Исследование влияния процедуры Хэндовера на качество услуг в сетях UMTS – часть 2

Коммуникации и связь      Постоянная ссылка | Все категории

, (2)

где РТ1 – общая мощность передачи BS1; r1 – дистанция между UE и BS1; a – показатель потерь на пути распространения; a – коэффициент ортогональности.

Интерференция между сотами Iinter-cell может быть вычислена следующим образом:

, (3)

где РТi – общая мощность передачи BSi; ri – дистанция между UE и BSi; a – показатель потерь на пути распространения; Мколичество BS, являющихся источниками интерференции между сотами.

Оптимизировать алгоритм хэндовера можно, опираясь на различные параметры; в данной работе предлагается взять за основу минимизацию интерференционного влияния и проанализировать каким образом это отразится на функционировании сети в целом. Для этого необходимо провести анализ характеристик канального уровня сети WCDMA с учетом выбранной модели, уделяя особое внимание оценке влияния мягкого хэндовера на интерференцию и назначение мощностей для выделенных каналов в DL.

Предполагая, что нагрузка распределена равномерно внутри системы, т. е. все BS передают с одинаковыми уровнями мощности, выражение для мощности Ps выделенного нисходящего канала при предельных соотношениях, т. е. не учитывая тепловой шум, может быть записано в виде:

(4)

где W – чиповая скорость; R – скорость передачи служебных битов; nкоэффициент активности для данного типа услуги; (Eb/I0)t – опорное значение отношения энергии бита к спектральной плотности мощности шума (Eb/I0), устанавливаемое контроллером RNC в соответствии со значениями ошибок BER; b1 – коэффициент, показывающий относительный уровень требуемой мощности для UE без мягкого хэндовера.

При мягком хэндовере в двух и трех направлениях общая мощность, необходимая для поддержки UE, выражается формулами:

(5)

(6)

Здесь b2 и b3 показывают относительный уровень общей требуемой мощности для UE при мягком хэндовере в двух и трех направлениях соответственно.

Мощность, назначенная для определенного пользователя, является интерференцией для других пользователей. Следовательно, b1, b2, b3 также отражают интерференцию, сведенную на UE.

Результаты исследования зависимости значений коэффициентов b1, b2, b3 от радиопараметров и местоположения абонентов показали:

1. При отсутствии затенений для поддержания опорного значения Eb/I0 при мягком хэндовере в трех направлениях требуется больше мощности, чем при мягком хэндовере в двух направлениях.

2. Для UE, находящихся около границ соты, при мягком хэндовере в среднем необходимо меньше энергии для поддержания опорного отношения Eb/I0.

3. Для абонентов, находящихся в углах соты, при мягком хэндовере в трех направлениях выделяется меньше энергии, чем при хэндовере в двух направлениях.

4. Для UE, находящихся на линии, соединяющей базовые станции, хэндовер в двух направлениях всегда имеет лучшие показатели, чем трехнаправленный.

Без применения мягкого хэндовера, для сохранения Eb/I0 не ниже опорного значения, средняя излучаемая мощность в DL для трафикового канала, необходимая абоненту, находящемуся около границы соты, превышает максимально допустимую для трафиковых каналов мощность. В этом случае абоненту может быть отказано, либо обслуживание продолжится с QoS ниже опорного. Мягкий хэндовер решает эту проблему разделением мощности между станциями. Кроме того, мягкий хэндовер уменьшает вероятность ухудшения QoS.

В четвертой главе анализируется эффективность мягкого хэндовера на системном уровне, за основу взят прирост емкости в нисходящем направлении, получаемый при мягком хэндовере. Для этого определен способ вычисления выигрыша мягкого хэндовера с учетом предложенной модели сети и ряда допущений.

Получаемый прирост емкости в DL при мягком хэндовере соответствует выигрышу мягкого хэндовера.

Найдем выигрыш мягкого хэндовера (Soft Handover, SHO), сравнивая емкость сети без процедуры SHO и емкость сети с процедурой SHO:

, (7)

, (8)

где А – зона соты, S – зона, где мягкий хэндовер невозможен; Sзона мягкого хэндовера.

В сотовой сети WCDMA на емкость в нисходящем направлении оказывает влияние множество факторов:

- схема выбора сот определяет какая базовая станция закрепляется первой. Различные решения оказывают влияние на уровень мощности для каналов в DL. Это также влияет на S и Sвследствие разницы условий принятия решения о мягком хэндовере и отмене его;

- различные алгоритмы SHO и объемы служебных потоков данных приводят к различным размерам зон S и S;

- различные алгоритмы управления мощностью приводят к различным назначаемым базовой станцией мощностям PS1 (без процедуры мягкого хэндовера) и PS1_SHO (при мягком хэндовере);

- различные схемы разделения мощностей приводят к разным отношениям между PS1 и PS1_SHO ;

- различные сервисы (услуги) влияют на базу сигнала и опорное отношение Eb/I0.

Любые изменения емкости отражаются на выигрыше мягкого хэндовера.

