10.6.2.2. Моделирование трафика

При моделировании предполагается, что пользователи делают вызовы и передают данные в соответствии с моделями трафика. Формирование вызова для услуг в реальном времени таких, как, например, речь и видео, реализуется в соответствии с законом Пуассона [6]. При передаче речи учитывается активность речи и неоднородность передачи. Для услуг по передаче данных с коммутацией каналов модель трафика является моделью с постоянной скоростью передачи при 100% активности. Модель трафика, показанная на рис.10.1, используется для представления пакетных данных в этой модели.

10.6.2.3. Моделирование мобильности

В этой динамической модели пользователи перемещаются в моделируемом районе в соответствии с моделью передвижения. В [6] разработаны отдельные модели передвижения для микро- и макросотовых сред. Когда в макросотовой модели появляются новые пользователи, они равномерно распределяются в зоне моделирования. Направление, в котором новый пользователь перемещается, выбирается случайно при его появлении. Направление перемещения обновляется для пользователя для каждого интервала декорреляции.

10.6.2.4. Результаты моделирования на уровне системы

В этом разделе рассматривается работа распределителя пакетов с использованием вышеописанной модели системы. Цель вариантов моделирования заключается в определении того, как точно распределитель пакетов может использовать пропускную способность воздушного интерфейса. Также важно, чтобы изменения, вызываемые пакетными данными, были сравнительно небольшими для того, чтобы не ухудшилось качество услуг в реальном времени. В этих моделях большое число пользователей размещается в 18-сайтовой сети с 3-х секторными базовыми станциями. Возможные скорости передачи находятся в диапазоне между 32 и 1024 Кбит/с, и определяется характеристика алгоритмов планирования пакетов. Желательно выяснить, на сколько хорошо комбинация алгоритмов RRM позволяет сохранять нагрузку в системе на заданном уровне и какой тип скоростей передачи могут использовать пользователи. Среда для этих моделей создается макросотовой сетью с 18 сайтами, и расстояние до базовой станции равно 2 км. Скорость MS– 3 км/час, и в восходящем канале используется разнесение антенн. Максимальная мощностьMS– 125 мВт (=21 дБм). Минимальный уровень шума, включая коэффициент шума приемника, равен – 102.9 дБм в восходящем канале и – 99.9 дБм в нисходящем канале. Распределитель пакетов при этих вариантах моделирования основывается на кодовом разделении. Заданная величинаFERпри управлении мощностью во внешнем контуре составляет 20 %.

При моделировании распределение всей передаваемой мощности и всех принимаемых помех для одной базовой станции записывается как среднее для всей совокупности BS. Усредненная полная передаваемая мощность в нисходящем канале (рис. 10.10) равна 8.5 Вт, а среднее увеличение помех над уровнем среднего теплового шума в восходящем канале (рис.10.11) составляет 5,7 дБ. Только в нескольких случаях наблюдалось превышение мощности передачи 12 Вт в нисходящем канале и увеличение помех на 7 дБ в восходящем канале. Пример изменений во времени передаваемых и принимаемых мощностей показан на рис. 10.12 и 10.13. Изменения в уровнях мощности довольно небольшие, и передача пакетных данных в нереальном времени не будет вызывать какого-либо ухудшения качества обслуживания в реальном времени. Пропускная способность воздушного интерфейса в этих примерах используется полностью.

Рис. 10.10. Распределение полной передаваемой мощности (Вт)

в одной ячейке на интервале моделирования.

Рис. 10.11. Распределение принимаемой мощности помехи (дБ)

над уровнем теплового шума (увеличение помех)

на протяжении интервала моделирования.

Рис. 10.12. Пример распределения полной передаваемой мощности

в одной ячейке. Ось Х представлена во фреймах по 10 мс,

т.е. полная ось составляет по длительности 10 секунд.

Рис. 10.13. Пример распределения полного уровня принимаемых помех

в одной ячейке. Ось Х представлена во фреймах по 10 мс,

т.е. полная ось составляет по длительности 10 секунд.

При этих вариантах моделирования число пользователей было очень велико, почти 1400 на ячейку. Большое число пользователей использовалось для того, чтобы гарантировать, что в буферах всегда достаточно данных для проверки работы распределителя пакетов при большой нагрузке. Из-за большой нагрузки полученные скорости передачи являются низкими, как видно на рис. 10.14 и 10.15. Однако, число активных соединений на ячейку является достаточно постоянным – 50, включая соединения с мягким хэндовером, за исключением начала моделирования, где предлагаемая нагрузка была ниже. Затраты на мягкий хэндовер составили 32 % в этих моделях. Число активных соединений в нисходящем канале показано на рис. 10.16 и в восходящем канале – на рис. 10.17.

Качество канала можно проверить путем изучения числа повторных передач, которые показаны на рис. 10.18 для нисходящего канала и на рис. 10.19 – для восходящего канала. Управление мощностью во внешнем контуре может поддерживать FERи процент повторных передач, близкими к заданному значению 20 %. Распределение повторных передач в нисходящем канале показывает несколько случаев, где процент повторных передач был меньше 20 %, даже 0 %. Причиной тому является ограниченная динамика управления мощностью в 20 дБ в нисходящем канале в этих моделях. Если в соединении используется его минимальная мощность, и мощность не может быть снижена еще, качество будет выше заданного значенияFER, равного 20 %.

Динамическое моделирование по распределению пакетов с кодовым разделением показало, что WCDMA хорошо подходят для передачи пакетных данных. Пропускная способность воздушного интерфейса может использоваться полностью, хотя изменения в уровнях помех остаются низкими. Скорости передачи пользователей здесь были низкими, но, с другой стороны, число одновременных пользователей было очень большим.

Рис. 10.14. Средние выделенные скорости передачи в нисходящем канале.

Рис. 10.15. Средние выделенные скорости передачи в восходящем канале.

Рис. 10.16. Среднее число активных соединений (включая

мягкие хэндоверы) в нисходящем канале.

Рис. 10.17. Среднее число активных соединений (включая

мягкие хэндоверы) в восходящем канале.

Рис. 10.18. Средний процент повторных передач в нисходящем канале.

Рис. 10.19. Средний процент повторных передач в восходящем канале.

Литература к главе 10:

[1] ETSl, Technical Report UMTS 30.06, UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA); Concept Evaluation, Version 3.0.0, December 1997.

[2] Ghosh, A., Cudak, M. and Felix, K., «Shared Channels for Packet Data Transmission in WCDMA», Proceedings of VTC'99 Fall, Amsterdam, Netherlands, 19-22 September 1999, pp.943-947.

[3] Christer, B. and Johansson, V., «Packet Data Capacity in Wideband CDMA System», Proceedings of VTC'98, Ottawa, Canada, 18-21 May 1998, pp. 1878-1883.

[4] Hämäläinen, S., Holma, H. and Sipilä, K., «Advanced WCDMA Radio Network Simulator». Proceedings of PIMRC'99, Osaka, Japan, September 1999, pp. 951-955.

[5] Hämäläinen, S., Slanina, P., Hartman, M., Lappeteläinen, A., Holma, H. and Salonaho, O., «A Novel Interface between Link and System Level Simulations», Proceedings of ACTS Summit 1997, Aalborg, Denmark, October 1997, pp. 509-604.

[6] «Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Selection procedures for the choice of radio transmission technologies of the UMTS», TR 101 112 V3.1.O (1997-11), UMTS 30.03.