Đồ án Cải thiện chất lượng phục vụ của mạng thông tin di động thế hệ 2 bằng phương pháp mượn kênh

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LÝ VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 2 Ở Chương 2 đã tìm hiểu về cấu trúc của hệ thống thông tin di động thế hệ 2. Chương này sẽ tìm hiểu về nguyên lý và hoạt động của nó để hiểu rõ hơn về những nội dung đã đề cập ở các chương trước. Nội dung Chương 3 gồm các phần chính sau: trước hết sẽ tìm hiểu về cấu trúc của hệ thống thông tin di động trước đây để thấy được sự khác nhau với hệ thống thông tin di động hiện nay. Phần kế tiếp sẽ đề cập đến vấn đề tái sử dụng tần số trong hệ thống; trong nội dung này, sẽ đưa ra các mẫu tái sử dụng tần số, tỷ lệ nhiễu cùng kênh hoặc nhiễu kênh lân cận, để từ đó, có thể lựa chọn mẫu tái sử dụng tần số cho phù hợp. Phần tiếp theo sẽ đề cập đến các hình thức phân chia tần số trong mạng. Nội dung kế tiếp sẽ trình bày một số quá trình diễn ra trong hệ thống thông tin di động như quá trình báo hiệu khi bật/tắt máy di động, quá trình cập nhật vị trí cho thuê bao di động hay quá trình diễn ra đối với một cuộc gọi. Cuối cùng, Chương 3 sẽ đề cập đến vấn đề chuyển giao trong hệ thống. 3.1. Mở đầu Hệ thống điện thoại di động cung cấp một kết nối không dây với mạng điện thoại công cộng toàn cầu dựa trên kỹ thuật chuyển mạch kênh PSTN (Public Switched Telephone Network) cho bất kỳ người dùng ở vị trí nào trong phạm vi phát sóng của hệ thống, [19]. Trước đây, PSTN dùng để chỉ mạng điện thoại cố định sử dụng kỹ thuật tương tự, nhưng ngày nay, PSTN bao gồm cả mạng điện thoại cố định kỹ thuật số và mạng điện thoại di động, [20]. Hệ thống thông tin di động tế bào chứa một số lượng lớn người dùng trên một vùng địa lý rộng lớn trong phổ tần hạn chế. Hệ thống thông tin di động cung cấp chất lượng dịch vụ cao hơn so với các hệ thống điện thoại cố định. Dịch vụ thoại di động truyền thống được cấu trúc giống như hệ thống truyền hình phát thanh quảng bá: một trạm phát sóng công suất mạnh đặt tại một cao điểm có thể phát tín hiệu trong vòng bán kính đến 50km, [21]. Một trạm phát sóng công suất lớn đặt tại một điểm được trình bày như trong Hình 3-1. Nguồn: Tài liệu trực tuyến, ?ID=16563, “Mạng thông tin di động tế bào” Hình 3-1. Cấu trúc hệ thống thông tin di động trước đây. Các trạm vô tuyến có thể liên lạc với các thuê bao di động trong một khoảng cách mặc định trước. Năng lượng sóng vô tuyến suy hao theo khoảng cách, nên các máy đầu cuối di động nhất thiết phải nằm trong vùng phủ sóng của trạm gốc. Trong hệ thống thông tin di động trước đây, trạm gốc liên lạc với đầu cuối di động bằng một kênh, kênh này sử dụng một cặp tần số - tần số phát từ trạm gốc và tần số thu từ đầu cuối di động lên trạm gốc, [21]. Sau đó, để đạt được dung lượng cao, người ta hạn chế vùng phủ sóng của mỗi trạm phát trong một vùng địa lý nhỏ, gọi là một “tế bào” (cell) để các kênh cùng tần số có thể được tái sử dụng ở khoảng cách nhất định, [19]. Cell là đơn vị cơ sở của mạng, tại đó, trạm di động MS tiến hành trao đổi thông tin với mạng qua trạm thu phát gốc BTS. BTS trao đổi thông tin qua giao diện vô tuyến với tất cả các trạm di động trong cell, [23]. Thay vì bao phủ một vùng rộng với chỉ một máy phát công suất cao, một mạng tế bào ngày nay sẽ cung cấp vùng phủ sóng bằng cách sử dụng rất nhiều máy phát với công suất