При динамическом распределении канал трафика закрепляют не за абонентом, а за вызовом. Это позволяет увеличить трафик системы и её пропускную способность при заданном качестве связи (вероятности блокировки вызова).
При динамическом распределении из 15 FD/CDMA-каналов, сосредоточенных в пределах полосы 3.5 МГц, как правило, 10... 13 каналов отводят на передачу трафика (каналы трафика - Traffic Channels (TCH)), a 2 канала выделяют для передачи служебной информации (канал управления и обслуживания - Operation And Maintenance Channel (OAM) и канал управления вызовами - Call Control Channel (CQ). До трех каналов трафика может быть выделено для обслуживания вызовов с приоритетами. Вероятность блокировки таких вызовов существенно ниже, а скорость соединения выше.
При динамическом распределении каналов в системе Airspan возможна передача сообщений по каналам трафика со скоростями 144, 64 или 32 кбит/с в зависимости от вида передаваемых сообщений. Потоки со скоростью 144 кбит/с используют при передаче данных в формате ISDN, со скоростью 64 кбит/с - при кодировании речи с помощью импульсно-кодовой модуляции, а со скоростью 32 кбит/с - при кодировании речи с помощью адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции. Скорость потока служебной информации, которую передают по каналам трафика совместно с информацией абонентов, как и в случае статического распределения, составляет 16 кбит/с.
Таким образом, в одном FD/CDMA-канале можно организовать либо 1 полноскоростной канал трафика (144 кбит/с), либо 2 канала трафика с половинной скоростью (2x64 кбит/с), либо 4 канала трафика со скоростью, в 4 раза меньше максимальной (4x32 кбит/с) (рис. 5).
Абонентам, подключенным к сети Airspan, в зависимости от их приоритета и потребности в той или иной услуге предоставляют каналы трафика с различной скоростью передачи информации. При этом алгоритмы, заложенные в основу функционирования сети, обеспечивают заданное качество обслуживания:
|
|
• вероятность блокировки вызова не более 1%;
• уровень взаимных помех не выше порогового уровня.
|
Очевидно, что использование каналов с различными скоростями передачи ставит вопрос об их совместимости. Для того чтобы устранить взаимные помехи между каналами с разными скоростями, необходимо правильно выбрать для них расширяющие кодовые последовательности.
В системе Airspan данная задача решена с помощью функций Радемахера-Уолша. При формировании каждого FD/CDMA-канала используют 2 кода Радемахера-Уолша:
• главный код (master RW code) - для организации полноскоростного
канала (160 кбит/с);
• дополнительный код (second level RW code) -для организации каналов со
скоростями 80 кбит/с (2 канала) или 40 кбит/с (4 канала) на основе
сформированного ранее полноскоростного канала.
В итоге и полноскоростные (160 кбит/с) и комбинированные (2x80 кбит/с или 4x40 кбит/с) каналы занимают один диапазон частот, имеют одинаковые спектральные плотности мощности, и не создают при этом друг другу взаимных помех выше заданного уровня.
Для установления соединения между базовой станцией и абонентским терминалом в системе Airspan используется канал управления вызовами (Call Control Channel (CQ). Базовая станция непрерывно тестирует все абонентские станции, расположенные в зоне её обслуживания, и передает по каналу СС информацию о свободных каналах трафика (ТСН) и их параметрах (144, 64 или 32 кбит/с).
|
|
Абонентские станции, принимая информацию по СС-каналу, отслеживают свободные каналы ТСН и постоянно готовы к быстрому установлению соединения. При прохождении вызова от стационарного пользователя абонентская станция производит запрос о предоставлении ей одного из свободных каналов ТСН определенного типа (144, 64 или 32 кбит/с). Базовая станция получает запрос и в зависимости от нагрузки на сеть посылает абонентской станции команду занять тот или иной канал ТСН.
