Особенности и классификация систем подвижной радиосвязи (СПРС) (стр. 3 из 4)

БС передает по каналу сигнализации последовательность кадров с необходимыми сообщениями (ответ на вызов с номером РК), либо сама вызывает АС.

Т_з

Т_п

18% Р_а

Случайный доступ к каналу имеет отрицательную сторону. При большой активности абонентов, когда вероятность столкновения пакетов Р_а превышает 18%, время задержки передачи пакета по отношению к длине пакета начинает недопустимо расти.

Требования по достоверности передачи для канала сигнализации более высокие, чем для рабочего канала. Поэтому здесь применяют помехоустойчивые виды модуляции (при более низкой скорости передачи), кодирование с исправлением ошибок и многократную передачу сообщений в пакете.

2. Управление мощностью передатчиков БС и АС.

Позволяет уменьшить средний уровень перекрестных помех в системе и уменьшить размерность кластера и величину защитных частотных интервалов.

Управление мощностью передатчиков АС обеспечивает выравнивание сигналов от ближних и дальних АС на входе приемника БС.

Управление мощностью передатчика БС позволяет за счет снижения среднего уровня помех в дальней зоне уменьшить размерность кластера.

Основная сложность при регулировке мощности связана с тем, что прямой и обратный каналы ССПС разнесены по частоте на 15…45 МГц, поэтому замирания сигналов в этих каналах не коррелированы.

В результате для точной регулировки мощности приходится использовать два уровня управления мощностью – низший и более высокий.

Низший уровень базируется на АРУ приемника:

На более высоком уровне для получения более точного результата БС передает пилот-сигнал, ретранслируемый АС. Оценка уровня пилот-сигнала, принятого на БС после ретрансляции, позволяет уточнить значение мощности передатчика как БС, так и АС. Пилот-сигнал формируется либо в виде синусоидального колебания, передаваемого вне полосы основного сообщения, либо в виде тестовой кодовой комбинации.

S(t)

f инф. пакет тест. комбин. t

Аналоговые системы Цифровые системы

Еще более точный результат можно получить, если осуществить промежуточный прием и оценку тестовой комбинации на АС. При этом сама АС также будет формировать собственную тестовую комбинация для БС.

Главная сложность при точной регулировке мощности – задержка при принятии решения о регулировке.

Сетевой уровень.

Задача – управление взаимодействием элементов ССПС.

1. Взаимодействие между АС и сетью в целом.

…

Аб

БС

… …

АС … … … …

1 j 1 m 1 n 1 s

Управление в сети может быть:

- централизованным;

- децентрализованным.

При централизованном (квазицентрализованном) управлении все операции по взаимодействию с АС выполняет ЦКПС.

При децентрализованном управлении часть функций возлагается на БС и ЦКПС используется только для взаимодействия с другим ЦКПС или с коммутационными станциями ТФОП.

В настоящее время в ССПС используется в основном централизованное управление. Децентрализованный вариант более характерен для WLL (RLL) систем – систем беспроводного абонентского доступа.

На вышеприведенном рисунке изображен централизованный вариант. Важнейшей функцией ЦКПС является идентификация АС и ее обнаружение в режиме роуминга. Кроме того ЦКПС выполняет все операции, необходимые для взаиморасчетов между оператором и пользователем.

Данная схема обеспечивает идентификацию АС следующим образом: АС передает свой номер на ЦКПС. ЦКПС проверяет этот номер в ОРМ (опорном регистре местоположения). Если номера нет, ЦКПС1 запрашивает ЦКПС2 о наличии этого номера в его ОРМ. Получив положительный ответ ЦКПС1 заносит номер в свой ВРМ (визитный регистр местоположения). Дальнейшее обслуживание ЦКПС1 будет выполнять самостоятельно, не обращаясь к ЦКПС2. При вызове АС абонентом ТФОП запрос поступает на ЦКПС2, а затем переадресовывается на ЦКПС1, который далее взаимодействует с АС – роуминг. Все взаиморасчеты с АС выполняет ЦКПС2 по данным, получаемым от ЦКПС1. Если АС уходит с территории обслуживания ЦКПС1, то ее номер убирается из ВРМ.

