Forward link power allocation in multiservice DS-CDMA wireless systems

摘要

Systemy komórkowe trzeciej generacji (3G), takie jak UMTS czy Cdma2000, wykorzystują metodę wielodostępu ze zwielokrotnieniem kodowy (CDMA). Uzyskuje się dzięki temu większą niż w przypadku zwielokrotnienia TDMA/FDMA pojemność systemu, a także poprzez stosowaniu transmisji szerokopasmowej z bezpośrednim rozpraszaniem widma (DS) lepszą odporność na zaniki selektywne i zakłócenia wąskopasmowe. W przypadku łącza „w dół" o pojemności decyduje w znacznym stopniu optymalny przydział mocy stacji bazowej do poszczególnych kanałów, którymi realizowana jest transmisja do stacji ruchomych. Znaczenie tego zagadnienia jest często niedoceniane, dlatego w niniejszym artykule podjęto próbę opracowania i weryfikacji algorytmów przydziału mocy w stacji bazowej dla transmisji głosu oraz danych, zarówno z komutacją łączy, jak i z komutacją pakietów. Po krótkim wprowadzeniu w Rozdziale 2 przedstawiono model analizowanego systemu komórkowego. Rozdział 3 zawiera matematyczna analizę zagadnienia przydziału mocy w stacji bazowej. W rozdziałach 4 i 5 przedstawiono natomiast opracowane przez autora algorytmy przydziału mocy, odpowiednio dla transmisji danych z komutacją łączy (CSDx) oraz z komutacją pakietów (BDx). Wyniki badań symulacyjnych, które wykorzystano do weryfikacji zaproponowanych algorytmów, zostały przedstawione w rozdziale 6. Pierwszą grupę (CSD1/BD1) stanowią najprostsze algorytmy, w których w przypadku braku zasobów nadchodzące połączenie głosowe lub danych jest odrzucane (blokada). Wskaźnikiem oceny jakości (QoS) jest tu prawdopodobieństwo wystąpienia blokady. W drugiej grupie algorytmów dla usługi transmisji danych wprowadzono możliwość oczekiwania (kolejkowanie) na zasoby stacji bazowej w przypadku ich braku w momencie pojawienia się żądania połączenia. Jeżeli zasoby nie zostaną przydzielone połączeniu przez określony czas, zostaje ono odrzucone (blokada). Oprócz prawdopodobieństwa wystąpienia blokady jakość usług jest w tym przypadku oceniana również na podstawie średniego oraz maksymalnego czasu oczekiwania. W trzeciej grupie uzupełniono powyższe algorytmy o możliwość zmniejszenia szybkości transmisji danych (w stosunku do żądanej) po przekroczeniu określonego czasu oczekiwania (CSD3/BD3). Dodatkowym wskaźnikiem jakości jest więc prawdopodobieństwo degradacji połączenia.%A reasonable forward link power allocation in multiservice DS-CDMA wireless systems is an important issue due to wide range of bandwidth required from different users. This paper considers several power allocation algorithms, which take into account various Quality of Service indicators e.g. the maximum probability of blocking and the maximum waiting time. Algorithms for both circuit-switched and packet data transmission mixed with voice traffic are considered. The SIR requirements and base station power constraints are analysed and the results of computer simulation of the proposed algorithms are presented.