Алгоритми керування радіоресурсами в мережах рухомого радіозв’язку стандарту GSM - частина 2
1. При високому навантаженні стільники та невисокій спектральній ефективності (1, рис.4) мають місце підвищені блокування, обумовлені недоліком приймачів у соті.
2. При низькому навантаженні стільники та низької спектральної ефективності (7, рис.4) забезпечується висока QoS. Однак, у цьому випадку і вартість мережі буде невиправдано високою, що не дає змоги говорити про ефективне її використання.
3. При високому навантаженні стільники та високій спектральній ефективності (3, рис.4) мають місце високі блокування поряд з високим рівнем внутрішньосистемних перешкод. Цей стан притаманний мережам, оператори яких намагаються забезпечити приплив абонентів низькою ціною послуги зв'язку.
4. При низькому навантаженні стільники та високій спектральній ефективності (9, рис.4 – надлишок приймачів при частому повторному використанні частот) рівень внутрішньосистемних перешкод високий у BCCH-шарі і менш високий у non-BCCH-шарі за рахунок низької ймовірності обслуговування на завадонебезпечному таймслоті (аналогія frequency hopping).
5. При нормальному навантаженні стільники (4-5-6, рис.4) спектральна ефективність в силу ефекту транкінгу залежить від кількості приймачів у соті.
6. При нормальній спектральній ефективності (2-5-8, рис.4) забезпечується допустимий рівень внутрішньосистемних перешкод. При цьому QoS визначається блокуваннями, рівень яких залежить від навантаження стільника та достатності апаратного ресурсу стільника.
У третьому розділірозроблено алгоритми управління радіоресурсами в мережах рухомого радіозв'язку стандарту GSM, засновані на результатах мережевих вимірювань, що враховують архітектуру, принципи планування та методи управління трафіком.
Як параметричний спосіб перерозподілу абонентського навантаження на чолі розроблено метод балансу голосового трафіку на сонаправленных секторах GSM-900/GSM-1800. В основі методу лежить математична модель, що зв'язує трафік з енергетичними співвідношеннями прийому сигналів абонентами сонаправленных секторів (рис.4).
Мобільні станції, що обслуговуються на співспрямованих секторах GSM-900/1800, приймають сигнали обох секторів і передають інформацію про рівні вгору по мережі в повідомленнях Measurement Report. Сформована на підставі таких повідомлень мережна статистика дозволяє оцінити розподіл рівня сигналу від сектора GSM-1800, виміряного як абонентами сектора GSM-1800, так і абонентами сонаправленного сусіднього сектора GSM-900 (рис.5).
Мал. 5 Визначення зміни керуючого впливу
Інтегральна функція даного розподілу дозволяє обчислити поправку порога спрацьовування міждіапазонного хендовера Umbrella[1], при якому трафік секторів GSM-900, GSM-1800 буде пропорційним їх номінальній ємності:
,
де , - ЧНН-трафік співспрямованих секторів GSM-900/1800 відповідно; - ємність секторів GSM-900/1800, обчислена за формулою Erlang-B;a- поріг спрацьовування хендовера Umbrella.
У розділі отримані співвідношення для оцінки дисбалансу трафіку та розрахунку оптимальної зміни порога спрацьовування Umbrella-хендовера; вихідними даними для розрахунку є лічильники Defined Adjacent Cell Measurement BSS Nokia.
Дисбаланс голосового трафіку спрямованих секторів GSM 900/1800
проявляється у перевантаженості одного сектора та недовантаженості іншого, внаслідок чого можуть зрости відмови в обслуговуванні, збільшитись частка HR-трафіку, збільшитись коефіцієнт помилок уканал як результат нерівномірного використання частотного ресурсу. При оптимальному балансі трафіку розподіл навантаження між співспрямованими секторами GSM-900/1800 пропорційно до їх ємності:
Поріг спрацьовування Umbrella-хендовера пов'язаний єдиною системою рівнянь із супутніми параметрами, відповідальними за розподіл голосового трафіку, що забезпечує узгоджену зміну усієї групи параметрів:
hoMargin
hoMarginPBGT1800 ® 900 = 63 дБ (max),
де int [x] - Функція виділення цілої частини;hoLevelUmbrella–поріг спрацьовування хендовера Umbrella;CRO1800 - cell reselection offset (параметр, що визначає зсув критерію реселекції C2),RxLAM1800 - рівень доступу до мережі на стільниках GSM-1800;hoMarginPBGT900®1800/1800®900 – порогова різниця бюджетів потужності, при якій можливі хендовери бюджету потужності GSM-900 → GSM-1800, GSM-1800 → GSM-900.
