UMTS允许两种可选方法来执行宏分集:当多业务链接为暂时活跃在MT、AS和SSDT中所有基站之间时使用标准软切换(Soft Hand Over,SHO),基站中只有最好的服务器才能传输通信数据到终端,同时在AS中的所有其他的基站只保持DPCCH是活动的,同时没有功率用来传输数据到终端。
这两项技术的性能受多个参数的影响,包括:
1)AS尺寸,显然要与SSDT其中之一相等并且比SHO其中之一大;
2)门限,基本包括基站进入到AS中和从AS撤离;
3)测量窗口,用来决定基站进入到AS中和从AS撤离。
此外上述所有参数不能由用于所有情况的绝对优化值表示出来:相反,它们的值应与表现蜂窝布局(小区半径)、用户移动性(如车辆/行人用户的分数超过总数)、环境(杂波、建筑物高度、街道宽度等)的主参数相适应。
在COST 273中上述议题可提高利益,COST 273中的几个临时文件用于这些技术,以评估它们的表现和与其他优化技术进行相互间操作。由于这个原因,它们也将出现在本章中其他小节中。
参考文献[CRBR02]中提出的工作重点是SSDT,将它应用在有着19个小区的六边形小区布局中,例如一个中心小区和两个完整的包围层。作者通过分析推导出每个BS能够进入到给定位置的移动AS概率,同时进行以SIR为基础的功率控制。
这项研究在DL中进行,通过对小区之间和小区内部干扰进行评估,DL允许计算出每个像素的Eb/N0值和最终的其他输出例如最低需求链路功率、传输码数量(例如小区容量)和需求码数量(例如资源)的Eb/N0值。
这些输出值通过SHO冗余函数和其他变量函数像业务调配、小区半径、用户空间分布、路径损耗指数、阴影标准差和相关性等计算出来。因此,对SHO冗余优化值也可计算出来。图9.4展示了对于小区半径函数的系统容量:我们可以观测到MSH的最佳值一般为5~6dB。
图9.4 系统容量和MSH中不同小区半径关系图
在上文中提出的这些以及其他结果表明了SSDT是如何允许容量提高的,但是优化软切换冗余和信道元素数比有SHO文件标准得出的值要高。
类似的扇形区域下,参考文献[BaMV03](文章中可以找到扇形小区的扩展模型)的作者将19个六边形小区结合起来。文章中对SHO的DL容量能力进行了讨论,从而扩展了模型并且在参考文献[PiVe02]中也已给出了结果。
在这项研究中主要的优化参数为AS尺寸和SHO冗余MSH,普通用户为一个均匀分布,而且对每个用户的Eb/I0进行估计,同时也考虑到了SHO的作用。集合了BS的各个链接的DL发射功率,同所有BS的AS所提供的Eb/I0值是一样的。
小区容量通过计算整体DL发射功率来估计,同时数值的维持仍然低于它的最大值。通过蒙特卡洛方法得出位置的用户增加了一个又一个直到达到它的限制功率为止。系统采取几个这样的快照方法以便获得可靠结果。接收服务的用户数量决定了小区的容量,这些用户可以从基站中最好的服务器观察到。
图9.5展示了干扰小区中用户数量可作为SHO冗余各种MSH最大AS尺寸值的函数。(www.daowen.com)
图9.5 BS1用户数量N∗和全方位系统中MSH的mmax(=1,2,3,4,5)关系图
从图中我们注意到当AS大小为2时,轻微降级AS尺寸>2,同时SHO冗余的最优化值为2dB时我们可以得到最大容量。如果冗余增加到4dB或者更多时,容量就会比图中水平线代表的AS尺寸=1(例如没有宏分集时)时要低。这证实了先前的言论,例如SHO中的MSH优化值比采用SSDT时的值要低。
参考文献[RuGO02]中评估了系统容量中的AS尺寸的作用,此系统容量再次只考虑DL。本研究所分析的参数是AS尺寸和SHO窗口尺寸。AS尺寸的最大范围从1~3,同时SHO窗口可以是3dB或6dB。给定BS中AS集合包的决策是根据Ec/I0提出的。快速的功率控制算法由模拟器来实现。
系统容量被定义为当其中一个小区有大于5%的UE时所能提供的通信(例如,需要比每个链接所允许的DL功率的最大值还要大的UE)。
通信设备均匀分布在服务区域中,并且作者考虑了不同的环境:农村、城市中的车辆用户和城市中60%的室内用户。
对于每个通信系统大量的快照可以确保结果在统计上的可靠性。该工具可研究几个输出值,即:容量、DL负载因子、UL、UE根据宏分集状态(AS尺寸=1,2或3)的分布情况,SHO用户百分比,BS和UE发射功率的分配。
图9.6显示了城市和农村环境中的系统容量。我们注意到当AS=2而不是1时系统容量有一个显著的增长。随着AS尺寸(2~3)和SHO窗口(3~6dB)的进一步增加,只有城市环境才有明显的改善。
作者得出的主要结论是,通过选择合适的AS参数,最佳情况下容量增加到4%左右是可以实现的。此外,当AS尺寸增加到大于2时就不会产生明显的优势了。
图9.6 总体环境容量(不同AS参数下的同步语音移动终端数量)
参考文献[GrBa03]中对AS参数进行了另一项研究。此项研究工作由静态和动态UMTS网络仿真器来完成。作者们评估了控制ADD/DROP集合包阈值参数的作用同时输出了进入到BS或从BS出来的给定通信设备中的AS值:需要考虑接收功率值(名为ADD和DROP阈值)的阈值和时域(ADD_DELAY和DROP_DELAY)中的阈值。
此仿真由12个安装了全向天线的BS组成的正六边形布局实现,将小区半径设为500m,同时分布在服务区周围来避免边缘影响。用户均匀分布在服务区中并且服务数据串流为144kbit/s。
由功率阈值的分析得出最佳的ADD阈值为3dB,对DROP阈值只有轻微的影响。图9.7表明了丢失速率作为一种用户不同门限值的速度函数,由动态模拟器获得。
对上文提到的时域阈值的分析表明了UL可以通过小型ADD_DELAY和大型DROP_DELAY获得最好的结果,同时由于SHO中太多的用户浪费了资源使得DL的情况发生了改变。这时将会考虑一个权衡。
上文表明阈值可以影响SHO的一小部分用户,这些用户应该被控制起来。如果SHO中的用户过少则一个用户也许会在增加一个新用户之前丢失他所有BS中的AS。另一方面,当SHO中有太多的链接时,这意味着在一个不理想的环境中一些资源会被浪费,同时没有其他可用的呼叫服务。
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