MODELOWANIE I WYMIAROWANIE RUCHOMYCH SIECI BEZPRZEWODOWYCH
Podstawowe elementy inżynierii ruchu w sieciach ruchomych. Modelowanie systemów z przelewem ruchu. Modele wiązek łączy z ruchem zintegrowanym. Modelowanie systemów z ruchem zintegrowanym i przelewem ruchu. Modele węzłów transmisji pakietowej. Modelowanie i wymiarowanie interfejsu radiowego systemów komórkowych.

Prezentowana książka jest pierwszym w Polsce tak obszernym opracowaniem, dotyczącym inżynierii ruchu i wymiarowania sieci bezprzewodowych. W książce omówiono zarówno zagadnienia podstawowe, tj. wprowadzenie do teorii ruchu oraz jednokanałowe systemy z przelewem ruchu, jak i zagadnienia bardziej zaawansowane, tj. modele systemów z ruchem zintegrowanym oraz modele kolejkowe. Książka zawiera również algorytmy umożliwiające praktyczne wymiarowanie oraz optymalizację wybranych interfejsów w sieciach telefonii komórkowej 2/3 G.

Odbiorcy książki:
Badacze, naukowcy, inżynierowie oraz studenci zainteresowani projektowaniem i modelowaniem sieci UMTS, jak również szerokie grono odbiorców zainteresowanych sieciami komórkowymi 2 i 3 generacji.

Spis treści

Od autorów

1. Wprowadzenie

2. Podstawowe definicje i terminologia
2.1. Wprowadzenie 3
2.2. Strumień zgłoszeń 3
2.2.1. Strumień Poissona i jego właściwości 3
2.2.2. Parametry opisu strumienia Poissona 4
2.3. Strumień obsługi 7
2.3.1. Definicja 7
2.3.2. Parametry opisu strumienia obsługi 7
2.4. Procesy Markowa 9
2.4.1. Procesy stochastyczne 9
2.4.2. Proces Markowa jako proces obsługi zgłoszeń w wiązce pełnodostępowej 10
2.5. Pojęcie ruchu 15
2.5.1. Wiadomości wstępne 15
2.5.2. Ruch i natężenie ruchu 15
2.5.3. Definicje średniego natężenia ruchu załatwianego 16
2.5.4. Definicja średniego natężenia ruchu oferowanego 18
2.6. Jakość obsługi w systemach telekomunikacyjnych 18
2.6.1. Podstawowe parametry GoS w systemach ze stratami 19
2.6.2. Obciążenie i obciążalność systemów 20

3. Podstawowe elementy inżynierii ruchu w sieciach ruchomych
3.1. Wprowadzenie 21
3.2. Model Erlanga 21
3.2.1. Założenia modelu 21
3.2.2. Diagram procesu obsługi 21
3.2.3. Równania stanu 22
3.2.4. Prawdopodobieństwo zajętości dowolnych i kanałów w wiązce - rozkład Erlanga 22
3.2.5. Prawdopodobieństwo blokady - wzór Erlanga 23
3.2.6. Prawdopodobieństwo strat 23
3.2.7. Prawdopodobieństwo zajętości x ściśle określonych kanałów w wiązce - wzór Palma-Jacobaeusa 23
3.2.8. Tablice Erlanga 24
3.2.9. Prawo wiązki 24
3.2.10. Rekurencyjne właściwości wzoru Erlanga 25
3.2.11. Ruch załatwiany przez wiązkę pełnodostępną 25
3.2.12. Ruch załatwiany przez jeden kanał wiązki pełnodostępnej 26
3.3. Model Engseta 26
3.3.1. Założenia modelu 26
3.3.2. Diagram procesu obsługi 27
3.3.3. Równania stanu 27
3.3.4. Prawdopodobieństwo zajętości dowolnych i kanałów w wiązce - rozkład Engseta 27
3.3.5. Prawdopodobieństwo blokady 28
3.3.6. Prawdopodobieństwo strat 28
3.3.7. Alternatywny zapis wzoru Engseta 29
3.3.8. Związek rozkładów Erlanga i Engseta 29
3.3.9. Prawdopodobieństwo zajętości x ściśle określonych kanałów wiązki 30
3.3.10. Natężenie ruchu załatwianego 30
3.3.11. Rekurencyjne właściwości wzoru Engseta 30
3.3.12. Komentarz dotyczący uśrednionych wartości ruchu 31

4. Modelowanie systemów z przelewem ruchu
4.1. Wprowadzenie 33
4.2. Podstawowe informacje o systemach przelewowych 33
4.2.1. Uproszczona klasyfikacja wiązek w sieciach telekomunikacyjnych 33
4.2.2. Drogi alternatywne 33
4.2.3. Ruch przelewowy 34
4.3. Modele wiązek alternatywnych 35
4.3.1. Model analityczny systemu z przelewem ruchu 36
4.3.2. Równania stanu 36
4.3.3. Określenie parametrów ruchu przelewowego - wzory Riordana 37
4.4. Wiązki ekwiwalentne 40
4.4.1. Metoda ekwiwalentnych zamian (metoda ERT) 40
4.4.2. Uwagi dotyczące metody ERT 41
4.4.3. Rozdział uchu 42
4.4.4. Metoda Fredericksa-Haywarda 43

5. Modele wiązek łączy z ruchem zintegrowanym
5.1. Wprowadzenie
5.2. Wielowymiarowy rozkład Erlanga 44
5.2.1. Założenia wielowymiarowego modelu Erlanga 45
5.2.2. Diagram procesu na poziomie mikrostanów 45
5.2.3. Odwracalność wielowymiarowego procesu Erlanga 45
5.2.4. Wielowymiarowy rozkład Erlanga na poziomie mikrostanów - iloczynowa forma zapisu wielowymiarowego rozkładu Erlanga 47
5.2.5. Prawdopodobieństwo makrostanu 48
5.2.6. Interpretacja rozkładu na poziomie mikrostanów 48
5.2.7. Prawdopodobieństwo blokady i strat w wielowymiarowym rozkładzie Erlanga 48
5.2.8. Rekurencyjny zapis wielowymiarowego rozkładu Erlanga 49
5.2.9. Strumienie obsługi na poziomie makrostanów 49
5.3. Wiązka doskonała z ruchem zintegrowanym 50
5.3.1. Założenia modelu 50
5.3.2. Diagram procesu na poziomie mikrostanów 50
5.3.3. Odwracalność procesu na poziomie mikrostanów 51
5.3.4. Prawdopodobieństwo makrostanu 51
5.3.5. Rekurencyjny zapis rozkładu zajętości wiązki doskonałej z ruchem zintegrowanym - równania Kaufmana-Robertsa (rozkład RKR) 52
5.3.6. Prawdopodobieństwo blokady i prawdopodobieństwo strat 53
5.3.7. Rekurencyjne właściwości rozkładu RKR 53
5.3.8. Równania Delbroucka 54
5.3.9. Strumienie obsługi w wiązce pełnodostępnej z ruchem zintegrowanym 55
5.3.10. Algorytm splotowy 56
5.4. Systemy zależne od stanu 58
5.4.1. Założenia ogólne systemu zależnego od stanu 58
5.4.2. Diagram procesu zależnego od stanów na poziomie mikrostanów 58
5.4.3. Odwracalność wielowymiarowego procesu zależnego od stanu 59
5.4.4. Aproksymacja procesu zależnego od stanu procesem odwracalnym 60
5.4.5. Uogólniony wzór Kaufmana-Robertsa (rozkład URKR) 61
5.4.6. Prawdopodobieństwo blokady 62
5.4.7. Interpretacja rozkładu URKR 62
5.5. Wiązka z ograniczoną dostępnością 62
5.5.1. Założenia modelu 63
5.5.2. Rozmieszczenia wolnych podstawowych jednostek pasma 63
5.5.3. Warunkowe prawdopodobieństwa przejęcia 64
5.5.4. Rozkład zajętości w wiązce (rozkład RWOD) 65
5.6. Uogólniony model wiązki z ograniczoną dostępnością 5
5.6.1. Założenia modelu 65
5.6.2. Rozkład zajętości 66
5.6.3. Warunkowe prawdopodobieństwo przejęcia 67
5.6.4. Prawdopodobieństwo blokady i prawdopodobieństwo strat 67
5.7. Wiązka doskonała z rezerwacją 67
5.7.1. Rezerwacja statyczna 68
5.7.2. Rezerwacja dynamiczna 69
5.7.3. Zasada wyrównywania strat 69
5.7.4. Rozkład zajętości w wiązce (rozkład RD/R) 70
5.7.5. Komentarz dotyczący rozkładu RWD/R 70
5.7.6. Zmodyfikowany model wiązki (rozkład ZRWD/R) 71
5.8. Systemy ze skończoną i nieskończoną liczbą źródeł ruchu 74
5.8.1. Założenia wielousługowego modelu Erlanga-Engseta 74
5.8.2. Komentarz dotyczący modelowania systemów z ruchem zintegrowanym typu PCT1 i PCT2 75
5.8.3. Koncepcja modelu wielousługowego rozkładu Erlanga-Engseta 76
5.8.4. Algorytm obliczeń 76
5.9. Pełnodostępne systemy progowe 78
5.9.1. Modele jednoprogowe STM 78
5.9.2. Modele wieloprogowe MTM 81

6. Modelowanie systemów z ruchem zintegrowanym i przelewem ruchu
6.1. Wprowadzenie 86
6.2. Model jednousługowy Kaufmana-Robertsa dla wiązki doskonałej z ruchem przelewowym 86
6.2.1. Założenia modelu 87
6.2.2. Parametry ruchu spływającego 87
6.2.3. Rozkład zajętości i prawdopodobieństwo blokady w wiązce alternatywnej 88
6.3. Wyznaczanie zbiorczego współczynnika Z 89
6.4. Wymiarowanie wiązek alternatywnych z ruchem zintegrowanym 89
6.5. Model wielousługowy Kaufmana-Robertsa dla wiązki doskonałej z ruchem przelewowym 91

7. Modele węzłów transmisji pakietowej
7.1. Wprowadzenie 94
7.2. Podstawowe informacje o systemach kolejkowych 94
7.2.1. Parametry systemu kolejkowego 94
7.2.2. Klasyfikacja systemów kolejkowych 94
7.2.3. Notacja Kendalla 95
7.3. Zasada Little’a 96
7.4. Model systemu M/M/1 z jednym stanowiskiem obsługi i nieograniczoną kolejką 98
7.4.1. Założenia modelu 98
7.4.2. Diagram procesu obsługi 99
7.4.3. Równania stanu 99
7.4.4. Charakterystyki systemu 100
7.5. Model systemu M/M/1/N z jednym stanowiskiem obsługi i ograniczoną kolejką 103
7.5.1. Założenia modelu 103
7.5.2. Diagram procesu obsługi 103
7.5.3. Równania stanu 104
7.5.4. Charakterystyki systemu 104
7.6. Model systemu M/M/m z m stanowiskami obsługi i nieograniczoną kolejką 105
7.6.1. Założenia modelu 105
7.6.2. Diagram procesu obsługi 105
7.6.3. Równania stanu 106
7.6.4. Charakterystyki systemu 107
7.7. Model systemu M/M/m/n z ograniczoną kolejką i ograniczoną liczbą stawisk obsługi 107
7.7.1. Założenia modelu 107
7.7.2. Charakterystyki systemu M/M/m/n 108
7.8. Model systemu M/G/1 z jednym stanowiskiem obsługi i nieograniczoną kolejką 108
7.8.1. Wzór Pollaczka-Chinczyna 110
7.8.2. Charakterystyki systemu 113
7.9. System M/D/1 114
7.10. Systemy kolejkowe z jednym stanowiskiem i priorytetami 115
7.11.Model M/G/R PS 118
7.11.1. Założenia modelu 118
7.11.2. Charakterystyki systemu 119
7.12. Komentarz dotyczący ruchu samopodobnego 120

8. Modelowanie i wymiarowanie interfejsu radiowego systemów komórkowych
8.1. Modelowanie alokacji zasobów w interfejsie radiowym systemów komórkowych 123
8.1.1. Twarda i miękka pojemność systemu komórkowego 13
8.1.2. Alokacja zasobów w systemach komórkowych z twardą pojemnością 123
8.1.3. Alokacja zasobów w systemach komórkowych z miękką pojemnością 124
8.2 Modelowanie interfejsu radiowego systemów komórkowych z ruchem jednousługowym 129
8.2.1. Model Erlanga dla pojedynczej komórki 129
8.2.2. Model Engseta dla pojedynczej komórki 131
8.2.3. Model przelewu międzykomórkowego 133
8.2.4. Model przelewu wewnątrzkomórkowego 135
8.2.5. Uproszczony model sieci komórkowej 137
8.3. Modelowanie interfejsu radiowego systemu komórkowego UMTS z ruchem zintegrowanym 139
8.3.1. Model komórki z ruchem zintegrowanym typu PCT1 139
8.3.2. Model komórki z ruchem zintegrowanym typu PCT2 141
8.3.3. Model komórki z ruchem zintegrowanym typu PCT1 i PCT2 143
8.3.4. Model zespołu komórek z ruchem zintegrowanym typu PCT1 i PCT2 147
8.3.5. Model progowy komórki z ruchem zintegrowanym typu PCT1 i PCT2 155
8.3.6. Model przelewu międzykomórkowego w systemie z ruchem zintegrowanym typu PCT1 i PCT2 163
8.3.7. Modelowanie systemów z przenoszeniem połączeń 168
8.3.8. Wymiarowanie systemu UMTS HSDPA/HSUPA 173
8.4. Zestawienie metod modelowania i wymiarowania interfejsu radiowego 177

9. Modelowanie i wymiarowanie interfejsu Iub 181
9.1. Wprowadzenie 181
9.2. Pasmo ekwiwalentne 181
9.2.1. Koncepcja pasma ekwiwalentnego 182
9.2.2. Metody wyznaczania pasma ekwiwalentnego 182
9.2.3. Komentarz 186
9.3. Algorytm wymiarowania interfejsu Iub 187

Spis rysunków 189
Spis tabel 191
Bibliografia 192
Skorowidz 199