thấp, mỗi máy phát được thiết kế một cách đặc biệt để chỉ phục vụ một vùng với bán kính không quá vài trăm mét. Một kỹ thuật chuyển mạch được gọi là "chuyển giao" cho phép một cuộc gọi không bị gián đoạn khi người dùng di chuyển từ một cell này đến một cell khác, [19]. Một hệ thống thông tin di động tế bào cơ bản bao gồm trạm di động MS (Mobile Station), trạm gốc BS (Base Station) và trung tâm chuyển mạch di động MSC (Mobile Switching Center) được thể hiện như trong Hình 3-2, [19]. MSC PSTN Nguồn: Theodore S.Rappaport, “Wireless Communication Principles and Practice”, chapter 1 & chapter 2, Prentice Hall PTR Hình 3-2. Minh họa một hệ thống thông tin di động tế bào. Các tháp anten đại diện cho các BS có chức năng cung cấp truy nhập vô tuyến giữa các MS và MSC. Các vấn đề về nhiễu sinh ra khi các khối di động sử dụng cùng một tần số tại các điểm gần nhau đã chứng tỏ rằng tất cả các tần số không thể tái sử dụng ở mọi cell. Việc tái sử dụng chỉ có thể triển khai ở các cell có khoảng cách nhất định với nhau, [21] . Khi số lượng thuê bao tăng lên một cách đáng kể, sẽ đặt ra một bài toán khó về việc sử dụng phổ tần. Phổ tần số vô tuyến có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự phát triển thông tin vô tuyến và các thiết bị ứng dụng vô tuyến. Việc sử dụng, khai thác và quản lý phổ tần số vô tuyến phải đạt được hiệu quả. Do tính chất quý giá và có hạn của phổ tần số, việc quản lý tần số không những cần thiết và quan trọng ở phạm vi quốc gia mà còn ở quy mô quốc tế. Việc lập kế hoạch sử dụng phổ tần số vô tuyến điện cho toàn thế giới do Liên minh Viễn thông quốc tế - gồm 191 nước tham gia - chịu trách nhiệm. Quy hoạch phổ tần số vô tuyến quốc gia nhằm phát triển mạng thông tin vô tuyến theo hướng hiện đại, phù hợp với xu hướng phát triển của quốc tế, đáp ứng các nhu cầu về thông tin, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, [18]. 3.2. Tái sử dụng tần số trong hệ thống thông tin di động 3.2.1. Vấn đề sử dụng lại tần số trong hệ thống thông tin di động Như đã nói ở phần trước, phổ tần đóng một vai trò rất quan trọng trong thông tin liên lạc. Trong lĩnh vực thông tin di động cũng vậy, trong một băng tần, các nhà cung cấp dịch vụ chỉ được cấp một khoảng băng tần giới hạn. Ví dụ như, ở băng tần GSM-900 Mhz, thì băng tần được chia cho các nhà cung cấp dịch vụ Vinaphone, Mobiphone, Viettel như sau: Vinaphone: 890Mhz - 898Mhz và 935Mhz - 943Mhz Mobiphone: 907Mhz - 915Mhz và 952Mhz - 960Mhz Viettel: 899Mhz - 907Mhz và 943Mhz - 951Mhz Trong khi đó, xu hướng sử dụng thông tin di động ngày càng phát triển không ngừng. Thỏa thuận xây dựng mạng di động đầu tiên theo chuẩn GSM được 15 hãng điện thoại châu Âu ký kết năm 1987 với hy vọng đến năm 2000 sẽ có 20 triệu người sử dụng. Nhưng ngành công nghiệp này chỉ cần 12 năm để đạt được 1 tỷ kết nối và chưa đầy 3 năm tiếp sau đó vươn lên con số 2 tỷ, [22]. Cuối quý 3 năm 2008, số thuê bao không dây GSM/UMTS/HSPA đã đạt gần 3.4 tỉ, thêm 668 triệu thuê bao mới cho họ công nghệ GSM trong vòng một năm và chiếm giữ 88.5 % thị phần - theo Informa Telecoms & Media, [28]. Sự phát triển không ngừng này đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ phải có một băng thông tương ứng; do đó, ngay từ khi mạng di động phát triển, người ta đã nghĩ ngay đến việc phải tận dụng tài nguyên tần số. Ban đầu, người ta sử dụng phương thức sử dụng