Metodický postup měření rychlosti přenosu dat v mobilních sítích dle standardu LTE. Návrh: verze

Transkript

1 Metodicý ostu měření rchlosti řenosu dat v mobilních sítích dle standardu LTE Návrh: verze

2 Metodicý ostu měření rchlosti řenosu dat v mobilních sítích dle standardu LTE 1 Účel doumentu Tento doument dále uřesňuje ostu měření rchlosti řenosu dat secifiovaný v bodu 5 doumentu Úřadu: Příloha 3 Vhlášení výběrového řízení za účelem udělení ráv vužívání rádiových mitočtů zajištění veřejné omuniační sítě v ásmech 800 MHz, 1800 MHz a 2600 MHz [1]. Pro účel této metodi se rozumí 2 Vmezení ojmů a měřicím čtvercem normalizovaný čtverec 100x100 m s řesně definovanou GPS olohou a orientací dle Úřadem vracovaného ortí území ČR. Index udávající relativní olohu vůči osám, teré nemají roojení s maami ČR. aždý čtverec je oatřen jednoznačným identifiátorem označeným ID, terý je složen z čísla řádu a slouce výchozí čtvercové sítě. Atributem aždého čtverce je jeho říslušnost obci a oresu, očet obvatel ve čtverci a informace, zda je součástí dálnic, rchlostních omuniací nebo železničních oridorů, b měřicím vzorem ořadí sojitý časový interval dél 1 seund, během něhož se měří objem řenesených testovacích dat w( v bajtech, de je celé ladné číslo udávající ořadí vzoru v čase, c vzorem ořadí rchlosti řenosu dat v d (, rchlost řenosu dat říslušející měřicímu čtverci, de je celé ladné číslo udávající ořadí vzoru v čase. Hodnota rchlosti řenosu dat v bitech za seundu se zísá z objemu dat w( v bajtech řenesených v -tém seundovém intervalu tato: v (,, = 8 w(, d x d růměrnou rchlostí řenosu dat v d( x, rchlost řenosu dat zísaná ze všech N změřených vzorů rchlosti řenosu dat v d ( x,, v daném měřicím čtverci tato: N 1 v ( = d x v (,,, d N = 1 e ožadovanou minimální hodnotou rchlosti řenosu dat v d min hodnota rchlost 2 Mbit/s ( bit/s ro sestuný směr do 7 let od nabtí rávní moci zísání řídělu. Poté se minimální hodnota rchlosti řenosu dat zvýší na 5 Mbit/s ( bit/s ro sestuný směr. Tato rchlost se vztahuje na jedno mobilní zařízení a jednu SIM, f relativní četností úsěšného ortí R( bezrozměrné číslo od 0 do 1 (nebo v rocentech 0 až 100 % udávající stueň úsěšnosti ortí daného stacionárního místa nebo měřicího

3 čtverce ro stanovenou mez v d min vočítané tato: N ( O R ( =, de N O je očet měřicích vzorů v daném měřicím čtverci, ro teré N( je slněna odmína vd(, vd min a N je celový očet měřicích vzorů rchlosti řenosu dat v daném měřicím čtverci. Tento arametr je stanoven ta, že musí latit R( 0,5, g dobou měření T m sojitý časový interval v seundách, v jehož růběhu jsou řenášena testovací data a je měřena rchlost řenosu dat, h odstuem mezi měřeními T sojitý časový interval v seundách, v jehož růběhu nejsou řenášena žádná testovací data a není měřena rchlost řenosu dat, i měřicí eriodou T = T m +T časový interval v seundách sládající se ze dvou na sebe bezrostředně v čase navazujících intervalů dob měření a odstuu měření, j sérií měření oslounost onečného očtu M o sobě jdoucích měřicích eriod T, de M je celé ladné číslo, očtem oaování série měření v očtu L, de L je celé nezáorné číslo. 3 Výchozí odmín měření rchlosti řenosu dat (1 Pro měření rchlosti řenosu dat se oužije měřicí terminál nebo evivalentní zařízení (modem a očítač se softwarem umožňujícím zaznamenat časový růběh rchlosti řenosu dat o intervalech 1 s a následné statisticé výočt nad změřenými dat za těchto odmíne: a Měření bude rováděno měřicím zařízením rostřednictvím sítě ontrolovaného oerátora oroti serveru s garantovanou onetivitou do Internetu alesoň 1 Gbit/s a výočetním výonem taovým, ab neblo měření negativně ovlivněno. b Měření se rovádí v racovních dnech v době mezi 7. a 19. hodinou, oud charater měření nevžaduje jinou dobu měření. c měření se oužijí SIM art s ativovanou službou mobilního řístuu Internetu ro veřejnost (osobní s nejvšším dostuným datovým limitem, říadně bez limitu. d Měření robíhá na vrstvě IP omocí rotoolu TCP ve směru sestuném od serveru do měřicího terminálu. e Alternativně měření LTE bude o řechodnou dobu 5 let rováděno v souladu s [1] měření UMTS ta, že měřicí terminál (modem bude nastaven rimárně do režimu LTE, v říadě nedostunosti LTE se automatic řene na UMTS. f Atuální ozice měřicího terminálu bude monitorována omocí GPS řijímače s chbou určení oloh ±5 m s ravděodobností chb určení oloh maximálně 5 %. g Měřicí anténa musí být umístěná ta, ab bl minimalizován negativní vliv doravního rostředu (měřicího vozu na rováděná měření. (2 Všechna měření robíhají ři současném otevření tří TCP sojení za těchto odmíne: a Zůsob měření a vhodnocování naměřených výsledů je uřesněn doumentem IETF RFC 6349 [2], oud není uvedeno jina. b TCP to jsou generován neřetržitě o celou dobu měření.

