ПТСМС / Planirovanie_radiosetei(2)

Трафик поисковых вызовов, наблюдаемый в типичной сети, можно найти зная:

∙количество поисковых вызовов в секунду на одного пользователя;

∙число абонентов;

∙долю успешных поисковых вызовов.

Сигнальная нагрузка в значительной степени зависит от параметров. Нагрузку поискового вызова в LA/RA следует контролировать. Заметим, что если в данной LA/RA есть хотя бы одна маленькая ячейка, в которой используется объединенная структура каналов, то она будет узким местом при строгом соблюдении критериев блокировки поисковых вызовов. Другими словами, наименьшая ячейка в LA/RA будет устанавливать предел для канала PCH.

2.8.3 Планирование параметров в WCDMA сети

Процедуры Физического уровня

Логические каналы

Логические каналы созданы для передачи определенной информации. Есть, например, логические каналы для передачи системной информации в ячейке, информацию поискового вызова или пользовательских данных. Логические каналы являются службой передачи данных уровня управления доступом к среде (Medium Access Control, MAC) для вышележащего уровня. Следовательно, логические каналы используются между мобильной станцией и RNC. Логические каналы характеризуются передаваемой информацией: пользовательские данные (DTCH), управляющие сообщения (DCCH, CCCH), широковещательные данные (CTCH) и системная информация о ячейке

(BCCH).

Каналы управления (Control Channels, CCH)

Широковещательный канал управления (Broadcast Control Channel, BCCH)

На этом канале доступна системная информация. Информация о системе информирует UE об обслуживающей PLMN, обслуживающей ячейке, списках соседних ячеек, измеряемых параметрах и т.д. Эта информация постоянно транслируется в нисходящем направлении.

Управляющий канал поискового вызова (Paging Control Channel, PCCH)

С учетом информации BCCH, UE может определить, в какое время оно может быть вызвано. Поисковый вызов требуется, когда RNC не имеет выделенного соединения с UE. PCCH – нисходящей канал.

131

Общий канал управления (Common Control Channel, CCCH)

Управляющая информация передается по этому каналу. Он используется, когда нет выделенного соединения между UE и сетью. Это двунаправленный канал.

Выделенный канал управления (Dedicated Control Channel, DCCH)

UE назначаются определенные выделенные ресурсы. Эти ресурсы требуют управления радиоканалом, и управляющая информация передается в обоих направлениях по каналу DCCH.

Каналы трафика (Traffic Channels, TCH)

Выделенный канал трафика(Dedicated Traffic Channel, DTCH)

По этому каналу передаются данные пользователя между UE и сетью. Ресурсы могут быть выделены UE для восходящей и нисходящей передачи пользовательских данных.

Общий канал трафика (Common Traffic Channel, CTCH)

Определенные пользовательские данные могут быть переданы в режиме точка-многоточка к группе UE.

Общий канал для пакетных данных (Common Packet Channel, CPCH)

Аналогично каналу RACH канал CPCH является каналом восходящего направления на основе случайного доступа. В отличие от RACH, он может быть использован для передачи больших объемов (пульсирующего) трафика.

Транспортные каналы(Transport Channels, TrCH)

Транспортные каналы определяют как организована информация для передачи. Уровень МАС использует транспортные каналы, как услугу физического уровня. Уровень МАС связывает данные логических каналов и транспортные каналы. Этот процесс называется отображением (mapping). Уровень МАС определяет формат передачи, длину избыточного кода (CRC), канальное кодирование (сверточное/турбо, скорость кодирования), и т.д.

Физические каналы (Physical Channels, PhyCH)

Физический уровень обеспечивает транспортировку данных более высоких уровней. Характеристики физической передачи необходимо описать. При передаче информации между RNC и UE физическая среда изменяется. На интерфейсе Iub между RNC и Node B передача информации физически организована в так называемых кадрах.

В радиоинтерфейсе WCDMA Uu между Node B и UE физическая передача описывается с помощью физических каналов. Физический канал в режиме FDD описывается номером несущей частоты (UARFCN) и кодом расширения спектра (SC).

132

Первичный канал синхронизации (Primary Synchronisation Channel, P-

SCH)

Канал P-SCH использует первые 256 чипов каждого временного интервала. В P-SCH передается первичный код синхронизации. Это делается в каждой ячейке UMTS в каждом временном интервале. Если UE обнаруживает P-SCH, то она выполняет чиповую синхронизацию. Канал P- SCH (а также вторичный (S)-SCH) передается без использования скремблирующего кода ячейки, а использует свой собственный стандартный код, который является одинаковым во всех ячейках в UMTS сети.