lại tần số kinh điển. Nhận thấy rằng độ cao anten hay công suất phát của một trạm phát là có giới hạn nên dù có sử dụng anten cao thế nào đi nữa hay một trạm phát công suất rất lớn thì cũng chỉ phủ sóng được một khu vực địa lý nhất định, và bên cạnh đó, số thuê bao được phục vụ cũng có giới hạn. Giả sử đặt toàn bộ băng tần được cấp vào một trạm phát thì sẽ xảy ra hai vấn đề như trên (giới hạn về vùng phủ sóng và số thuê bao được phục vụ). Từ đó, một câu hỏi được đặt ra là có cách nào không phải xin thêm tần số mà vẫn có thể đáp ứng số thuê bao ngày càng tăng? Ban đầu, người ta nghĩ đến việc lắp đặt nhiều trạm thu phát để phục vụ cho nhiều thuê bao hơn và mở rộng vùng phục vụ kết hợp với việc sử dụng lại tần số. Việc sử dụng lại tần số sẽ là một giải pháp cho câu hỏi trên. Sử dụng lại tần số là việc sử dụng lại một phần hay toàn bộ các kênh tần số được phân bổ cho một vùng địa lý (các cell) ở một vùng địa lý khác cách nhau một khoảng nhất định thỏa mãn được các yêu cầu về chất lượng truyền dẫn. Hơn nữa, sử dụng lại tần số được hiểu là việc lựa chọn và phân bổ tần số cho các vùng địa lý cách nhau một khoảng cách nhất định, [19]. Vùng địa lý mà toàn bộ băng tần được sử dụng gọi là một “cluster”, nhóm các cell trong một cluster được gọi là “cluster size”. Người ta sẽ đem nhân cluster này sao cho phủ toàn bộ vùng địa lý mong muốn. Số lần lặp của một cluster hay số lần băng tần được sử dụng lại phụ thuộc vào diện tích của cluster và diện tích của khu vực cần phủ sóng. Một cluster có một hay nhiều trạm thu phát và lúc đó, “cluster size” được hiểu là “mẫu sử dụng lại tần số”. Để hiểu rõ hơn một cluster được lặp như thế nào, ta xét một mô hình cụ thể như sau: ta giả sử rằng một mạng có băng tần được cấp phát là BW. Số cell trong một vùng địa lý là N (N là cluster size). Khi đó, dung lượng của một cell sẽ là: Nc= BW/N (3.1) Nếu số thuê bao của một cluster có thể phục vụ là NTB và số lần lặp của một cluster là n lần. Khi đó, mạng có thể phục vụ được một số lượng thuê bao là: n.NTB (thuê bao). Như vậy, bằng cách thay đổi số lần lặp cluster, ta có thể tăng số lượng thuê bao phục vụ và mở rộng vùng phủ sóng. Làm như vậy, ta sẽ khắc phục được 2 giới hạn đã nêu trên. Tuy nhiên, nếu một cluster chỉ có một cell thì việc phân chia tần số trong một cluster là rất khó khăn để có thể tránh nhiễu giữa hai cell lân cận. Do đó, người ta thường sử dụng nhiều cell trong một cluster để tăng khả năng chống nhiễu. Số cells trong một cluster (cluster size) được xác định: N= i2 + ij + j2 ( i, j thuộc Z+) (3.2) Để xác định các cells trong một vùng địa lý ta thực hiện như sau:” Tính từ cell đặt tần số sang i bước, quay tịnh tiến một góc 600, bước tiếp j bước”, [12]. Việc xác định các cell trong một vùng địa lý được minh họa như trong Hình 3-3. C C3 A B B1 C1 B2 A1 N=3 (i=1, j=1) Nguồn: Ngô Thế Anh, Bài giảng “tận dụng tài nguyên tần số trong mạng thông tin di động”- Trường ĐH GTVT-CSII Hình 3-3. Cách xác định các cell trong một vùng địa lý. Việc sử dụng lại tần số ở các cells khác nhau sẽ bị giới hạn bởi nhiễu đồng kênh giữa các cell đó; như vậy, cần phải tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số để hạn chế được nhiễu này. Với một kích thước cell nhất định, khoảng cách sử dụng lại tần số phụ thuộc vào số cell trong 1 cluster. Nếu N càng lớn, khoảng cách sử dụng lại tần số càng lớn và ngược lại, [23]. Ta có công thức tính khoảng cách sử dụng lại tần số: [2] D= R.3. N (3.3) Với N: cluster size. R: bán kính của cell. Khi tần số được sử dụng lại với khoảng cách D thì các cells cùng sử dụng nhóm tần số giống nhau sẽ thỏa mãn các yêu cầu về nhiễu. Như vậy, với việc tái sử dụng tần số, thì một mạng không phải xin thêm tần số mà vẫn có thể tăng số thuê bao phục vụ và mở rộng được vùng phủ sóng. Nhưng việc tái sử dụng tần số kinh điển lại không tương thích, đồng nhất về lưu lượng giữa các vùng địa lý khác nhau. Còn nếu sử dụng các “cluster size” khác nhau thì sẽ rất khó khăn trong việc quản lý. Để giải quyết vấn đề này, người ta đưa ra các phương pháp như sử dụng lại tần số từng phần trong mạng thông tin di động, tức là sẽ sử dụng lại nhiều mẫu tần số trong một mạng mà không làm thay đổi cấu hình mạng, sau đó, người ta sẽ lựa chọn các hình thức phân chia tần số trong mạng. Mỗi phương thức ra đời đều có những ưu và nhược điểm của nó, nhưng tất cả các giải pháp đó đều nhằm phục vụ 5 mục đích chính sau đây: Phục vụ được nhiều thuê bao hơn. Cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu thông tin cũng phát triển nhanh chóng, các nhà cung cấp dịch vụ luôn mong muốn sẽ đáp ứng được số lượng thuê bao đang tăng lên hàng ngày, hàng giờ trong khoảng băng tần cố định của mình. Hơn nữa, không chỉ là số lượng mà còn phải đảm bảo về chất lượng dịch vụ trong mạng thông tin di động. Chất lượng dịch vụ là vấn đề quan trọng bậc nhất khi người sử dụng lựa chọn mạng di động. Sóng thuê bao mạnh, ổn định, không bị rớt khi đang thực hiện cuộc gọi, khả năng nghẽn thấp. Để khách hàng lựa chọn dịch vụ của mình thì các nhà cung cấp phải đáp ứng được các yêu cầu trên. Bên cạnh đó, còn phải tạo điều kiện để phát triển mạng thông tin di động trong tương lai. Với số lượng và chất lượng dịch vụ ngày càng cao thì mạng thông tin di động không chỉ dừng lại ở đó mà còn phải luôn phát triển, đổi mới, cải tiến công nghệ. Sự phát triển đó dựa trên sự kế thừa và phát huy cái cũ. Một vấn đề nữa là phải khắc phục hiện tượng nghẽn mạng. Đây là bài toán của tất cả các nhà cung cấp dịch vụ. Đặc biệt vào những dịp lễ hội, lượng thuê bao tập trung tại một địa điểm tăng lên. Chúng ta có thể hình dung, dòng chảy lưu lượng dồn về, tăng đột biến ở khu vực trung tâm trong khi thiếu tần số cung cấp, năng lực xử lý của một cell là có hạn. Vì vậy, đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ phải nâng cao năng lực mạng lưới, phân tải để lưu thoát lưu lượng hay tăng cường các trạm thu phát sóng lưu động để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho thuê bao. Và cuối cùng là cân bằng được lưu lượng. Nơi có dân cư đông đúc sẽ tập trung một lượng thuê bao lớn, trong khi những vùng như ngoại ô, lại có số lượng thuê bao ít hơn. Do đó, phải phân bổ kênh tần số như thế nào để đem lại hiệu quả cũng như tương thích về mặt lưu lượng giữa các vùng địa lý khác nhau. Làm thế nào để nâng cao được chất lượng dịch vụ và số lượng thuê bao phục vụ trong khi giảm được số trạm chuyển tiếp, số trạm BTS, là một bài toán có ý nghĩa về mặt kinh tế mà việc tận dụng tài nguyên tần số mang lại. 3.2.2. Các mẫu tái sử dụng tần số Trong hệ thống thông tin di động GSM, việc phân bổ tần số cho mỗi cell phải được tính toán sao cho nhiễu giữa các cells phải được giảm tới mức tối thiểu. Thiết kế tần số nhằm những mục đích: ấn