Введение к работе
Актуальность работы. Сети сотовой связи WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access, широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов) являются наиболее распространенной платформой для построения сетей третьего поколения (3G, Third Generation). Среди основных причин их масштабного распространения можно выделить эволюционный процесс перехода от сетей GSM (Global System for Mobile Communications, глобальная система цифровой мобильной связи) и перспективность применения технологий высокоскоростной передачи данных HSPA (High Speed Packet Access, высокоскоростной пакетный доступ). В настоящее время более 80% всех сетей WCDMA поддерживают технологию HSDPA (High Speed Downlink Packet Access, высокоскоростной пакетный доступ в прямом канале) с максимальной скоростью передачи данных 3,6 Мбит/с. Операторы сетей WCDMA активно вводят в эксплуатацию технологию HSUPA (High Speed Uplink Packet Access, высокоскоростной пакетный доступ в обратном канале), которая может обеспечить скорость передачи данных до 5,76 Мбит/с. Дополнительные возможности предоставляют новые протоколы высокоскоростной передачи данных HSPA+ (Evolved HSPA, улучшенные протоколы высокоскоростной передачи данных), которые позволяют достигать скоростей 21/28 Мбит/с в прямом канале.
С увеличением скоростей передачи данных и применением новых технологий доступа особенно актуальным становится вопрос управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA с целью обеспечения необходимого качества обслуживания абонентов. Программные комплексы, позволяющие проводить настройку физических параметров радиосети, таких как мощность канала PCPICH (Primary Common Pilot Channel, основной общий пилотный канал), углы наклона антенн базовых станций (БС), азимуты антенн БС, предлагаются большим числом специализированных компаний, например: Schema, Amphora, Optimi. Такие программные инструменты способны автоматически управлять соседскими отношениями между секторами 3G-3G, 3G-2G, параметрами внут-рисетевых и межсетевых эстафетных передач, мощностями отдельных RAB (Radio Access Bearer, радиоканал передачи пользовательской информации с заданными характеристиками).
Программные инструменты, позволяющие в автоматическом режиме управлять ресурсами радиоподсистемы и настраивать их конфигурацию, на сегодняшний день не представлены ни одной специализированной компанией. Однако зачастую при увеличении скоростей передачи данных и объема трафика именно от корректности настроек использования ресурсов радиоподсистемы зависит качество предоставления услуг абонентам. В связи с этим тема работы представляется актуальной.
Объектом исследования является радиоподсистема сети WCDMA с поддержкой технологий высокоскоростной передачи данных HSPA.
Предметом исследования являются вопросы влияния ресурсов радиоподсистемы сети WCDMA на качество обслуживания абонентов.
Цель диссертационной работы заключается в повышении качества обслуживания абонентов в сети WCDMA при использовании протоколов высокоскоростной передачи данных.
Научной задачей является разработка алгоритмов адаптивного управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA с поддержкой технологий высокоскоростной передачи данных.
Методы исследований. При выполнении исследований были использованы методы теории вероятности, математической статистики, теории распространения радиоволн и имитационного моделирования на основе программных продуктов MathCad и PL/SQL Developer.
Достоверность полученных результатов, в том числе основных положений и выводов, подтверждается адекватным применением апробированного математического аппарата, сравнением с экспериментальными данными, обсуждением полученных результатов на научно-технических конференциях, публикациями основных достижений в журналах, проведением тестирований на тестовом стенде и применением полученных рекомендаций для коммерческой сети WCDMA СЗФ ОАО «МегаФон».
Научная новизна работы. Основные результаты диссертации, обладающие научной новизной.
-
Концепция управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA с поддержкой технологий высокоскоростной передачи данных.
-
Математические модели загрузки ресурсов радиоподсистемы сети WCDMA с поддержкой протоколов высокоскоростной передачи данных, учитывающие текущее число активных абонентов и их распределение по предоставляемым услугам.
-
Имитационная модель влияния абонентской нагрузки на качество предоставления услуг в сети WCDMA с поддержкой протоколов высокоскоростной передачи данных.
-
Рекомендации по настройке параметров радиоподсистемы WCDMA, учитывающие коэффициенты блокировок и обрывов для голосовых и пакетных соединений, а так же среднюю скорость передачи данных для технологии HSDPA.
-
Предложение по построению и реализации программного комплекса автоматической адаптивной регулировки параметров радиоподсистемы WCDMA с поддержкой протоколов высокоскоростной передачи данных.
Практическая ценность работы. Полученные результаты и разработанные рекомендации могут использоваться как на этапе планирования радиосети WCDMA для определения конфигурации ресурсов радиоподсистемы, так и на этапе эксплуатации для поиска причин ухудшения качества обслуживания абонентов и устранения несогласованности в конфигурации ресурсов радиоподсистемы.
Реализация результатов исследований. Реализованная с учетом полученных результатов имитационного моделирования на базе языка программирования PL/SQL платформа автоматического управления параметрами радиоподсистемы позволила повысить качество обслуживания абонентов и снизить
трудозатраты по поиску и устранению некорректных настроек параметров радиоподсистемы в коммерческой сети СЗФ ОАО «МегаФон».
Апробация результатов работы и публикации. Материалы диссертации опубликованы в 8 работах. Основные результаты диссертационного исследования были доложены на 59, 61 и 62-й НТК профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГУТ (СПб., 2007, 2009, 2010), на 60-й конференции студентов и (СПб., 2006). Две работы опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 49 наименований, и трех приложений. Работа содержит 235 с. текста, 103 рис. и 41 табл.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
-
Концепция адаптивного управления ресурсами радиоподсистемы сети WCDMA.
-
Математические модели расчета влияния абонентской нагрузки на качество предоставления услуг для декомпозиции ресурсов радиоподсистемы.
-
Результаты имитационного моделирования влияния абонентской нагрузки в обратном канале сектора сети WCDMA на качество предоставляемых услуг, согласование ресурсов.
-
Предложение по реализации программного комплекса по автоматическому управлению параметрами и ресурсами радиоподсистемы.
