BRPI0318246B1 - método para dimensionar uma célula de uma rede de telecomunicações móvel - Google Patents

Abstract

"método para dimensionar uma célula de uma rede de telecomunicações móvel, célula de uma rede de telecomunicações móvel adequada, e, produto de programa de computação". esta invenção se refere a um método (10) para avaliar as características alcançáveis em uma rede para aparelhos de telecomunicações móveis adequados para administrar chamadas com ambos tráfego de dados e/ou tráfego de voz e dados. na base do desempenho pedido para a quantidade (20, 30) e características (40, 50) do tráfego requerido, o método (10) provê uma maneira simples para determinar ambos o desempenho efetivo (70) da rede, em termos da probabilidade de ocupação dos canais de rádio e a probabilidade de chamadas interrompidas durante os períodos de tráfego de pico, e dimensionamento ótimo (60) da rede.

Description

“MÉTODO PARA DIMENSIONAR UMA CÉLULA DE UMA REDE DE TELECOMUNICAÇÕES MÓVEL” Campo Técnico A presente invenção diz respeito a um método para avaliar as características de uma rede para aparelhos de telecomunicações móveis na base de parâmetros tal como o número de recursos de rádio (estações base) disponíveis e a quantidade de tráfego de telefone oferecido a eles.

Em particular, a presente invenção diz respeito a um método para avaliar as características em termos de dimensionamento e desempenho de estações base de uma rede do tipo de GSM-GPRS (Global System for Mobile Communication - General Packet Radio Service -Sistema Global para Comunicações Móveis - Serviço de Rádio de Pacote geral em redes móveis) que, como é conhecido, usa uma interface de rádio híbrida baseada em Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência (FDMA -Frequency Division Multiple Access) e Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA - Time Division Multiple Access), e que torna possível administrar ambas as chamadas de voz e chamadas de dados. O método, portanto, está relacionado à avaliação do dimensionamento e desempenho corretos de recursos de rádio na base do número e duração das chamadas telefônicas de voz (tráfego de voz) e o número e volume de informação para transmitir em chamadas de dados (trafego de dados) e da prioridade atribuída a chamadas de tráfego de voz comparadas com as de tráfego de dados. O método, em particular, relaciona-se à determinação de probabilidade de morte de chamadas de dados associadas a um determinado estado ou configuração da rede. Técnica de Fundamento Redes para aparelhos de telecomunicações móveis são conhecidas.

Estas redes são descritas geralmente como celulares e elas são distinguidas por uma pluralidade de células, cada uma definida como o grupo de pontos territoriais servidos pelo sinal rádio-elétrico irradiado por uma antena (interface de rádio). À parte da mobilidade intrínseca de usuários, a peculiaridade principal de redes de aparelhos móveis é o uso da interface de rádio como porta de acesso à própria rede.

Também é conhecido que avaliações de dimensionamento e desempenho de redes de telecomunicações ou sistemas nos quais o tráfego oferecido é composto de tráfegos de voz e dados, podem ser avaliadas usando o método descrito em WO 02/080602. O método conhecido é baseado em um modelo de M/M/N/Q, no qual os servidores de sistema correspondem aos intervalos de tráfego de célula e o estado da célula é representado pelo número de usuários de GPRS no sistema; este modelo leva em conta: uma fila de comprimento infinito (Q = °°) na base que, no caso de congestão dos recursos de tráfego, cada usuário de GPRS faz múltiplas tentativas de acesso ao sistema; um tempo de espera de fila médio (para um usuário de GPRS) expresso como uma função do tempo necessário para o terminal móvel fazer as múltiplas tentativas de acesso ao sistema; que a mensagem inteira é julgada ter sido posta na fila; um tempo inter-chegada entre as chamadas de dados (processo de chegadas) tendo distribuição exponencial com parâmetro λ igual à frequência das chegadas; uma duração de chamada média (tempo de serviço τ) tendo distribuição exponencial com parâmetro μ = l/τ igual à intensidade de morte de chamada; um tempo de espera médio na fila tendo distribuição exponencial com parâmetro α igual à frequência das chamadas interrompidas ("impaciência" de usuário).

Até onde as características do serviço de dados de GPRS são consideradas, o método conhecido leva em conta que: cada usuário (ou, em lugar disso, cada terminal móvel de GPRS) tenta acessar o sistema, de acordo com várias políticas, por um número predeterminado de segundos com tentativas múltiplas; se o usuário foi incapaz de acessar o intervalo de rádio no fim deste período de tempo, a chamada é bloqueada; acesso ao intervalo de rádio no sistema é obtido, de uma maneira conhecida, em uma base de chamada e não para o pacote de mensagem individual; a velocidade de transmissão da mensagem, depois de obter o recurso de rádio, depende do número de usuários multiplexados no intervalo de tempo de GSM; este número vai, por exemplo, de um mínimo de um usuário a um máximo de oito; como consequência disto, a velocidade, como é conhecido, pode variar durante a transmissão da única mensagem na base do número de usuários que acessam a célula de GSM-GPRS.