định tần số cho các cell nhằm tạo kênh kết nối, thay đổi tần số nhằm hạn chế nhiễu trong mạng di động và nâng cấp cấu hình trạm bởi vấn đề lưu lượng. Ở giai đoạn đầu của việc thiết kế tần số, người ta chia vùng địa lý thành các cluster có cấu trúc giống nhau và phân bổ tần số trong các cell sao cho mỗi cell trong cluster này sử dụng các tần số như cell tương ứng trong cluster khác. Khoảng cách giữa các cell sử dụng cùng tần số được gọi là khoảng cách tái sử dụng tần số như đã nhắc đến ở Mục 3.2.1. Sau đây là các mẫu tái sử dụng tần số thường được sử dụng, đó là mẫu tái sử dụng 3/9; 4/12 và 7/21. Mẫu tái sử dụng tần số 3/9 Mẫu tái sử dụng tần số 3/9 được thể hiện như trong Hình 3-4 Trong mẫu tái sử dụng tần số 3/9, băng tần được cấp phát sẽ chia thành 9 nhóm tần số và ấn định trong các cells, các cells lân cận được phân bổ các tần số khác nhau. C1 A3 A2 C2 C3 B1 B2 B3 B1 B2 C3 A1 B3 A1 C1 C3 C2 A3 A2 C1 A3 A2 B1 C3 C2 B1 B2 B3 A1 A2 A3 A1 B3 B2 C1 A3 A2 C3 C2 Nguồn: Đặng Minh Tâm, “Giải pháp tối ưu hóa mạng thông tin di động GSM”, đồ án tốt nghiệp, Trường ĐH Công nghiệp Tp HCM Hình 3-4. Mẫu tái sử dụng tần số 3/9. Theo công thức tính khoảng cách tái sử dụng tần số đã trình bày ở Mục 3.2.1, thì mẫu này có khoảng cách tái sử dụng là D = 5,2R. Theo lý thuyết, mẫu tái sử dụng tần số 3/9 có tỷ số nhiễu đồng kênh lớn hơn 9 dB sẽ đảm bảo cho hệ thống GSM hoạt động bình thường. Tỷ số nhiễu kênh lân cận cũng là một tỷ số quan trọng và người ta cũng dựa vào tỷ số này để đảm bảo rằng các tần số liền nhau không được sử dụng ở các cell cạnh nhau về mặt địa lý. Trong mẫu tái sử dụng tần số 3/9, tỷ số nhiễu kênh lân cận là 0 dB. Mẫu tái sử dụng tần số 4/12 Mẫu tái sử dụng tần số 4/12 được thể hiện như trong Hình 3-5 Trong mẫu sử dụng lại tần số 4/12, băng tần được cấp phát sẽ chia thành 12 nhóm tần số và ấn định trong các cells, các cells lân cận được phân bổ các tần số khác nhau. Theo công thức tính khoảng cách tái sử dụng tần số đã trình bày ở Mục 3.2.1, thì mẫu này có khoảng cách tái sử dụng là D = 6R. Mẫu 4/12 có tỷ số nhiễu đồng kênh lớn hơn 12 dB sẽ đảm bảo cho hệ thống GSM hoạt động bình thường. B1 C3 C2 B2 B3 C1 C2 C3 D1 D2 A3 B1 D3 A1 D1 D3 D2 A3 A2 C1 B3 B2 B1 C3 C2 A1 B2 B3 C1 C2 C3 D1 A3 A2 A1 D3 D2 A3 A2 B1 B3 C1 B2 Nguồn: Đặng Minh Tâm, “Giải pháp tối ưu hóa mạng thông tin di động GSM”, đồ án tốt nghiệp, Trường ĐH Công nghiệp Tp HCM Hình 3-5. Mẫu tái sử dụng tần số 4/12. Mẫu 4/12 có dung lượng thấp hơn so với mẫu 3/9 nhưng đảm bảo việc ấn định tần số sao cho các tần số liền nhau không sử dụng ở các cell cạnh nhau về mặt địa lý. Mẫu tái sử dụng tần số 7/21 Mẫu tái sử dụng tần số 7/21 được thể hiện như trong Hình 3-6 Trong mẫu sử dụng lại tần số 7/21, băng tần được cấp phát sẽ chia thành 21 nhóm tần số và ấn định trong các cells, các cells lân cận được phân bổ các tần số khác nhau. Theo công thức tính khoảng cách tái sử dụng tần số đã trình bày ở Mục 3.2.1, thì mẫu này có khoảng cách tái sử dụng là D = 7,9R. D1 F3 F2 D2 D3 E1 E2 E3 B1 B2 E3 C1 B3 G1 C1 C2 C3 G3 G2 A1 C2 C3 F1 A2 A3 D1 F2 F3 D1 D2 D3 E1 D3 D2 B1 E3 E2 B3 B2 G1 G3 C1 G2 B3 B1 F3 F1 G3 E2 E1 G1 F2 G2 Nguồn: Đặng Minh Tâm, “Giải pháp tối ưu hóa mạng thông tin di động GSM”, đồ án tốt nghiệp, Trường ĐH Công nghiệp Tp HCM Hình 3-6. Mẫu tái sử dụng tần số 7/21. Nhận xét Khi số nhóm tần số giảm (21, 12, 9) thì khoảng