Узгоджена робота макро і мікро базових станцій при створенні гетерогенних мереж як ключ розвитку мобільного ШСД

Розвиток мобільного широкосмугового доступу висуває нові вимоги до бездротових мереж. По-перше, потрібно забезпечити стабільне покриття мереж 3G/4G, особливо в густонаселених містах з великим трафіком даних, потім – задовольнити стрімко зростаючий попит на інтернет-трафік. Однак на шляху вирішення вищевказаних завдань ми стикаємося з проблемами, пов'язаними з роботою макро базових станцій.

З точки зору покриття мережі, основна проблема полягає в наступному: ресурси для розміщення макро базових станцій вичерпуються, заплановане та фактичне місця розташування станцій часто не збігаються, у покритті мережі з'являються «білі плями». Активне міське будівництво також призводить до додаткових перешкод, що впливає на якість сигналу мережі і призводить до появи місць з дуже низьким сигналом або з відсутністю сигналу. У відсутність розподілених мережевих систем в приміщеннях неможливо забезпечити стійкий прийом сигналу всередині будівель. Ці реальні проблеми говорять про те, що макро базові станції можуть служити лише основою для забезпечення нормального покриття мережі і операторам дуже складно побудувати безшовні мережі зв'язку, якість яких могло б повністю задовольнити потреби користувачів. Якщо розглядати ситуацію з точки зору ємності мережі та задоволеності користувачів, в умовах розвитку мобільного широкосмугового доступу будівництво мереж зв'язку з застосуванням моделі використання виключно макро базових станцій стає все більшою проблемою. Широке поширення розумних терміналів (наприклад, смартфонів) для доступу в інтернет привело до стрімкого розвитку послуг мобільного широкосмугового доступу і зростання мережного трафіку. Особливо швидке зростання мережного трафіку спостерігається в так званих Hot Spots – місцях концентрації трафіку, до яких можна віднести офіси, стадіони, вокзали, аеропорти, торгові центри. В той же час разом з розвитком послуг мобільного широкосмугового доступу зростає потреба у високошвидкісній обробці даних. Тому ключовою проблемою подальшого розвитку послуг мобільного ШСД стає задоволення потреб в ємності мережі та швидкості обробки даних у місцях концентрації трафіку. Але обмежена ємність мереж в Hot Spots і неможливість нескінченного розширення макро базових станцій впливають на якість обслуговування абонентів та наданих їм послуг.

В епоху мобільного широкосмугового доступу якість мереж стає для операторів «головною рушійною силою». Тільки той, хто надасть користувачам найкраща якість обслуговування, зможе в умовах жорстокої конкуренції завоювати велику частку ринку. Таким чином, оператори не можуть тільки будувати базові станції мереж зв'язку, вони повинні створювати мережі, якість яких задовольнить запити самих вимогливих користувачів, повинні подолати всі перешкоди, які заважають їм надавати послуги найвищої якості.

Для подолання проблем обмеженою ємності і покриття мереж потрібно прийняти екстрені заходи. Найкраще рішення – використовувати мікро базові станції і, забезпечивши їх взаємодію з базовими мережами макрорівня, побудувати високошвидкісні високоємні гетерогенні мережі.

Мікро базові станції мають маленьким розміром і вагою, прості в монтажі і не вимагають спеціального місця установки. Вони володіють перевагою в плані розгортання і призначені для усунення «білих плям» у покритті мережі, здатні забезпечити стійкий прийом сигналу в приміщенні. Таким чином, вони допомагають вирішити проблему точок великої концентрації трафіку. По-перше, мікро базові станції можна використовувати для забезпечення стабільного покриття мережі макро базових станцій в місцях «білих плям» і для підвищення рівня сигналу всередині будівель. По-друге, їх можна використовувати для зниження навантажень у місцях концентрації трафіку і збільшення ємності мережі, задовольняючи попит абонентів на послуги ШСД. Мікро базові станції також застосовуються для поступового підвищення ємності мережі. Якщо місця концентрації трафіку з'являються тільки в деяких зонах, можна додати невелику кількість мікро базових станцій. У цьому випадку мікро базові станції і макро базові станції можуть бути розгорнуті на одній частоті, і для усунення перешкод між ними застосовується алгоритм узгодження. У ситуаціях, коли місць концентрації трафіку передачі голосу дуже багато, кількість мікро базових станцій збільшується і на них може виконуватися динамічний розподіл несучих частот, що дозволяє досягти ще більшої ємності мережі.
Створення гібридних макро-микросетей не тільки підвищує ємність мереж і задоволеність абонентів, але і повинно максимально знизити вплив сторонніх факторів на ключові показники ефективності існуючої мережі. Для вирішення цієї проблеми застосовуються такі технології, як: взаємодія та інтеграція макро — і мікроелементів та реалізація специфікації SON.

