2.2. Распределение ресурсов радиоканала

Как было сказано в главе 1, к параметрическим методам повышения пропускной способности относят распределение ресурсов радиосети и перераспределение трафика. Оба метода предполагают изменение настроек параметров хэндовера.

Хэндовер – это сложный процесс взаимодействия множества элементов мобильной сети. Он является одним из основных инструментов управления нагрузкой и благодаря обилию параметров позволяет гибко оптимизировать работу сети оператора. С точки зрения повышения пропускной способности наибольший интерес представляет мягкий хэндовер

Процесс хэндовера может быть разделен на несколько этапов.

1. Измерение, МС и БС проводят измерения величины и коэффициента ошибок в восходящем и нисходящем каналах и передают эти данные контроллеру радиосети (RNC). Для некоторых типов хэндовера необходимы дополнительные измерения. Так, для асинхронных сетей, таких как UMTS, нужно измерять разницу во времени прихода сигналов от разных БС для когерентного сложения их в RAKE-приемнике во время мягкого хэндовера.

2. Обработка, RNC предварительно обрабатывает результаты измерений, укрупняет, усредняет и взвешивает их.

3. Принятие решения, RNC сравнивает обработанные результаты измерений со значениями параметров хэндовера и принимает решение о его необходимости. Разные алгоритмы имеют разные пороговые значения параметров хэндовера.

4. Выполнение хэндовера, RNC формирует список сот-кандидатов на хэндовер и выбирает из этого списка лучшую соту, которой и будет передан вызов. После хэндовера происходит обновление изменяемых параметров. Так, после мягкого хэндовера обновляется активный набор БС и подстраивается мощность всех каналов, участвовавших в процессе хэндовера.

2.2.1. Настройка параметров хэндовера

Рассмотрим алгоритм мягкого хэндовера [5].

Начало

БС из активного набора

Удаление БС из активного набора

активный набор полон

Добавление БС в активный набор и установление с ней соединения

ДА

ДА

Нет

ДА

ДА

ДА

Нет (Событие 1А)

Нет

Нет

Нет

ДА (Событие 1B)

Нет

БС, имеет наиболее сильный сигнал в соседнем наборе

Рис. 2.3. Алгоритм мягкого хэндовера

Далее будем использовать следующие определения:

• активный набор – набор БС (сот), имеющих соединение с МС во время мягкого хэндовера, максимальное количество БС в этом наборе равно 7, как правило в действующих сетях UMTS, это значение не превышает 3;

• соседний набор – набор БС (сот-соседей), уровень сигналов которых постоянно измеряется МС, но уровень сигналов канала CPICH недостаточен для добавления их в активный набор. Максимальное количество БС в этом наборе равно 32.

В алгоритме используются следующие измеряемые величины:

• Best_Ss: уровень сигнала лучшей соты из активного набора;

• Worst_Old_Ss: уровень сигнала худшей соты из активного набора;

• Best_Cand_Set: уровень сигнала лучшей соты из набора сот-кандидатов;

• Meas_Sign: измеренный и усредненный уровень сигнала.

На процедуру хэндовера существенно влияют измерения сигналов – так как проводится их усреднение, возникают дополнительные задержки.

Рассмотрим измерения, проводимые до процедуры хэндовера. Измерения восходящего и нисходящего каналов между МС и БС, с которой в текущий момент установлено соединение, происходят с частотой замкнутого контура управления мощностью, т.е. 1,5 кГц. Считается, что отношение канала CPICH обслуживающей БС медленно изменяется во времени, и дополнительного усреднения этого параметра не требуется. Далее МС должна один раз в 200 мс отправлять результат измерений величины каналов CPICH БС, находящихся в соседнем наборе, один раз в 800 мс для БС, только что появившейся в соседнем наборе, и один раз в 30 с для БС, не входящих в соседний набор. Измерения проводятся только при условии, что > – 20 дБ для конкретной соты [3]. Усреднение результатов измерений в МС производится на первом и третьем уровнях, но реализация усреднения на первом уровне не специфицирована, поэтому предположим, что она производится методом скользящего окна. На третьем уровне усреднение результатов производится по следующей формуле:

(2.1)

где – усредненный результат измерений, - предпоследний усредненный результат измерений, – результат измерений, полученный от первого уровня, k – параметр, получаемый от контроллера радиосети.

Процедура мягкого хэндовера иллюстрирует на рис.2.4. Наиболее часто в качестве условия здесь используется уровень сигнала канала CPICH.

Рис.2.4. Процедура мягкого хэндовера

Здесь:

• AS_Th: порог уровня сигнала для перехода в состояние мягкого хэндовера, значения от 0 до 14,5 дБ с шагом 0,5;

• AS_Th_Hyst: гистерезис для добавления новой соты в активный ряд, значение от 0 до 7,5 дБ с шагом 0,5;

• AS_Rep_Hyst: гистерезис для замещения одной соты другой в активном наборе, значение от 0 до 7,5 дБ с шагом 0,5;

• ∆t: время, в течение которого должно выполняться условие для совершения события. Применение этого параметра позволяет исключать резкие случайные флуктуации уровня сигнала. Время ∆t может принимать значения 0, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 160, 200, 240, 320, 640, 1280, 2560, 5000 мс;

• AS_Max_Size: максимальный размер активного ряда, возможные значения от 0 до 7, но в соответствии с [12] в дальнейшем будем рассматривать варианты с двумя или тремя БС. На рис. 2.3. AS_Max_Size = 2.

Проверка критериев мягкого хэндовера производится в самой МС, и результаты такой проверки посылаются в контроллер радиосети либо с заданной периодичностью, либо по мере срабатывания критерия.

В алгоритме, применяемом в UMTS, используются относительные пороговые значения, что освобождает от подстройки этих параметров под значение интерференции в каждой соте.

Для оценки влияния параметров хэндовера на пропускную способность необходимо раз работать модель мягкого хэндовера .