De acordo com o método conhecido, o tráfego de dados "A" oferecido à célula é avaliado por meio da relação seguinte: onde: tempo de serviço mínimo de uma chamada de dados; e - velocidade do servidor único; n.L - comprimento da mensagem (n pacotes de comprimento L).

Conhecendo o número de intervalos disponíveis a qualquer momento para o serviço de GPRS, o conjunto de possíveis estados associados com a célula é então reunido em equações de equilíbrio de fluxo requeridas para calcular as várias probabilidades de estado, dadas pela relação: onde Po é a probabilidade do sistema estar no estado 0; o conjunto de probabilidades é então normalizado por meio da relação de normalização PO, correspondendo à fórmula: No sistema conhecido, o tráfego de voz tem prioridade sobre as chamada de dados de GPRS (preempção) e é necessário elevar as várias configurações possíveis de intervalos disponíveis para o serviço de dados com a probabilidade, ligada só a tráfego de voz, de cada configuração ocorrendo efetivamente. Para este propósito, o estado da arte toma possível avaliar as probabilidades de ter x canais ou intervalos deixados livres por voz, e portanto utilizáveis pelo serviço de GPRS, pela relação: onde C representa o número de canais de uma célula, D corresponde ao número máximo de canais alocáveis para dados (estáticos mais dinâmicos) e Pv(i) é a probabilidade de ter "i" canais ocupados por voz, dados pela relação de um tipo conhecido: onde Ayoz representa o tráfego de voz oferecido à célula. O desempenho efetivo da célula (probabilidade de bloco de dados e processamento de usuário) é portanto dado pelas relações seguintes: probabilidade média de bloco de dados; - atraso de dados médio; onde B(x) e ET(x) são a probabilidade de perda de dados média e o atraso médio associado à configuração com "x" canais disponíveis para tráfego de dados. O processamento de usuário é calculado na base do atraso médio, por meio da relação (de tipo conhecido): n.L/Ro com comprimento de mensagem n.L.

No caso específico da rede de GSM-GPRS, tráfego de dados para os vários tipos de serviço é administrado (servido) usando portadoras de rádio de frequência predefinida e, na estrutura de cada portadora de rádio (técnica de acesso de FDMA), por um dado intervalo (o canal lógico) entre esses periodicamente disponíveis na estrutura do quadro de tempo usado na interface de rádio (técnica de acesso de TDMA). Neste contexto, se até mesmo um usuário pedir uma transmissão de dados, um ou mais intervalos inteiros do quadro de tempo de GSM são designados ao usuário como uma função da capacidade de terminal (número preferido de intervalos de tempo pedidos à rede) da estação móvel; isto implica uma dada velocidade de transmissão, por exemplo 9,05 kbit/s nominal por intervalo, para a codificação de dados denominada CS-1, ou 13,4 kbit/s nominal por intervalo para a codificação de dados denominada CS-2.

Se, por outro lado, vários usuários pedirem simultaneamente transmissão de dados, um ou mais intervalos são subdivididos entre os próprios usuários, com uma queda conseqüente na velocidade de transmissão que será, portanto, uma função do número de usuários ativos no sistema (célula) naquele momento; de uma maneira mais intuitiva, o usuário genérico nota uma velocidade de transmissão de dados líquida que varia com tempo na base das condições de carga no sistema.

Em outras palavras, o método conhecido para determinar a probabilidade de morte de chamada associada com um estado de rede determinado é baseado em considerar que cada terminal na célula usa a mesma capacidade.

Da análise do Requerente do método conhecido, emerge que a metodologia para avaliar dimensionamento e desempenho das estações base de uma rede para aparelhos de telecomunicações móveis é inadequado.

Na realidade, uma célula de uma rede real inclui terminais de dados pedindo números diferentes de intervalos de tempo à rede para transferir dados.

Exposição da Invenção O objetivo desta invenção é a implementação de um método para avaliar o dimensionamento e desempenho de estações base em uma rede para aparelhos de telecomunicações móveis que não têm o limite descrito no estado conhecido da arte e que leva em conta a co-existência de chamadas de dados associadas a terminais diferentes tendo capacidades diferentes ou número preferido de intervalos de tempo pedidos à rede.

Este objetivo é alcançado pelo método como descrito nas reivindicações.

Em particular, o objetivo da presente invenção é um método para determinar probabilidades de morte de chamada associadas a um estado determinado de uma célula de rede quando a rede inclui terminais de dados tendo capacidades de terminal diferentes.

