авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Управление ресурсами радиоподсистемы в сетях wcdma с использованием технологий высокоскоростной передачи данных

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Иванов

Михаил Викторович

Управление ресурсами

радиоподсистемы в сетях WCDMA

с использованием технологий

высокоскоростной передачи данных

05.12.13. – Системы, сети и устройства

телекоммуникаций

автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2011

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича на кафедре «Радиопередающих устройств и средств подвижной связи».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Бабков Валерий Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Одоевский Сергей Михайлович

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник

Степанец Валерий Алексеевич

Ведущая организация ФГУП ЛОНИИР (Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится «___» _________ 2011 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета при Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича по адресу: 191186 Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан «____» ______________ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент В.Х. Харитонов

общая характеристика работы

Актуальность работы. Сети сотовой связи WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access, широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов) являются наиболее распространенной платформой для построения сетей третьего поколения (3G, Third Generation). Среди основных причин их масштабного распространения можно выделить эволюционный процесс перехода от сетей GSM (Global System for Mobile Communications, глобальная система цифровой мобильной связи) и перспективность применения технологий высокоскоростной передачи данных HSPA (High Speed Packet Access, высокоскоростной пакетный доступ). В настоящее время более 80% всех сетей WCDMA поддерживают технологию HSDPA (High Speed Downlink Packet Access, высокоскоростной пакетный доступ в прямом канале) с максимальной скоростью передачи данных 3,6 Мбит/с. Операторы сетей WCDMA активно вводят в эксплуатацию технологию HSUPA (High Speed Uplink Packet Access, высокоскоростной пакетный доступ в обратном канале), которая может обеспечить скорость передачи данных до 5,76 Мбит/c. Дополнительные возможности предоставляют новые протоколы высокоскоростной передачи данных HSPA+ (Evolved HSPA, улучшенные протоколы высокоскоростной передачи данных), которые позволяют достигать скоростей 21/28 Мбит/с в прямом канале.

С увеличением скоростей передачи данных и применением новых технологий доступа особенно актуальным становится вопрос управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA с целью обеспечения необходимого качества обслуживания абонентов. Программные комплексы, позволяющие проводить настройку физических параметров радиосети, таких как мощность канала PCPICH (Primary Common Pilot Channel, основной общий пилотный канал), углы наклона антенн базовых станций (БС), азимуты антенн БС, предлагаются большим числом специализированных компаний, например: Schema, Amphora, Optimi. Такие программные инструменты способны автоматически управлять соседскими отношениями между секторами 3G-3G, 3G-2G, параметрами внутрисетевых и межсетевых эстафетных передач, мощностями отдельных RAB (Radio Access Bearer, радиоканал передачи пользовательской информации с заданными характеристиками).

Программные инструменты, позволяющие в автоматическом режиме управлять ресурсами радиоподсистемы и настраивать их конфигурацию, на сегодняшний день не представлены ни одной специализированной компанией. Однако зачастую при увеличении скоростей передачи данных и объема трафика именно от корректности настроек использования ресурсов радиоподсистемы зависит качество предоставления услуг абонентам. В связи с этим тема работы представляется актуальной.

Объектом исследования является радиоподсистема сети WCDMA с поддержкой технологий высокоскоростной передачи данных HSPA.

Предметом исследования являются вопросы влияния ресурсов радиоподсистемы сети WCDMA на качество обслуживания абонентов.

Цель диссертационной работы заключается в повышении качества обслуживания абонентов в сети WCDMA при использовании протоколов высокоскоростной передачи данных.

Научной задачей является разработка алгоритмов адаптивного управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA с поддержкой технологий высокоскоростной передачи данных.

Методы исследований. При выполнении исследований были использованы методы теории вероятности, математической статистики, теории распространения радиоволн и имитационного моделирования на основе программных продуктов MathCad и PL/SQL Developer.

Достоверность полученных результатов, в том числе основных положений и выводов, подтверждается адекватным применением апробированного математического аппарата, сравнением с экспериментальными данными, обсуждением полученных результатов на научно-технических конференциях, публикациями основных достижений в журналах, проведением тестирований на тестовом стенде и применением полученных рекомендаций для коммерческой сети WCDMA СЗФ ОАО «МегаФон».

Научная новизна работы. Основные результаты диссертации, обладающие научной новизной.

