страница - 0
Повышение эффективности сотовых сетей CDMA путем оптимизации покрытия отдельных ячеек
Хализов А. В. (halizov@ecophone.ru)
Нижегородский Государственный Технический Университет
Критерий эффективности сотовой сети
Когда говорят об эффективности какой-либо системы, подразумевают то, в какой мере система выполняет возложенные на нее функции, при этом так или иначе учитывая, какой ценой это достигнуто.
Повышение эффективности, таким образом, может быть достигнуто как увеличением возможностей системы, так и уменьшением тех ресурсов, посредством которым эти возможности получены. Процесс повышения эффективности носит название оптимизация.
Для сети сотовой связи также можно ввести понятие эффективности. Причем, как и для любого сложного образования, критериев эффективности может быть несколько. В научно-технической среде основное внимание сосредоточено на технических параметрах системы. С этой точки зрения система сотовой связи есть некое средство, призванное обеспечивать связью заданного качества заданное количество абонентов.
Основными техническими параметрами сотовой системы как единого целого являются так называемая емкость, т.е. то число абонентов, которое система может обслуживать одновременно, и зона покрытия. Зона покрытия определяется как географическая область, в которой услуги сети могут быть приняты с надлежащим качеством.
Чем больше емкость и зона покрытия сети, тем выше возможности сети как системы обслуживания, однако, если говорить об эффективности, то здесь необходимо учитывать, какими средствами достигнуты эти возможности: в данном случае, сколько базовых станций использовалось для получения такой емкости и зоны.
В результате, мы предлагаем следующее выражение для эффективности сети сотовой связи:
EFF - N £ S £m
где EFFNET - эффективность, NE - общее число каналов трафика, £Е - площадь зоны обслуживания, M - общее число секторов в сети (например, если в системе используются десять трехсекторных базовых станций, M - 10 - 3 - 30), K - коэффициент, отражающий
все другие, или некоторые выборочные параметры, характерные для сотовой сети данного типа (например, K может соответствовать ширине полосы частот, в которой работает система - если необходимо сравнить эффективность двух систем, использующих не равные полосы; или стоимости одной базовой станции, если необходимо сравнить эффективность систем, учитывая экономический аспект).
Приведенное выражение (1), очевидно, носит чисто пользовательский, относительный характер. Именно такую эффективность часто подразумевают, когда говорят: "Этот стандарт лучше того-то: здесь, чтобы покрыть весь город, достаточно всего лишь столько-то базовых станций". Несмотря на это, подобное соотношение может быть использовано в нашем случае для сравнения состояния сети до и после оптимизации.
Рассмотрим пределы изменения эффективности сети.
Иерархия классической сотовой системы представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Структура сети сотовой связи
Поскольку сотовая сеть состоит из однотипных базовых станций (или ячеек), а ба-
зовые станции, в свою очередь, из отдельных секторов, эффективность системы в целом в
первом приближении будет определяться эффективностью отдельно взятого сектора.
Важнейшими техническими характеристиками сектора являются число каналов трафика Ntc и максимальное расстояние, на котором система может поддерживать связь
заданного качества - Rmax. Количество каналов определяет максимальное число абонентов, которые могут обслуживаться данным сектором. От максимального расстояния непосредственно зависит площадь обслуживания сектора.
В результате, эффективность отдельного сектора может быть выражена как:
N S
EFF = c ect
где S sec t - f (RmL) - площадь покрытия сектора.
В идеальном случае, очевидно, общее число каналов трафика будет равно сумме каналов всех секторов:
NEmax - Ncc - M,(1а)
а лучшим значением общей площади обслуживания будет площадь обслуживания одного сектора, повторенная число секторов раз:
Sr - Ssec t M .(1б)
В результате, предельным значением для эффективности будет значение:
(EFF ) - £ £ - tc °sec t - EFF(2)
\ILrrNET /max- m 2 K K sec t\A)
Такую эффективность имеет идеальная сотовая сеть, однако в реальности общесистемная эффективность всегда хуже эффективности отдельно взятой ячейки.
Причины этого, очевидно, кроятся в несоответствии реального числа каналов и общей емкости сети простой сумме соответствующих характеристик отдельных секторов. Т.е. всегда N™1 < Ncc M и S™al < Ssect M.
Несоответствие эффективностей ячейки/отдельного сектора и всей сети характерно для всех без исключения стандартов сотовой связи. В то же время, в большинстве случаев основным фактором снижения эффективности является некачественное покрытие, т. е.
различиеи S£max. В сетях CDMA, о которых идет речь в статье, в силу некоторых
особенностей этого стандарта решающим фактором становится снижение общего числа каналов трафика, в результате чего уменьшение EFFNET по сравнению с EFFsect выражено значительно сильнее, чем в других стандартах. Особенности систем CDMA
Базисные принципы метода широкополосной передачи данных в одной полосе с разделением сигналов по форме были предложены нижегородским ученым Д.В. Агеевым еще в 1935 году в статье "Основы теории линейной селекции". Кодовое разделение (селекция) является основой второй по распространенности на сегодняшний день технологии сотовой связи - технологии CDMA.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3]