Управление мощностью в системах стандарта GSМ.
data-ad-format="link">
4.9. Управление мощностью в системах стандарта GSM
Канальная емкость любой сотовой системы мобильной связи зависит главным образом от соканальных помех, уровень которых может быть соизмерим с уровнем полезного сигнала. Поэтому, в сотовых системах применяют различные методы уменьшения уровня соканальных помех, главными из которых являются:
Система CLPCS базируется на метрике действительной линии радиосвязи, то есть на определении следующих параметров:
3. Управление мощностью прямой линии связи закрытой цепи — Forward Link Closed Loop Power Control.
На рис. 4.25 показана схема реализации управления мощностью в линии радиосвязи закрытой цепи: BTS - MS - BTS - MS... и т.д., при этом пилот-сигнал движется от BTS к MS и затем в MS реализуется следующая последовательность:
Канальная емкость любой сотовой системы мобильной связи зависит главным образом от соканальных помех, уровень которых может быть соизмерим с уровнем полезного сигнала. Поэтому, в сотовых системах применяют различные методы уменьшения уровня соканальных помех, главными из которых являются:> FAQ: Что такое интерференция? Ответ: > тут <
- разнесение в пространстве сот с повторяющимися частотами;
- аппаратурные методы подавления соканальных помех;
- ортогональные методы сигнализации (по времени, частоте или кодам);
- эффективное управление мощностью, которое минимизирует передаваемую мощность.
В системах сотовой мобильной связи используются следующие виды систем управления мощностью.
1. Система управления мощностью открытой цепи (The Open Loop Power Control System, OLP) представлена на рис. 4.23.
управление мощностью в открытой цепи должно основываться на оценке состояния радиоканала.
В реверсивной линии радиосвязи оценка состояния радиоканала реализуется путем измерения уровня мощности принимаемого пилот-сигнала от базовой станции BTS в прямой линии (от BTS к MS) и установления уровня передаваемой мощности обратно пропорциональной ТХ level = 1 /PSE, то есть уровень IX (transmitter power) обратно пропорционален PSE (Pilot Strength Estimation) — оценке уровня пилот-сигнала. Используя оценку величины устанавливаемой передаваемой мощности, базовая станция BTS обеспечивает средний уровень принимаемой MS мощности, при этом уровень излучаемой BTS мощности должен быть постоянным, независящим от вариаций состояния канала.
При этом приближении предполагается, что в прямой и обратной линиях уровни сигналов сильно коррелированы.
Прямая и обратные линии разделены по несущим частотам (то есть используются различные рабочие частоты для прямой и обратной радиолиний), поэтому замирания будут иметь различный уровень, а долговременные канальные флуктуации, возникающие благодаря затенениям и потерям при распространении радиоволн, имеют в основном один и тот же порядок.
2. Система управления мощностью закрытой цепи — The Closed Loop Power Control System (CLPCS).
Система CLPCS базируется на метрике действительной линии радиосвязи, то есть на определении следующих параметров:
- уровня принимаемого сигнала;
- отношения сигнал/шум в принимаемом сигнале;
- коэффицента ошибок в битах BER (Bit Error Rate) принимаемого сигнала;
- коэффициента кадровых ошибок (FER) принимаемого сигнала, или комбинации из перечисленных элементов метрики.
В случае реверсивного управления мощностью радиолинии эта метрика может быть направлена в сторону MS, как база, для решения автономного управления мощностью, или метрика может быть оценена в BTS и передана по радиоканалу в MS в виде команды управления мощностью MS.
На рис. 4.24 показан порядок движения команд в BTS и в MS для управления мощностью реверсивной (обратной) линии связи закрытой цепи — RLCLPC (Reverse Link Closed Loop Power Control).
Под действием сигнала от MS в BTS происходят следующие операции:
- оценка метрики — ME (Metric Estimation);
- сравнение с эталонной метрикой — Compare with Reference Metric;
- отношение к другим пользователям —Relate to Other Users;
- команда на управление выходной мощностью — ISSUC РСС (Power Control Command).
Далее управляемая выходная мощность создает в пространстве соты электромагнитное поле, которое принимается антеннами MS и далее в MS, где выполняются:
- команда на управление принятой мощности — RPCC (Receive Power Control Command);
- уменьшение передаваемой от MS мощности в определенное число раз — In/Decrement Transmitted Power.