Além disso, o objetivo da presente invenção é um produto de programa de computador carregável em memória interna de computadores para implementar o método da invenção como também a rede dimensionada usando o método da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos Esta e as outras características desta invenção serão claras da descrição seguinte de uma forma preferida de concretização, provida para propósitos exemplificativos e não limitativos, com a ajuda dos desenhos anexos, em que: Figura 1 mostra um diagrama das entradas precisadas para aplicar o método para avaliar as características de uma estação base para aparelhos de telecomunicações móveis, de acordo com a invenção, e as saídas garantidas pelo próprio método;

Figura 2 é um fluxograma do método de acordo com a invenção; e Figura 3 é uma descrição de um possível estado de uma célula do tipo de GSM-GPRS (em termos da frequência de nascimentos e mortes de chamadas de dados provocando saída do próprio estado) quando o número de usuários para tráfego de dados (usuários de GPRS) no sistema não é mais alto do que o máximo permitido e quando o número de usuários de GPRS, presentes na célula, é tal como a requerer uma parte das chamadas ser posta na fila.

Melhor Modo para Executar a Invenção Com referência à Figura 1, um método 10 para avaliar as características em termos de dimensionamento e desempenho de uma rede de telecomunicações móvel, por exemplo uma rede de telecomunicações móvel de GSM-GPRS, considera um conjunto de entradas compostas, em detalhes, de desempenho requerido para o tráfego de voz (perda de voz) 20, de desempenho requerido para os tráfegos de dados (perda de dados ou processamento de usuário para cada fluxo de tráfego caracterizado por uma capacidade de terminal diferente) 30, de descrições do tráfego de voz oferecido (Erlang) 40 e de descrições do tráfego de dados oferecido (tráfego de GPRS) 50 composto da frequência de chegada de chamada e capacidade das chamadas de dados para cada fluxo de tráfego e comprimento médio da mensagem individual. O método 10, de acordo com a invenção, é adequado para prover ambos um ótimo dimensionamento 60 da célula de GSM-GPRS (número de portadoras de rádio) dado o desempenho requerido 20 e 30, e o tráfego oferecido, 40 e 50, e o desempenho efetivo 70 da própria célula dadas as entradas 20, 30, 40 e 50.

Em particular, do ponto de vista operativo, o método 10 para avaliar o dimensionamento e desempenho de uma estação base em uma rede de telecomunicações móvel adequada para administrar voz e dados, uma rede de GSM-GPRS por exemplo, inclui um conjunto de estágios que podem ser agrupados em seis blocos lógicos fundamentais.

Um primeiro bloco 10000 (Figura 2), de tipo conhecido, adequado para avaliar o número de canais de tráfego (intervalos) requeridos (etapa 150) na base do tráfego de voz para operar ou Erlang 40 oferecido à célula (etapa 100) e sob o constrangimento de garantir uma perda de voz não maior do que a perda de voz 20 requerida para voz somente (etapa 200).

Um segundo bloco 20000, de tipo conhecido, adequado para avaliar o número mínimo de portadoras de rádio para alocar na célula (etapa 350), na base do número de canais de sinalização necessários (etapa 300), dedutível, de uma maneira conhecida, do número de canais calculado na etapa 150 do primeiro bloco 10000, e na base do número de canais (etapa 400) reservados estaticamente para tráfego de dados (50) somente.

Um terceiro bloco 30000, como será descrito em maior detalhe abaixo, adequado para avaliar o desempenho do tráfego de dados, na seção entre o terminal móvel e a estação base ou seção de ligação superior (etapa 550), na base de: número de portadoras de rádio disponíveis obtidas com a etapa 350 do segundo bloco 20000; características de tráfego de dados oferecido tendo diferente: frequência de chegada de chamada de dados; capacidade de terminal; comprimento do pacote; número médio de pacotes por mensagem (etapa 500), para cada fluxo de tráfego de dados associado com uma determinada capacidade de terminal; desempenhos requeridos de uma célula de dados, isto é: perda de chamada de dados média (etapa 600); e atraso médio (etapa 700); números máximos de canais alocáveis dinamicamente para os serviços de dados (etapa 800); parâmetros indicando a duração máxima de tempo de espera na fila de uma chamada de dados (etapa 900); e codificação usada para transmissão de dados (etapa 1000), por exemplo parâmetros relativos ao tipo de codificação de GPRS usada.

Um quarto bloco 40000, substancialmente para avaliar os resultados obtidos, adequado para confirmar, aumentar ou reduzir o número de portadoras de rádio usadas pelo terceiro bloco 30000, incluindo uma primeira etapa de controle para controlar se o desempenho satisfaz os requisitos de dimensionamento (etapa 1100).

Se o resultado for positivo, esta etapa 1100 completa o bloco 40000 e, se o resultado for negativo, conduz a uma segunda etapa de controle para controlar se uma melhoria foi obtida na etapa 30000 nos desempenhos de célula comparados com qualquer situação prévia (etapa 1200).

