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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вмагистерской диссертации были получены следующие результаты:

Выполнен анализ существующих методов повышения пропускной способности в сетях UMTS;

Кратко описана методика расчета пропускной способности в сетях

UMTS;

Проведена оценка эффективности методов повышения пропускной способности при помощи имитационного моделирования в среде

MATLAB;

Проведены основные критерии эффективности методов повышения пропускной способности в сетях UMTS;

Выполнен сравнительный анализ существующих методов повышения пропускной способности в сетях UMTS.

84

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Бабков В. Ю., Вознюк М. А., Михайлов П. А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. Учебное пособие для ВУЗов.

М: Горячая линия – Телеком, 2007.

2.Holma H. and Toskala A. WCDMA for UMTS. Radio Access for Third Generation Mobile Communications. Third Edition. John Wiley & Sons Ltd.

2004.

3.Волков А.Н., Аксенов СМ., Зорин Е.С. Оптимизация UTRA алгоритма мягкого хэндовера, ч.1// Электросвязь. – 2007. – № 10.

4.Волков А.Н., Аксенов СМ., Зорин Е.С. Оптимизация UTRA алгоритма мягкого хэндовера, ч.2// Электросвязь. – 2007. – № 10.

5.ETSI 3GPP TR 25.922 version 7.1.0 Release 7.

6.Волков А.Н., Рыжков А.Е., Сиверс М. А. UMTS стандарт сотовой связи третьего поколения 2008.

7.Singh N. P. Performance of Soft Handover Algorithm in Varied Propagation Environments– 2008.

8.Javier Sanchez & Mamadou Tnioune AMR Codec in UMTS – 2008.

9.Кузнецов М. А., Рыжков А. Е. Современные технологии и стандарты подвижной связи – СПб - 2006.

10.Werner M., Vary P. Speech quality improvement in UMTS mode switching

2008.

11.Yue Chen, Soft Handover Issues in Radio Resource Management for 3G WCDMA Networks – Department of Electronic Engineering Queen Mary, University of London - 2003.

12.ETSI 3GPP TR 25.331 version 7.4.0 Release 7.

13.Esmael D. & Aleksey K. & Sam K., UMTS Radio Interface System Planning and Optimization - 2002.

14.M. C. Fernandez, "Calculation of Soft Handoff Gain for UMTS", 3G Mobile Communication Technologies IEE, PP 42-46, 2002.

85

15.Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MatLab. СПБ: Питер,

2000.

16.Kwon Y. W. The Finite Element Method Using MATLAB. – Boca Raton A. O. CRC Press, 1997.

17.Мэтьюз Дж. Г. Численные методы. Использование MATLAB, 2001.

18.J. E. R. Lima, "Comparative Study of Fade Margins with Hard and Soft Handoff in CDMA based Microcellular Systems", IEEE Transaction on Vehicular Communications, 2009.

19.3GPP TS 25.101 version 5.2.0 Release 5.

20.Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде:

количественный подход. 2-е изд., испр. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 176 с.

86

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

 

Основные термины сокращения

 

3GGP

The 3rd Generation Partnership Project - объединение по разработке стандартов мобильной

 

связи 3-го поколения

 

 

 

 

 

16QAM

16-Quadrature Amplitude Modulation - 16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция

64QAM

64-Quadrature Amplitude Modulation - 64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция

БС

Базовая станция

 

 

 

 

 

МС

Мобильная станция

 

 

 

 

 

ЧНН

час наибольшей нагрузки

 

 

 

 

 

AMR

Adaptive Multi-Rate - адаптивный многоскоростной

 

 

 

AMR-FR

Adaptive Multi-Rate Full Rate - адаптивный многоскоростной – полная скорость

 

AMR-HR

Adaptive Multi-Rate Half Rate - адаптивный многоскоростной – половинная скорость

ACELP

Algebraic code-excited linear prediction - алгебраическое кодирование и линейное

 

предсказание

 

 

 

 

 

BER

Bit Error Rate - коэффициент ошибок по битам

 

 

 

 

BLER

Block Error Rate - коэффициент ошибок блока

 

 

 

 

BPSK

Binary Phase-Shift Keying - двоичная фазовая манипуляция

 

 

 

CDMA

Code Division Multiple Access - многостанционный доступ с кодовым разделением каналов

CPICH

Common Pilot Channel - общий контрольный канал

 

 

 

DTX

Discontinuous Transmission - прерывистая передача (речи)

 

 

 

EDGE

Enhanced Data rate for GSM Evolution - повышенная скорость передачи данных для

 

эволюции GSM

 

 

 

 

 

eNB

базовая станция стандарта UMTS/LTE

 

 

 

 