4 c Vzhledem ředoládané řenosové rchlosti a hodnotě zoždění ři řenosu datového tou bude hodnota veliosti řijímacího ona u TCP rotoolu nastavena na hodnotu minimálně 64 B ro aždou otevřenou relaci. d Veliost aetů musí být nastavena ta, ab nedocházelo jejich fragmentaci v celé testované síti. 4 Měření rchlosti řenosu dat (1 Měření rchlosti řenosu dat se rovádí v jednom bodě bez ohbu měřicího terminálu (stacionární měření, nebo za jízd. Výočet ortí a rchlosti řenosu dat je odrobně uveden v 5. (2 Stacionární měření rchlosti řenosu dat v mobilních sítích bude rováděno [1]: a Při namátovém měření ro ontrolu dodržení odmíne stanovených ve výběrovém řízení se rovede měření během čtř o sobě následujících hodin vžd minimálně čtřirát v aždé hodině s odstuem měření minimálně 10 min. (viz 5, odst. (1 b V říadě šetření stížností na rušení rovozu sítě nebo na nedodržení smluvně garantované datové rchlosti mezi lientem a rovozovatelem služb se měření rovede o dobu 1 hodin. (viz 5, odst. (2. (3 Dosažení ožadované rchlosti je slněno ři stacionárním měření (měření v jednom bodě bez ohbu měřicího terminálu v říadě, že: a Přenosová rchlost dosáhne ožadované hodnot (2 Mbit/s res. 5 Mbit/s nejméně v 50 % měřicích vzorů. b Průměrná rchlost ze všech měření dosáhne nejméně 75 % ožadované hodnot (1,5 Mbit/s res. 3,75 Mbit/s. c Poud nebudou uvedené odmín rchlosti slněn, bude ro ověření rovedeno jedno oaované měření. (4 ontinuální měření ortí obdleného území měřením za jízd se rovede ro účel ontrol ortí obdleného území [1] ři rchlostí jízd 40 m/hod. (oud to nedovolují odmín v době měření, oužije se rchlost nižší o hlavních omuniacích měřené loalit. Dosažení ožadované rchlosti řenosu dat je slněno za těchto odmíne: a Přenosová rchlost dosáhne v daném čtverci 100x100 m ožadované hodnot (2 Mbit/s res. 5 Mbit/s minimálně v 50 % měřicích vzorů. b Průměrná rchlost měření dosáhne nejméně 75 % ožadované hodnot (1,5 Mbit/s res. 3,75 Mbit/s. c V těch čtvercích, de nebudou uvedené odmín rchlosti slněn, bude ro ověření rovedeno jedno oaované měření. d Hlavními omuniacemi se řitom rozumí silnice a místní omuniace rotínající obce a dále návsi a náměstí. (5 Pro účel ortí dálnic a rchlostních omuniací [1] se rovede ontinuální měření za jízd rchlostí 60 m/hod. (oud to nedovolují odmín v době měření, oužije se rchlost nižší, o celé délce ontrolované omuniace. Dostunost datové omuniace musí být zajištěna minimálně v 90 % měřicích čtverců, teré omuniace rotíná. Dosažení ožadované rchlosti řenosu dat je slněno za těchto odmíne:

5 a Měření se rovede čtřirát o sobě, tj. růjezdem 2x jedním a 2x druhým směrem měřeného úseu dálnice nebo rchlostní omuniace. Měřicí vzor ze všech 4 měření se berou jao jeden cele, tj. jao soubor hodnot zísaných v daných čtvercích 100x100 m. b Přenosová rchlost dosáhne v daném čtverci 100x100 m ožadované hodnot (2 Mbit/s res. 5 Mbit/s minimálně v 50 % měřicích vzorů. c Poud je očet měřicích vzorů v daném čtverci 100x100 m nižší než 5, daný čtverec se neoužije ro výočet ortí. (6 Měření ortí tranzitních železničních oridorů bude rostřed Úřadu rováděno v blízosti tratí (souběžné omuniace, nádraží nebo řejezd, a to v říadě stížností. V říadě měření v jednom bodě se oužije ostu ro stacionární měření odle bodu (3. V říadě měření odél souběžných omuniací se oužije ontinuální měření za jízd odle bodu (4. 5 Výočet ortí a rchlosti řenosu dat (1 Stacionární měření ortí dle 4 bodu 1a se rovede sérií měřicích eriod T v očtu M = 16 s intervalem měření T m = 300 s a intervalem rodlev T = 600 s. (2 Stacionární měření ortí dle 4 bodu 1b se rovede sérií měřicích eriod T v očtu M = 4 s intervalem měření T m = 300 s a intervalem rodlev T = 600 s. (3 Pro stacionární měření se stanoví měřicí čtverec, jemuž odovídá oloha GPS zjištěná ři měření. (4 Pro stacionární měření se očet měřicích vzorů N sočítá tato: N = M.T m. (1+L, de L je očet oaování. (5 Pro měření za jízd interval měření T m a interval rodlev T nejsou stanoven. Měření robíhá ontinuálně a jeho déla je dána testovanou oblastí, tj. očtem a sladbou měřicích čtverců, v nichž je rováděno ověřování ortí. (6 Pro měření za jízd se ro aždý měřicí vzore stanoví měřicí čtverec, jemuž odovídá oloha GPS zjištěná ři měření. (7 Pro měření za jízd se očet měřicích vzorů N ( x rchlosti řenosu dat v daném měřicím, čtverci stanoví na záladě bodu (6 sečtením všech vzorů atřících do daného čtverce. (8 Dosažení ožadované rchlosti řenosu dat v daném měřicím čtverci, nebo stacionárním bodě, terý je součástí daného měřicího čtverce, je slněno za současného slnění obou těchto odmíne: a Rchlost řenosu dat v (, dosáhne hodnot v d d min alesoň v 50 % všech měřicích vzorů v daném měřicím čtverci. Relativní četnost úsěšnosti ortí ted musí být N ( O R ( = 0,5 de N O ( je očet měřicích vzorů, ro teré je slněna N( odmína v d (, v a N( d min je celový očet měřicích vzorů rchlostí řenosu dat v daném měřicím čtverci. b Průměrná rchlost řenosu dat v d( x, ze všech N( měřicích vzorů v daném měřicím čtverci musí dosáhnout nejméně 75 % v d min, ted musí latit v ( d 1 N ( x, = (, 0, 75 x, v d x, N ( x, = 1 v d min.