No evento de um resultado negativo, esta etapa 1200 conduz a uma etapa (etapa 1250) adequada para retomar o número de canais àqueles usados no bloco 30000 representativos de uma situação prévia, e no caso de um resultado positivo, conduz a um aumento no número de canais (etapa 1150), se possível, sabendo o número máximo de portadores alocáveis em uma célula de GSM, e para repetição do bloco 30000.

Um quinto bloco 50000 para avaliar o desempenho dos tráfegos de dados na seção entre a estação base e o terminal móvel ou seção de ligação inferior (etapa 1350), na base do número de portadoras de rádio disponíveis (confirmado ou calculado nos blocos 30000 e 40000), na base do conjunto de entradas relativas ao tráfego de dados oferecido (etapa 1300) como descrito para as etapas 500, 600 e 700 do bloco 30000 e na base do conjunto de parâmetros de configuração (etapa 1400) como descrito nas etapas 800, 900 e 1000 do bloco 30000.

Um sexto bloco 60000 substancialmente para avaliar os resultados obtidos, adequado para confirmar, aumentar ou reduzir o número de portadoras de rádio usadas pelo quinto bloco 50000; este bloco 60000 é substancialmente equivalente ao bloco 40000, já descrito, e inclui as etapas 2100, 2200, 2250 e 2150 respectivamente equivalentes às etapas 1100, 1200, 1250 e 1150 já descritas.

Conhecendo o número máximo de portadoras alocáveis em uma célula de aparelhos móveis, do tipo de GSM por exemplo, o bloco 60000 conduz à conclusão do método 10, de acordo com a invenção, reciclando no bloco 50000, onde aplicável.

No método de acordo com a invenção, os primeiros dois blocos 10000 e 20000 só serão descritos em linhas amplas, exatamente como os blocos 40000 e 60000; os blocos 30000 e 50000, por outro lado, incluem componentes inovadores devido às características de tráfego de dados diferentes consideradas com respeito ao estado da arte e serão descritos em detalhes.

As funções executadas pelos vários blocos são implementadas, de acordo com o objetivo desta invenção, na forma de programas em um computador e tomam possível determinar as características de uma rede para aparelhos de telecomunicações móveis. A operação do método 10 para avaliar o dimensionamento e desempenho de uma célula em um sistema de telecomunicações móvel é descrita tomando uma rede do tipo de GSM-GPRS como referência, embora possa ser entendido por técnicos no setor que o método 10 é fácil de estender a redes móveis adequadas para administrar tráfego de dados e/ou tráfego de voz e dados.

Em particular, o dimensionamento como descrito pode ser aplicado vantajosamente a redes do tipo TDMA e FDMA/TDMA. O primeiro bloco 10000 toma possível avaliar o número mínimo de canais de tráfego (intervalos) requeridos (etapa 150) para operar o tráfego de voz oferecido (Erlang) para a célula (etapa 100), sob o constrangimento de garantir uma perda de voz não maior do que a perda de voz requerida para voz somente (etapa 200).

Para este propósito, a etapa 150 do bloco 10000 usa a fórmula chamada "Erlang-B", conhecida tal como (modelo M/M/N) em primeira e segunda geração fixa e redes de telecomunicações móveis que, na base de dados de entrada conhecidos, provê o número de canais de tráfego para alocar na célula de GSM-GPRS para operar o tráfego expresso em Erlang com o desempenho pedido (queda de nível de voz). O segundo bloco 20000 toma possível avaliar o número de portadoras de rádio (técnica de acesso de FDMA) para alocar na célula, assumindo o seguinte como conhecido: o número total de canais de tráfego (técnica de acesso de TDMA) associado com cada portadora de rádio que, como é conhecido, é oito canais no caso do sistema de GSM; a regra de associação, conhecida como tal, entre o número de canais de tráfego calculado pelo primeiro bloco 10000 e o número de canais de sinalização precisados para administrar a célula (etapa 300); o número de canais alocados estaticamente para o tráfego de GPRS, e portanto não utilizável em qualquer caso por tráfego de voz (etapa 400); em geral, isto é um parâmetro de projeto.

De acordo com esta invenção, o terceiro bloco 30000 toma possível avaliar o desempenho de tráfego de dados (perdas e processamentos de usuário) (etapa 550) na seção de ligação superior na base de uma pluralidade de dados de entrada, de características do serviço de dados de GPRS e de suposições relativas ao método e modelo. Em particular, até onde os dados de entrada são considerados, a etapa 550 leva em conta: as características dos tráfegos de dados oferecidos à célula; quer dizer, para cada fluxo de tráfego de dados, a frequência de chegada de chamada, a capacidade de terminal, o comprimento do pacote e o número médio de pacotes por mensagem (etapa 500); a perda de chamada de dados pedida para cada fluxo de tráfego de dados (etapa 600); o processamento de usuário pedido para cada fluxo de tráfego de dados (etapa 700); o número máximo de canais alocáveis dinamicamente para as chamadas de dados (etapa 800), quer dizer, utilizável pelos tráfegos de dados de GPRS e deixados livres pelo tráfego de voz de GSM; o tempo de espera máximo na fila de uma chamada de dados de GPRS (etapa 900); a codificação de GPRS para transmissão dos dados (etapa 1000); o número de portadoras calculado pelo segundo bloco 20000 na etapa 350.

