22 Алгоритм функционирования
- Регистрация МС
Это процесс, в ходе которого МС извещает БС о своем местоположении и передает ей некоторую служебную информацию.
Меду частотой регистрации и размером зоны поиска МС существует определенный баланс, который обязан поддерживать оператор сотовой связи.
Если МС регистрируется редко, то это означает, что зона поиска МС велика, что в свою очередь означает большую нагрузку на каналы пейджинга, т.к. поисковые сообщения приходится передавать во всех секторах сети сотовой связи.
Если МС регистрируется часто, то увеличивается нагрузка на каналы доступа и в свою очередь на пейджинговые каналы по которым БС переедет подтверждение регистрации.
Стандарт IS-95 предусматривает 8 возможных форм регистрации МС в сети:
А) При включении МС
Б)При выключении МС
В) По сигналу таймера
Г) По измеренной дистанции (МС регистрируется как только расстояние между ней и местом ее последней регистрации превысит порог)
Д) По зоновому принципу (МС регистрируется при переходе в новую зону сети)
Е) При изменении контрольных параметров БС
Ж) По команде с БС
З) По умолчанию
- Эстафетная передача (hand-over)
Стандарт IS-95 допускает три возможных сценария эстафетной передачи МС
А) Межсистемная(между сотами обслуживаемыми разными MSC)
Или при переходе из одного частотного диапазона в другой
В этом случае всегда происходит жесткий хэндовер (связь обрывается и нужно снова звонить)
Б) Внутрисистемная эстафетная передача – в пределах одной зоны обслуживания. В этом случае происходит мягкий хэндовер и в IS-95 он подразделяется еще на 2 типа:
- Межсотовый- soft hand-over
-межсекторный- softer hand-over
Принципиальная разница :При осуществлении как жесткого так и мягкого хэндовера в IS-95 прерывания сеанса связи не происходит.
Принципиальное же отличие между жестким и мягким хэндовером заключается в том, при мягком хэндовере МС использует одновременно несколько каналов связи (максимум до 5, но как правило не менее 3)
При жестком хэндовере МС использует только один канал связи с каждой из MSC.
Использование при мягком хэндовере несколько каналов связи с последующей обработкой кадров на MSC и их клиппирование обеспечивает высокое качество связи и делает эстафетную передачу практически незаметной для абонентов.
В системе IS-95 все МС находятся либо в активном режиме , либо в режиме ожидания. В обоих режимах МС проводит измерение уровней пилот-сигналов БС и сравнивает их с пороговыми. На основании измерений каналы той или иной БС относятся к одному из четырех типов:
А) Активные каналы- текущие рабочие каналы используемые МС
Б) Каналы-кандидаты это каналы , по своим параметрам близкие к активным. Если при мягком хэндовере необходим дополнительный рабочий канал связи, то его выбирают из этого списка.
В) Граничные каналы- каналы , которые по уровню мощности пилот-сигналов не могут быть отнесены к двум основным , но тем не менее имеют достаточно высокий уровень , близкий к пороговому.
Г) Остальные каналы (оставшиеся каналы)
Полученные в результате измерений мощности пилот-сигналов оценки сравниваются МС с 2-мя пороговыми:
1)
Порог включения Tadd
2)
Порог исключения Tdrop
Алгоритм эстафетной передачи в IS-95 может быть представлен в следующем виде:
- точка «1»
Как только уровень пилот –сигнала не относящийся в данный момент к списку активных превышает порог Tadd МС передает сообщение MSC (через БС) о значении измеренной интенсивности пилот –сигнала и MSC переводит данную БС в список каналов кандидатов
-точка «2»
MSC в результате обработки результатов измерений МС определяет необходимость инициализации хэндовера и в случае возможности (наличия свободных каналов трафика) и заданных системных параметров MSC указывает БС выделить МС свободный канал трафика
МС переводит данный канал БС в активный канал (ряд) и посылает на БС сообщение об установлении режима мягкого хэндовера по каналу обратного трафика
-точка «3»
Мощность пилот сигнала опускается ниже порога Tdrop
МС запускает специальный таймер прерывания передачи управления trev и в месте с измеренной мощностью передает на БС и далее на MSC текущее значение таймера.