  1. Концепция управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA с поддержкой технологий высокоскоростной передачи данных.
  2. Математические модели загрузки ресурсов радиоподсистемы сети WCDMA с поддержкой протоколов высокоскоростной передачи данных, учитывающие текущее число активных абонентов и их распределение по предоставляемым услугам.
  3. Имитационная модель влияния абонентской нагрузки на качество предоставления услуг в сети WCDMA с поддержкой протоколов высокоскоростной передачи данных.
  4. Рекомендации по настройке параметров радиоподсистемы WCDMA, учитывающие коэффициенты блокировок и обрывов для голосовых и пакетных соединений, а так же среднюю скорость передачи данных для технологии HSDPA.
  5. Предложение по построению и реализации программного комплекса автоматической адаптивной регулировки параметров радиоподсистемы WCDMA с поддержкой протоколов высокоскоростной передачи данных.

Практическая ценность работы. Полученные результаты и разработанные рекомендации могут использоваться как на этапе планирования радиосети WCDMA для определения конфигурации ресурсов радиоподсистемы, так и на этапе эксплуатации для поиска причин ухудшения качества обслуживания абонентов и устранения несогласованности в конфигурации ресурсов радиоподсистемы.

Реализация результатов исследований. Реализованная с учетом полученных результатов имитационного моделирования на базе языка программирования PL/SQL платформа автоматического управления параметрами радиоподсистемы позволила повысить качество обслуживания абонентов и снизить трудозатраты по поиску и устранению некорректных настроек параметров радиоподсистемы в коммерческой сети СЗФ ОАО «МегаФон».

Апробация результатов работы и публикации. Материалы диссертации опубликованы в 8 работах. Основные результаты диссертационного исследования были доложены на 59, 61 и 62-й НТК профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГУТ (СПб., 2007, 2009, 2010), на 60-й конференции студентов и (СПб., 2006). Две работы опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 49 наименований, и трех приложений. Работа содержит 235 с. текста, 103 рис. и 41 табл.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

  1. Концепция адаптивного управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA.
  2. Математические модели расчета влияния абонентской нагрузки на качество предоставления услуг для декомпозиции ресурсов радиоподсистемы.
  3. Результаты имитационного моделирования влияния абонентской нагрузки в обратном канале сектора сети WCDMA на качество предоставляемых услуг, согласование ресурсов.
  4. Предложение по реализации программного комплекса по автоматическому управлению параметрами и ресурсами радиоподсистемы.

основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, определена цель диссертационной работы и решаемые в ней задачи. Сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дано краткое описание радиоподсистемы сети WCDMA, отражены ключевые моменты организации высокоскоростного пакетного доступа в прямом канале – HSDPA. Даны описания структуры кадров, применяемых для технологии доступа HSDPA. Кратко описаны изменения, необходимые для организации канала E-DCH (Enhanced Dedicated Chanel, улучшенный выделенный канал передачи данных), в соответствии с технологией HSUPA. Приведены сравнительные таблицы категорий мобильных терминалов, поддерживающих высокоскоростную передачу данных. Определена область дальнейших исследований. В заключение главы сформулированы научные задачи, решаемые в диссертационной работе.

Во второй главе поставлены задачи разработки концепции управления параметрами и ресурсами радиоподсистемы, декомпозиции радиоподсистемы на отдельные ресурсы и создания математических моделей для расчета загрузки данных ресурсов.

Концепция системы управления параметрами и ресурсами радиоподсистемы (рис. 1) включает:

  1. систему мониторинга и управления радиосетью, поставляемую производителем оборудования, которая хранит статистическую информацию, получаемую от БС и контроллеров радиосети, а так же актуальную конфигурацию ресурсов и параметров радиоподсистемы;

  1. базу данных (БД) конфигурации радиосети WCDMA и БД статистики, которые обеспечивают адаптацию хранящихся в системе мониторинга и управления данных для дальнейших вычислений;
  2. систему управления ресурсами и параметрами радиоподсистемы, которая на основании данных о конфигурации и статистической информации производит расчет новых параметров радиоподсистемы и пересылает их в систему мониторинга и управления сетью.

Для реализации системы управления определены следующие ресурсы, оказывающие влияние на качество обслуживания абонентов в секторе сети WCDMA с поддержкой высокоскоростных протоколов пакетной передачи данных:

- кодовый ресурс;

- производительность процессоров БС;

- пропускная способность канала интерфейса Iub;

- мощность передатчика БС (прямой канал);

- уровень интерференции в обратном канале.

При отсутствии вводимых ограничений на максимальную загрузку ресурсов возможна неконтролируемая деградация качества обслуживания абонентов. Для ограничения максимальной нагрузки в сетях WCDMA используется процедура контроля доступа абонентов к ресурсам (CAC, Call Admission Control), которая после проверки загрузки всех ресурсов принимает решение о возможности предоставления ресурсов для нового подключения.