6 (9 V říadě oaování měření v očtu L se výočet rovádí tato a Relativní četnost ortí se sočítá na záladě sumarizace očtu vzorů záladního měření s indexem 0 a oaovaných měření v daném měřicím čtverci. V bodě (8 se ted oužije hodnota N = L O ( NO ( a i N( = L N(. i i = 0 i = 0 b Výsledná růměrná rchlost řenosu dat v d( x, ze záladního měření s indexem 0 a oaovaných měření v daném měřicím čtverci se sočítá tato: L 1 v d (, = x v d( i 0, 75 v. d min (1+ L i = 0 (10 Počet oaování L nabývá těchto hodnot: a Pro měření bez oaování je L = 0. b Pro měření s oaováním dle 4 bodu 3c a 4c je L = 1. c Pro měření odél dálnic a rchlostních omuniací růjezdem 2x jedním a 2x druhým směrem dle 4 bodu 5 je L = 3. (11 Slnění odmíne výběrového řízení z hledisa dosažení datové rchlosti odle bodu 5 doumentu [3] je dosaženo v říadě, že očet obvatel ve čtvercích, vhovujících odmínám bodu (8 tohoto metodicého ostuu je minimálně 95 % z celového očtu obvatel obce nebo oresu. (12 Slnění odmíne výběrového řízení ro měření odél dálnic a rchlostních omuniací je dosaženo v říadě, že očet čtverců J O vhovujících odmínám bodu (8 tvoří minimálně 90 % celového očtu čtverců, teré obsahují minimálně 5 měřicích vzorů, ted J O 0, 9. Z hodnocení J jsou ředem vloučen taové čtverce teré sice měřená omuniace rotíná, ale obsahují méně než 5 měřicích vzorů. Literatura a zdroje: [1] ČTÚ: Příloha 1 Metodicému ostuu měření rchlosti řenosu dat v mobilních sítích dle standardu LTE, dle bodu 5 Příloh 3 Vhlášení výběrového řízení za účelem udělení ráv vužívání rádiových mitočtů zajištění veřejné omuniační sítě v ásmech 800 MHz, 1800 MHz a 2600 MHz [2] IETF: rfc6349 Framewor for TCP Throughut Testing [3] ČTÚ: Příloha 3 Vhlášení výběrového řízení za účelem udělení ráv vužívání rádiových mitočtů zajištění veřejné omuniační sítě v ásmech 800 MHz, 1800 MHz a 2600 MHz

7 Příloha 1 Metodicému ostuu měření rchlosti řenosu dat v mobilních sítích dle standardu LTE dle bodu 5 Příloh 3 Vhlášení výběrového řízení za účelem udělení ráv vužívání rádiových mitočtů zajištění veřejné omuniační sítě v ásmech 800 MHz, 1800 MHz a 2600 MHz. 1

8 Obsah 1. Použité ojm a zrat Měření rchlosti řenosu dat Stacionární měření Měření za jízd Detailní ois metod měření Detailní ois nastavení rotoolu TCP Výočet rchlosti řenosu dat

9 1. Použité ojm a zrat Odstu měření OM Je sojitý časový interval v seundách, v jehož růběhu nejsou řenášena žádná testovací data roustnosti sítě. OM je -tý odstu měření v rámci uvažované série měření, viz dále. Měřicí vzore MV Je sojitý časový interval v seundách, během něhož se měří objem řenesených testovacích dat v bajtech. MV je -tý měřicí vzore v rámci uvažované série měření. Na začátu měřicího vzoru MV se v čase t z odebere oamžitá hodnota objemu řenesených dat w 1(t z a na onci w 2(t (viz obr.1. Z těchto údajů se otom vočítá vzore řenosové rchlosti v (MV ro měřicí vzore MV. začáte čtřhodinové série onec čtřhodinové série čtřhodinová série hodinová série #1 hodinová série #2 hodinová série #3 hodinová série #4 MV 5 0,5.PHPR PHPR MV, MV 4 0,5 3.. PHPR... MV1 2 MV MV 3 MV MV 2 vzore měření nevhovuje MVN čas řijatá data W(t [B] w 2 w 1 t z v (, MV T vz /2 T vz /2 MV T vz t vzore měření odstu měření měřicí erioda čas [s] čas [s] v ( R( čtřhodinová série = 4 x hodinová série hodinová série = 4 x měřicí erioda měřicí erioda = vzore_měření + odstu_měření v ( 1 N N w2 (, MV 8 t ( v (, MV w ( 1, MV t (, MV 0,75. PHPR, de N z 1 MV { MV }: latí, že MV 0,5 N Obr. 1 - Princi stacionárního měření. v (, MV, MV, MV PHPR 4 nebo12 Měřicí čtverec x, Je ČTÚ vracované ortí území ČR normalizovanými čtverci 100 x 100 m s řesně definovanou GSP olohou a orientací. Index jsou zde jen informační, udávající omslnou olohu vůči osám, teré nemají žádné roojení s maami ČR. aždý čtverec je oatřen jednoznačným identifiátorem označeným ID, terý je složen z čísla řádu a slouce výchozí čtvercové sítě [2]. 3

10 Vzore řenosové rchlosti v (, MV Je vzore řenosové rchlosti ve čtverci x, říslušející měřicímu vzoru v čase MV. Počáteční objem dat w 1( x,, MV Je řijatý objem dat v bajtech registrovaný na začátu tz (, MV vzoru měření MV ve čtverci x,. oncový objem dat w 2( x,, MV Je řijatý objem dat v bajtech registrovaný na onci t (, MV měřicích vzorů MV ve čtverci x,. Měřicí erioda MP Je časový interval v seundách sládající se ze dvou na sebe sojitě bezrostředně v čase navazujících intervalů vzoru měření (MV a odstuu měření (OM; Platí, že tá měřicí erioda v rámci uvažované série měření. MP MV OM, de MP je - Série měření SM Je obecně oslounost onečného očtu N za sebou jdoucích měřicích eriod MP, = 1..N. Podle tu měření se definuje hodinová série měření (HSM a čtřhodinová série měření (ČSM, viz dále. Pro HSM je N=4 a ro ČSM N=16, oud není stanoveno jina. Časové období měření ČOM Je obecně nesojité období definované výčtem dní a časových intervalů, v nichž může robíhat jaáoliv série měření (HSM, ČSM. Pro účel této směrnice, oud není secific stanoveno jina, se definuje ČOM jao množina všech racovních dnů v roce s užším vmezením časového intervalu v rozmezí od 7.00 h do h ro aždý taový den. Hodinová série měření HSM Je časový interval v seundách definovaný jao sojité zřetězení na sebe bezrostředně navazujících čtř měřicích eriod; HSM = MP1 MP MP MP Začáte HSM může nastat doliv v definovaném časovém období měření ČOM, oud není stanoveno jina. V říadě, že měření vužívá více HSM sérií, viz dále, jsou jednotlivé HSM odlišen dolním indexem, tj. HSM, = 1..N, de N je očet HSM v dané série. Čtřhodinová série měření ČSM Je časový interval v seundách definovaný jao sojité zřetězení na sebe bezrostředně navazujících čtř hodinových měřicích eriod HSM; ČSM = HSM1 HSM2 HSM3 HSM4. Začáte ČSM může 4