EFR

Enhanced Full Rate (channel) полноскоростной канал повышенной эффективности

 

ETSI

European

Telecommunication

Standards

Institute

-

европейский

институт

 

телекоммуникационных стандартов

 

 

 

 

 

FDD

Frequency Division Duplex - дуплексный режим передачи с частотным разделением каналов

FL

Factor Load

- коэффициент нагрузки

 

 

 

 

GERAN

GSM/EDGE Radio Access Network

- сеть радиодоступа GSM с поддержкой технологии

 

EDGE

 

 

 

 

 

 

GSM

Global System for Mobile Communications - глобальная система мобильной связи

 

HHO

Hard Handover - жесткий хэндовер

 

 

 

 

 

HSPA

High Speed Packet Access - высокоскоростная пакетная передача данных

 

HSDPA

High Speed Downlink Packet Access - высокоскоростная пакетная передача данных

 

IMS

IP Multimedia Subsystem - подсистема предоставления мультимедийных услуг на основе

 

протоколов IP

 

 

 

 

 

ISDN

Integrated Service Data Network - цифровая сеть с интеграцией услуг

 

LTE

Long Term Evolution - долговременная эволюция: стандарт пакетной сотовой связи 4G E-

 

UTRAN

 

 

 

 

 

 

MAC

Medium Access Control - управление доступом к среде передачи данных (подуровень DL)

MGW

Media gateway - медиашлюз

 

 

 

 

 

87

MIMO

Multiple Input Multiple Output - технология передачи данных с помощью N антенн и их

 

приема M антеннами

 

 

 

 

 

MMS

Multimedia Messaging Service - служба мультимедийных сообщений

 

MTP3

Message Transfer Point 3 - подсистема (часть) передачи сообщений номер 3

 

NR

Noise rise - увеличение помех

 

 

 

 

OFDM

Orthogonal Frequency Division Multiplexing - технология мультиплексирования с

 

ортогональным частотным разделением каналов

 

 

 

QoS

Quality of Service - качество обслуживания

 

 

 

 

QPSK

Quadrature Phase Shift Keying – квадратурная фазовая манипуляция

 

RNK

Radio Network Controller - контроллер базовых станций в UTRAN

 

RSCP

Received signal code power - мощность кода принимаемого сигнала

 

SCH

Shared Channel – транспортный канал с разделением пользователей

 

SID

Silence Descriptor - дескриптор молчания

 

 

 

 

SF

Spreading factor - коэффициент расширения спектра

 

 

 

SHO

Soft handover – мягкий хэндовер

 

 

 

 

SDMA

space division multiple access - многостанционный доступ с пространственным разделением

 

каналов

 

 

 

 

 

 

SS7

Signaling System 7 – система сигнализации №7

 

 

 

 

SID

дескриптора молчания

 

 

 

 

 

TDD

дуплекс с временным разделением направлений

 

 

 

UMTS

Universal

Mobile

Telecommunications

System

универсальная

мобильная

 

телекоммуникационная система

 

 

 

 

UTRAN

Universal Terrestrial Radio Access Network - наземная сеть радиодоступа стандарта UMTS

VAD

voice activity detector -

детектор активности речи

 

 

 

VoIP

Voice over IP - интернет телефония

 

 

 

 

WCDMA

широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов

 

WiMAX

Worldwide Interoperability for Microwave Access - общемировая совместимость

 

широкополосного беспроводного доступа

 

 

 

 

WiFi

Wireless Fidelity - беспроводная Точность

 

 

 

 

88

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

%=========================================================================

Оценка пропускной способности соты при использовании AMR-кодека в восходящем канале

==============================================================

% Исходные данные

 

 

 

 

 

 

ebn0 = 5;

%

отношение Eb/N0

 

 

 

 

W = 3840;

%

чиповая скорость

в сети UMTS

 

 

R1 = 12.2;

%

скорость передачи речи AMR 12.2

 

R2 = 7.4;

%

скорость передачи речи AMR 7.4

 

R3 = 4.75;

%

скорость передачи речи AMR 4.75

 

N = 0:5:50;

%

число пользователей в соте

 

 

v = 0.67;

%

коэффициент активности абонентов

 

i = .55;

%

отношение помех от других сот

 

% Расчет коэффициента

нагрузки и увеличения помех

при AMR 12.2

figure(1);

 

 

 

 

 

qul1 = (ebn0./(W./R1)).*N.*v.*(1+i); %

коэффициент нагрузки UL

NR1 =

1./(1-qul1);

 

 

%

увеличение помех

NRdb1

= -10*log10(1-qul1);

%

увеличение помех в дБ

plot (N,NRdb1,'*g-','LineWidth',2)

