Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В управлении радиоресурсами для беспроводных и сотовых сетей , распределение каналов схема выделения полосы пропускания и коммуникационных каналов с базовыми станциями, точками доступа и терминальным оборудованием. Задача состоит в том, чтобы достичь максимальной спектральной эффективности системы в бит / с / Гц / сайт за счет повторного использования частоты , но при этом обеспечить определенный уровень обслуживания , избегая межканальных помех и помех соседних каналов между соседними сотами или сетями, которые разделяют полосу пропускания. .

Схемы распределения каналов следуют одному из двух типов стратегии: [1]

  1. Исправлено : FCA, фиксированное выделение каналов: вручную назначается оператором сети
  2. Динамический :
    1. DCA, динамическое распределение каналов
    2. DFS, динамический выбор частоты
    3. Расширенный спектр

Распределение статических каналов [ править ]

При фиксированном распределении каналов или фиксированном назначении каналов ( FCA ) каждой ячейке предоставляется заранее определенный набор частотных каналов. FCA требует ручного частотного планирования, что является сложной задачей при множественном доступе с временным разделением каналов (TDMA) и множественном доступе с частотным разделением каналов.Системы на основе (FDMA), поскольку такие системы очень чувствительны к помехам в совмещенном канале от соседних сот, которые повторно используют один и тот же канал. Другой недостаток систем TDMA и FDMA с FCA состоит в том, что количество каналов в соте остается постоянным независимо от количества клиентов в этой соте. Это приводит к перегрузке трафика и потере некоторых вызовов при увеличении трафика в одних ячейках, а также к неработающей емкости в других ячейках.

Если FCA комбинируется с обычным FDMA и, возможно, или TDMA, фиксированное количество голосовых каналов может быть передано по соте. Новый вызов может быть подключен только по неиспользуемому каналу. Если весь канал занят, то новый вызов в этой системе блокируется. Однако есть несколько динамических функций управления радиоресурсами.схемы, которые можно комбинировать с FCA. Простая форма - адаптивный к трафику порог хэндовера, подразумевающий, что вызовы с сотовых телефонов, находящихся в зоне перекрытия двух соседних ячеек, могут быть вынуждены выполнить хэндовер в ячейку с самой низкой на данный момент нагрузкой. Если FCA комбинируется с расширенным спектром, максимальное количество каналов теоретически не фиксируется, но на практике применяется максимальный предел, поскольку слишком много вызовов вызовет слишком высокий уровень межканальных помех, вызывая проблемы с качеством. Расширенный спектр позволяет применять « дыхание» ячейки , позволяя перегруженной ячейке занимать емкость (максимальное количество одновременных вызовов в ячейке) у соседней ячейки, которая использует ту же частоту.

FCA может быть расширен до системы DCA с использованием стратегии заимствования, в которой сота может заимствовать каналы из соседней соты, которая контролируется Центром коммутации мобильной связи (MSC).

Динамический выбор частоты [ править ]

Основная статья: Динамический выбор частоты

Динамический выбор частоты ( DFS ) - это механизм, предназначенный для беспроводных сетей с не централизованно управляемыми точками доступа, таких как беспроводная локальная сеть (обычно Wi-Fi). Он разработан для предотвращения помех другим видам использования полосы частот, например, военным радаром , спутниковой связью и метеорологическим радаром . [2] Точки доступа автоматически выбирают частотные каналы с низким уровнем помех. Что касается стандарта беспроводной локальной сети, DFS была стандартизирована в 2003 году как часть IEEE 802.11h . Фактическая полоса частот для DFS зависит от юрисдикции. Это часто применяется для полос частот, используемых оконечным доплеровским метеорологическим радаром.[3] [4] испутниковая связь C-диапазона . Неправильная конфигурация DFS привела к значительным сбоям в работе метеорологического радара во время раннего развертывания Wi-Fi 5 ГГц в ряде стран мира. [4] [5] Например, DFS также обязана работать в диапазоне 5470–5725 МГц U-NII для предотвращения радиолокационных сигналов в Соединенных Штатах. [6]

Динамическое распределение каналов [ править ]

Более эффективным способом распределения каналов было бы динамическое выделение каналов или динамическое назначение каналов (DCA), при котором голосовой канал не назначается соте постоянно, вместо этого для каждого запроса вызова базовой станции канал запроса от MSC. Канал распределяется по алгоритму, учитывающему следующие критерии:

  • Вероятность будущей блокировки в соседних ячейках и расстояние повторного использования
  • Частота использования канала-кандидата
  • Средняя вероятность блокировки всей системы
  • Мгновенное распределение занятости каналов

Для этого требуется, чтобы MSC собирал в реальном времени данные о занятости каналов, распределении трафика и показаниях уровня принимаемого сигнала (RSSI). Схемы DCA предлагаются для сотовых систем на основе TDMA / FDMA , таких как GSM , но в настоящее время не используются ни в каких продуктах. [ необходима цитата ] Системы OFDMA , такие как нисходящая линия связи сотовых систем 4G , могут рассматриваться как выполняющие DCA для каждой отдельной поднесущей, а также для каждого временного интервала.