Узгодження макро і мікро базових станцій має неоціненне значення при побудові гібридної макро-мікромережі, воно дозволяє усунути перешкоди між ними, збільшити швидкість доступу користувачів в інтернет і ефективність використання частотного спектру мережі. Зокрема, узгодження макро — і мікроелементів передбачає узгодження перешкод і багатоточкової взаємодія елементів. Найефективнішим способом коригування перешкод між макро — і мікроелементами, що працюють на одній частоті, є їх узгодження. У разі, коли мікро — і макростанции використовують одну несучу частоту, для запобігання перешкод необхідно реалізовувати часовий інтервал проходження трафіка між ними або спосіб оцінки коефіцієнта корисної дії. Коли використовується мережа, в якій макро — і мікроелементи використовують кілька несучих частот, необхідна координація ресурсів несучої частоти для запобігання інтерференції між частотами. У цьому випадку найпоширеніша технологія усунення перешкод між мікро — і макроелементами – eICIC/FeICIC. Багатоточкове взаємодія мікро — і макроелементів зазвичай характерно для ситуацій, коли мікро базова станція, макро базова станція або кілька мікро базових станцій відправляють дані абоненту або отримують дані від нього, якщо абонент одночасно знаходиться в зоні їх покриття, з метою мінімізувати перешкоди, підвищити швидкість обробки даних, задовольнити потреби абонента. В цьому випадку найбільш ефективний спосіб – технологія об'єднання зон покриття мікро і макро базових станцій і технологія CoMP.

Технологія інтеграції макро — і мікроелементів, застосовуючи агрегацію каналів мікро і макро базових станцій, дозволяє операторам ефективно використовувати ресурси радіочастотного спектра, об'єднувати потоки даних макро базових станцій і мікро базових станцій, підвищувати ємність мережі. Мета агрегації каналів – високошвидкісне міжз'єднання з низькою затримкою між станціями одного або різних рівнів для задоволення попиту користувачів на високошвидкісну передачу даних. Агрегація каналів між мікро і макро базовими станціями зазвичай застосовується в мережах FDD+FDD або FDD+TDD. Агрегація каналів FDD TDD – один з основних способів агрегації каналів, застосування якого дозволяє, використовуючи технології LTE FDD і LTE TDD, максимально ефективно розподіляти радіочастотні ресурси. Агрегація каналів FDD TDD між макро базовими станціями і мікро базовими станціями передбачає гнучку настройку основною несучою залежно від рівня сигналу мережі.

Простота впровадження, експлуатації, обслуговування та ряд характеристик специфікації SON знижують собівартість мікро базових станцій. До специфікацій SON, що характеризує мікро базові станції, також відноситься здатність до самонастроювання у відповідності з мережевим оточенням, автоматична настройка частоти, коду скремблювання, визначення сусідніх станцій, потужності, планування і налаштування інших параметрів бездротового зв'язку. Наприклад, якщо на периферії розгортаються нові базові станції, відбувається автоматична оптимізація мережі; автонастройка коду скремблювання, потужності та інших параметрів дозволяє досягти ключових показників ефективності.

З розвитком мобільного широкосмугового доступу проблеми покриття та пропускної спроможності мереж стають все більш і більш актуальними, на зміну традиційним мереж з макро базовими станціями повинні прийти мережі, побудовані на узгодженні макро і мікро базових станцій, а ключовими завданнями при будівництві будь мережі стане задоволення потреб клієнта і поліпшення користувацького досвіду. Узгодження макро — і мікроелементів мереж може не тільки поліпшити користувальницький досвід, але і допомогти операторам якомога швидше побудувати мережі мобільного широкосмугового доступу найвищої якості.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.