2.2.2.4. Модель системы и движения мс

Для упрощения моделирования системы можно взять идеальную структуру сети как это показано в [4], состоящую из 19 макросот, размерностью кластера один и одинаковой мощностью всех БС. Такая система представлена на рис. 2.9. Соты условно изображены в виде шестиугольников.

Рис. 2.9. Маршрут движения МС

Осуществим имитационное моделирование движения МС, проходящую через середину стороны соты. Примем условие, что при протяжении движения МС есть активное соединение с какой-либо БС. Результаты моделировании будут ведены в третей главе.

В качестве измеряемой величины для проверки выполнения условий хэндовера использовалось отношение канала CPICH i-й БС на входе приемника МС без учета тепловых шумов в дБ:

(2.7)

где – мощность канала CPICH в Вт, SF – коэффициент расширения спектра, υ – коэффициент активности.

Из рис. 2.10. понятно, что сеть с такой схемой построения является интерференционно-ограниченной по емкости, так как большую часть времени движения МС в соседнем наборе количество БС близко к максимально возможному (в соответствии с принятой моделью в соседнем наборе может быть максимум 18 сот). Но чем ближе к центру соты, тем сильнее мощность сигнала БС этой соты, и он подавляет сигналы от других, поэтому минимальное количество БС в соседнем наборе будет соответствовать времени, когда МС находится вблизи какой-либо БС, а максимальное – когда МС располагается на границах соты.

Назначение мощностей базовых станций тесно связано с местоположением МС и является очень важной процедурой в сетях CDMA. Общая передаваемая БС мощность состоит из двух частей:

Первая - для нисходящих общих каналов управления – таких, как общий пилотный канал (CPICH -Common Pilot Channel) и канал синхронизации (SCH - Synchronization Channel);

Вторая - назначается для абонентов, как выделенные нисходящие каналы (dedicated downlink channels). Обычно мощность для общих каналов управления составляет около 20-30% от общей излучаемой БС мощности [2]. Для минимизации интерференции и расходования радио-ресурсов система старается выделить минимально возможную мощность на каждый выделенный канал для каждого пользователя в зависимости от требуемого QoS. Чтобы управлять мощностью, для всех мобильных станций применяются отношения сигнал/шум. Когда МС соединена с одной БС, для нее активен только один выделенный канал, но как только МС находится в статусе мягкого хэндовера, как минимум, две БС вовлекаются в процедуру управления мощностью.

Взяв за основу вышеописанную модель системы и траектории движения МС, можно рассчитать формулу необходимой мощности выделенного канала данных вниз.

Без мягкого хэндовера в каждый момент времени МС соединена только с одной i-й БС. Поэтому при приеме на МС величина определяется выражением:

(2.8)

где W – чиповая скорость, R – скорость передачи информационных бит, ν – коэффициент (доля времени) активности для данного типа услуги.

Таким образом, для поддержания требуемого качества обслуживания необходима мощность Ps [Вт] нисходящего канала в соответствии с формулой:

(2.9)

где – опорное значение (), устанавливаемое RNC в соответствии со значениями BER (Bit Error Rate – количество ошибочно принятых бит к общему числу переданных). Типовые значения ()t составляют: 5 дБ для речи, 1,5 дБ для услуг реального времени со скоростью 144 кбит/с, 1 дБ для услуг передачи данных со скоростью 384 кбит/с [19].

Когда МС находится в состоянии мягкого хэндовера, все БС в активном ряду должны особым образом назначать мощности для данного конкретного соединения с МС.

В случай хэндовера в двух и трех направлениях когда БC1 и БС2 являются обслуживающими, тогда на МС полезный сигнал от этих двух станций складывается. При этом могут использоваться различные схемы сложения сигналов, однако, проанализировав результаты предыдущих работ, широко описанных в литературе, применим схему оптимального сложения сигналов. На приеме МС в этом случае величина вычисляется, как

(2.10)

где и – расстояние от БC1 и БС2 соответственно, и – излучаемые БC1 и БС2 мощности.

В процессе мягкого хэндовера активизируются две петли контроля мощности для управления мощностью в процессе передачи – внешняя и внутренняя замкнутая петля. При хэндоверах МС всегда выполняет команды той БС, которая требует снижать мощность ее передатчика. Что касается БС, то RNC устанавливает границы возможных изменений мощности отдельных каналов передачи.

Система управления мощностью применяется для уменьшения излучаемой мощности и стабилизации системы в целом. В идеальном случае при двунаправленном хэндовере = . Используя это, вычислим передаваемую мощность для каждого нисходящего канала:

(2.11)

Таким образом, общая мощность в дБ, необходимая для поддержки этой МС, рассчитывается по следующей формуле:

(2.12)

Подобно анализу хэндовера в двух направлениях, для МС в состоянии мягкого хэндовера в трех направлениях, принимаемое как Еb/N0, равно:

Общая мощность, необходимая для обеспечения нужного качества обслуживания этой МС, сразу переведенная в дБ, составляет

(2.13)

Исходя из принципа уменьшения уровня интерференции в системе, за критерий оптимальности мягкого хэндовера можно принять минимум суммарной мощности выделенного канала передачи, который необходим МС для обеспечения надлежащего качества обслуживания.