11 zaočíst doliv v definovaném časovém období měření ČOM, oud není stanoveno jina. V říadě, že měření vužívá více ČSM sérií, viz dále, jsou jednotlivé ČSM odlišen dolním indexem, tj. ČSM, = 1..N, de N je očet oaovaně rovedených ČSM. Stacionární čtřhodinová/hodinová série měření StM Je měření, teré se rovádí o celou dobu libovolné série měření (ČSM nebo HSM s měřicím mobilním terminálem v neměnné ozici S určené omocí lně snchronizovaného GPS řijímače. líčovou charateristiou StM měření je lidová oloha terminálu daná GPS souřadnici s maximální ravděodobností chb určení oloh a rchlosti 5%. aždý bod měření S je součástí jednoho z definovaných čtverců, tj. x, : S x, Pro účel této směrnice se stanoví tto arametr ro stacionární čtřhodinovou sérii měření: OM =600 s, MV =300 s, = 1..16, tj. ČSM = s. Pro účel této směrnice se stanoví tto arametr ro stacionární hodinovou sérii měření: OM =600 s, MV =300 s, = 1..4, tj. HSM = s. ontinuální měření za jízd MzaJ Je měření rováděné za ohbu omocí mobilního datového terminálu. Měřicí anténa musí být umístěná ta, ab bl minimalizován negativní vliv doravního rostředu na rováděná měření. Tic odraz signálu od střech měřicího vozu, EMC rušení v oolí anténní soustav, vibrace zůsobené jízdou automobilu aod. Pro účel této směrnice se stanoví tto arametr série měření ro ontinuální měření za jízd: MV = 1 s, OM = 0 s, = 1. (Počet seundových vzorů tras. Požadovaná hodnota řenosové rchlosti PHPR Do 7 let od nabtí rávní moci zísání řídělu je stanovena na nejméně 2 Mbit/s (PHPR = 2 Mbit/s ro sestuný směr, oté se zvšuje minimálně na 5 Mbit/s (PHPR = 5 Mbit/s ro sestuný směr. Tato rchlost se vztahuje na jedno mobilní zařízení a jednu SIM. Měřicí trasa TR Je trasa měření rojížděná mobilním měřicím rostředem (autem. Měřicí trasa má svůj výchozí bod a oncový bod. Směr jízd je označen jao XY, de X je identifiátor výchozího bodu a Y oncového bodu (tic GPS souřadnice. Měřicí trasa je dána množinou bodů měření TR 1 = {a 1,.. a l} ro rvní růjezd, TR 2 = {b 1,.. b m} ro druhý růjezd, TR 3 = {c 1,.. c n} ro třetí růjezd a TR 4 = {d 1,.. d o} ro čtvrtý růjezd. V něterých říadech této směrnice se oužívají jen něteré množin bodů tras, nař. jen TR 1, nebo TR 1 a TR 2. Vzhledem tomu, že růjezd tras má vžd jiný rofil rchlosti, latí obecně, že. l m n o 5

12 Bod měření a w Je bod měření určený GPS souřadnicemi sadající do čtverce x,,terý atří množině bodů měřicí tras ři jejím rvním růjezdu (směr AB. Bod měření b w Je bod měření určený GPS souřadnicemi sadající do čtverce x,,terý atří množině bodů měřicí tras ři jejím druhém růjezdu (směru BA. Bod měření c w Je bod měření určený GPS souřadnicemi sadající do čtverce x,,terý atří množině bodů měřicí tras ři jejím třetím růjezdu (směr AB. Bod měření d w Je bod měření určený GPS souřadnicemi sadající do čtverce x,,terý atří množině bodů měřicí tras ři jejím čtvrtém růjezdu (směru BA. Průměrná rchlost (, v x Je růměrná rchlost ze všech stacionárně změřených vzorů řenosových rchlostí v (, MV ro všechn MV v daném čtverci { v( aa, v( bb, v( cc, v( dd : aa, bb, cc, dd }, nebo všech vzorů řenosových rchlostí x Relativní četnost neúsěšného ortí R( x, Je bezrozměrné číslo od 0 do 1 (nebo v rocentech 0 až 100 % udávající stueň neúsěchu ortí daného místa v čase ři stacionárním měření ve čtverci x, ro stanovenou mez PHPR nebo neúsěšnost ortí čtverce x, ři jeho růjezdu ro stanovenou mez PHPR. Tento arametr je stanoven ta, že musí latit R(, 0,5 x. Indiátor mobilní datové technologie MDM a ( Je textový řetězec nabývající hodnot LTE ro technologii LTE a UMTS ro technologie UMTS v měřicím bodě tras a. Pro jiné datové mód může nabývat i jiných hodnot, ale tato směrnice není ro jiné mód určena. 6

