Особенности управления мощностью, доступа и хэндовера – ЧАСТЬ 1

Рассмотрим наиболее важные нроцедуры, связанные с функционированием сотовой Сети: управление мощностью передачи (power control), доступ к услуге и передачу обслуживания мобильной станции между базовыми станциями.

7.5.1. Процедура доступа

Перед выходом в эфир каждая мобильная станция осуществляет поиск т.н. предпочтительных" кодов для приема пилот-сигнала. Эта процедура начинается с вычисления взаимно корреляционных характеристик коротких абонентских кодов и кодов сигналов, принимаемых от разных базовых станций. Она продол­жается до тех пор, пока не обнаруживается необходимая пара кодов. После этого мобильная станция выбирает код прямого пилотного канала, соответствующий наиболее мощному сигналу от базовой станции. Пилотный сигнал содержит со­общение, позволяющее однозначно идентифицировать базовую станцию, опре­делить номер версии протокола и скорость передачи данных.

Мобильная станция непрерывно (пребывая как в активном режиме, так и в режиме ожидания) контролирует уровень пилот-сигнала от нескольких базовых станций, регистрируясь в той соте, в которой обеспечиваются наилучшие усло­вия приема (при этом уровень сигнала превышает установленные пороги).

В cdma2000 используются два типа порогов. Первый выбран из условия обеспечения эффективной когерентной демодуляции пилот-сигнала, а вто­рой определяет предельно допустимый уровень снижения мощности сигнала на входе приемника (при меньшей мощности его когерентный прием стано­вится неэффективным).

Когерентное сложение разнесенных сигналов в cdma2000 осуществляется в многоканальном RAKE-приемнике. В процессе функционирования мобильная станция формирует список «наиболее предпочтительных» базовых станций. С ослаблением сигнала от базовой станции до уровня ниже порогового RAKE- приемник автоматически переключается на тот канал, в котором уровень пилот- сигнала максимален.

7.5.2. Процедура хэндовера

Также, как в стандарте IS-95, базовые станции сети cdma2000 обслуживают свои МС в режиме мягкого хэндовера. При этом сигналы, принятые разными секторами одной и той же базовой станции, объединяются в контроллере БС на посимвольной основе, а сигналы, принимаемые разными базовыми станциями – на покадровой. Такая процедура осуществления хэндовера позволяет увеличить зону покрытия и пропускную способность обратного канала.

Несмотря на то что мягкий хэндовер улучшает характеристики системы в целом, расход сетевых ресурсов на его организацию в определенных условиях может приводить к снижению пропускной способности сети. Важной функцией, реализованной в cdma2000 и позволяющей оптимизировать процедуру мягкого хэндовера, является динамическое регулирование уровней сигнала, при котором на базовой станции осуществляется переключение каналов.

Жесткий (межчастотный) хэндовер в cdmaOne обеспечивался с помощью процедуры МАНО (п. 7.1.4). В cdma2000 эта процедура усовершенствована, – во-первых, с целью обеспечения обратной совместимости с системой cdmaOne, а во-вторых – для реализации хэндовера без прерывания связи [7].

7.5.3. Контроль мощности

Одна из особенностей технологии CDMA состоит в наличии механизма ре­ализации естественного компромисса между качеством передачи информации, размером зоны покрытия и пропускной способностью сети. Качество приема определяется отношением сигнал/шум на входе приемника, которое прямо про­порционально мощности сигнала. Вместе с тем, по отношению к другим ко­довым каналам увеличение мощности приводит к возрастанию уровня интер­ференции, а значит – к уменьшению отношения сигнал/шум EJN0. Повышение скорости передачи информации увеличивает пропускную способность сети, од­нако приводит к росту энергетических затрат (мощности), и в итоге достигается за счет снижения уровня EJNQ (и соответственно, качества).

Объективным показателем качества передачи информации является средняя частота ошибок на кадр (фрейм) – Frame Error Rate (FER). Однако для получения ее оценки необходимо принять и декодировать большой объем данных, что не приемлемо при управлении мощностью в условиях быстрых замираний. Намного проще оценивать другой параметр – отношение сигнал/шум в канале iЕ IN.

Основной принцип контроля мощности в системе cdma2000 заключается в реализации двухконтурной схемы управления, состоящей из т.н. «внутренней» и «внешней» петли регулировки мощности. Пороговое рабочее отношение сиг­нал/шум, относительно которого могут приниматься решения о повышении или понижении мощности передатчика, предполагается известным. Тем не менее, поскольку в мобильной радиосреде соотношение между ОСШ и FER является плавающим, для сохранеия приемлемого значения вероятности ошибки порог EJN, должен подстраиваться динамически.

Принцип работы внутренней петли контроля мощности передачи состоит в следующем. С помощью битов контроля мощности, мультиплексируемых в канал R-PICH, МС сообщает базовой станции о необходимости повысить или понизить мощность передатчика. Поскольку биты РСВ необходимы прежде всего для борь­бы с быстрыми замираниями, они передаются в некодированном виде, что позво­ляет БС использовать заключенную в них информацию в реальном времени.

Во внешнем контуре регулировки мощности по замкнутой петле cdma2000 осуществляется процедура динамической подстройки порога Eb/N0 [7]. Эта схе­ма иллюстрируется на рис. 7.27 и 7.28. Так, на рис. 7.27 поясняются функции управления мощностью, осуществляемые МС, демодулирующей сигнал базо­вой станции и оценивающей FER в нисходящем канале. Затем информация о качестве канала поступает во внешний контур петли управления мощностью. Внешний контур, используя текущее вычисленное значение параметра FER и


значение EJN0, динамически оценивает новое EJNQ, позволяющее обеспечить требуемое качество передачи данных (т.е., FER). После этого два значения Е IN, старое и новое, сравниваются. В зависимости от результата, МС формирует бит контроля мощности РСВ=1, если мощность передатчика необходимо умень­шить, или РСВ=0, если ее необходимо повысить. Указанные РСВ мультиплекси­руются с другой информацией, передаваемой в обратном канале, и передаются на БС с максимальной скоростью 800 бит/с.

Рис. 7.27. Функции МС по контролю мощности в прямом канале

 

Рис. 7.28. Функции БС по управлению мощностью в прямом канале

Рис. 7.28 иллюстрирует функции, выполняемые второй частью внутреннего контура петли управления мощностью, реализуемой в БС (прямой канал). Базо­вая станция принимает пилотный сигнал обратного канала, демодулирует РСВ, и на основе извлеченной из него информации принимает решение о повып или снижении мощности передатчика [7].

В целом, схема контроля мощностью в системе cdma2000 характериз большей сложностью по сравнению с аналогичной схемой в IS-95. Осно нововведением является управление мощностью в нисходящем канале (Fo Link Power Control – см. раздел 7.3). Здесь МС посылает биты контроля ности, используя канал R-PICH (обратный пилотный канал). Так же как < ствующая схема управления мощностью по замкнутой петле в обратном к: cdmaOne, замкнутая петля контроля мощности в прямом канале cdma2000 лает 800 РСВ за секунду. Эти биты «предупреждают о намерении» базовой ции увеличить или уменьшить мощность передатчика на 1, 0.5 или 0.25 д!

Уменьшение шага изменения мощности повышает точность ее регули] для пользователей с малыми скоростями перемещения. Более точный кон- (с меньшими пульсациями мощности) в свою очередь снижает среднюю ность в канале связи, тем самым повышая канальную емкость системы.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100