Аннотация
Воропаева В.Я., Красикова А.С. Алгоритм управления доступом в радиоинтерфейсе HSDPA сети UMTS. Приводится описание основных каналов HSDPA и рассмотрен алгоритм управления доступом в радиоинтерфейсе.
На ранних стадиях развития UMTSбыло принято, что трафик передачи данных будет следовать тенденции, вынесенной из опыта сетей фиксированной связи, в которых доля трафика IP становилась доминирующей. Стало очевидным, что для увеличения общей пропускной способности передачи данных в сети следует сфокусировать усилия на развитии сети доступа UTRAN и, в частности, на ее радиоинтерфейсе. В результате 5-я версия 3GPP установила требования к новой системе HSDPA для обслуживания пользователей с высокоскоростной передачей данных.
Для достижения высокой пропускной способности, снижения времени задержки и выбросов интенсивности система доступа HSDPA использует: адаптивные методы кодирования и модуляции (AMC), гибридную автоматическую систему повторения запросов (HARQ), быстрое планирование пакета, быструю процедуру смены соты.
Эффективная работа системы HSDPAс применением методов AMC и HARQ подразумевает, что цикл пакетного проектирования достаточно быстр для того, чтобы отслеживать кратковременные замирания сигнала мобильного терминала. Это особенно важно при отсутствии механизма быстрой регулировки мощности и управления переменным коэффициентом расширения спектра.
Целью данной статьи является рассмотреть принцип работы стандарта HSDPA на уровне физических каналов и построить алгоритм механизма управления доступом.
HSDPA определяет три различных физических каналов: два по нисходящему каналу и одинпо восходящему каналу. Все физические каналы HSDPA имеют более короткий фрейм, чем в традиционных каналах UMTS (в UMTS используется фрейм длиной 10 мс, а в HSDPA – 2 мс) [1].
High Speed Physical Downlink Shared Channel (HS-PDSCH) – физический канал, который используется для передачи пользовательских данных в нисходящем канале, несет данных о сигнализации. HS-PDSCH имеет переменный коэффициент расширения (SF), максимальное значение которого равно 16. Изменения SF и мощности являются ключевыми для обеспечения различных скоростей передачи в UMTS. Таким образом, HS-PDSCH может использовать два типа модуляции: QPSK или 16QAM.
Хотя HS-PDSCH имеет SF=16, всего 15 кодов может быть выделено для каждого скремблированного кода. Это связано с тем, что один код необходим для общих каналов HS-SCCH и HS-DPCCH. Мобильный абонент (UE) поддерживает 5, 10 или 15 кодов.
High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH) – канал нисходящей. Этот канал поступает до 2-го слота HS-PDSCH, как показано на рис 1. HS-SCCH канал переносит данные сигнализации, связанные с транспортным каналом. HS-SCCH делится на две части. Первая часть, которая является более важной, содержит информацию о виде модуляции и кодирования, которые используются в HS-DSCH. Вторая часть содержит информациюо HARQ.
Рисунок 1 - MAC-hs архитектура
Этот физический канал использует SF=128, а модуляция для этого канала используется QPSK. В отличие от HS-PDSCH, в HS-SCCH мощность канала может управляться.
Сети настраиваются с одним HS-SCCH каналом, если технология HSDPA использует временное мультиплексирование. Однако, если в HSDPA используется кодовое мультиплексирование, то сети должны быть настроены с более чем одним HS-SCCH каналом. При этом UE может контролировать не более четырех HS-SCCH каналов.
High Speed Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH) – восходящий канал, который используется для передачи сигналов. Схему модуляции для этого канала BPSK и коэффициент расширения составляет 256, таким образом, этот канал имеет скорость 15 Кбит/с. Кроме того, мощность HS-DPCCH канала управляется [2].
Механизмы управления доступом принимают во внимание тот факт, что для технологии HSDPA также необходимо выделение определенного количества энергии. В основном существует два варианта распределения мощности HSDPA: зарезервированная часть от полной мощности базовой станции или неиспользованная мощность, т. е. динамическое распределение мощности. Выбор алгоритмов управления, а также алгоритмов нагрузки (перегрузки) должны быть адаптированы к выбранному механизму распределения мощности.
На рис. 2 представлено разделение мощности базовой станции. Новый пользователь технологии только в том случае, если:
Ptx<=Ptx_targetHSDPA
