Измерения для хендовера

Полный процесс хендовера (эстафетной передачи обслуживания) выполняется в MS, BSS и MSC. Измерение характеристик линии связи вниз радиоподсистемы и уровней сигналов, полученных от соседних сот, производится в MS. Эти измерения сообщаются системе базовой станции BSS (Base Station System) для оценки. Подсиситема BSS измеряет характеристики линии связи вверх для обслуживаемой мобильной станции MS а также оценивает уровень сигнала помехи на незанятых (холостых) каналах трафика (Idle Traffic Channel). Начальная оценка измерений вместе с определенными порогами (Threshold) и стратегией хендовера может быть сделана в BSS. Оценка требует получения результатов измерений от других BTS или другого информационного резидента в MSC. Процедуры хендовера, которые необходимо использовать в сетях PLMN, описывает стандарт GSM 03.09.

Процедура измерений мобильной станции MS

Процедура должна быть выполнена на мобильной станции MS, в процессе которой производится контроль уровня принятого сигнала в линии вниз и качество обслуживания в соте, а также уровень принятого сигнала в линии вниз и код идентификации BSIC (Base transceiver Station Identity Code) приемопередатчика ближайшей BTS.

Процедура измерений базовых станций BSS

Процедура измерений должна быть выполнена в системе базовой станции BSS. В процессе измерений производится контроль уровня и качества принятого сигнала в линии вверх для каждой мобильной станции MS, обслуживаемый в соте. Должна быть выполнена процедура, при которой BSS осуществляет текущий контроль уровня помех на холостых каналах трафика.

Измерения при управлении РЧ мощностью передатчиков

Адаптивное управление РЧ мощностью передатчика мобильной станции MS и дополнительно на базовых станциях BSS выполняется для того, чтобы оптимизировать рабочие характеристики линий связи вверх и линий вниз и минимизировать эффекты соканальных помех в системе.

Процедура управления мощностью

Управление мощностью важно для достижения спектральной эффективности в сотовой системе, а также для потребления энергии. Для достижения хорошее спектральной эффективности требуемо управление мощностью, основанное на оценках качества (quality based power control). Управление мощностью для пакетно ориентированных соединений больше сложен чем для соединения с коммутацией каналов, так как отсутствует постоянный двустороннего соединения. Формула, в соответствии с которой происходит управление мощностью мобильной станции MS, приведна в [GSM 05.08, 10.2.1].

Это - гибкий инструмент, который может использоваться для различных алгоритмов управления мощностью [GSM 05.08, Annex B]. Для BTS, не имеется потребности определить какой-либо алгоритм, но может использоваться подобная формула. Следуюшее примеры возможных алгоритмов для управления мощностью в линии вверх:

• Управление в разомкнутой петле (Open loop control)

При использовании данного метода выходная мощность основан на уровне принятого сигнала, полагая потери на трассе в линии вверх и линии вниз одинаковыми. Это удобный в начале передачи пакетов.

• Управление в замкнутой петле (Closed loop control)

В этом методе выходная мощность управляется сетью, основываясь на измерении уровня принятого сигнала, произведенных BTS подобным способом, что и для соединения с коммутацией каналов.

• Управление, основанное на оценке качества (Quality based control)

Этот метод может использоваться в комбинации с любым из двух упомянутый ранее методов.

Полный процесс управления РЧ мощностью используется, чтобы минимизировать мощность передатчиков MS или BSS до тех пор, пока сохраняется необходимое качество радиосвязи. Минимизируя передающие уровни мощностей, помеха соканальным пользователям сокращена.

№5(30-42) Модулированные сигналы в системах связи. Виды отображения модулированных сигналов. Векторный анализ сигналов. Основные характеристики модулированного сигнала: EVM, CCDF, ACLR. Целостность сигнала.

Модулированные сигналы в системах связи.

Виды отображения модулированных сигналов:

Временное представление I/Q компонентов позволяет наблюдать насколько сильно сглаживаются фронты посылок при различных видах фильтрации, но не дает в полной мере представления о искажениях сигнала.

Векторная диаграмма (ВД), непрерывно во времени отображает перемещение сигнальной точки на фазовой I/Q плоскости. Другими словами, на векторной диаграмме можно увидеть мгновенные значения амплитуды и фазы сигнала в произвольный момент времени. При этом можно наблюдать поведение вектора промодулированного сигнала для нескольких символов – т.е. траектории сигнальной точки, но не положение точки в момент принятия решения. С помощью ВД можно оценить динамику поведения сигнала, изменение уровня мощности сигнала, эффектов фильтрации и нежелательные явления типа межсимвольной интерференции. Этот метод эффективен для оценки качества простых видов модуляции.