13 2. Měření rchlosti řenosu dat 2.1. Stacionární měření V souladu s bodem 5 Příloh 3 bude měření řenosu dat v mobilních sítích rováděno tato: a. V říadě řešení rozoru, že výslede výočtu ortí rovedený ČTÚ bude nižší, než 90 % obvatel oresu se rovede řeočítání dle difračního modelu ITU a následně čtřhodinové stacionární měření a jeho vhodnocení. b. V říadě měření ro otřeb ČTÚ z důvodu ověření ortí se rovede hodinové stacionární měření. Stacionární měření (StM se rovádí s cílem ověřit ožadovanou hodnotu řenosové rchlosti (PHPR ro olohově neměnné místo S datového terminálu s danými GPS souřadnicemi. Určení GPS oloh může být rovedeno s maximální chbou ±5 m s ravděodobností chb určení oloh maximálně 5 %. Stacionární místo S leží v určitém čtverci o veliosti 100 m x 100 m ( S x,. Oolní odmín měření jsou v tomto bodě secifiován bodem 4 Příloh 3. Slnění odmíne výběrového řízení ři stacionárním měření je dosaženo v říadě, že: a. Přenosová rchlost vzorů MV (ro v (, MV četnost neúsěšnosti ortí musí být dosáhne hodnot PHPR alesoň v 50 % všech měřicích v dané čtřhodinové sérii měření na daném místě S. Relativní R(, 0,5 x, výočet viz obr.1. b. Průměrná rchlost řenosu dat (, v x ze všech měření v dané čtřhodinové sérii měření v místě S musí dosáhnout nejméně 75 % PHPR, výočet viz obr.1. c. Poud nebudou uvedené odmín rchlosti slněn, bude ro ověření rovedena druhá čtřhodinová série měření ČSM 2. Přenosové rchlosti sobě si odovídajícím měřicím vzorů se v tomto říadě růměrují tato, MV =[MV,1+ MV,2]/2 (MV,1 měřicí vzore z rvní série ČSM 1, MV,2 měřicí vzore z druhé série ČSM 2, ro a následné osouzení se rovede nově odle bodů a a b. Druhá série měření se oaovaně rovede ve stejný začáte dne jao rvní série měření Podmína dodržení rchlosti PHPR latí v celém časovém intervalu daném v definici PHPR Měření za jízd V souladu s bodem 6b Příloh 3 se ro účel ortí obdleného území rovede ontinuální měření za jízd (MzJ rchlostí 40 m/hod (oud to nedovolují odmín v době měření, tj. ří. omezení rchlosti a stav rovozu, oužije se rchlost nižší o hlavních omuniacích měřené loalit. Detail viz obr. 2, 3, 4. Určení rchlosti omocí GPS řijímače může být zatíženo maximální chbou ři stanovení oloh ±5 m a ři určování rchlosti maximálně 2 m/h a to s ravděodobností chb určení oloh a rchlosti maximálně 5 %. Dosažení ožadované rchlosti je slněno za těchto odmíne: 7

14 a. Přenosová rchlost a w, ro všechna v ( a w w..( n dosáhne hodnot PHPR alesoň v 50 % všech měřicích bodů, de { a, a 1,.. an} měřicí trasou TR 1 Relativní četnost neúsěšnosti ortí ro daný čtverec být R( R(, 0,5 x, tj. MV( 1 n, de MV( x { aw : w latí,že v( aw PHPR aw { a,.. an}, čtverce ro rvní růjezd x, } musí ted Výše uvedené musí latit ro všechn čtverce latí, že TR 1 x, 0 x,, teré se rotínají s trasou TR 1, tj. ro b. Průměrná rchlost řenosu dat w..( n, de { a.. an} (, v x být ro daný čtverec větší než 75 % PHPR, tj. n v( aw w v( 0,75 1 n ze všech měřicích bodů a w, ro všechna čtverce u rvního růjezdu měřicí trasou TR 1 musí c. V těch čtvercích, de nebudou uvedené odmín rchlosti slněn, bude ro ověření rovedeno oaované měření, tj. růjezd za stejných odmíne. Jao výslede se oužije růměrná hodnota řenosové rchlosti ze všech rovedených měření. V tomto říadě lze řiustit, že trasa TR nebude rojeta celá, ale jen t části tras, teré orývají t čtverce, teré výše uvedené odmín neslňují. V tomto říadě ro růměrnou řenosovou rchlost a relativní četnost neúsěšnosti ortí latí následující vztah n lm v( aw v( br w rl v ( 0,75. PHPR 2 n m R( MV(, 0,5 2 n m x MV( x { aw, br : w, r latí,že v( aw, v( br PHPR aw, br, V tomto říadě latí, že měřicí bod a atří rvnímu měření tras TR 1 a bod b w druhému měření tras TR 2. Do výše uvedených vztahů se zaočítávají jen t bodu z obou měření, teré adnou do stejného čtverce, tj., de { a,.. a n, bl,.. bl m}. w..( n } r l..( l m d. Hlavními omuniacemi se řitom rozumí silnice 1. a 2. tříd rotínající obce a dále návsi a náměstí. r 8

15 V souladu s bodem 6d se rovede ontinuální měření za jízd rchlostí 60 m/hod (oud to nedovolují odmín v době měření, tj. ří. omezení rchlosti a stav rovozu, oužije se rchlost nižší, o celé délce dálnic a rchlostních omuniací. Dostunost datové omuniace musí být zajištěna v 90 % Úřadem definovaných čtverců 100 m x 100 m, teré omuniace rotíná. Dostunost dané řenosové technologie v určitém čtverci x, MDM( a se měří v aždém jeho měřicím bodě { a.. an} jao indiace roměnné zda v daném oamžiu síť odoruje LTE nebo UMTS technologii. Čtverec x,,terý rotíná měřenou trasu TR 1 dálnice nebo rchlostní omuniace vhovuje, oud latí odmína bod ( MDM( a " LTE" MDM( a " UMTS" { a.. an} -> TRUE ro všechn jeho měřicí. Dálnice nebo rchlostní omuniace vhoví výše uvedené odmínce, oud 90 % čtverců, teré rotíná, vhoví výše uvedené odmínce. Po ulnutí dob 7 let od zísání orávnění se výše uvedená odmína mění na MDM( a " LTE" -> TRUE. Z důvodu větší rchlosti na dálnicích lze očeávat úměrně menší očet měřicích bodu a, teré adnou do jednoho čtverce, (viz obr.4 vlevo nahoře. S cílem leší statisticé hodnověrnosti x a taé nedisriminovaného měření čtverců s menším očtem bodů vztažmo těm, de jich je více, bude měření rovedeno čtřirát, vžd růjezdem o stejné trase, jen v jiném směru a dvarát (2x jeden směr, 2x druhá směr. Vzninou ta čtři množin měřicích bodů a a, c c (směr AB a b b, d d (směr BA. Dosažení ožadované rchlosti je slněno za těchto odmíne: a. Přenosová rchlost a a b b c, ro všechna, ro všechna v dosáhne hodnot PHPR alesoň v 50 % všech měřicích bodů: a..( n b l..( l m, de, de c, ro všechna c s.. ( s h, de a d, ro všechna d r..( r, de { a.. an} { b l.. bl m} { c s.. csh} { d r.. dr } Relativní četnost neúsěšnosti ortí ro daný čtverec R( MV( 4 m n h 0,5,,,. x, ted musí být R(, 0,5 x, MV(, { a, b, c, d : a, b, c, d latí, že v( aa, v( bb, v( cc, v( dd PHPR aa, bb, cc, dd } b. Průměrná rchlost řenosu dat daný čtverec x, n (, v x větší než 75 % PHPR, tj. lm sh x a b c d ze všech měřicích bodů v bodě a musí být ro r v( aw v( bw v( cw v( dw w wl ws wr v ( 0,75. PHPR 4 n m h 9