Até onde as características do serviço de dados de GPRS são consideradas, o bloco 30000 e o método levam em conta, para o propósito de modelar o comportamento da célula de GSM-GPRS para tráfego de dados somente (tráfego de GPRS): um modelo de M/M/N/Q no qual os servidores de sistema correspondem aos intervalos de tráfego de célula e o estado da célula é representado pelo vetor m = {mi, ni2,..., mN}, onde o termo mi representa o número de usuários de GPRS no sistema pertencendo ao i-ésimo fluxo de tráfego; uma fila de comprimento infinito (Q = °°) no caso de congestão dos recursos de tráfego em que cada usuário faz múltiplas tentativas de acesso; um tempo de espera de fila médio (para um usuário de GPRS) expresso como uma função do tempo necessário para o terminal móvel fazer as múltiplas tentativas de acesso; a mensagem inteira posta na fila; um tempo de inter-chegada, para o i-ésimo fluxo de tráfego, entre as chamadas de dados (processo de chegadas) caracterizado por distribuição exponencial com parâmetro λ, igual à frequência de chegada de chamada de dados (deste modo, a descrição do processo de chegadas global associado com o conjunto completo de fluxos de tráfego é dada pelo vetor λ = {λι, λ2,..., λΝ}; uma duração de chamada média (tempo de serviço τ) caracterizado por distribuição exponencial com parâmetro μ = l/τ igual à intensidade de morte de chamada; um tempo de espera médio na fila caracterizado por distribuição exponencial com parâmetro α igual à frequência das chamadas interrompidas ("impaciência" de usuário). Na base do que foi listado, o bloco 30000 toma possível avaliar o vetor de tráfegos de dados A = {Ai, A2,..., An} oferecidos à célula por meio das relações seguintes: para o i-ésimo fluxo de trafego; onde: - tempo de serviço mínimo de uma chamada de dados; e Vcanai - velocidade do servidor único; n.L - comprimento da mensagem (n pacotes de comprimento L).

De acordo com uma característica da presente invenção, o desempenho da célula na seção de ligação superior (probabilidades de bloco de dados e processamentos de usuário médios) são avaliados usando modelagem do estado de célula baseado em dois tipos diferentes de "estado de célula" caracterizado pela presença de N fluxos de tráfego de dados diferentes.

Se m = {mi, mN} for o vetor de usuários de GPRS no sistema, nós obtemos: o estado 110000 (Figura 3, Figura 2) relativo a um caso bidimensional para uma explicação mais simples, na qual o número de usuários de GPRS no sistema (descrito por vetor m = {mi, m2}) não excede o número máximo de conexões de dados simultaneamente suportáveis pela célula, onde o número de intervalos disponíveis em um dado momento para o serviço de dados é conhecido; neste caso, o sistema saí do estado "mi,m2" por causa do nascimento de uma nova chamada de dados (com frequências de chegada de chamada de dados λι e λ2) ou por causa da morte de uma chamada em progresso; a frequência global da morte é k^, onde k é o número de intervalos de GSM ocupados por um ou mais usuários de GPRS. A frequência da morte associada a cada fluxo de tráfego é avaliada por meio de uma repartição da frequência global da morte de chamada de dados.

De acordo com presente invenção, um conjunto de modelos é definido para permitir avaliar de um modo simples e rápido a frequência média da morte relacionada a cada fluxo de tráfego único; esta frequência média, de acordo com a presente concretização, depende dos parâmetros seguintes: mi - número de usuários pertencendo a fluxo de tráfego de dados 1; ni2 - número de usuários pertencendo a fluxo de tráfego de dados 2;

Ci - capacidade de terminal associada a fluxo de tráfego de dados 1; C2 - capacidade de terminal associada a fluxo de tráfego de dados 2; N - número de intervalos disponíveis para tráfegos de dados; k - número de intervalos ocupados por tráfegos de dados;

