3. Порядок выполнения работы

3.1. Ознакомьтесь с программным обеспечением лабораторной работы и принципом выполнения хендовера в сетях сотовой связи.

Для этого, запустив исполняемый файл “hand_stu.exe”, выберите представление результатов в виде графической диаграммы. Далее последовательно выберите:

• файл данных BSS – “4bts.bss” (4 BTS в вершинах квадрата со сторонами 2 км);

• файл данных движения MS – “20m_s.msm” (движение из точки (-1000,1000) со скоростью 20 м/с; азимут движения – 0 град.; время вызова – 200 с).

После выбора этих файлов на экране монитора будет показана схема расположения BTS и перемещения MS. Нажав любую клавишу, перейдите к дальнейшему заданию исходных данных. Выберите:

• файл данных канала – “ideal.chn” (канал без флуктуаций при нормальной мощности передатчика);

• файл с типовыми значениями параметров хэндовера - “t_norm.thr”.

На экран будут выведены параметры хендовера и параметры модели канала. Зафиксируйте их, подготовив таблицу по образцу табл. 2. Зарезервируйте по крайней мере 7-10 столбцов для результатов последующих экспериментов.

Таблица 2

Характеристика канала	Идеальный канал без флуктуаций	…	…
N_Av
Thr_Lev_DL, дБм
Margin_Lev, дБ
P
N
Lev_DL_Crit, дБм
N_Bad_Samples
Sigma, дБ
K1, дБ
K2, дБ
Число хэндоверов в процессе вызова
Номера отсчетов, при которых происходит хэндовер

Нажав любую клавишу, вы увидите результат перемещения MS в процессе вызова. На диаграмме видно, как MS, перемещаясь между четырьмя BTS, получает обслуживание вначале от BTS1, а затем от BTS3. Убедитесь, что в случае идеального канала без флуктуаций в процессе вызова происходит только один хэндовер. Зафиксируйте результат.

Повторите эксперимент с теми же исходными данными, выбрав после старта программы режим детального представления результатов. В этом случае на экран дисплея будут выводиться для каждого отсчета:

• текущие значения уровней сигнала обслуживающей и соседних BTS (Level_DL);

• усредненные значения уровня (Av_Level_DL); усреднение проводится с использованием текущего и N_Av-1 предшествующих отсчетов;

• разница усредненных уровней сигналов соседних BTS и обслуживающей BTS (Delta_Av_Level_DL);

• выполнение условий хэндовера для данного отсчета. Выводится либо “N”, либо “Y”. В последнем случае выводятся также значения параметров P и N в форме (P/N).

Если из N следующих друг за другом отсчетов условия выполнены для P отсчетов, сеть принимает решение о хэндовере, о чем выводится соответствующее сообщение с указанием номера отсчета, при котором принято решение о хэндовере и причины хэндовера (в данной работе это малый уровень в направлении вниз).

Проведите детальное исследование процесса принятия решения о хэндовере в случае идеального канала. Обратите внимание:

• на изменение уровней сигнала различных BTS в процессе вызова;

• на разницу текущих и усредненых значений отсчетов;

• на то, что условия хэндовера предполагают, чтобы:

• сигнал обслуживающей BTS был ниже порога Thr_Lev_DL=-94 дБм,

• сигнал BTS-кандидата был не менее, чем на Margin_Lev=4 дБ выше обслуживающей BTS;

• принятие решение о хэндовере происходит после выполнение условий хэндовера в течении P=3 отсчетов из N=4.

Зафиксируйте номер отсчета, при котором происходит хэндовер.

3.2. Исследуйте влияние значения порогового уровня на процесс выполнения хэндовера.

Для этого, используя представления результатов в виде графической диаграммы, проведите моделирование хэндовера при тех же условиях, что и в п. 3.1 (файлы “4bts.bss”, “20m_s.msm”, “ideal.chn”), но при отличающихся значениях порогового уровня Thr_Lev_DL. Последовательно выбирая файлы параметров хэндовера:

• “t_norm.thr” (Thr_Lev_DL = -94 дБм);

• “t_t_low1.thr” (Thr_Lev_DL = -99 дБм);

• “t_t_low2.thr” (Thr_Lev_DL = -103 дБм)

проведите наблюдение графических диаграмм и убедитесь, что момент совершения хэндовера существенно зависит от значения порога. Чем ниже установлен порог, тем дольше затягивается процесс принятия решения о хэндовере. Зафиксируйте результаты в таблице.