16 3. Detailní ois metod měření Měření ortí daného území datovou službou lze charaterizovat celou řadou valitativních arametrů. Jedním z nejjednodušších arametrů je sledování objemu řenesených dat w(t jao funci času (viz obr. 4, červené řiv grafů. Jao odvozené ritérium lze ovažovat oamžitou řenosovou rchlost, teré je dána vztahem: dw( t v ( t 8 dt [bit/s, bajt, s] Přenosovou rchlost a objem řenesených dat lze sledovat ro oba směr řenosu, nicméně z charateru řenosu v LTE sítích, alesoň v očáteční fázi, lze jao zásadní uvažovat ouze rchlost ve směru sestuném, ted ze sítě mobilnímu terminálu. valita řenosu dat vša nesouvisí jen s veliostí dosažené řenosové rchlosti, ale taé: a se ztrátovostí datových jednote (IP aetů v síti, b se středním zožděním řenosu datových jednote, c s roztlem zoždění říchodu datových jednote. Ideální stav je taový, d se všechn datové jednot vslané zdrojem dostaví s minimálním zožděním a roztlem řijímači. Tento stav vša nid nelze doonale zajistit. Z toho ohledu je nutné najít taové metod měření, teré odděleně měří všechn výše uvedené arametr a složí je do jednoho arametru valit v daném směru řenosu. Výslede se vša může lišit od toho, jaým zůsobem bude cháat valitu řenosu aliace, nebo doonce i oncový uživatel. Obecně latí, že čím blíže uživateli vhodnocení rovádíme, tím jen relevantnější, ale často taé hodně subjetivní, nař. aždý uživatel může rovoz dané služb hodnotit odle jiných ritérií. Pro měření v rámci této směrnice bla regulátorem oužita metoda měření objemu řenesených dat omocí transortního rotoolu TCP z rodin rotoolů IETF TCP/IP. Bližší informace dooručeným ostuům ři testech rotoolu TCP lze nalézt v dooručení RFC 6349 [1], ve terém je osán zůsob měření a otimalizace TCP rotoolu ro různé řenosové technologie včetně návodů ro analýzu naměřených údajů. Poznáma rotoolu TCP Toto řešení má následující výhod: a TCP rotool je a bude oužíván jao rimární rogramové rozhraní mezi aliaci a sítí, taže je v tomto ontextu nejblíže aliaci (ne vša ještě uživateli. b TCP je rotool, terý je ři řenosu citlivý na všechn výše uvedené arametr, tj. ztrátovost datových jednote (v tomto říadě TCP segmentů, zoždění a hlavně roztl zoždění. Znamená to ted, že zhoršení libovolného arametru se rojeví ve snížení roustnosti TCP a tím i efetivní řenosové rchlosti. Tímto zůsobem se obejde nutnost monitorování něolia arametrů naráz a jejich vhodnocování TCP je integruje v jeden arametr, tj. transortní roustnost dat. c TCP rotool garantuje řenos, tj. data, terá TCP ředá aliaci, jsou bez chb. 10

17 d Velé množství důležitých aliací (WEB, Mail, atd. oužívá TCP rotool, taže měření učiněné na jeho záladě je ro ně signifiantní. Použití TCP má vša i své nevýhod: a TCP rotool ři nedoručení datových jednote, žádá vsílač o jejich oaované vslání, čímž se datový anál navíc zatěžuje dat, terá b ři bezchbném řenosu vsílána nebla. I dž toto v testu s výhodou slouží jao ritérium valit sítě, ro aliace, teré nejsou citlivé na výad, to vadit nemusí, taže TCP řenos v tomto říadě nerefletuje valitu dané aliace, nař. řenos audia nebo video toů. Množství oětovně řenesených dat se rovněž rojeví ve statistiách celového množství řenesených dat na fzicé vrstvě (v rámci PDP ontextu. To zůsobí rozdíl mezi roustností změřenou v rámci rotoolu TCP a celovou roustností změřenou na fzicé vrstvě. b TCP rotool je citlivý na rchlé a velé olísání zoždění v síti. V těchto říadech dochází buď e zbtečným rodlevám v řenosu, nebo naoa e zbtečnému oaování již řijatých datových jednote. Toto lze s výhodou oužít jao ritérium valit sítě, rotože se značné olísaní rojeví v degradaci roustnosti TCP. Na druhou stranu silné olísání zoždění nemusí u něterých aliací vůbec vadit. c TCP rotoolem nelze testovat vícebodová sojení, rotože TCP lze oužít jen ro řenos bod-bod. Vícebodovou omuniaci je nutné realizovat adevátním očtem jednotlivých bod-bod instancí TCP sojení. d Pro značné olísání zoždění a velou aetovou chbovost se může stát, že TCP rotool řestane fungovat, tj. buď se zcela rozojí datová omuniace, nebo neůjde oětovně navázat. Tto stav je nutné ři měření ošetřit, a oud nastanou, je nutné danou sérii měření rovést znovu. U sítí LTE b tento roblém měl mít minimální efet, nicméně němu může dojít ři handoveru nebo ři meziradiovém řenutí (nař. LTE na UMTS 3.1. Detailní ois nastavení rotoolu TCP Pro měření řenosové rchlosti v rámci TCP transortu je nezbtné mít disozici serverovou část měřicí aliace, terá musí být schoná o navázání TCP sojení generovat v sestuném směru data rchlostí větší než je PHPR. Toto je možné ověřit ředběžným měřením, d se evná monitorovací stanice (lient řiojí serveru římo a ověří se maximální to, terý je server schoen na daném TCP sojení generovat. Poud bude server oužit ro měření více aralelních TCP relací, je nutné toto ověřit ro aždou relaci zvlášť. líčovým arametrem ro dosažení maximální roustnosti jedná TCP relace (sojení je veliost řijímacího ona RCWND (Receive Window, omocí něhož může TCP řijímač dnamic v čase řídit (oud je to zaotřebí rchlost zasílaných segmentů zdrojem TCP (v našem říadě serverem. Poud toto ono bude říliš malé, nebo zoždění ři řenosu říliš velié, oř. obojí současně, nedoáže TCP sojení vužít maximální nabízené aacit sítě na třetí vrstvě (ted v našem říadě IP a měření bude zreslené. Z toho důvodu je nutné nastavit veliost ona RCWND s ohledem na dosažení maximální roustnosti. Odhad ro výočet maximální dosažitelné roustnosti TCP sojení (zde vjádřené jao řenosová rchlost ro danou veliost RCWND ona a obousměrné zoždění RTT (Round Tri Time je: 11