В табл.1 приведены данные по использованию кодового ресурса каналами сигнализации и трафиковыми каналами. Кодовый ресурс сектора WCDMA в случае поддержки высокоскоростного протокола HSDPA используется тремя типами соединений: сигнализация и управление, соединения WCDMA, соединения HSDPA.

Таблица 1

Использование кодового ресурса каналами трафика и сигнализации

Каналы сигнализации и управления SF в DL Количество SF=128 в DL Примечание
PCPICH (Primary Common Physical Channel) 128 1 Пилотный канал
PCCPCH (Primary Common Physical Channel) 256 0,5 Передача системной информации логического канала BCH (Broadcast Channel, вещательный канал)
PICH (Paging Indicator Channel) 256 0,5 Организация пейджинговых групп цикла DRX
AICH (Acquisition Indicator Channel) 256 0,5 Передача индикаторов доступа к сети
SCCPCH (Secondary Common Control Channel) 256…4, (6)4 2 Передача транспортных каналов PCH, FACH (количество каналов SCCPCH может быть >1)
HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel) 128 1 Передача служебной информации: схемы манипуляции, параметров каналообразующего кода, схемы HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request), размеров блока данных (может быть от 1 до 5 каналов в одной соте, рекоменд. 4)
A-DCH (Associated Dedicated Control Channel) 256 0,5 Управление мощностью канала HS-DPCCH, для каждого абонента HSDPA (может использоваться F-DCH)
Каналы передачи пользовательской информации - - -
DCH CS AMR 12,2 128 1 Передача голосового трафика
DCH PS 64 R'99 32 4 Передача пакетного трафика со скоростью 64 кбит/с
DCH PS 144 R'99 16 8 Передача пакетного трафика со скоростью 144 кбит/с
DCH PS 384 R'99 8 16 Передача пакетного трафика со скоростью 384 кбит/с
HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink Shared Channel) 16 8 Организация кодового пула HSDPA. Количество каналов 1…15. 5 каналов - скорость 3,6 Мбит/c, 10 каналов - 7,2 Мбит/с

Основным параметром управления ресурсом является количество кодов SF=16 (Spreading Factor, коэффициент расширения), резервируемое для протокола доступа HSDPA. Увеличение числа кодов для технологии HSDPA приводит к уменьшению количества абонентов, которые одновременно могут получить доступ к сети, и увеличению скорости передачи данных. Глобальным параметром сети, который устанавливается на RNC (Radio Network Controller, контроллер радиосети), является GBR (Guaranteed Bit Rate, гарантированная скорость передачи данных).

Таблица 2

Значения GBR для абонентов HSDPA

Услуга (RAB) GBR, кбит/с
Телефония, AMR 12,2 кбит/с 16
Передача данных, 64 кбит/с 64
Передача данных, 144 кбит/с 144
Передача данных, 384 кбит/с 384
Передача данных, HSDPA 64/144/384

На основании величин GBR для используемых в сети сервисов и конфигурации кодового ресурса рассчитывается загрузка ресурса. В работе принято, что GBR для абонентов HSDPA может принимать значения 64, 144 и 384 кбит/с (табл. 2). В том случае, когда сеть WCDMA не может обеспечить гарантированную скорость передачи данных для абонента, ему будет отказано в доступе.

Производительность процессоров БС может являться ограничивающим ресурсом, влияющим на пропускную способность сектора и качество обслуживания абонентов. Расчет загрузки данного ресурса производится на основании данных, предоставляемых производителем оборудования об использовании канальных элементов различными сервисами. Один канальный элемент – это такая нагрузка на процессоры БС, которую создает одно голосовое соединение AMR 12,2 кбит/с. Информация по оборудованию БС DBS3806 компании Huawei представлена в табл. 3. Максимальное количество канальных элементов для данного типа БС в прямом канале составляет 256, в обратном канале – 192. Канал передачи данных HSDPA данный ресурс не использует.

Таблица 3

Использование ресурса производительности процессоров БС

Тип устанавливаемого соединения Необходимое количество канальных элементов в UL Необходимое количество канальных элементов в DL
RRC соединение, включающее все сигнальные процедуры 1,00 1,00
RAB соединение CS AMR 12,2 кбит/с 1,00 1,00
RAB соединение PS 64 кбит/с 3,00 2,00
RAB соединение PS 144 кбит/с 5,00 4,00
RAB соединение PS 384 кбит/с 10,00 8,00
RAB соединение HSDPA - -
RAB соединение HSUPA 20,00 2,00
HS-PDSCH - 0
HS-DPCCH 0 -
UL A-DCH (DPCCH) 64 кбит/с 3 -
DL A-DCH (DPCCH) 64 кбит/с - 1


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.