Вторичный канал синхронизации (Secondary Synchronisation Channel, S-

SCH)

S-SCH также использует только первые 256 чипов временного интервала. В S-SCH передается код вторичной синхронизации. Есть 16 различных вторичных кодов синхронизации, которые организованы в 64 различные комбинации. 64 комбинации сгруппированы с 64 группами скремблирующих кодов, в каждой группе по 8 скремблирующих кодов.

Общий пилотный канал (Common Pilot Indication Channel, CPICH)

CPICH передает определенную последовательность бит/символов на фиксированной скорости (15 кбит/с, SF = 256). Он используется для оценки канала и для измерения соседних ячеек. Он также используется при начальном поиске ячейки для нахождения правильного кода скремблирования ячейки. Он также используется в качестве опорной фазы для большинства физических каналов.

Первичный общий физический канал управления (Primary Common Control Physical Channel, PCCPCH)

PCCPCH является физическим каналом, который передает информацию широковещательного канала (BCH). Это канал c фиксированной скоростью без регулировки мощности, потому что он должен быть декодирован всеми мобильными станциями в ячейке. Каналообразующий код зафиксирован в спецификации и имеет SF = 256. Битрейт канала составляет 30 кбит/с, но для уменьшения общих помех он передается по очереди с SCH, давая «чистую» скорость передачи 27 кбит/с. PCCPCH не имеет пилотных битов в кадре, потому что оценка канала осуществляется с помощью канала CPICH.

Вторичный общий физический канал управления(Secondary Common Control Physical Channel, SCCPCH)

SCCPCH переносит информацию двух различных общих транспортных каналов FACH (Forward Access Channel) и PCH (Paging Channel). Возможна конфигурация с тремя каналами SCCPCH. Каналы FACH и PCH могут

133

передаваться на двух разных физических каналах. Третий канал необходим,

если реализуется услуга Service Area Broadcast (SAB).

Канала передачи индикаторов поискового вызова (Paging Indicator Channel, PICH)

Канал (PICH) работает совместно с каналом поискового вызова (для передачи использует физический канал SCCPCH). Индикатор поискового вызова передается на канале PICH, а соответствующее сообщение поискового вызова передается на канале SCCPCH. Два канала, один канал для индикаторов и один для сообщений, позволяют терминалам эффективно работать в спящем режиме.

Канал для индикаторов поискового вызова (Paging Indicator, PI) использует каналообразующий код с SF = 256. В PICH кадре может быть 18, 36, 72 или 144 индикатора поискового вызова. Каждому терминалу, зарегистрированному в сети, назначается группа поискового вызова, которой соответствует определенный PI. Когда мобильная станция обнаруживает PI, она декодирует следующий кадр канала PCH, который передается на вторичном CCPCH. Чем меньше мобильной станции требуется слушать канал PICH, тем больше ее время автономной работы. Недостатком является большее время ожидания ответа при вызове мобильной станции.

Рисунок 2.41 – радиокадр канала PRACH

Физический канал случайного доступа (Physical Random Access Channel, PRACH)

В канале PRACH два радио кадра соединены, образуя RACH кадр с 15 временными интервалами. Передача на канале PRACH состоит из передачи преамбулы и передачи сообщения (рис 2.41). Преамбула RACH состоит из повторений определенной сигнатуры, которая связана с каналообразующим кодом, используемым для информационной части RACH передачи. Мобильная станция случайным образом выбирает одну из 16 различных

134

сигнатур. В случае неполучения подтверждения по каналу индикаторов получения (Acquisition Indicator Channel, AICH), передача повторяется с другой сигнатурой и с более высокой мощностью. Преамбула имеет длину 4096 чипов и состоит из 256 повторений сигнатуры, которая длиной 16 чипов. Преамбула затем скремблируется PRACH скремблирующим кодом, связанным со скремблирующим кодом обслуживающей ячейки. Для каждого первичного кода скремблирования (нисходящее направление) имеется 16 связанных с ним RACH скремблирующих кодов (восходящее направление).

Тот же самый скремблирующий код используется для части RACH передачи, содержащей сообщение. Каналообразующий код связан с сигнатурой, используемой для преамбулы, а коэффициент расширения (SF) определяется мобильной станцией. Сигнатура определяет один из 16 узлов в дереве кодов, которое соответствует каналообразующим кодам с SF 16. Часть для сообщений может быть длиной один или максимум два кадра. Поскольку сообщение короткое, то на этом канале нет управления мощностью.

Канал индикаторов получения (Acquisition Indicator Channel, AICH)

Канал AICH является нисходящим физическим каналом с SF 256, в котором WBTS (WCDMA BTS) отправляет эхо преамбулы RACH. WBTS знает, что после преамбулы передается информационная часть и принимает ее, используя каналообразующий код, получаемый на основе сигнатуры. В этот момент WBTS не имеет никакой информации относительно пользователя.

Выделенный физический канал управления (Dedicated Physical Control Channel, DPCCH)

DPCCH имеет постоянную скорость передачи и несет всю информацию, необходимую для сохранения физического соединения в рабочем состоянии. На канале DPCCH передаются опорные символы (пилотсигнал), которые используются для оценки канала при когерентном детектировании и для оценки отношения сигнал-помеха (SIR) при быстрой регулировке мощности передачи. На канале также передаются биты сигнализации управления мощностью (контроль мощности передачи, или transmission power control (TPC)). Также на DPCCH передается информация о способе кодирования данных, скорости передачи и перемежении, которая содержится в Transport Format Combination Information (TFCI).

Выделенный физический канал данных (Dedicated Physical Data Channel, DPDCH)

DPDCH – это канал с переменным битрейтом. Скорость передачи канала DPDCH указывается в поле TFCI на канале DPCCH. Данные пользователя и сигнализация более высокого уровня передаются на канале

DPDCH.

135

Нисходящий выделенный физический канал (Downlink Dedicated Physical Channel, DDPCH)

В нисходящем направлении каналы DPCCH и DPDCH мультиплексируются по времени. Это связано с прерывистой передачей.

Восходящий выделенный физический канал (Uplink Dedicated Physical Channel, UDPCH)

Передача в восходящем направлении является непрерывной. Каналы DPCCH и DPDCH мультиплексируются как I и Q составляющие сигнала в канале UDPCH.

Планирование режима IDLE

Параметры настройки мощности общего канала (Common Channel Power Settings)

Мощность передачи общих каналов определяется параметрами настройки мощности общего канала. Общий пилот-канал (CPICH), несет пилотную битовую последовательность и используется как канал для оценки качества для хэндовера и процедур повторного выбора ячейки.

Выбор PLMN

Процедура выбора PLMN используется для поиска сети, которая позволит мобильной станции использовать свои ресурсы. Выбранная PLMN может быть домашней сетью, т.е. сетью с которой у абонента заключен договор или любой другой сетью, которая позволит мобильной станции использовать свои ресурсы. Процедура поиска PLMN начинается в двух случаях:

1.После включения питания. UE ищет домашную PLMN. Если UE

находится не в зоне действия домашней PLMN, то UE начинает процедуру выбора PLMN.

2.Периодически. Если UE находится в роуминге, то оно ищет домашную PLMN.

В процедуре поиска PLMN UE сканирует все несущие частоты. В ручном режиме, UE дает пользователю возможность выбрать из списка найденных сетей PLMN, в которых уровень сигнала считается достаточно хорошим (RSCP, или received signal code power > -95 дБм). В автоматическом режиме, UE автоматически выбирает PLMN в следующем порядке приоритетов:

1.домашняя PLMN

2.из списка PLMN, определяемого пользователем (SIM)

3.из список PLMN, определяемого оператором (SIM)

4.случайно одна из PLMN, (RSCP> -95 дБм)

136

5. лучшая из найденных PLMN (наивысший RSCP)

Частота, с которой мобильное оборудование ищет свою домашнюю PLMN, может быть установлена с помощью параметра: HomePLMNSeachPeriodTime.