Рис. 1. Выигрыш мягкого хэндовера при использовании различных схем выбора сот:

а – емкость сети в DL; б – прирост емкости сети в DL

Покажем емкость DL (рис..1,.а) и прирост емкости (рис..1,.б) UTRA-алгоритма мягкого хэндовера с тремя различными схемами выбора сот. Рассмотрим хэндовер в двух направлениях. Примем, что управление мощностью в DL, оптимальное сложение сигналов и сбалансированное деление мощностей в процессе мягкого хэндовера идеальны.

Выигрыш мягкого хэндовера в DL тесно связан со схемами начального выбора соты. При использовании выбора сот, основанного на удалении, выигрыш мягкого хэндовера завышен. При идеальном выборе сот – прирост занижен. Если бы все абоненты могли в любое время соединяться с лучшими станциями, то не нужно было бы применять мягкий хэндовер и не было бы в DL прироста емкости сети. Однако такое условие не осуществимо на практике.

При схеме нормального выбора сот влияние мягкого хэндовера на емкость сети очень тесно связано с объемами служебного потока данных (СПД) мягкого хэндовера. Это демонстрирует компромисс между выигрышем макроразнесения и назначением дополнительных ресурсов при мягком хэндовере. Два участка, требующие некоторых пояснений, отмечены черными окружностями на кривой (рис..1,.б). Первый – соответствует «оптимальному значению СПД» и показывает оптимальную долю мягкого хэндовера для максимизации емкости в DL. Второй участок – точка пересечения с осью х, соответствует «максимальному значению СПД» – точке баланса выигрыша при макроразнесении и назначения дополнительных ресурсов. Когда СПД ниже «максимума СПД», тогда выигрыш макроразнесения превосходит назначение дополнительных ресурсов, и мягкий хэндовер приводит к увеличению емкости. Когда служебный поток данных превышает «максимум СПД», емкость сети становится меньше, чем без применения мягкого хэндовера. При использовании UTRA-алгоритма мягкого хэндовера, с порогом CS_th=5дБ, получаем оптимальное значение СПД около 9,36%, при этом максимальный выигрыш мягкого хэндовера – 8,80%, а максимальный СПД – 26,74%.

При максимальном размере активного набора равном трем три базовые станции могут иметь соединение с UE одновременно, пока выполняются условия мягкого хэндовера. В случае мягкого хэндовера в двух направлениях, СПД мягкого хэндовера пропорционален количеству абонентов внутри зоны мягкого хэндовера. Когда размер активного набора становится больше двух, СПД мягкого хэндовера больше, чем просто пропорциональность количеству пользователей внутри зоны мягкого хэндовера, т. к. некоторым абонентам требуется более одного дополнительного канала в DL в процессе выполнения мягкого хэндовера. Для того, чтобы эти два случая можно было сравнивать, на рис..2 по оси х отложено пропорциональное отношение пользователей, а не СПД SHO. Результаты показаны на основе UTRA-алгоритма мягкого хэндовера и нормального выбора сот при пороговом значении CS_th=5дБ.

Из графиков рис..2 видно, что при небольшой пропорции абонентов, находящихся в статусе мягкого хэндовера, разница между двумя случаями (А: активный набор равен двум, Б: активный набор равен трем) невелика. При увеличении пропорции абонентов, находящихся в статусе мягкого хэндовера, эффективность ухудшается вследствие возникновения большего количества интерференции. Это означает, что, с точки зрения системного уровня, не выполняется правило «чем больше активный набор, тем лучше». Принимая во внимание усложнение и увеличение сигнализационной нагрузки при реализации мягкого хэндовера, возникающей при вводе в активный набор дополнительной BS, размер активного набора должен оставаться равным двум.

Рис. 2. Выигрыш мягкого хэндовера при различных размерах активного набора

Выигрыш мягкого хэндовера тесно связан со значениями параметров a, s и а. При UTRA-алгоритме мягкого хэндовера (рис..3,.а) выигрыш мягкого хэндовера увеличивается с увеличением s. Это означает, что UTRA-алгоритм мягкого хэндовера приносит больше выгоды сетям с высокими показателями затенения.

Рис. 3. Зависимость прироста мягкого хэндовера от параметров a, s, а:

а – UTRA-алгоритм; б – IS-95А-алгоритм

На основе графиков, отражающих результаты моделирования (рис..3), могут быть сделаны следующие выводы: значения «оптимального» и «максимального» СПД мягкого хэндовера не фиксированные величины; они меняются вместе с динамическими изменениями радиосреды. В UTRA-алгоритме мягкого хэндовера различные значения порога хэндовера соответствуют различным значениям СПД. Обычно эти пороговые значения задаются на RNC.

В пятой главе рассматривается оптимизация мягкого хэндовера с точки зрения максимизации емкости в DL.

Принцип оптимизации мягкого хэндовера заключается в увеличении емкости в DL, полученном вследствие минимизации интерференции, вносимой каждым абонентом. От того, находится ли определенный пользователь в статусе мягкого хэндовера или нет, зависит интерференция, которая влияет на других абонентов.

Предположим, что BS1 – обслуживающая станция, BSi и BSj – две станции с лучшими уровнями в списке кандидатов, алгоритм триггерного процесса идеально оптимизированного мягкого хэндовера может быть записан в следующем виде:

Если min

Добавить BSi в активный набор;

Если min

Добавить BSi и BSj в активный набор;

Коммуникации и связь      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника