Управление хэндоверами. Мягкий хэндовер в UTRAN

В UTRAN в организации хэндоверов участвуют UE, RNC и в качестве подчиненного элемента Node B. Как и в других стандартах сотовой связи, в UMTS осуществляют как хэндоверы, целью которых является сохранения требуемого качества связи (спасающие хэндоверы), так и хэндоверы, оптимизирующие нагрузку в отдельных сотах сети. Хэндоверы в UTRAN разделяют на жесткие и мягкие.

При жестких хэндоверах происходит перерыв в передаче трафика. Возможны следующие варианты жестких хэндоверов:

- жесткий хэндовер с сохранением частоты (intra-frequency), например, при перемещении UE в соту, управляемую другим контроллером, когда между SRNC и новым контроллером отсутствует Iur интерфейс;

- межчастотный жесткий хэндовер, связанный с переключением на другую частоту,;

- межсистемный жесткий хэндовер, между UTRAN и GSM.

Наиболее характерным для UTRAN является мягкий хэндовер, когда в процессе перемещения из соты в соту UE одновременно связана на одной частоте с двумя или тремя BS (рис. 5.5). Активная UE имеет список скремблирующих кодов соседних BS и измеряет мощности их сигналов в каналах CPICH и SCH. Если эти мощности становятся соизмеримыми с мощностью соответствующих каналов, получаемых от обслуживающей BS, то возможен мягкий хэндовер. Существуют 3 варианта мягких хэндоверов:

- мягкий (soft) хэндовер, когда занятыми в нем BS управляет один SRNC,

- мягчайший (softer) хэндовер, когда в нем участвуют 2 BS одного Node B (BS соседних секторов). При этом каждая BS своим передатчиком закрывает один сектор, но принимает сигналы как со своего, так и из соседних секторов;

- мягкий хэндовер, в осуществлении которого участвуют 2 контроллера, один обслуживающий SRNC и один пассивный DRNC.

В основе всех хэндоверов лежат измерения, которые выполняют UE и активные BS. На основе анализа этих измерений решение о запуске хэндовера может принять сеть (SRNC – Network Evaluated Handover, NEHO) или мобильная станция. Такой хэндовер относят к классу MEHO – Mobile Evaluated Handover, MEHO, однако и в этом случае окончательное решение о запуске хэндовера остается за SRNC, поскольку только он распоряжается управлением канальным ресурсом.

Алгоритм мягкого хэндовера приведен на рис. 5.6. В основе хэндовера лежит процесс анализа измеренной на UE мощности пилотного канала CPICH Pilot-Ec по отношению к суммарному сигналу Iо на входе приемника. Предположим, что обслуживать одного абонента одновременно могут только 2 BS. Введем следующие параметры хэндовера:

Reporting_range – порог для перевода соседней BS в активное состояние,

Hysteresis_event 1A – гистерезис для подключения BS,

Hysteresis_event 1B – гистерезис для отключения BS,

Hysteresis_event 1С - гистерезис для отключения BS,

Window_add = Reporting_range - Hysteresis_event 1A – окно подключения,

Window_drop = Reporting_range + Hysteresis_event 1B – окно отключения,

DT – время запуска,

Best_Pilot_Ec/Io – самый сильный из сигналов активных BS на входе приемника UE.

Рис. 5.5. Варианты мягкого хэндовера.

На рис. 5.6 показаны 3 перехода.

- Переход 1А (Event 1A – подключение соседней BS) происходит при выполнении следующего условия в течение времени DT:

Pilot_Ec/Io > Best_Pilot_Ec/Io - Reporting_range + Hysteresis_event 1A.

- Переход 1B (Event 1B – отключение одной из BS) происходит при выполнении в течение DT следующего неравенства:

Pilot_Ec/Io < Best_Pilot_Ec/Io - Reporting_range - Hysteresis_event 1B.

- Переход 1C (Event 1C) – замещение одной активной BS другой происходит при

выполнении неравенства: Best_Candidate_ Pilot_Ec/Io > Wprst_Old_

Pilot_Ec/Io + Hysteresis_event 1С в течение DT.

Рис. 5.6. Алгоритм мягкого хэндовера.

Для того, чтобы RNC мог принять соответствующее решение, UE обязана посылать телеметрию о всех соседних BS, для которых Pilot_Ec/Io > -20 дБ.

При организации мягких хэндоверов необходима также временная синхронизация сигналов трафика соседних активных BS, иначе UE будет сложно организовать когерентный прием в своем Rake приемнике.

При использовании мягких хэндоверов эквивалентные потери на трассах снижаются на 3 – 4 дБ.