Mmax - número máximo de usuários multiplexados em um intervalo de tempo; e também depende das condições seguintes: então a'(mi, m2) = b'(mi, m2) = definido: CR - como a capacidade de terminal reduzida (número reduzido de intervalos de tempo usados com respeito ao número preferido de intervalos de tempo pedidos à rede) associada a fluxo de tráfego de dados 1 ou 2; e sob a hipótese que só um usuário acessa o sistema com uma capacidade de terminal reduzida (o último usuário acessando o sistema antes do preenchimento da fila) então a'(mi, 1¾) = b’(mi, m2) = no exemplo acima, a capacidade de terminal reduzida considera o fluxo de tráfego de dados 2, mas pode também considerar o fluxo de tráfego de dados 1 se o último usuário acessando o sistema pertencer ao primeiro tráfego; nesse caso, os modelos acima têm que ser modificados considerando a capacidade de terminal reduzida associada a fluxo de tráfego de dados 1; então a'(mi, m2) = b'(mi, m2) = a mesma capacidade de terminal reduzida pode considerar o fluxo de tráfego de dados 1 sob a condição oposta Ci > C2; nesse caso, os modelos acima têm que ser modificados considerando a capacidade de terminal reduzida associada ao primeiro tráfego. O estado 210000, no qual o número de usuários de GPRS no sistema (descrito por vetor m = {mi, 1¾}) excede o número máximo de conexões de dados simultaneamente suportáveis pela célula, onde o número de intervalos disponíveis em um dado momento para o serviço de dados é conhecido; nesse caso, o sistema sai do estado "mi, ni2" por causa do nascimento de uma nova chamada de dados (com frequências de chegada de chamada de dados λι e λ2) ou por causa da morte de uma chamada no sistema como resultado de duas causas: a conclusão de uma chamada em progresso que ocorre com frequência global de morte igual a Ν.μ, onde N é o número máximo de intervalos utilizáveis pelo serviço de dados; a partida de uma chamada de dados da fila como resultado de terminação do tempo de espera considerado pelo sistema que ocorre com uma frequência global de morte igual a Nq.oc, onde Nq = mi + 1¾ - c(mi, 1¾) corresponde ao número total de usuários de GPRS (pertencendo fluxos de tráfego de dados 1 e 2) na fila que cada um contribui com o termo adicional igual a a.

Também neste caso, a frequência da morte associada a cada fluxo de tráfego é avaliada por meio de uma repartição da frequência global da morte de chamada de dados.

Em particular, de acordo com a presente concretização, é conveniente avaliar cada frequência da morte a"e b" iniciando da frequência da morte dada por Ν.μ para os usuários conectados e, além disso, a frequência da morte a'" e b'" iniciando da frequência da morte dada por Nq.oc para os usuários enfileirados.

Neste contexto, de acordo com a presente invenção, uma melhoria não é só o uso do conjunto de modelos descritos para o estado 110000, mas também a definição de um algoritmo rápido e eficiente dedicado à avaliação de SQ seqüências possíveis de usuários acessando o sistema para o estado m = {mi, ni2}; para cada seqüência, é associada uma repartição específica das frequências da morte Ν.μ e Nq.oc. O modelo descrito abaixo permite construir de um modo muito simples S conjuntos de seqüências ou "configurações" caracterizado pelo fato de que as seqüências pertencendo a um único conjunto têm a mesma repartição da frequência da morte e cada um dos S conjuntos de seqüências tem uma repartição diferente da frequência da morte.

Em particular, de acordo com a presente concretização, para cada conjunto é considerado só uma configuração como representativa de todas as permutações possíveis tendo a mesma repartição da frequência da morte.

Deste modo, é possível reduzir de um modo imenso a quantidade de elaborações e calcular só as S « SQ configurações diferentes.

Como consequência disto, a frequência da morte associada a cada fluxo de tráfego de dados depende dos parâmetros seguintes: mi - número de usuários pertencendo a fluxo de tráfego de dados 1; ni2 - número de usuários pertencendo a fluxo de tráfego de dados 2;

Ci - capacidade de terminal associada com fluxo de tráfego de dados 1; C2 - capacidade de terminal associada com fluxo de tráfego de dados 2; N - número de intervalos disponíveis para tráfegos de dados; Mmax - número máximo de usuários multiplexados em um intervalo de tempo.