DCA можно разделить на централизованные и распределенные . Вот некоторые из централизованных схем DCA:

  • Первый доступный (FA): вызову назначается первый доступный канал, удовлетворяющий требованиям расстояния повторного использования.
  • Локально оптимизированное динамическое назначение (LODA): функция стоимости основана на вероятности будущей блокировки в соседних ячейках
  • Выбор с максимальным использованием на кольце повторного использования (RING): выбирается канал-кандидат, который используется в большинстве ячеек в наборе совмещенных каналов

DCA и DFS устраняют утомительную работу по планированию частоты вручную. DCA также обрабатывает пакетный трафик ячеек и более эффективно использует ресурсы сотовой радиосвязи. DCA позволяет количеству каналов в соте варьироваться в зависимости от нагрузки трафика, тем самым увеличивая пропускную способность канала с небольшими затратами.

Спектр распространения [ править ]

Расширенный спектр можно рассматривать как альтернативу сложным алгоритмам DCA. Расширенный спектр позволяет избежать межканальных помех между соседними сотами, поскольку вероятность того, что пользователи в соседних сотах используют один и тот же код расширения, невелика. Таким образом, проблема распределения частотных каналов в сотовых сетях снижается на основе комбинации расширенного спектра и FDMA, например IS95 и 3G.системы. Расширенный спектр также способствует тому, что централизованно управляемые базовые станции динамически заимствуют ресурсы друг у друга в зависимости от нагрузки трафика, просто увеличивая максимально допустимое количество одновременных пользователей в одной соте (максимально допустимый уровень помех от пользователей в соте) и уменьшая это в соседней камере. Пользователи, находящиеся в зоне перекрытия зоны покрытия базовой станции, могут перемещаться между ячейками (так называемое «дыхание ячейки»), или трафик может регулироваться с помощью управления доступом и формирования трафика.

Однако расширенный спектр дает более низкую спектральную эффективность, чем методы без расширения спектра, если распределение каналов в последнем случае оптимизировано хорошей схемой DCA. Особенно OFDM - модуляция является интересной альтернативой расширенного спектра из - за его способность к распространению боевых многолучевого для широкополосных каналов без сложного выравнивания. OFDM может быть расширен с помощью OFDMA для множественного доступа по восходящей линии связи между пользователями в одной и той же соте. Во избежание межсотовых помех снова представляет интерес FDMA с DCA или DFS. Одним из примеров этой концепции является вышеупомянутый стандарт IEEE 802.11h . OFDM и OFDMAс DCA часто изучается как альтернатива беспроводным системам 4G .

DCA для каждого пакета [ править ]

В службах пакетной передачи данных обмен данными является прерывистым, а нагрузка трафика быстро меняется. Для обеспечения высокой спектральной эффективности системы DCA следует выполнять для каждого пакета. Примерами алгоритмов для DCA «пакет за пакетом» являются динамическое назначение пакетов (DPA), динамические одночастотные сети (DSFN) и планирование пакетов и ресурсов (PARPS).

См. Также [ править ]

  • Сотовый трафик
  • Познавательное радио
  • Динамическое распределение полосы пропускания (DBA)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гуованг Мяо , Йенс Зандер, Ки Вон Сон и Бен Слиман, Основы мобильных сетей передачи данных, Cambridge University Press, ISBN  1107143217 , 2016.
  2. ^ Touw, Рон (16 ноября 2016). «Обнаружение радаров и DFS на MikroTik» (PDF) . Radar Detect и DFS на MikroTik . MikroTik . Проверено 4 декабря 2019 года - через YouTube. Решение ERC / DEC / (99) 23 добавляет 5250–5350 МГц и 5470–5725 МГц с большей мощностью передачи, но с дополнительным предупреждением о том, что DFS требуется для защиты устаревших пользователей (военный радар и спутниковые восходящие каналы)
  3. ↑ Испания, Крис (10 июля 2014 г.). «Отказ от погодных радиоканалов увеличивает пропускную способность для спектра Wi-Fi 5 ГГц - блоги Cisco» . Блоги Cisco . Cisco . Проверено 4 декабря 2019 . Постановление FCC вновь открывает полосу частот оконечных доплеровских метеорологических радаров (TDWR) (каналы 120, 124, 128) с новыми требованиями к испытаниям для защиты DFS.
  4. ^ a b Салтикофф, Елена (2016). «Угроза метеорологическим радарам со стороны беспроводной технологии» . Бюллетень Американского метеорологического общества . 97 (7): 1159–1167. DOI : 10.1175 / BAMS-D-15-00048.1 . ISSN 0003-0007 . С 2006 года большинство членов OPERA все чаще сталкиваются с помехами от RLAN для радаров C-диапазона. ... Южноафриканские метеорологические службы сначала пытались внедрить специальную программную фильтрацию для улучшения ситуации, но затем в 2011 году решили перевести свою сеть метеорологических радаров на S-диапазон. 
  5. ^ Tristant, Филипп (16-18 сентября 2009). «Помехи RLAN 5 ГГц для метеорологических радаров в Европе» (PDF) . Международный союз электросвязи . Проверено 4 декабря 2019 . Более чем в 12 европейских странах наблюдались такие случаи помех (в настоящее время зарегистрированы другие случаи в ряде стран мира). Определенно вредные помехи (в Венгрии радар был объявлен неработающим более 1 месяца)
  6. ^ "Соглашение о 5 ГГц" . Ntia.doc.gov. 2003-01-31 . Проверено 29 августа 2012 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Схемы назначения каналов, Справочный веб-сайт по беспроводной связи JPL