Проведите исследование в режиме детального представления результатов. При этом зафиксируйте номера отсчетов, при которых происходит хэндовер.

3. Исследуйте влияние качества канала на процесс хэндовера.

Для этого, используя представления результатов в виде графической диаграммы, определите число хэндоверов при тех же условиях, что и в п. 3.1 (файлы “4bts.bss”, “20m_s.msm”, “t_norm.thr”), однако при сильных флуктуациях в канале. Используйте файл с исходными данными канала “6nc.chn” (канал с дисперсией Sigma=6 дБ при нормальной мощности передатчика). Зафиксируйте результат.

Повторите опыт несколько раз. Убедитесь, что процесс носит случайный характер. Результат также включите в таблицу.

Проведите исследование в режиме детального представления результатов. В этом случае зафиксируйте, как число хэндоверов в процессе вызовов, так и номера отсчетов, когда они происходят.

3.4. Исследуйте влияние значения гистерезиса на эффективность выполнения хэндовера.

Для этого, используя представления результатов в виде графической диаграммы, определите число хэндоверов при той же подсистеме базовых станций и тех же условиях перемещения MS, что и в п. 3.1 (файлы “4bts.bss”, “20m_s.msm”). Выберите типовой уровень флуктуаций в канале - файл “3nc.chn” (канал с дисперсией Sigma=3 дБ при нормальной мощности передатчика). Исследования проведите при нормальном значении параметра гистерезиса Margin_Lev=4 дБ (файл параметров хэндовера “t_norm.thr”) и пониженном значении этого параметра Margin_Lev=1 дБ (файл параметров хэндовера “t_marg_1.thr”). Результаты включите в таблицу.

Проведите исследование в режиме детального представления результатов.

3.5. Исследуйте влияние инерционности процесса хэндовера на его эффективность.

Используя представления результатов в виде графической диаграммы, проведите исследование процесса хэндовера при прохождении протяженной трассы с высокой скоростью и при малой мощности передатчиков BTS:

• файл данных BSS – “2bts_4.bss” (2 BTS на расстоянии 4 км);

• файл данных движения MS – “40m_s.msm” (движение из точки (0,1000) со скоростью 40 м/с; азимут движения – 0 град.; время вызова – 100 с);

• файл данных канала – “3nc_low.chn” (Sigma=3 дБ, малая мощность передатчика).

Исследование проведите для 3-х вариантов установки параметров хэндовера:

• с минимальной инерционностью (файл параметров – “t_i_low.thr”);

• с средней инерционностью (файл параметров – “t_norm.thr”);

• с очень высокой инерционностью (файл параметров – “t_i_high.thr”).

Результаты сведите в таблицу по форме табл. 2, зафиксировав число хэндоверов в процессе вызова, а также факт потери вызова, если он имеет место:

Таблица 2

	Минимальная инерционность	Нормальная инерционность	Избыточная инерционность
N_Av
Thr_Lev_DL, дБм
Margin_Lev, дБ
P
N
Lev_DL_Crit, дБм
N_Bad_Samples
K1, дБ
K2, дБ
Число хэндоверов в процессе вызова
Потеря вызова (да/нет)

Убедитесь, что при малой инерционности процесса хэндовера (усреднение отсчетов отсутствует (N_Av=1), а хэндовер выполняется после первого отсчета, для которого выполнены пороговые соотношения) в течении вызова происходит большое число бесполезных хэндоверов, перегружающих тракты сигнализации.

С другой стороны при избыточной инерционности (N_Av=32, а хэндовер происходит после того, как для 32-х отсчетов подряд выполнены пороговые соотношения) имеет место затягивание принятия решения о хэндовере, что может вызывать потерю вызова.

Проведите исследование процесса хэндовера при чрезмерно высокой степени инерционности, используя детальное представление результатов.