Dado o vetor m = {mi, ni2}, os componentes da frequência da morte associada a cada fluxo de tráfego podem ser avaliados como segue: 1. é construída a "configuração j" de acesso à célula na qual antes de entre nos usuários de sistema caracterizado pela capacidade de terminal menor (no exemplo é Ci < C2) 2. é avaliado o "corte de acesso" no qual a capacidade da célula (dada pela fórmula N.Mmax) está completamente ocupada, 3. é calculado (usando um conjunto de fórmulas binomiais) o número de possíveis "permutações", com o "corte de acesso" individualizado, alcançável considerando o vetor m = {mi, 1¾} de usuários caracterizando o estado; 4. os dois componentes diferentes de frequência da morte associados a cada fluxo de tráfego de dados são calculados para a "configuração j": para usuários conectados aos N intervalos de tempo disponíveis, os modelos descritos para estado 110000 são aplicados ao conjunto de usuários colocados à esquerda do "corte de acesso"; deste modo, os termos a"j (mi,ni2) e b"j (mi, 1¾) são obtidos; para usuários colocados na fila, é calculada a repartição entre os fluxos de tráfego de dados 1 e 2 e os termos a" j (mi, 1¾) e b" j (mi, 1¾) são avaliados; é óbvio que todas as "permutações" associadas à "configuração j" são caracterizadas pelas mesmas frequências da morte dadas pelo conjunto a". a'"· V»"· V*"'.· a J> a J> D J> D J5 5. é construída uma nova seqüência ou "configuração" invertendo a posição de dois usuários pertencendo o primeiro ao fluxo de tráfego de dados 1 e o segundo ao fluxo de tráfego de dados 2 a etapa 2 é repetida; se o novo "corte de acesso" for diferente do prévio, também as etapas 3 e 4 são repetidas e outras "permutações", e portanto frequências da morte, são calculadas; se o novo "corte de acesso" for igual ao prévio, a etapa 5 é repetida até que um novo "corte de acesso" diferente seja obtido; o processo baseado nas etapas 1, 2, 3, 4 e 5 é parado quando é obtido o "corte de acesso" composto por usuários pertencendo só a fluxo de tráfego de dados 2.

Ao final do processo baseado nas etapas 1, 2, 3, 4 e 5, um certo número de "configurações" e um grande número de "permutações" "i" são conhecidas em termos de componentes a"i, a"'i, b"i, b"'i; os componentes totais a", a'", b", b'" são calculados como a média de conjuntos ai", ai'", bi", bi'" associados às permutações avaliadas.

Na presença de N fluxos de tráfego de dados diferentes, a existência de possíveis estados infinitos devido a uma fila de comprimento infinito, conduz a uma melhoria adicional do método para limitar o número de estados a fim de calcular de um modo eficiente o conjunto de probabilidades de estado, como descrito abaixo.

Quando N fluxos de tráfego de dados são oferecidos a um sistema multi-dimensional caracterizado por uma fila infinita, a avaliação do conjunto de probabilidades de estado pede a construção e resolução de uma matriz N-dimensional com um número infinito de elementos.

De acordo com a presente invenção, é provido um método para avaliar o número máximo de usuários Mimax, associado ao i-ésimo fluxo, acessado no sistema; este parâmetro é avaliado levando em conta só o i-ésimo fluxo e oferecendo seu tráfego a um sistema unidimensional; deste modo, Mimax é obtido identificando o estado "j" no qual a probabilidade estado Pj se toma desprezível (quer dizer, muito pequena).

Em outras palavras, cada um dos fluxos de tráfego oferecidos por terminais tendo uma determinada capacidade de terminal é analisado separadamente (avaliação unidimensional).

Esta abordagem é considerada adequada para limitar a dimensão do problema e garantir um tempo eficiente de elaboração.

Sabendo todas as frequências da morte, é possível construir uma matriz Q que é uma "matriz dispersa" quadrada com dimensão (Mimax. M2max·... MNmax).

Conhecendo o número de intervalos disponíveis a qualquer momento para o serviço de GPRS, o conjunto de possíveis probabilidades de estado associadas a uma célula é dado pela relação: onde 7ty,...k é a probabilidade de estado do sistema estando em um estado com i usuários pertencendo a fluxo de tráfego de dados 1, j usuários pertencendo a fluxo 2 e k usuários pertencendo ao último fluxo; é o vetor de probabilidades de estado.

Portanto, o número de possíveis estado e de probabilidades de estado associadas está limitado em número como resultando dos índices das expressões acima.

Devido a isso, o método de Jacobi, por exemplo, pode ser usado para resolver este sistema e obter as probabilidades de estado normalizadas; depois da avaliação deste conjunto de probabilidades, a probabilidade de bloco de dados Bi e atraso de dados ETi associado a cada i-ésimo fluxo de tráfego de dados e probabilidade de bloco de dados total B e atraso de dados total ET são avaliados.

Em resumo, de acordo com a presente invenção, o dimensionamento de célula é determinado na base de um conjunto de probabilidades de estado 7ty,...k associadas a um conjunto de estado de célula em que cada probabilidade de estado é determinada na base de frequências de chamada de dados de chegada e frequências de morte médias de chamadas de dados associadas a tipos diferentes de terminais.

Em particular, as frequências de morte médias de cada estado de célula são determinadas considerando as S seqüências tendo cada uma repartição determinada da frequência global da morte. O que foi descrito extensamente, e várias vezes salientado, deve ser pretendido como estando associado com o número de intervalos disponíveis para o serviço de dados em um dado momento. Como este número varia em tempo real na base do tráfego de voz que, em geral, tem prioridade sobre as chamadas de GPRS, é necessário considerar as várias possíveis configurações de intervalos disponíveis para o serviço de dados com a probabilidade, ligada só a tráfego de voz de cada configuração ocorrendo efetivamente. Para este propósito, o bloco 30000 toma possível avaliar as probabilidades de ter x canais deixados livres por voz, e portanto utilizáveis pelo serviço de GPRS, pela relação: onde D corresponde ao número máximo de intervalos alocáveis para dados (estático mais dinâmico) e Pv(i) é a probabilidade de ter "i" intervalos ocupados por voz, dada pela relação de um tipo conhecido: onde Ayoz representa o tráfego de voz oferecido à célula.