Сигнальное созвездие (СС) - диаграмма сигнального созвездия или просто “созвездие” (Constellation Diagram, Constellation ) непрерывно во времени показывает перемещение сигнальной точки на фазовой плоскости, но отображает положение точки только в основных точках принятия решения (decision point) для каждого символа. Таким образом, с помощью созвездия могут быть произведены, оценены ошибки фазы и амплитуды анализируемого сигнала в этих точках. Такие как внутриканальные шумы, шумы ГУНа.

Спектральное представление – т.к. полоса частот ограничена, нам необходимо иметь представление о спектральных характеристиках сигналов цифровой модуляции. Позволяет отследить соответствия реальных значений ACPR¹ и ACLR², к требуемым значениям стандарта.

Решетчатая диаграмма – по вертикальной оси откладывается фаза символа, по горизонтальной оси отображается время с дискретизацией по длительности символа Т_с. Незаменима для MSK модуляций.

Глазковая диаграмма - это суммарный вид всех битовых периодов измеряемого сигнала, наложенных дуг на друга. Глазковая диаграмма позволяет быстро и наглядно оценить качество цифрового сигнала, показывая все варианты последовательностей, в том числе длинные передачи логических нулей или единиц, которые часто выявляют слабые места в системе. Этот метод слишком поверхностный, с помощью его нельзя обнаружить логические ошибки в алгоритмах или потоках, а только ошибки вызванные большим уровнем помех или искажениями в канале передачи. Позволяет выявить Джиттер³.

Зеленая линия сформирована тестируемым сигналом; Красный прямоугольник показывает минимальный допуск спецификации

(зеленая линия не должна заходить внутрь серого прямоугольника)

• Коэффициент мощности в соседнем канале ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) - мера расширения, паразитного попадания сигнала в соседние каналы, вызванные нелинейностью тестируемого устройства. Как правило, этот параметр используется, чтобы оценить степень искажений, вызванных нелинейностью усилителей мощности и в целом трактов передачи РЧ блоков. Можно сказать, что коэффициент ACP характеризует их предрасположенность к созданию помех устройствам, использующим соседний РЧ канал системы радиосвязи.

• Коэффициент (отношение) мощности, просачивающейся в соседний канал ACLR (Adjacent Channel Leakage power Ratio): отношение средней мощности, сосредоточенной на частоте назначенного канала (assigned channel) к средней мощности, сосредоточенной на частоте соседнего канала (adjacent channel) [3GPP TR 21.905].

• Джи́ттер (англ. jitter — дрожание) или фазовое дрожание цифрового сигнала данных[1]  — нежелательные фазовые и/или частотные случайные отклонения передаваемого сигнала. Возникают вследствие нестабильности задающего генератора, изменений параметров линии передачи во времени и различной скорости распространения частотных составляющих одного и того же сигнала.

Векторный анализ сигналов.

Используемые в современных цифровых системах связи сигналы, как правило, имеют сложную структуру. С помощью традиционных методов изучения сигнала во временной и спектральной областях обнаружить нарушения "тонкой" структуры сложных сигналов не удается. Из-за свойственного такому сигналу случайного характера и изменчивости и временная, и спектральная форма представления сложных сигналов не позволяют оценить качество сформированного модулированного сигнала, определить степень искажения сигнала, возникающего при прохождении РЧ трактов. Из практики же известно, что даже незначительное нарушение "тонкой" структуры сложного сигнала в РЧ трактах приводит к заметному ухудшению качества функционирования системы связи в целом. Выявить такие повреждения структуры модулированных сигналов, используя более точные, чувствительные инструменты, какими являются ряд сравнительно новых параметров и характеристик, в том числе и статистических, позволяет векторный анализ сигналов (Vector Signal Analysis).

При квадратурном представлении сигналов для векторного анализа они характеризуется набором отсчетов величин квадратурных компонент Si и Sq. При этом каждый символ сигнала – его IQ компоненты - обычно представляются определенным количеством отсчетов (выборок) на символ SpS (Samples per Symbol). Различные алгоритмы обработки отсчетов квадратурных компонентов при векторном анализе сигналов позволяют находить необходимые характеристикианализируемого сигнала.

Процесс использования квадратурных компонент показан на рисунке… Границы символов отмечены на рисунке крупными маркерами.

Процесс модуляции при использовании отсчетов квадратурных компонент с количеством выборок SpS=4

Отметим, что для квадратурного представления нефильтрованного сигнала достаточно иметь одну выборку на символ (SpS=1), что показано на рисунке …. Это связано с тем, что перемещение сигнальной точки при смене символов происходит мгновенно, по кратчайшему пути. В некоторых случаях, например, при использовании сдвиговых (офсетных) видов модуляции при формировании одного символа происходит несколько переходов СТ, и это потребует формирования нескольких отсчетов даже для нефильтрованного сигнала.

Как правило, для векторного анализа сигналов эти отсчеты квадратурных компонентов заранее сохраняются в виде файлов. Далее с помощью соответствующих аппаратно-программных средств – векторных анализаторов сигнала (Vector Signal Analyzer, VSA) может быть произведено отображение и анализ этих сигналов.