Таким образом, в схеме рис. 4.24 реализуется процесс управления мощностью: MS-BTS - MS - BTS... и т.д.
Следует отметить, что решение об управлении мощностью в реверсивной линии радиосвязи выполняется на основе принятия решения в BTS.
Решение может также быть основано на суммарном знании отдельных характеристик MS или группы характеристик MS, таких как для MS в секторе, соте или в любом кластере сотовой сети.
Если же решение по управлению мощностью для отдельных MS реализуется в BTS или в службе коммутации для всех MS и базируется на знании характеристик всех других MS, в таком случае формируется система центрального управления мощностью, но более сложно реализуемая, более дорогая и с более высокими технологическими требованиями.
3. Управление мощностью прямой линии связи закрытой цепи — Forward Link Closed Loop Power Control.
На рис. 4.25 показана схема реализации управления мощностью в линии радиосвязи закрытой цепи: BTS - MS - BTS - MS... и т.д., при этом пилот-сигнал движется от BTS к MS и затем в MS реализуется следующая последовательность:
- оценка метрики — ME (Metric Estimation);
- передача метрики — ТМ (Transmit Metric).
В BTS в свою очередь реализуется:
- прием метрики — RM (Receive Metric);
- сравнение с эталонной метрикой;
- отношение к другим пользователям;
- отношение к имеющимся средствам (ресурсам);
- установка (корректировка) передаваемой мощности.
В идеальном случае управление мощностью компенсирует потери при распространении, затенениях и быстрых замираниях.
Существуют многочисленные факторы, которые влияют на управление мощностью и препятствуют реализации идеального случая.
К ним можно отнести:
- скорость быстрых замираний;
- ограниченное время задержки систем управления мощностью;
- неидеальность оценок радиоканала;
- ошибки в передаче команд управления мощностью;
- ограниченность динамического диапазона и т.п.
Все они способствуют ухудшению характеристик системы управления мощностью.
Особенности управления мощностью в стандарте GSM
Регулировка (управление) мощности в стандарте GSM включает следующие особенности:
- в мобильных станциях MS используется только минимальный уровень мощности, необходимый для обеспечения надежной связи с BTS;
- в GSM установлено 8 классов BTS и 5 классов MS по уровню выходной мощности передатчиков, приведенных в табл. 4.5.
Мощность передатчика BTS регулируется дискретно с шагом равным 2 дБ. Регулирование мощности передатчика уменьшает межсотовые помехи и, таким образом, приводит к увеличению фактора повторения частот и емкости системы.
Мощность передатчиков BTS может уменьшаться до минимального значения, равного -13 дБм (Pt ~ 20 мВт).
Основы сотовой связи стандарта GSM.
1. ВВЕДЕНИЕ В СТАНДАРТ GSМ.
2. ОРГАНИЗАЦИЯ СОТОВОЙ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSМ.
3. АНТЕННЫ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
4. МОБИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ.
4.1. Структурная схема мобильной станции.
4.2. Особенности преобразования речевых сигналов в стандарте GSM.
4.3. Кодирование речевых сигналов.
4.4. Кодер канала.
4.5. GМSК-модуляция.
4.6. Высокочастотные тракты в мобильной станции.
4.7. Эквалайзер в мобильной станции.
4.8. SIМ-карта в мобильной станции. Аутентификация и идентификация
4.9. Управление мощностью в системах стандарта GSМ.
5. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ.
6. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM.
7. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
8. УСЛУГИ, ФРОД И БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
9. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM.
10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
2. ОРГАНИЗАЦИЯ СОТОВОЙ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSМ.
3. АНТЕННЫ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
4. МОБИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ.
4.1. Структурная схема мобильной станции.
4.2. Особенности преобразования речевых сигналов в стандарте GSM.
4.3. Кодирование речевых сигналов.
4.4. Кодер канала.
4.5. GМSК-модуляция.
4.6. Высокочастотные тракты в мобильной станции.
4.7. Эквалайзер в мобильной станции.
4.8. SIМ-карта в мобильной станции. Аутентификация и идентификация
4.9. Управление мощностью в системах стандарта GSМ.
5. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ.
6. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM.
7. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
8. УСЛУГИ, ФРОД И БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
9. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM.
10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.