Добавил:
linker.pp.ua Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

реф. Исследование методов повышения пропускной способности в сетях UMTS

.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
15.12.2018
Размер:
2.4 Mб
Скачать

Продолжение таблицы 3.12

8

5.3

6.4

7.2

7.9

 

 

 

 

 

9

4.8

5.8

6.5

7.2

 

 

 

 

 

10

4.4

5.3

5.9

6.6

 

 

 

 

 

11

4.1

4.9

5.5

6.1

 

 

 

 

 

12

3.8

4.6

5.2

5.7

 

 

 

 

 

13

3.6

4.3

4.9

5.4

 

 

 

 

 

14

3.4

4.08

4.6

5.2

 

 

 

 

 

15

3.2

3.9

4.4

4.8

 

 

 

 

 

 

 

Результаты оценки предельной пропускной способности при

различных типах БС приведены на рис. 3.17.

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

Picocell

 

 

50

 

 

Microcell

 

 

 

 

Macrocell

 

 

 

 

 

 

connections

40

 

 

 

 

30

 

 

 

 

Number of

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

0

0

5

10

15

 

 

 

Eb/N0 , dB

 

 

 

 

 

Рис. 3.17. Зависимость емкости соты нисходящего канала от отношения Eb/N0

 

Из рис. 3.17. видно, что при отношение Eb/N0 = 5 дБ (типовое значение для передачи речи), минимальное число соединений при макросоте составляет 8. При использовании изолированных сот (indoor, пикосоты)

число соединений увеличивает до 12 за счет большое значение коэффициента ортогональности. При высоких значениях Eb/N0 разница в числе пользователей при различных типах БС небольшая.

74

 

 

 

Таблица 3.13

 

Количество одновременных соединений

 

 

 

 

 

 

 

Пропускная способность соты

 

 

 

 

 

 

Eb / N0 , дБ

Пикосота

Микросота

Макросота

 

 

 

 

 

 

1

50.7

37.5

33.1

 

 

 

 

 

 

2

25.9

19.2

16.9

 

 

 

 

 

 

3

17.7

13.1

11.5

 

 

 

 

 

 

4

13.5

10.0

8.8

 

 

 

 

 

 

5

11.1

8.2

7.2

 

 

 

 

 

 

6

9.4

6.9

6.1

 

 

 

 

 

 

7

8.2

6.1

5.4

 

 

 

 

 

 

8

7.3

5.4

4.8

 

 

 

 

 

 

9

6.7

4.9

4.4

 

 

 

 

 

 

10

6.1

4.5

3.9

 

 

 

 

 

 

11

5.7

4.2

3.7

 

 

 

 

 

 

12

5.3

3.9

3.4

 

 

 

 

 

 

13

4.9

3.7

3.2

 

 

 

 

 

 

14

4.7

3.5

3.1

 

 

 

 

 

 

15

4.5

3.3

2.9

 

 

 

 

 

 

3.3.3.Расчет относительной загрузки соты в восходящем и нисходящем канале

Результаты

расчета

относительной

загрузки

соты в восходящем

и

нисходящем каналах приведены на рис. 3.18. - 3.21. соответственно.

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Picocell

 

 

 

0.6

 

 

Microcell

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Macrocell

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

UL

0.4

 

 

 

 

 

 

Factor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Load

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

5

10

15

 

 

 

 

 

Eb/N0 , dB

 

 

 

Рис. 3.18. Зависимость относительной загрузки соты при разных типах сот от

 

отношения Eb/N0

75

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

Two-sector

 

 

0.7

 

 

Three-sector

 

 

 

 

 

Sex-sector

 

 

0.6

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

Facto

0.4

 

 

 

 

Load

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

0

0

5

10

15

 

 

 

 

Eb/N0 , dB

 

 

 

 

Рис. 3.19. Зависимость относительной загрузки соты при разных типах антенн от

 

 

 

 

 

отношения Eb/N0

 

 

0.9

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

Facto

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Load

0.4

 

 

 

Open country

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Suburb

 

0.3

 

 

 

City

 

 

 

 

 

Dense buildings

 

0.2

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

0

0

5

10

15

 

 

 

 

Eb/N0 , dB

 

 

 

 

Рис. 3.20. Зависимость относительной загрузки соты при разных типах местности

 

 

 

 

от отношения Eb/N0

 

76

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Picocell

 

 

0.9

 

 

Microcell

 

 

 

 

 

Macrocell

 

 

0.8

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

Factor

0.6

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

Load

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

0

0

5

10

15

 

 

 

 

Eb/N0 , dB

 

 

 

 

Рис. 3.20. Зависимость относительной загрузки соты при разных типах БС от

 

отношения Eb/N0

Анализ результатов расчета показывает, что в восходящем канале относительная нагрузка соты ниже при использовании шестисекторной антенне. В нисходящем канале минимальная относительная нагрузка при плотной настройке.