cách tái sử dụng tần số D sẽ giảm (7,9R; 6R; 5,2R). Do đó, việc lựa chọn mẫu sử dụng lại tần số phải dựa trên các đặc điểm địa lý, vùng phủ sóng, mật độ thuê bao của vùng phủ và tổng số kênh của mạng. Nếu sử dụng mẫu 3/9 thì số kênh trong một cell là lớn, tuy nhiên, khả năng nhiễu cao. Mô hình này thường được áp dụng cho những vùng có mật độ máy di động cao, còn mẫu 4/12 thường được sử dụng cho những vùng có mật độ lưu lượng trung bình, và mẫu 7/21 thì được sử dụng cho những khu vực mật độ thấp, [23]. Các vấn đề về nhiễu đồng kênh và nhiễu cận kênh sẽ được trình bày rõ hơn trong nội dung của Chương 4. Các hình thức phân chia tần số trong mạng Để phân chia một dải tần vô tuyến có thể sử dụng các kỹ thuật như: kỹ thuật phân chia theo tần số, kỹ thuật phân chia theo thời gian, hoặc kỹ thuật phân chia theo mã. Kỹ thuật phức tạp hơn có thể được sử dụng để phân chia một dải tần vô tuyến thành một tập các kênh dựa trên sự kết hợp các kỹ thuật nói trên. Bài toán phân kênh là bài toán kế tiếp sau khi lựa chọn mẫu sử dụng tần số. Bài toán phân kênh được giải quyết khi đã biết mẫu sử dụng tần số cho một mạng nào đó. Trong phương thức tái sử dụng tần số, người ta chỉ đề cập đến việc toàn bộ băng tần được sử dụng trong một vùng địa lý nhất định (trong một cluster), mà không đề cập đến việc các tần số đó được phân chia như thế nào trong từng cell của cluster đó. Phương thức gán kênh có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau. Ví dụ như, một kênh có thể được gán cho một cell dựa trên vùng phủ sóng hay các cell lân cận của nó, các kênh được gán bởi bộ điều khiển trung tâm hay sẽ được chọn bởi các trạm gốc BS của các cell, [24]. Sau đây, ta sẽ tìm hiểu các hình thức phân chia tần số trong mạng thông tin di động. Hình thức phân kênh cố định FCA (Fixed Channel Assignment) Trong phương thức phân kênh cố định, vùng phục vụ được chia ra thành các cells, số kênh được gán cho các cells một cách đồng đều và cố định. Để đơn giản, ta có thể hình dung FCA như sau: Giả sử rằng băng tần được phân bổ cho một mạng là BW gồm có BW kênh. Khi sử dụng FCA, mỗi cell sẽ được phân bổ một số lượng kênh cố định là: Nc = BW/N (N là cluster size) (3.4) Trong phương thức phân kênh cố định, một số kênh danh định được phân bổ cho mỗi cell; nếu lưu lượng truy cập được phân bổ một cách thống nhất thì việc phân bổ kênh cố định sẽ mang lại hiệu quả cao. Trong trường hợp đó, tỷ lệ khóa cuộc gọi trung bình của hệ thống sẽ giống như tỷ lệ khóa cuộc gọi trong một cell. Vì lưu lượng trong hệ thống sẽ thay đổi về mặt không gian và thời gian; sự phân bổ đồng bộ của các kênh cho các cells có thể sẽ làm cho tỷ lệ khóa cuộc gọi cao trong một số cells, trong khi những cells khác có những kênh không sử dụng đến, [24]. Trong thực tế, lưu lượng giữa các cells trong một vùng hay giữa các vùng là không đều nhau, đôi khi lưu lượng còn thay đổi khác nhau trong một ngày. Việc tính toán lưu lượng cho một cell đã tính đến lưu lượng lớn nhất mà một cell có thể phục vụ được. Bài toán đặt ra là khi lưu lượng giữa các cells chênh lệch nhau một cách rõ rệt thì khả năng xảy ra nghẽn ở một vùng là rất lớn, trong khi ở một số cells khác, có rất nhiều kênh rỗi không được sử dụng. Phương thức phân kênh cố định rất đơn giản, tuy nhiên, nó không thích hợp trong những trường hợp như lưu lượng thay đổi hay sự phân bổ của người dùng thay đổi. Để