18 V[Mbit/s] RCWND v max 8 RTT [bits/s, bajt, s] Pro leší názornost je tato závislost vnesena v obr. 2, de jsou taé zareslené hranice řenosové rchlosti 2 a 5 Mbit/s. Modrá oblast v grafu rerezentuje řibližnou mez ro RTT v sítích ve smíšeném režimu LTE/UMTS. V samotných neřetížených sítích LTE b se zoždění RTT mohlo ohbovat do 15 ms ro téměř 90 % rováděných testů, viz nař. zdroj na obr. 3. Ab blo možné testovat i rchlosti všší než jen 2 nebo 5 Mbit/s, je vhodné volit jao otimální veliost ona RCWND hodnotu od 64 B do 128 B. Celá řada aliací dnes oužívá více současně otevřených TCP relací. Ab blo možné sledovat chování sítě v těchto ro aliace odobných odmínách, budou test robíhat současným suštěním tří TCP relací a měřením řenosové rchlosti vcházející z objemu dat w sečtených ro všechn relace dohromad. V tomto říadě ro zalnění datového análu ostačí menší ono na jednu relaci. RCWND bude ted nastaveno na hodnotu 64 B ro aždou relaci. Ta bude omezujícím fatorem jen síť a ne nastavené arametr TCP sojení. Pro eliminaci vlivu ostatních ISP (ostovatel řiojení Internetu je vhodné řiojit testovací TCP server co nejblíže výchozímu bodu sítě oerátora do Internetu. Otimálním řešením je umístit testovací server do áteřní infrastrutur, terou jsou roojení všichni líčoví ostovatelé řiojení do sítě Internet. Přiojení testovacího serveru dooručujeme rovést říojou technologie Ethernet rchlostí alesoň 1 Gbit/s. RCWND=32 B RCWND=64 B RCWND=128 B RCWND=256 B RCWND=512 B RTT [ms] Obr. 2 Závislost veliosti maximální roustnosti TCP sojení na veliost RCWND ona a zoždění řenosu. 12

19 Obr. 3 Měření RTT zoždění LTE sítě (Zdroj: htt:// %20PDF%20Version.df Výočet rchlosti řenosu dat Relevantním údajem měření je řenosová rchlost, terou je nutné vočítat odle výše uvedeného vztahu. tomuto účelu metodia zavádí ro stacionární měření ojem měřicí vzore MV, což je časový interval, na jehož začátu se změří oamžitý objem řenesených dat w 1(t z a na jeho onci tatéž, w 2(t, viz obr. 1. Z těchto údajů se oté vočítá řenosová rchlost odle vztahu: v ( w2 (, MV w1 (, MV, MV 8, ro -tý měřicí vzore v sérii na čtverec x,. t (, MV t (, MV z Výše uvedený vztah udává růměrnou řenosovou rchlost v rámci odovídajícího měřicího vzoru MV. V tomto říadě nelze určit, ro jaý časový oamži tato rchlost latí. Z důvodu řehlednosti je vša této rchlosti řiřazen časový oamži odovídací olovině MV vzoru. Stacionární měření Pro stacionární měření je časový interval MV stanoven na 5 min. Volbou této dél měření zísáme střední hodnotu řenosové rchlost v daném čtverci. V rámci omatibilit rováděných testů s mobilním měřením se v rámci výše uvedeného 5 min. intervalu měří o seundových měřicích intervalech a software očítá oamžitou řenosovou rchlost v rámci těchto 1 s intervalů. Vzore řenosové rchlosti ro MV interval se otom sočítá jao aritmeticý růměr všech 1 s měřicích intervalů. Jinými slov měřicí vzore MV se sládá z ratších 1 s měřicích intervalů MI l, ro l = 1..MV. 13

