系统容量是指移动通信系统所能容纳的用户数,它是决定一个移动通信系统规模大小的决定性参数。从技术角度更确切地说,系统容量是指系统中各基站所包含的无线信道数和移动电话交换局的交换、控制即处理能力。
系统的信道数主要取决于系统的无线用户数、每个用户的话务量(包括来去话务量)及无线系统的呼损率等。系统的无线用户数一般应由设计单位和网的建设单位合作,根据网络所在地区的近期、远期经济发展规划,综合各方面的需要进行合理的预测后提供;系统的呼损率和每个用户的话务量应根据体制规定和移动通信技术发展状况,结合实践经验予以确定。
在确定系统容量时,不仅仅要考虑目前的用户数,还应根据未来发展需要,考虑到系统的扩容能力,在初次投资和再次投资的经济可行性与合理性方面进行权衡,据此来确定无线交换机的容量和所需中继线的数目及收、发信设备的数量。
下面介绍几种目前应用的系统用户量预测方法,在系统设计中可同时采用,互为补充和验证。
6.3.1 系统用户量预测
(1).按移动电话分布密度预测
所谓汽车电话分布密度是指每公里道路上的移动电话数。如果知道所需无线覆盖范围内的道路总长度,并假定每隔一定距离有一辆装有移动台的车辆(即一个移动用户),则可推算出该区域内的总用户数。这个总用户数就是预测的系统容量。
可以按下述通用公式计算:
上式中:N=R0/u
u为道路间隔,
L为覆盖区范围内以Ro为半径的圆周内道路总长度。
当道路间隔从75---300m,Ro>O.8km时,上式的结果近似为:
L=2pR。2/u
如果假定所有道路均为双行线,并且移动通信车是随机隔开的,平均隔开距离为S,则圆周内的移动通信车总数Cm为:
Cm =2L/S = 4pR02/Su
由上式可见,利用这种方法预测其最大的困难在于如何确定S。
(2).按移动电话安装率预测
移动电话安装率指的是每1000辆汽车中安装移动电话数的比率。这种预测方法的关键在于如何确定安装率。
6.3.2 系统话务量估算
话务量一般是指一组线路或中继线上电话呼叫的总和,也可以说电话用户在某段时间内所进行的电话交换量,又称为话务负荷。
在移动通信工程设计中,系统的忙时话务量是最重要的设计依据之一。忙时话务量指的是系统或线路最忙时的最大话务负荷。
话务量实际上是电话负荷大小的一种度量。它的单位是爱尔兰(Erlang)。所谓一个“爱尔兰”是指一条通话电路被百分之百的连续占用l小时的话务负荷,或者两条通话电路各被连续占用半小时时的话务负荷。另外,话务量的单位通常还有小时呼、秒呼、百秒呼等,它们分别表示一个或多个呼叫占用1小时时长、1秒时长、1百秒时长的话务负荷。
为了估算一个移动通信系统的总话务量,必须先在已预测出的系统总用户量基础上,估算出该系统内固定台、车载台、手持机等各种用户所占的比例数,因为不同类型用户的忙时话务量是不同的。另外,还需根据我国实际情况(参考国外的统计资料)确定各类用户的忙时话务量。
在工程设计中所需的每一用户忙时话务量可利用以下式子进行计算:
A’=a × b ×t
上式中:A为每用户的忙时话务量;
a为每用户在一天内的呼叫次数;
b为忙时集中率(系数)=忙时话务量/全天的话务量
t为每用户每次通话占用信道的平均时长。
上式中的呼叫次数应包括原呼叫(移动台主叫)和寻呼(移动台被叫)次数之和。
按照上式,可统计出手持机、固定台等用户的忙时话务量。各类型用户忙时话务量之和即为系统忙时总话务量。
6.3.3 无线信道呼损率与信道数的估算
呼损是指一个移动通信系统的全部信道被占用后若再发生呼叫,则该呼叫将无法接通而被损失掉,或者称为被阻塞的呼叫。
所谓呼损率就是这些呼叫被阻塞的概率,用来衡量一个通信系统的接续质量。它是设计通信系统工程的重要参数。实际上呼损率就是呼叫接不通的比率。
呼损率可根据一般的占用时间概念进行计算。如:已知单位时间内某系统发生的呼叫次数为C0,而单位时间内全部信道被占用的时间(百分数)为E,则在此时间内若再发生呼叫,必然造成呼叫失败,这就是呼损。呼叫失败的次数C0E与呼叫成功的次数Cs之间存在如下关系:
Cs=C0 - C0E=C0(1一E)
E = (C0 - CS)/C0
若利用概率理论,也可计算出流入系统的总话务量为A时,使N个无线话音信道同时被
占用的概率为:
上式表明了话务量A、系统话音信道数N和呼损率E之间的关系。只要已知其中两个量,
便可求出每三量。在工程设计中,利用上式进行计算通常是比较麻烦的,一般直接根据巴尔姆表进行查找。