11.2.1.4. Макроразнесение (мягкий хэндовер)

При мягком хэндовере передачу по восходящему каналу от подвижной станции принимают две или большее число базовых станций. Поскольку при мягком хэндовере имеется, по крайней мере, две базовых станции, пытающихся принять передачу подвижной станции, то вероятность правильно принятых сигналов увеличивается, и может быть получен выигрыш в результате макроразнесения. Примеры выигрыша, получаемого при макроразнесении для зоны обслуживания восходящего канала, приведены в таблице 11.4 для MSпри скорости движения 3 км/час, приема двумя базовыми станциями и перемежения 10 мс. Показаны два случая: когда потери на трассе одинаковые для обеих базовых станций и когда имеется разница на 3 дБ для потерь на трассе для этих двух станций. В первом случае выигрыш при макроразнесении получается наибольшим. С ростом увеличения разницы в потерях на трассе, выигрыш от макроразнесения уменьшается, и подвижная станция окажется не в состоянии мягкого хэндовера, а будет просто соединена с одной из базовых станций. Результаты измерений показывают, что, чем меньше многолучевое разнесение, тем больше выигрыш при макроразнесении. В этом примере наибольший выигрыш дляITUA-канала пешехода составляет 4,0 дБ и дляITUA-канала транспортного средства 2,2 дБ. Выигрыш в результате макроразнесения, оцениваемый по пропускной способности, показан в разделе 9.3.1.3. Выигрыш в отношении пропускной способности меньше, чем выигрыш в дальности связи, так как разнесение играет более важную роль для увеличения дальности связи по восходящему каналу. Причина заключается в том, что, находясь на краю ячейки, подвижная станция ведет передачу с полной мощностью, и разнесение играет важную роль, поскольку быстрое управление мощностью не может компенсировать быстрые замирания.

Таблица 11.4

Требующиеся E_b/N₀ для FER=1% при 8 кбит/с с полной постоянной мощностью.

Eb/N0	ITU A-канал, пешеход	ITU A-канал, подвижное средство
Один канал	11,3 дБ	8,5 дБ
Результат при макроразнесении Равные мощности/разница 3 дБ	7,3 дБ/8,6 дБ	6,3 дБ/7,7 дБ
Выигрыш при макроразнесении Равные мощности/разница 3 дБ	4,0 дБ/2,7 дБ	2,2 дБ/0,8 дБ

11.2.1.5. Разнесение приемной антенны

Выигрыш на 3 дБ в дальности связи может быть получен при разнесении приемной антенны, даже если ветви разнесения имеют полностью коррелированные замирания. Причина заключается в том, что сигналы от двух антенн могут когерентно складываться, в то время как тепловой шум приемника складывается не когерентно. Выигрыш в 3 дБ предполагает получение идеальной оценки канала при когерентном сложении. Этот выигрыш в 3 дБ получается вследствие того, что имеется больше ветвей приема, собирающих энергию, но за счет увеличения состава аппаратного оборудования в приемнике базовой станции. Кроме того, разнесение антенн дает выигрыш в отношении быстрых замираний, так как быстрые замирания слабо коррелируются в разнесенных антеннах. Разнесение антенн на приеме показано на рис. 11.6. Разнесение антенн может быть получено в результате пространственного или поляризационного разнесения. Преимущество поляризационного разнесения заключается в том, что ветви разнесения не требуют пространственного разделения, и могут располагаться в одном физическом антенном корпусе. Действие поляризационного разнесения в GSMпредставлено в [2], [3] и [4]. Кроме того, разнесенные антенны могут располагаться очень близко друг к другу лишь со слегка уменьшенным коэффициентом усиления при приеме на разнесенные антенны.

Результаты моделирования с использованием разнесения при приеме и без него при постоянной мощности представлены в таблице 11.5. Коэффициент усиления при приеме на разнесенные антенны в ITUA-канале для пешехода составляет 7,5 дБ. ВITUA-канале для подвижного средства коэффициент усиления меньше, составляет 4,3 дБ, поскольку имеется многолучевое распространение.

Рис. 11.6. Поляризационное и пространственное разнесение антенн.

Таблица 11.5

Требующиеся E_b/N₀ при 8 кбит/с с полной постоянной мощностью.

Eb/N0	ITU A-канал, пешеход,	ITU A-канал, подвижное средство
С одной приемной антенной	18,8 дБ	12,8 дБ
С разнесением антенн на приеме	11,3 дБ	8,.5 дБ
Коэффициент усиления при приеме на разнесенные антенны	7,5 дБ	4,3 дБ

И, наконец, следует помнить о том, что чем больше имеющееся разнесение, тем меньше выигрыш от дополнительного разнесения. Это правило применимо для различных источников разнесения. Поэтому априорные значения для любых коэффициентов усиления при приеме на разнесенные антенны отсутствуют, так как коэффициенты усиления зависят от степени разнесения других источников разнесенного приема.