77

3.4.Оценка пропускной способности соты при изменении параметров хэндовера

Изменение параметров хэндовера (п.2.2.1) позволяет осуществить перераспределение абонентов между секторами сети тем самым обеспечить баланс нагрузки в сети. Это позволяет повысить суммарную пропускную способность смеженных секторов при неравномерном распределении трафика в сети. Рассмотрим сценарий распределения абонентов (рис. 3.22.)

L1 > L2

БС1

БС2

Рис.3.22. Сценарий распределения абонентов В зоне обслуживания БС1 находится большее число абонентов, а в зоне

обслуживания БС2 немного, т.е. суммарная нагрузка на соту L1 > L2. Зона хэндовера обозначена штриховкой. При нахождении значительного числа абонентов вблизи зоны хэндовера можно обеспечить переключения этих абонентов на БС2 за счет изменения порогов хэндовера.

При этом граница зона обслуживания БС2 изменится (пунктирная линия на рис. 3.22.). Расчеты п. 3.2.2. показывают, что максимальное число одновременных соединений в соте составляет NПР = 15. таким образом, все

(лишние) абоненты будут получать отказ в обслуживании. Следовательно,

при регулировке параметров хэндовера необходимо соблюдение условий баланса нагрузки:

 

L1

 

L2

,

(3.17)

 

C

C

 

1

 

 

 

2

 

 

где L1, L2 - нагрузка на БС1

и БС2 соответственно (Эрл);

C1, C2 -

емкость сот БС1 и БС2 (Эрл).

78

При максимальной загрузке сети

L1

 

L2

1.

C1

C2

 

 

 

При нагрузке от одного абонента в ЧНН Ca 0.02 Эрл., емкость соты

составит C1 C2 NПРCа 15 0, 02 0.3 Эрл.

В таблице 3.14. приведены результаты расчета нагрузки на БС для различного число абонентов.

 

Таблица 3.14

Nаб

L, Эрл.

 

1

0,02

 

 

 

 

2

0,04

 

3

0,06

 

 

 

 

4

0,08

 

 

 

 

5

0,10

 

6

0,12

 

7

0,14

 

8

0,16

 

9

0,18

 

 

 

 

10

0,20

 

11

0,22

 

 

 

 

12

0,24

 

 

 

 

13

0,26

 

14

0,28

 

 

 

 

15

0,30

 

Анализ таблицы показывает, что максимальный выигрыш в пропускной способности возможен при минимальном числе абонентов в соте

– получателе и не более, чем двукратном превышении емкости соты – донора.

Например, если число потенциальных абонентов в соте БС1 составляет

30 чел., то изменение параметров хэндовера позволяет обеспечить увеличение общей нагрузки, обслуженной двумя сотами с 0,32 Эрл до 0,6

Эрл (по 15 одновременных соединений в каждой соте).

В реальной сети такого значительного выигрыша в пропускной способности скорее всего достигнуть не удастся, так как расположение большого числа абонентов на границе двух сот является достаточно редкой ситуацией.

79

3.5.Сравнительный анализ эффективности методов повышения пропускной способности

Вектор критериев эффективности рассмотренных методов повышения пропускной способности состоит из 3-х элементов:

T E C ,

M

где T – пропускная способность,C – затраты на реализацию метода, M –

сложность реализации.

Т - пропускная способность может принимать следующие значения:

максимальная пропускная способность “1”; средняя пропускная способность

“2”; минимальная пропускная способность “3”.

С - затраты на реализацию метода могут принимать следующие значения: низкие “L”; высокие расходы “A”; очень высокие расходы “H”.

М - сложность реализации. Реализация может быть простая “e” ,

сложная “h” или более сложная “v” .

Таким образом, предпочтительный (оптимальный) метод должен иметь такой вектор

1 E L ,

e

Т.е. оптимальным считается метод, у которого выше пропускная способность, проще реализация и ниже финансовые затраты на реализацию.

Анализ возможных значений критериев эффективности показывает,

что решение данной задачи оптимизации в виде экстремума целевой функции E невозможно. Использование комплексного критерия позволяет определить значения оптимизируемых параметров, соответствующие максимальной или минимальной величине целевой функции.

