ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ВЫЗОВОМ

В СЕТЯХ 3-ГО ПОКОЛЕНИЯ.

Сахно О.В., группа ТКС-06м

Руководитель – доц. Турупалов В.В.

Технология 3-го поколения обещает слияние беспроводной связи и Интернета, возвещая наступление эры экономичных, "бесшовных" неголосовых приложений и услуг, которые будут способствовать всемирному взрыву мобильной передачи данных. 3G-сети используют всю полосу частот в каждой соте, а значит, являются динамическими сетями с изменяющейся зоной покрытия. Операторы, разворачивающие такие сети, должны быть готовы к тому, что им придется столкнуться со специфическими для радиопередачи проблемами. [1]

Одна из важнейших задач оптимизации сети – контроль радиочастотной интерференции. В сетях GSM такая интерференция снижает качество звукового сигнала, экранируя нижние несущие сигнала, в сетях CDMA интерференция истощает емкость, что повышает общий шумовой фон. Также для сетей CDMA необходимо учитывать то, что одна и та же частота используется для каждой соты.

Внимательное частотное планирование сетей обеспечивает высокое качество передачи сигнала, однако поиск проблемных зон неизбежно приводит к необходимости локальной тонкой настройки.

Особенности проектирования и эксплуатации 3G-сетей заключаются в том, что базовые станции имеют относительно низкий уровень мощности, а достаточно большой процент абонентов находится в режиме постоянного переключения между 2-мя и более сотами. Большое количество переключений между сотами можно объяснить следующим:

Во время набора номера радиотелефон занимает один из свободных каналов, уровень сигнала базовой станции в котором в данный момент максимален. Качество связи ухудшается по мере удаления абонента от базовой станции, а также из-за влияния помех или при возникновении неисправностей коммутационного оборудования. Улучшение качества достигается путем автоматического переключения абонента на другой канал связи. Для этого используется специальная процедура, называемая передачей управления вызовом – handover (хэндовер) или эстафетной передачей, которая позволяет переключить разговор на свободный канал другой базовой станции, в зоне действия которой оказался в это время абонент. Для контроля таких ситуаций базовая станция снабжена специальным приемником, периодически измеряющим уровень сигнала сотового телефона разговаривающего абонента и сравнивающим его с допустимым пределом. Если уровень сигнала меньше этого предела, то информация об этом автоматически передается в центр коммутации по служебному каналу связи. Центр коммутации выдает команду об измерении уровня сигнала сотового радиотелефона абонента на ближайшие к нему базовые станции. После получения информации от базовых станций об уровне этого сигнала центр коммутации переключает радиотелефон на ту из них, где уровень сигнала оказался наибольшим. Это происходит достаточно быстро и абонент почти не замечает переключения. В цифровом стандарте CDMA время переключения отсутствует в силу использования технологии "softhandover" (мягкий хэндовер), при которой до момента переключения и некоторое время после него, мобильной станции предоставляется одновременно два канала (старый и новый) связи, организуя тем самым своеобразный неразрывный во времени канальный "шлюз". [2] Непрерывность связи обеспечивается использованием двухчастотных приемопередатчиков, поддерживающих сигнализацию на двух частотах, либо переходом на режим с временным разделением, называемый "компрессированным режимом", когда информация, передаваемая мобильной станцией и базовой станции в 10 миллисекундном кадре CDMA, сжимается в два раза за счет изменения скорости PN кода. При этом мощность передаваемых сигналов удваивается. Вторая половина этого кадра используется для измерений и сигнализации в соседнем радиоканале. [3]

Для того, чтобы уменьшить интерференцию от соседних базовых станций, исключить избыточные переключения смежных базовых станций, а следовательно, и избежать общей хронической перегрузки сети, необходимо уменьшить излишнее перекрытие между соседними базовыми станциями за счет регулировки покрытия в зависимости от нагрузки на соту (число абонентов, объем трафика и т.д.). Для определения дальности конкретной базовой станции вводится концепция "дышащей соты", представляющая собой функцию от объема трафика данной базовой станции и числа пользователей, распределенных по соседним базовым станциям. При отсутствии соседних базовых станций или малом объеме трафика дальность в конкретной соте возрастает практически в полтора раза. Это позволяет оператору находить компромисс между необходимостью обеспечения достаточно большой зоны мягкого хэндовера (при уменьшении зоны хэндовера уменьшается параметр количества и качества предоставляемых услуг), и требуемого коэффициента использования емкости сети (т.е. объема трафика). Так, базовые станции, находящиеся в центре города, будут обычно иметь предел по емкости, а расположенные вдоль трассы – предел по дальности.

Изменять покрытие базовой станции можно с помощью регулировки главного лепестка антенной диаграммы направленности. Однако необходим жесткий контроль радиочастотной энергии, передаваемой антенной, т.к. ложные боковые и задние лепестки диаграммы направленности могут устремиться в направлении соседних сот, создавая потенциал для интерференций.

Как было сказано выше, специфика сетей третьего поколения заключается в необходимости организации динамического покрытия, которое бы позволило оптимизировать энергетическое параметры сети в зависимости от нагрузки. Такое покрытие предполагает использование принципиально новых антенн с дистанционным управлением углом наклона, позволяющих поддерживать оптимальный уровень мощности за счет динамического изменения площади покрытия в процессе эксплуатации, в частности, адаптировать мощность к нагрузке на отдельных участках покрытия в течение дня в часы "пик", а также подстраивать покрытие при существенном увеличении нагрузки без выезда специалистов на место. [4] Так же применение антенн с электрически регулируемым углом наклона диаграммы направленности позволяет обеспечить более четкие границы вдоль зоны покрытия и, тем самым, уменьшить негативные эффекты от взаимного влияния соседних сот, предоставляет такие преимущества, как большая свобода в обозримом будущем для оптимизации сетей при увеличении абонентской базы или спроса на услуги, требующие высокой емкости сети. Антенны для 3G-сетей должны быть инсталлированы оптимальным образом с точки зрения сети в целом, однако этот оптимум меняется со временем. Антенны с регулируемым углом наклона с точки зрения перспективы развития сети являются прагматичным выбором, особенно учитывая тот факт, что со временем, обслуживание антенн для корректировки их диаграммы направленности будет становиться все более накладным по времени и материальным затрат.

Перечень ссылок

1. Рекомендации Lucent Technologies по переходу к 3G/ Электронный ресурс. Способ доступа: URL: www.mobilecomm.ru/view.php?id=184

2. Общие принципы функционирования сетей сотовой связи/ Электронный ресурс. Способ доступа: URL: www.pbxlib.com.ua/mobile/article_130.html

3. Технология 3-го поколения/ Электронный ресурс. Способ доступа: URL: www.pbxlib.com.ua/mobile/article_126.html

4. Антенны для базовых станций 3G - какими им быть/ Электронный ресурс. Способ доступа: URL: www.3gnews.ru/articles/679/

Начало