Поиск ячейки

Во время поиска ячейки, UE выполняет поиск ячейки и определяет скремблирующий код нисходящего направления и синхронизацию по кадрам на общем канале этой ячейки. Поиск ячейки выполняется в нерабочем режиме, когда UE делает первоначальный или повторный выбор ячейки. Процедура поиска состоит из трех этапов: сканирование для поиска первичного канала синхронизации, обнаружения вторичного канала синхронизации и определение первичного скремблирующего кода ячейки, используя канал CPICH. Процедура поиска ячейки использует первичный (P- SCH) и вторичный (S-SCH) каналы синхронизации, которые передаются с одинаковой кодовой последовательностью во всех ячейках сети. P-SCH и S- SCH – единственные каналы, которые не скремблируются первичным скремблирующим кодом ячейки. В дополнение к каналам синхронизации канал CPICH используется для нахождения скремблирующего кода конкретной ячейки.

Сканирование первичного канала синхронизации (P-SCH)

На основном канале синхронизации передается код P-SCH. Код повторяется с началом каждого слота. Все ячейки передают одинаковый код. Приемник коррелирует принимаемый сигнал на выбранной несущей частоте с кодом канала P-SCH. Каждый пик корреляции соответствует одной ячейке. UE выбирает наибольшие пики, которые дает синхронизацию на уровне слотов с передающей ячейкой.

Определение последовательности вторичного канала синхронизации

(S-SCH)

Одновременно с передачей P-SCH кода на канале P-SCH, канал S-SCH передает один из 16 кодов канала S-SCH. Коды канала S-SCH повторяются в заранее определенной последовательности. UE обнаруживает коды канала S- SCH и коррелирует обнаруженную последовательность канала S-SCH с возможными комбинациями последовательностей канала S-SCH. В обнаруженной последовательности канала S-SCH UE определяет начало последовательности, что дает кадровую синхронизацию. Последовательность кодов канала S-SCH также используется для определения группы первичных скремблирующих кодов. UE находит в таблице группу первичных скремблирующих кодов, соответствующую обнаруженной последовательности кодов. Существует 64 возможных комбинаций кодовых последовательностей канала S-SCH, которые соответствуют 64 группам

137

первичных скремблирующих кодов. После обнаружения последовательности канала S-SCH мобильная станция знает, какая группа скремблирующих кодов используется в ячейке.

Определение первичного скремблирующего кода ячейки из PCPICH

PCPICH содержит заранее известную пилотную битовую последовательность, которая повторяется в каждом кадре (10 мс). Первичные коды скремблирования разделены на 64 группы скремблирующих кодов. Каждый группа состоит из 8 кодов, что дает 512 первичных скремблирующих кодов. После обнаружения группы скремблирующих кодов UE, применяя метод проб и ошибок, определяет какой из 8 кодов является первичным скремблирующим кодом ячейки. Применяется каждый код из группы, пока не будет найден код, дающий правильную пилотную битовую последовательность. Когда UE способно декодировать канал PCPICH, оно также может декодировать канал PCCPCH, который переносит данные канала BCCH. После этого возможно прочитать системную информацию, которая позволяет передавать или принимать другие общие каналы. Пилотная битовая последовательность канала PCPICH постоянно измеряется для оценки качества ячейки.

Точная реализация поиска ячейки зависит от объема доступной предварительной информации (например, первичного скремблирующего кода ячейки) и конкретного производителя UE. Процедура поиска ячейки основана на использовании каналов P-SCH, S-SCH и PCPICH в ячейке. Параметрами, относящимися к конфигурации этих каналов, являются параметры мощности передачи и временное смещение (T-offset), которое определяет временное смещение для каждой ячейки в сайте. Смещение задается, для гарантии того, что каналы синхронизации передаются в различные моменты времени в каждой ячейке одного сайта. Каждая ячейка, принадлежащая к одной WBTS (WCDMA BTS) должна передавать каналы синхронизации с заданным смещением (Т-смещение) относительно друг от друга. Если одинаковое временное смещение заданно всем ячеек и скремблирующие коды базовой станции принадлежат одной группе скремблирующих кодов, то получаем усиление при обнаружении P-SCH, но детектирование канала S-SCH в зоне мягкого хэндовера, вероятно, будет неудачным.

Базирование в ячейке (Camping on a Cell)

Когда мобильная станция находится в режиме простоя, она базируется в некоторой ячейке и сеть знает ее местоположение на основе зоны местоположения/зоны маршрутизации. Мобильная станция отслеживает состояние канала PCPICH, измеряя качество ячейки; канал PCCPCH контролируется для получения информации ВССН и PICH для возможных запросов поискового вызова. Целью мобильной станции в режиме простоя

138

является определение лучшей ячейки. В дополнение к измерению качества ячеек они ранжируются в соответствии с возможностью применения.