20 v (, MV MV v ( l 1 MV, MI l, de v ( w2 (, MIl 8 t (, MI w ( l, MI t l z 1 (, MI, MI l l Měření za jízd Pro měření za jízd je situace složitější, rotože se jedná o režim, d je nutné sledovat nejen čas jednotlivých měřicích vzorů, ale taé jejich maování do sstému čtverců ČTÚ. Tato situace je naznačena na obr. 4. Zde je schematic naznačena síť čtverců 100 m x 100 m v artézsém souřadném sstému. aždý čtverec má své označení indexem x a. Počáteční bod měřicí tras je označen jao A a oncový bod jao B. Červená řiva ředstavuje trajetorii měřicí tras a zároveň sojuje měřicí bod a zísané ři rvním jejím růjezdem ve směru AB. Při měření za jízd je stanoveno, že měřicí vzore je dlouhý 1 s a neustále se měření oauje, bez existence intervalu odstuu měření OM (=0 s. Vzhledem roměnné rchlosti ři jízdě autem a složitosti snchronizace očátů měřicích vzorů MV na hran čtverců se do aždého čtverce obecně vejde různý očet měřicích bodů. Tatéž bod jsou od sebe různě vzdálené odél trajetorie jízd. Záladním roblémem ři tomto měření, je zajistit, ab se v aždém čtverci nacházel oud možno stejný nebo sobě blíz očet měřicích bodů. Poud toto nebude zajištěno, bude staticý výočet nad buňami s větším očtem měřicích bodů vcházet lée, než ro t s menším očtem. Ab blo možné tento roblém eliminovat, je vhodné rovést měření vícerát z jedné a druhé stran s říadnou mírnou změnou rozložení rchlostního rofilu. Tomu na obr. 4 odovídá zelená řiva. Tím se statisti čtverce vrovnají vzhledem nemožnosti dodržet všude narosto stejnou rchlost ři jízdě autem. Na obr. 5 je nareslen rinci maování růběhu měření řenosové rchlosti (ta se vočítá odle obr. 6 vlevo dole. na onrétní čtverec, včetně uvedených vztahů, teré se oužívají výše ve směrnici. 14

21 +4 Trajetorie dráh měření A-B x+5,+4 a F B a +4 b 1 x+3,+3 +3 x+2,+3 b 5 x+4,+3 x+5,+3 +2 bod měření v místě čtverce x+1,+1 ve směru tras A-B (bod a x+1,+2 a 5 a b 9 x+2,+2 b 8 Trajetorie dráh měření B-A +1 a 3 a 4 b x+1,+1 vhodnocení bodu měření ve čtverci x+1,+1 b +1 A a 1 a 2 b M bod měření v místě čtverce x+1,+1 ve směru tras B-A (bod b x x+1 x+2 x+3 x+4 x+5 x+6 Obr. 4 Princi měření za jízd a rozložení měřicích bodů odél tras; zde ro řehlednost vreslen jen dvě měření tras. Poznáma měření za jízd Výše uvedené řešení vša neomůže ro t říad, d do tras zasahuje jen velice úzý cí rohu čtverce, d nemusí být tento cí vůbec ort měřicím bodem nebo jen jedním, viz obr. 4 nahoře vlevo, de je znázorněno ortí čtverce měřicími bod ři růjezdu jiným směrem a různou rchlostí. V těchto říadech je vhodné sledovat, zdali je tento čtverec ort signálem ze stejné BTS stanice, stejně jao čtverce sousedící a jaý je v tomto říadě jejich SINR. Poud jsou sousedící čtverce ort signálem ze stejné BTS jao uvažovaný roh čtverce a SINR sousedních čtverců je srovnatelný se SINR rohu čtverce, lze měřicí bod vočítat jao růměr mezi měřením sousedících čtverců. Poud to technicé odmín dovolí, lze malé části čtverce změřit i ta, že se sníží v této části trajetorie rchlost vozu, čímž se do daného cíu vejde více měřicích bodů. Cílem něolia růjezdů tras, oř. i změna rofilu rchlosti je, ab se celový očet měřicího bodů na aždý čtverec nelišil od růměrného očtu měřicích bodů na jeden čtverec o více ja max. 20 %. Ab blo možné sledovat SINR v časové orelaci s naměřenou roustností je nutné, ab bl časové záladn obou měření snchronizován. 15

22 v (a m 100 m v [bit/s] v (a.. v (a +n atří do čtverce měření A-B #1 v [bit/s] t měřicí vzor rchlosti odovídající bodům a - směr jízd (A-B #1 R( v (b l.. v (b l+m atří do čtverce MV { a, b, c, d }: a, b, c, d latí, že v ( a, v ( b, v ( c, v ( d PHPR{ a, b, c, d } a a b a c d c MV 0,5 4 m n h d a b c d měření B-A #1 měřicí vzor rchlosti odovídající bodům b - směr jízd (B-A #1 v [bit/s] měření A-B #2 v (c s.. v (c s+h atří do čtverce t měřicí vzor rchlosti odovídající bodům c - směr jízd (A-B #2 t v [bit/s] v (d r.. v (d r+ atří do čtverce měření B-A #2 t měřicí vzor rchlosti odovídající bodům d - směr jízd (B-A #2 n lm sh v ( aw v ( bw v ( cw v ( dw w wl ws wr v ( 0,75. PHPR 4 n m h r Obr. 5 Princi měření za jízd a řiřazení jednotlivých měřicích vzorů MV e onrétnímu čtverci x,. 100 m 100 m +1 ax +2 x+1,+1 směr jízd a m/h ax a +1 a m/h 40 m/h a W(t [bajtech] w(a +5 měření A-B #1 (bod a (ro bod b,c,d je to stejné v(t [bit/s] v (a +4 v (t [bit/s] w(a +5 a -1 měření A-B #1 (bod a (ro bod b,c,d je to stejné v (a +4 W(t [bajtech] w(a +4 v (a +1 v (a +3 v (a +2 v (a w(a +4 v (a v (a +1 v (a +3 w(a +3 w(a +2 w(a +3 w(ax +2 w(a +2 a +3 a +2 w(a +1 w(a w( a v( a 8 t( a 1 1 w( a t( a w(a +1 w(ax w(a a a +1 t(a t(a +1 t(a +5 t t(a t(a +1 t(a +2 t(a +3 t(a +5 t t(ax -čas hran čtverce 1 t(ax +2 - čas hran čtverce 2 Obr. 6 Výočet vzorů řenosové rchlosti z objemu řijatých data w(t a jejich řiřazení měřicím bodům (vlevo; maování měřicích vzorů, bodů do čtverce (vravo dole; vertiální náhled na čtverce a řiřazení měřicích bodů (vravo dole; rozrostření měřicích bodů ro různé růchod čtvercem a odlišnou rchlost ři délce MV=1 s (vlevo nahoře. Reference [1] RFC Framewor for TCP Throughut Testing. [2] Pois vetorové ma 100x100m oužívané ČTÚ. 16