На принципе компромисса основана векторная постановка задачи,

когда может быть использован метод Парето, позволяющий выделить

80

множество решений, где уменьшение значения одного критерия приводит к увеличению значений других критериев.

Если для некоторой пары возможных решений имеет место неравенство [20]

Фi (х**) ≥ Фi (х*),

(3.18)

то первое решение будет предпочтительнее второго (если выполняется максимизация Фi, а второе решение ни при каких обстоятельствах не может оказаться выбранным и его можно исключить из последующего процесса принятия решений. Исключение всех подобного рода решений приводит к множеству Парето [20]

Р(Х) = {х″ Х не существует такого хХ, что Фi (х′) ≥ Фi (х″)}. (3.19)

При необходимости выбора единственной альтернативы следует ввести новые критерии и ограничения, либо использовать экспертные оценки.

Роль множества Парето при решении задач многокритериальной

оптимизации определяется следующей теоремой. Если для некоторых весовых коэффициентов μi, i [1, k] и вектора х* Dх имеет место равенство

k

 

 

k

 

 

 

i

i

(x* ) min i

i

(x)

(3.20)

i 1

 

x Dx

i 1

 

 

 

 

 

 

 

то вектор х* оптимален по Парето.

Теорема показывает, что выбор определенной точки из множества Парето эквивалентен указанию весов для каждого из частных критериев оптимальности, определение которых затрудняет использование на практике линейную свертку отдельных критериев в один (окончательный выбор коэффициентов μi).

81

Результаты сравнительного анализа методов приведены в таблице

3.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Критерии

 

 

Метод

 

 

 

 

 

Метод изменения

Метод

 

 

 

 

 

 

 

применения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

распределения

 

 

 

эффективности

 

 

 

состава оборудования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

методов повышения

речевого кодека

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ресурсов

 

 

 

 

 

AMR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радиоканала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропускной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

способности

 

 

UL

 

DL

 

 

 

UL

 

DL

 

 

UL

 

DL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пропускная

Max

 

15

 

9

 

12

 

 

 

15

12

 

11

 

10

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

способность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Min

 

 

13

 

7

 

9

 

 

 

13

7

 

7

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затраты

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

реализацию метода

 

высокие

 

 

 

 

очень высокие

 

 

низкие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сложность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

реализации

 

 

 

сложная

 

 

 

 

более сложная

 

 

простая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Критерии

 

 

 

 

Метод

 

 

 

 

 

Метод

 

 

Метод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эффективности методов

 

применения

 

 

 

 

 

изменения

 

 

распределения

 

 

 

повышения пропускной

речевого кодека

 

 

 

 

 

состава

 

 

ресурсов

 

 

 

 

 

способности

 

 

 

 

AMR

 

 

 

 

оборудования

 

 

радиоканала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Пропускная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

способность

 

 

 

 

высокая

 

 

 

 

очень высокая

 

 

низкая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Затраты на реализацию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метода

 

 

 

 

высокие

 

 

 

 

очень высокие

 

 

низкие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Сложность реализации

 

сложная

 

 

 

 

более сложная

 

 

простая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82

3.6.Выводы

Сравнительный анализ методов повышения пропускной способности показал, что:

1. При применении речевых кодеков AMR можно достичь большего выигрыша в пропускной способности с одновременно высоким качеством передачи речи. Кодек AMR требует для своего внедрения лишь upgrade

программного обеспечения на всех элементах системы базовых станций и не требует аппаратных изменений. Практически все современные телефоны поддерживают этот кодек.

2.При изменении состава оборудования можно обеспечить высокую емкость сети, только для этого требуются высокие финансовые затраты на реализацию метода.

3.При изменении параметров хэндовера выигрыш в пропускной способности получился меньше по сравнению с предыдущими методами, так как расположение большого числа абонентов на границе двух сот является достаточно редкой ситуацией, при этом финансовые затраты в отличие от методов применения речевых кодеков AMR и метод изменения состава оборудовании ниже.

Оценка эффективности рассмотренных методов была выполнена с помощью метода Парето. С точки зрения эффективности наиболее предпочтительным методом является применение речевых кодеков AMR,

так как выигрыш в пропускной способности больше и позволяет утвердить,

что данный метод позволит повысить эффективность использования канальных ресурсов в сотовых сетях, тем самым сокращая расходы на закупку и эксплуатацию оборудования.

83

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.