 

 

 

hold on;

 

 

 

 

 

% Расчет коэффициента

нагрузки и увеличения помех

при AMR 7.4

qul2 = (ebn0./(W./R2)).*N.*v.*(1+i); %

коэффициент нагрузки UL

NR2 =

1./(1-qul2);

 

 

%

увеличение помех

NRdb2

= -10*log10(1-qul2);

%

увеличение помех в дБ

plot (N,NRdb2,'*r-','LineWidth',2)

 

 

 

hold on;

 

 

 

 

 

% Расчет коэффициента

нагрузки и увеличения помех

при AMR 4.75

qul3 = (ebn0./(W./R3)).*N.*v.*(1+i); %

коэффициент нагрузки UL

NR3 =

1./(1-qul3);

 

 

%

увеличение помех

NRdb3

= -10*log10(1-qul3);

%

увеличение помех в дБ

plot (N,NRdb3,'*b-','LineWidth',2)

 

 

 

grid on;

 

 

 

 

 

legend('AMR 12.2','AMR 7.4', 'AMR 4.54');

 

xlabel('No. of AMR users');

 

 

 

ylabel('UL Noise Rise(dB)');

 

 

 

title('UL Noise Rise vs. number of AMR

users');

 

89

% Расчет предельной пропускной способности при различных скоростях AMR

clc

 

 

 

 

 

format

short

 

 

 

% Исходные данные

 

 

 

ebn01 =0:1:15;%

отношение Eb/N0

 

W

= 3840;

%

чиповая скорость в сети UMTS

R1

= 12.2;

%

скорость передачи речи

AMR 12.2

R2

= 7.4;

%

скорость передачи речи

AMR 12.2

R3

= 4.75;

%

скорость передачи речи

AMR 12.2

v

= 0.67;

%

коэффициент активности

абонентов

i

= .55;

%

отношение помех от других сот

% Расчет выигрыша от обработки при различных скоростях AMR

Gop1 = 10*log10(W./R1);

% выигрыша от обработки

AMR 12.2

Gop2 = 10*log10(W./R2);

% выигрыша

от

обработки

AMR

7.4

Gop3 = 10*log10(W./R3);

% выигрыша

от

обработки

AMR

4.75

% Расчет предельной пропускной способности при

различных

скоростях AMR figure (1)

Npr1 = (1+(Gop1./(ebn01.*v))).*(1+i); %пропускная способность AMR 12.2

Npr12 = (1+(Gop2./(ebn01.*v))).*(1+i); %пропускная способность AMR 7.4

Npr13 = (1+(Gop3./(ebn01.*v))).*(1+i); %пропускная способность AMR 4.75

%plot(ebn01,Npr1,'b*-','LineWidth',2)

plot(ebn01,Npr1,'r*-',ebn01,Npr12,'b*-',ebn01,Npr13,'g*- ','LineWidth',2)

legend('AMR 12.2','AMR 7.4', 'AMR 4.75'); grid

title('Number of connections vs. Eb/N0'); xlabel('Eb/N0 , dB');

ylabel('Number of connections');

90

% ==========================================================================

Оценка пропускной способности соты при использовании AMR-кодека в нисходящем канале

==============================================================

% Исходные

данные

 

 

 

ebn0

= 5;

% отношение Eb/N0

 

 

W = 3840;

% чиповая скорость в сети UMTS

R1

=

12.2;

% скорость передачи речи

AMR

12.2

R2

=

7.4;

% скорость передачи речи

AMR

7.4

R3

=

4.45;

% скорость передачи речи

AMR

4.75

N = 0:5:50;

% число пользователей в соте

 

v = 0.67;

% коэффициент активности

абонентов

i = 0.55;

% отношение помех от других сот

fj =

.6;

% коэффициент ортогональности

 

% Расчет коэффициента нагрузки и увеличения помех при AMR 12.2 figure(1);

qul1 = (ebn0./(W./R1)).*N.*(1-fj+i); % коэффициент нагрузки DL

NR1 = 1./(1-qul1);

%

увеличение

помех

 

NRdb1 = -10*log10(1-qul1);

%

увеличение

помех

в дБ

plot

(N,NRdb1,'*g-','LineWidth',2)

 

 

 

 

hold

on;

 

 

 

 

% Расчет коэффициента нагрузки и увеличения помех при AMR 7.4 qul2 = (ebn0./(W./R2)).*N.*(1-fj+i); % коэффициент нагрузки DL

NR2 = 1./(1-qul2);

%

увеличение

помех

 

NRdb2 = -10*log10(1-qul2);

%

увеличение

помех

в дБ

plot

(N,NRdb2,'*r-','LineWidth',2)

 

 

 

 

hold

on;

 

 

 

 

% Расчет коэффициента нагрузки и увеличения помех при AMR 4.75 qul3 = (ebn0./(W./R3)).*N.*(1-fj+i); % коэффициент нагрузки DL

NR3 = 1./(1-qul3);

%

увеличение

помех

 

NRdb3 = -10*log10(1-qul3);

%

увеличение

помех

в дБ

plot

(N,NRdb3,'*b-','LineWidth',2)

 

 

 

 

grid

on;

 

 

 

 

legend('AMR 12.2','AMR 7.4', 'AMR 4.54');

xlabel('No. of AMR users'); ylabel('UL Noise Rise(dB)');

title('UL Noise Rise vs. number of AMR users');

91

% Расчет предельной пропускной способности при различных

скоростях AMR

clc

format short

% Исходные

данные

 

 

 

ebn01 =0:1:15;%

отношение Eb/N0

 

W = 3840;

%

чиповая скорость в сети UMTS

R1

=

12.2;

%

скорость передачи речи

AMR 12.2

R2

=

7.4;

%

скорость передачи речи

AMR 12.2

R3

=

4.75;

%

скорость передачи речи

AMR 12.2

v = 0.67;

%

коэффициент активности

абонентов

i = .55;

%

отношение помех от других сот

f = .67;

%

коэффициент ортогональности

% Расчет выигрыша от обработки при

различных скоростях AMR

Gop1 = 10*log10(W./R1);

%

выигрыша от обработки AMR 12.2

Gop2

=

10*log10(W./R2);

%

выигрыша

от

обработки

AMR 7.4

Gop3

=

10*log10(W./R3);

%

выигрыша

от

обработки

AMR 4.75

% Расчет предельной пропускной способности

при различных скоростях AMR

figure (1)

 

Npr1 = (1+(Gop1./(ebn01.*v))).*(1-f+i); %

пропускная способность AMR 12.2

Npr12 = (1+(Gop2./(ebn01.*v))).*(1-f+i); %

пропускная способность AMR 7.4

Npr13 = (1+(Gop3./(ebn01.*v))).*(1-f+i); %

пропускная способность AMR 4.75

%plot(ebn01,Npr1,'b*-','LineWidth',2)

 

plot(ebn01,Npr1,'r*-',ebn01,Npr12,'b*-',ebn01,Npr13,'g*-…','LineWidth',2) grid

legend('AMR 12.2','AMR 7.4', 'AMR 4.75');

title('Number of connections vs. Eb/N0'); xlabel('Eb/N0 , dB');

ylabel('Number of connections');

92

% ==========================================================================

Оценка пропускной способности соты при изменении состава оборудования в восходящем канале

==============================================================

Исходные

данные

 

ebn0

= 5;

% отношение Eb/N0

W = 3840;

% чиповая скорость в сети UMTS

R = 12.2;

% скорость передачи речи AMR

N = 0:5:60;

 

v = 0.67;

% коэффициент активности абонентов

i1

=

.15;

% отношение помех для пикосота

i2

=

.3;

% отношение помех для микросота

i3

=

.45;

% отношение помех для макросот

% Расчет коэффициента нагрузки и увеличения помех для пикосота figure(1);

qul1 = (ebn0./(W./R)).*N.*v.*(1+i1); % коэффициент нагрузки UL

NR1 = 1./(1-qul1);

%

увеличение

помех

 

NRdb1 = -10*log10(1-qul1);

%

увеличение

помех

в дБ

plot

(N,qul1,'*g-','LineWidth',2)

 

 

 

 

hold

on;

 

 

 

 

% Расчет коэффициента нагрузки и увеличения помех микросота

qul2 = (ebn0./(W./R)).*N.*v.*(1+i2); % коэффициент нагрузки UL

NR2 = 1./(1-qul2);

%

увеличение

помех

 

NRdb2 = -10*log10(1-qul2);

%

увеличение

помех

в дБ

plot

(N,qul2,'*r-','LineWidth',2)

 

 

 

 

hold

on;

 

 

 

 

% Расчет коэффициента нагрузки и увеличения помех для макросота qul3 = (ebn0./(W./R)).*N.*v.*(1+i3); % коэффициент нагрузки UL

NR3 = 1./(1-qul3);

%

увеличение

помех

 

NRdb3 = -10*log10(1-qul3);

%

увеличение

помех

в дБ

plot

(N,qul3,'*b-','LineWidth',2)

 

 

 

 

grid

on;

 

 

 

 

legend('Picocell','Microcell', 'Macrocell'); xlabel('No. of users');

ylabel('Load FactorUL (dB)');

93

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

Оставленные комментарии видны всем.