Если в течении отведенного времени уровень пилот-сигнала снова возрастет и превысит порог Tdrop, таймер сбрасывается и канал остается в списке активных.
- точка «4»
Если в течении работы таймера порог Tdrop превышен не будет, MSC принимает решение о завершении мягкого хэндовера с данной БС
БС отключает канал трафика, МС переводит данный канал в список граничных.
Эффективность мягкого хэндовера во многом зависит от
правильности выбора порогов Tdrop
и Tadd, а так же
времени срабатывания таймера trev.
Установка низких порогов и большого времени trev приводит к увеличению списка активных каналов и снижению частоты обновления списков.
Как следствие этого:
А)Увеличивается качество связи (улучшается) , поскольку в хэндовере участвует большое количество БС (в мягком)
Б)Возрастает нагрузка на каналы прямого трафика, следовательно повышается уровень взаимных помех, следовательно уменьшается емкость сектора.
Установка высоких порогов и малого времени trev увеличивает скорость обновления списков каналов и как следствие имеем:
А)Меньшее количество задействованных каналов в мягком хэндовере и отсюда возможное ухудшение качества связи
Б) Возрастает объем сообщений между МС и БС, что приводит к увеличению уровня взаимных помех ( повышение нагрузки на систему) , что уменьшает емкость сети CDMA
Отметим, что увеличение количества БС задействованных в мягком хэндовере не обеспечивает неограниченный рост качества связи, поскольку:
А)В прямом канале: сколько бы БС не адресовывалось к АС принять текущий кадр АС в состоянии только из 2-х наилучших из них (в приемнике АС сигналы этих 2-х наилучших суммируются
Б) В обратном канале: Предусмотрено клиппирование лучших кадров селектором MSC, т.е. каждый раз при формировании текущего кадра выбирается сигнал принятый от одной (наилучшей ) из БС участвующих в мягком хэндовере.
- Регулировка мощности:
Основная задача процедуры регулировки мощности- изменить процесс передачи каждой АС таким образом, чтобы входная мощность полученных БС сигналов была равной и постоянной в течении времени передачи АС
В стандарте IS-95 применяется 3 метода регулировки мощности:
А) Управление обратным каналом без обратной связи
Б) Управление обратным каналом с ОС
В) Управление прямым каналом
Рассмотрим кратко каждый из этих способов:
Управление обратным
каналом без обратной связи
(Когда БС излучает пилот-сигнал постоянной мощности)
АС приняв пилот-сигнал измеряет его уровень, одновременно по каналу синхронизации АС получает от БС информацию о мощности передатчика приходящегося на излучение пилот-сигнала
На основе этих 2-х данных АС производит оценку уровня потерь и устанавливает такую мощность передатчика, при которой уровень сигнала на входе приемника БС лежит в заданных пределах
Управление обратным
каналом с ОС
БС принимает сигнал от АС, измеряет его уровень, а так же вычисляет частоту ошибочных кадров (параметр FER- frame error rate )
Исходя из этих 2-х параметров оценивается соотношение
сигнал/шум в тракте приемника БС и сравнивается с пороговым значением . Исходя
из величины расхождения БС посылает АС по каналу прямого трафика (???) корректирующие данные о точной подстройке уровня мощности
передатчика АС
АС получает команды регулирования
мощности каждые 1.25 мс и изменяет мощность передатчика с шагом ± 0.5 ДБ
Управление прямым
каналом
Регулирование мощности передатчика БС производится на основании измерений (команд) АС.
Для каждого канала прямого трафика мощность регулируется индивидуально.
В процессе регулирования БС периодически начинает уменьшать мощность излучения в канале трафика. Это осуществляется до тех пор, пока АС не зарегистрирует превышение порогового значения частоты ошибочных кадров (параметр FER- frame error rate) и не пошлет запрос на увеличение мощности передатчика БС.
Получая команды АС БС увеличивает мощность излучения в соответствующих каналах трафика. При этом она перераспределяет (а не увеличивает) выделенные ей системой и жестко ограниченные ресурсы мощности.
Изменения мощности канала трафика не велики и составляют
около 0.5 ДБ в диапазоне ±6 ДБ (12ДБ)