При децентрализованом управлении в WLL (RLL) каждая БС имеет свою базу данных (БД), содержащую информацию об абонентах, обслуживаемых на данной территории. ЦКПС здесь выполняет только операции, управляющие соединением с центром коммутации ТФОП или с БС других ЦКПС.

2. Управление в сети в процессе установления связи.

А. Установление связи по инициативе ЦКПС.

Основная сложность связана с тем, что неизвестно, в какой именно из сот находится АС.

ЦКПС БС1 БС2 БС3 АС

Вызов от

аб. ТФОП Выбор наиб.

сигнала

Вызов квитанция

КС № РК

РК

Трубка

Проверка снята

Разговор

Переход

Отбой на КС

КС – канал сигнализации, РК – рабочий канал.

Число различных КС в системе определяется размером кластера. Приемник АС проходит по КС и выбирает КС с наибольшим уровнем сигнала, затем на дупрексной частоте выбранного КС (т.е. через выбранную БС) передается квитанция. ЦКПС определяет отношение сигнал-шум в этом КС (в этом случае уже начинает работать система управления мощностью передатчиков). Если отношение сигнал-шум при связи с выбранной БС хорошее, то ЦКПС передает на АС номер РК, а БС и АС переходят на этот РК. После проверки связи включается разговор, затем отбой, после которого приемник АС переходит в дежурный режим, т.е. в режим просмотра КС.

Данный алгоритм не оптимален с точки зрения момента включения управления мощностью. Лучше производить управление мощностью в РК в процессе проверки связи. Тоже самое касается и проверки отношения сигнал-шум. Эти изменения позволяют уменьшить время занятости КС и, следовательно, уменьшить вероятность столкновения пакетов в КС.

Б. Установление связи по инициативе АС.

АС в дежурном режиме просматривает КС всех БС и при необходимости выхода на связь выбирает канал с наибольшим уровнем сигнала. По этому КС и передается запрос от АС.

ЦКПС БС_i АС

Запрос РК

№ РК

Проверка РК

Соединение Данные по связи

с Аб. ТФОП

Разговор

Отбой Переход

на КС

3. Эстафетная передача обслуживания АС.

При ухудшении отношения сигнал-шум ЦКПС посылает по КС БС тестовые сигналы и выбирает БС с наилучшим отношением сигнал-шум, затем передает номер нового РК на АС и АС переходит на этот канал. Сигнал также переадресуется со старой БС на новую, которая предает его на РК, указанный ЦКПС.

Недостатком такой схемы является явление «пинг-понга» – из-за интерференционных замираний и затенения отношение сигнал-шум для соседних БС на границах сот может сильно варьироваться в ту или иную сторону и происходит многократное взаимное переключение БС. Метод борьбы с этим для CDMA будет рассмотрен далее.

Пути усовершенствования ССПС.

Сушествует три пути усовершенствования:

1. Повышение пропускной способности ССПС без увеличения используемого ресурса.

2. Повышение надежности поддержания связи с АС.

3. Повышение скорости передачи.

1. Повышение пропускной способности ССПС.

а) Снижение D/R₀.

Достигается за счет снижения допустимого отношения сигнал-шум (применение цифровых методов передачи, помехоустойчивое кодирование и модуляция).

Другой способ применение секторного обслуживания сот:

120⁰

60⁰

120⁰

Был придуман стокгольмский план расположения сот:

A B

C F C F

E D

B A

В данном случае величина D/R₀ получается минимально возможной (через одну ячейку), а также, за счет применения антенн с разной шириной ДН, перераспределяется пропускная способность между зонами с большей и меньшей активностью абонентов. Такой план позволяет обслуживать город с разделением на центральную деловую зону и периферийную зону спальных районов.

Достигается при использовании CDMA, т.к. размерность кластера – единица, и вся полоса частот, отводимая на систему используется в каждой соте.

б) Увеличение числа одновременно работающих абонентских станций путем динамического распределения частотно-временного ресурса: пакетный режим передачи (коммутация пакетов) и предоставление РК в паузах речи другим абонентам (длительность пауз – до 45% от общего времени занятия канала).