Метод передбачає обмеження, що визначають умови та порядок застосування відповідного алгоритму. Розроблений у розділі алгоритм регулювання навантаження співспрямованих секторів GSM-900/1800, використовує дані мережевої статистики; його схема представлена на рис. 6. Алгоритм є ітераційним; період застосування – 1 тиждень. Для аналізу та розрахунку поправки керуючого впливу c (hoLevelUmbrella,hoMarginPBGT900®1800,RxLAM1800,CRO1800) слід використовувати статистику двох днів минулого тижня з максимальним сумарним трафіком на співспрямованих секторах. - лічильник циклів прогону алгоритму; d1>d2 – пороги дисбалансу трафіку.
Необхідними умовами для виконання регулювання є достатній трафік на співспрямованих секторах ( або ) та наявність суттєвогодисбалансу: .
Перевагами розробленого методу є точність, надійність, висока продуктивність, можливість 100% автоматизації. Недоліками є необхідність адаптації до системи (систем) BSS різних виробників та необхідність достатнього трафіку в мережі під час збору статистики.
Мал. 6 Схема алгоритму регулювання навантаження
сонаправлених секторів GSM-900/1800
На закінчення глави описаний спосіб адаптації алгоритму регулювання голосового трафіку стосовно задачі управління змішаним пакетним і голосовим трафіком спрямованих секторів GSM-900/1800. Також сформульовані основні положення стратегії спільного розподілу сигнального, голосового та пакетного трафіку у 2-діапазонних мережах GSM-900/1800. За наявності у оператора достатнього частотного ресурсу в діапазоні GSM-900 пакетний (PS) трафік та сигнальний трафік із комутацією каналів (SDCCH) доцільно максимально перемістити в діапазон GSM-900; ресурс GSM-900 і GSM-1800, що залишився, слід використовувати для збалансованого завантаження голосовим CS-трафіком. Основною перевагою даного підходу є можливість виділення єдиних ресурсів для обслуговування пакетного та сигнального трафіку у шарі GSM-900, що підвищує ефективність їх використання та спрощує планування.
У четвертому розділірозроблено методику формування списків сусідніх стільників у мережах GSM.
Наявність сусідських зв'язків між секторами (NR – neighbor relations) у радіомережі стандарту GSM забезпечує можливість виконання процедур селекції/реселекції сотів та хендовера. NR багато в чому визначають рівень внутрішньосистемних перешкод, якість обслуговування та доступність послуг зв'язку для рухливих абонентів. Пропущені NR можуть призвести до погіршення якості зв'язку таобрив дзвінка. Разом з тим надмірність NR призводить до збільшення часу, необхідного MS для виконання вимірювань і передачі Measurement Reports, що обумовлює затримки виконання хендоверів і може призвести до обриву дзвінка (особливо при русі абонента з високою швидкістю в межах міста). Крім того, надмірність NR обумовлює надмірні обмеження при розрахунку частотно-територіального плану і може спричинити погіршення основних показників якості (KPI).
Для перевірки ефективності діючих у радіомережі NR та корекції списків сусідніх сот доцільно використовувати статистику за кількістю та успішністю спроб хендоверів, а також статистику, що дозволяє оцінити рівень перекриття сот.
У розділі викладено алгоритм оптимізації списків сусідніх стільників, що базується на аналізі інтенсивності спроб хендоверів, рівні перекриття сотень-кандидатів на встановлення або видалення NR, і використовує мережну статистику як вихідні дані.
Перекриття двох сот означає, що трафік однієї стільники знаходиться в зоні покриття іншої (рис. 7). Як міра перекриття стільниківАіВприйнята частка трафіку стільникиА, що знаходиться в зоні покриття стільникиВ: , де - трафік стільникаА, що знаходиться в зоні покриття стільникиВ; - Трафік стільникаА.
Мал. 7. Визначення рівня перекриття сотАіВ:
(вертикальною та горизонтальною штрихуванням виділено
перетин зони обслуговування стільникиAіз зоною покриття стільникиB)
При кількісному визначенні рівня перекриття просторові області зон перекриття повинні бути зважені щільністю трафіку:
, де - Щільність розподілу трафіку стільники А.
З урахуванням щільності розподілу трафіку сотів А та В рівень перекриття стільників:
,
де – середній рівень прийому сигналу BCCH-каналів сотів A і B, - функція Хевісайда.
Блок-схема алгоритму оптимізації списків сусідніх сот наведена на рис. 8. Алгоритм враховує архітектуру, методи планування та управління трафіком, прийняті в радіомережі. У радіомережі, побудованій на устаткуванні Nokia, для оцінки ефективності NR доцільно використовувати статистику мережевих вимірювань Handover Adjacent Cell, Channel Finder (CF) та Defined Adjacent Cell (DAC).
Мал. 8. Схема алгоритму оптимізації списків сусідніх сот
Алгоритм адаптує пороги ухвалення рішення про розрив NR до розміру списку сусідів (BAL): чим довшим список сусідів, тим вища необхідність його скорочення і, отже, тим вищими повинні бути рівні порогів,іYthresh_del: