазоне 900 МГц, сектор 3

Суто чная нагузка и ЧНН, Эрл.

1 и ir imii i n i mi

0,0

1   2   3   4 5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Рис. 6. Изменение нагрузки за сутки в диапазоне 900 МГц, сектор 3

Рассмотрим графики месячного распределения интенсивности нагрузок в Эрлангах (Эрл.), по up-link и downlink на примере двухдиапазонных трехсекторных базовых станций. Результаты за период с 1 июня по 30 июня 2008 г. представлены на рис. 1–12.

Базовая станция № 2 находится в центральном районе города. В данном случае она обеспечивает покрытие в основном коммерческим предприятиям. Базовая станция № 1 расположена ближе к спальному району г. Красноярска, интенсивность нагрузки заметно слабее, чем на БС № 2. Интенсивность входящей и исходящей нагрузки в различные дни месяца неодинакова, причем кроме случайных колебаний имеют место и регулярные колебания. Из графиков видно, что максимальные значения нагрузки приходятся на рабочие дни недели, на пятницу – спад нагрузки, в субботу и воскресенье – минимальные значения. Вполне оправдан спад нагрузки в период с 12 по 15 июня, так как отмечались празднования Дня Независимости Российской Федерации. Стоит обратить внимание на то, что 12 июня, БС № 2 была загружена. Это обус- ловлено миграцией населения с окраин в центр города на празднования.

Диапазон 900 МГц недогружен (рис. 1–6). Максимальное значение ЧНН для сектора 1 – 900 МГц на БС № 1 – 94,5 Эрл. (20 июня, пятница). Максимальное значение ЧНН для сектора 1 – 900 МГц на БС № 2 – 634,5 Эрл. (12 июня, четверг). Минимальное значение ЧНН для сектора 2 – 900 МГц на БС № 1 – 10,9 Эрл. (1 июня, воскресенье). Минимальное значение ЧНН для сектора 2 – 900 МГц на БС№ 2 – 41,2 Эрл.

Таким образом, можно сделать следующие выводы: анализ нагрузки на базовых станциях сотовой сети показал, что базовая станция вторая загружена в шесть раз больше, чем первая; при высокой загрузке базовой станции большие потери вызовов абонентов; анализ нагрузки необходим для корректировки места расположения базовых станций, с целью создания оптимальных режимов работы абонентов и снижения потерь вызовов.

M. N. Petrov, D. G. Mikhailov

ANALYSIS OF LOAD ON THE CELLULAR NETWORKS OF STANDARD GSM IN KRASNOYARSK

The systems of this kind came not long ago and some companies such as «ETK», «MTS», «Megafon», «Beeline» conduct service. The customer number has sizably exceeded the stationary number. Cellular systems have some features in contrast to stationary. That is why the teletraffic results can be used for analysis, design and calculation of cellular systems. It is necessary to carry out statistics analysis for showing up the regularities of modification capacity taking into account the peculiarities.