De acordo com a presente invenção, é, portanto, possível determinar o desempenho efetivo da célula pelas relações seguintes: - probabilidade média de bloco de dados para o i-ésimo fluxo de tráfego de dados; - atraso de dados médio do i-ésimo fluxo de tráfego de dados; - perda de dados de chamada média; atraso de dados médio; onde B(x) e ET(x) são a probabilidade de perda de dados média e o atraso médio (associado ao conjunto inteiro de fluxos de tráfego de dados) quando "x" intervalos de tempo estão disponíveis para serviço de dados.

Processamento de usuário é calculado na etapa 550 na base do atraso médio, por meio da relação (de tipo conhecido): com comprimento de mensagem n.L.

Bloco 30000 inclui: um método para calcular as frequências de morte médias associadas a cada tipologia de estado da célula como mostrado na Figura 3; um método para limitar o número de estados da célula; um tal método permite aplicar, por exemplo, o método de Jacobi; um método para determinar a perda de voz efetiva, perda de dados e processamentos de usuário de dados, em que os desempenhos de dados são determinados por meio de modelos que dão perdas de dados (total e por fluxo) e atrasos médios (total e por fluxo) na base da probabilidade de ter "x" intervalos disponíveis para tráfegos de dados deixados livres por chamadas de voz. O quarto bloco 40000 compara a qualidade do desempenho avaliado pelo terceiro bloco 30000 com o desempenho esperado (perda de dados de chamada e processamento pedido) e decide o aumento no número de portadoras na célula (etapa 1150) se o desempenho não for satisfeito (etapa 1100) e se: o desempenho avaliado for comparado melhor com aquele obtido na etapa prévia (etapa 1200) e, certamente, o número máximo de portadoras alocáveis em uma célula não foi alcançado. A etapa 1100 toma possível evitar aumento desnecessário no número de portadoras se o desempenho, até mesmo se julgado insatisfatório, não puder ser ademais melhorado (isto pode ocorrer se o número de intervalos alocáveis dinamicamente para o serviço de dados, o serviço de GPRS por exemplo, for fixo e não puder ser aumentado nem quando aumentando o número de portadoras designadas à célula); o limite constituído pelo número máximo de portadoras disponíveis leva em conta os limites das bandas espectrais e as regras que cada operadora de telefone móvel usa para executar dimensionamento de rádio da estação base de sistema. O quinto bloco 50000, relativo à avaliação de desempenho (probabilidade de bloco de dados e processamento de usuário associados a cada fluxo de tráfego de dados) para a seção de ligação inferior, tem características idênticas, do ponto de vista das suposições de método e modelo, para bloco 30000 relativo à seção de rádio oposta (seção de ligação superior) e portanto referência deveria ser feito àquele bloco. O sexto bloco 60000 tem características idênticas ao bloco 40000, e neste caso também a descrição é omitida.

Modificações ou variações óbvias são possíveis à descrição acima, nas dimensões, formas, materiais, componentes, elementos de circuitos, conexões e contatos, como nos detalhes dos circuitos e construção ilustrada, e no método de operar sem se afastar do espírito da invenção como especificada nas reivindicações que seguem.

REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1. Método para dimensionar uma célula de uma rede de telecomunicações móvel adequada para administrar chamadas de dados associadas a terminais de dados tendo capacidades de terminal diferentes, em que a célula é distinguida por uma pluralidade de estados, caracterizado pelas etapas seguintes de: limitar o número de dita pluralidade de estados associados a dita célula acessada por uma pluralidade de fluxos de tráfego diferentes associados a ditos terminais de dados; determinar frequências de morte médias de um único estado de célula considerando sequências determinadas (S) de usuários acessando à célula e tendo uma repartição diferente de frequência de morte; determinar um conjunto global de probabilidades de estado de célula de dita célula na base de frequências de chegada de chamada de dados e das frequências de morte médias de chamadas de dados; dimensionar dita célula na base de dito conjunto global.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de limitar o número de dita pluralidade de estados inclui a etapa de analisar separadamente cada fluxo de tráfego de dita pluralidade de fluxos de tráfego oferecidos por ditos terminais de dados.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas sequências determinadas tem associado um conjunto de sequências tendo a mesma repartição da frequência da morte.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a rede é uma rede do tipo de TDMA ou TDMA/FDMA.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a rede é uma rede do tipo de GPRS.