Общий трафик в системе задает оператор сети беспроводной связи (рис.1). Можно изменять следующие параметры работы системы Airspan:
• минимальное/максимальное количество каналов трафика;
• количество каналов управления вызовами;
• тип протокола доступа к сети;
• степень помехоустойчивости передачи (вероятность ошибки);
• вероятность блокировки вызова;
• количество каналов для обслуживания вызовов с приоритетом.
Расширение сети Airspan
Как отмечалось ранее, ресурс системы Airspan можно изменять в широких пределах в зависимости от требуемой пропускной способности.
Минимальная конфигурация системы предусматривает использование одной базовой станции с односекторной конфигурацией. При этом данной станции может быть выделено до четырех частотных каналов (шириной по 3.5 МГц). Если компания-оператор решит расширить зону охвата сети или повысить её пропускную способность в заданном районе обслуживания, системный ресурс может быть легко увеличен. Существует несколько способов сделать это:
|
|
• увеличить количество базовых станций;
• применить базовые станции с трехсекторной конфигурацией (рис. 6);
• использовать базовые станции с шестисекторной конфигурацией.
В случае использования секторизованных сот на каждый сектор можно выделить до четырех частотных каналов, т. е. до одной частотной группы. При этом для минимизации взаимных помех рабочие частоты распределяют по секторам, как показано на рис. 6. Это обеспечивает разнесение частотных каналов в пределах одного сектора минимум на 10.5 МГц, а в разных секторах - на 3.5 МГц.
|
Рис.6. Трехсекторная сота.
Легко подсчитать, что в трехсекторной соте, показанной на рис. 6, можно организовать
каналов трафика со скоростью 144 кбит/с (каналов ISDN) и 360 каналов со скоростью 64 кбит/с (телефонных каналов).
При необходимости возможно дальнейшее расширение сети: из рассмотренных только что трехсекторных сот строят кластер (7,21) (рис.7).
Для того чтобы разделить каналы разных сот, использующие одинаковые рабочие частоты ft и ортогональные кодовые последовательности RWP адресные поднесущие в каждой соте имеют собственные уникальные шумоподобные составляющие PNk.
На рис. 7 арабскими цифрами 1...7 обозначены номера сот в кластере, однозначно определяющие и номер PN -последовательности данной соты, а римскими цифрами I, II, III - номера частотных групп в секторах сот.
|
Уровень шумов, создаваемых в пределах одного частотного канала передатчиками из разных сот, должен быть таким, чтобы отношение с/ш (без учета кодового разделения) было не менее 8 дБ.
|
Нетрудно убедиться, что в пределах одного кластера (7, 21) можно организовать
каналов трафика со скоростью 144 кбит/с (ISDN-каналов) и 2520 каналов со скоростью 64 кбит/с (телефонных каналов).
В табл. 3 приведены данные корпорации DSC о пропускной способности системы Airspan. Они характеризуют пропускную способность трехсекторной соты с учетом шумового воздействия соседних сот при вероятности блокировки вызова не более 1%. Результаты получены при использовании каналов трафика в режиме телефонии со скоростью передачи информации 32/64 кбит/с.
|
- Контрольные вопросы
4.1.Дайте основные характеристики системы Airspan.
4.2. Поясните структурную схему системы Airspan.
4.3. Поясните радиоинтерфейс системы Airspan.
4.4. Поясните процедуру статического распределения каналов.
4.5. Поясните принцип динамического распределения каналов.
4.6. Как решается вопрос совместности при использовании каналов с различными скоростями передачи?
4.7. Какие параметры работы системы Airspan можно изменять?
4.8. Какие существуют способы расширения сети Airspan?
4.9. Поясните принцип построения кластера.
4.10. Поясните частотно-кодовый план кластера.
4.11. Приведите данные о пропускной способности системы Airspan.
- Содержание отсчета.
5.1. Назначение и цель работы.
5.2. Зарисовать структурную схему системы Airspan.
Литература
- Ю.А.Громаков. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. – м.: Эко-Трендз, 2000.
- Бабков В.Ю., Вознюк М.А. и др. «Системы связи с кодовым разделением каналов». / СПбГУТ.СПб, 1999.