Ячейка, соответствующая требованиям (Suitable Cell)

Соответствующая требованиям ячейка обеспечивает нормальное обслуживание UE/пользователя. Она принадлежит к выбранной PLMN и позволяет UE нормально базироваться в ячейке. UE может получать системную и пейджинговую информацию из PLMN и может инициировать установление соединения для исходящих вызовов или совершать другие действия. Подходящая ячейка соответствует критерию выбора ячеек (S- критерий).

Приемлемая ячейка (Acceptable Cell)

Она обеспечивает ограниченное обслуживание (экстренные вызовы). Приемлемая ячейка также отвечает критериям выбора ячеек.

Запрещенная ячейка (Barred Cell)

UE не разрешается базироваться в ней. Если ячейка запрещенная, то информация об этом передается в системной информации.

Зарезервированная ячейка (Reserved Cell)

UE не разрешается базироваться в ней. Если ячейка зарезервирована, то информация об этом передается в системной информации.

Резервирование ячеек и ограничения доступа

Существует два механизма, которые позволяют оператору вводить резервирование ячеек или ограничения доступа: индикация состояния ячейки и контроль доступа.

Индикация состояния ячейки и специальные резервирования передаются в системной информации BCCH. Статус ячейки определяет выбор ячейки и повторный выбор; если выбор ячейки не допускается для пользователя, то даже экстренные вызовы не возможны. В блоке системной информации 3(SIB3) может быть указано одно из трех возможных состояний для резервирования ячеек: запрещенная ячейка, резервная ячейка для использования оператором и ячейка зарезервирована для будущего расширения.

Контроль доступа контролирует установление соединения. Если соединение уже установлено и мобильная станция движется в сети, то контроль доступа не влияет на пользователей в режиме соединения, выполняя хэндовер из одной ячейки в другую. Контроль доступа используется для контроля нагрузки, чтобы предотвратить предоставление определенных услуг в определенных ячейках. Ограничения определяемые классом доступа передаются в блоке системной информации 3. Если

139

специально не запрещено, то контроль доступа не влияет на экстренные вызовы.

Повторный выбор ячейки

Процедура выбор или повторного выбора ячеек используется в режиме простоя и в режиме соединения. Целью является выбор наиболее подходящей ячейки для базирования. Если UE не иметь сохраненной информации о целевой ячейке, то должна использоваться процедура «первоначального выбора ячейки», а иначе процедура «выбора ячейки на основе сохраненной информации».

Повторный выбор ячейки в WCDMA

Мобильная станция полуает информацию о соседних ячейках по BCCH, которая содержит возможные индивидуальные временные смещения в ячейках, код скремблирования, несущую частоту и технологию радиодоступа (RAT). В процедуре повторного выбора ячейки UE пытается найти лучшую ячейку для базирования. Измерения соседних ячеек начинаются только при удовлетворении критерия начала измерений. Мобильная станция выполняет измерения обслуживающей ячейки все время, но соседние ячейки она измеряет, только если отношение Ес/N0 в обслуживающей ячейке падает ниже заданного значения. Критерии измерения может быть установлены по-разному для разных типов соседних ячеек:

При оценке соседних ячеек сначала необходимо проверить, что они удовлетворяют критерию минимального качества, также называемому S- критерием. S-критерий (Squal) определяет минимально приемлемое качество и/или минимально допустимый уровень для соседней ячейки. Если соседняя ячейка удовлетворяет S-критерию и имеет лучшее рейтинг чем обслуживающая, то выбор ячейки выполняется повторно. Рейтинг основан на R-критерии. На рейтинг влияют два параметра: для обслуживающей ячейки определяется гистерезис (Qhyst2), который применяется для определения рейтинга всех соседних ячеек, а также отдельные смещения (Qoffset2) для каждой соседней ячейки. Повторный выбор ячейки выполняется, когда соседняя ячейка имеет рейтинг выше, чем текущая обслуживающая ячейка

(Rn> Rs).

Процедура повторного выбора ячейки изменяется, когда GSM-ячейки участвуют в рейтинге. Измерения GSM сети активируются, когда будет выполняться межсистемный (inter-RAT) критерий измерения, и определены соседние GSM ячейки. В GSM сети нет измерения качества (Ес/N0) и поэтому S-критерий включает только критерии уровня (Qrxlevmin). Кроме того, даже

140