9. УПРАВЛЕНИЕ РАДИОРЕСУРСАМИ ПРИ GPRS

Мобильная станция с точки зрения радиоресурса (Radio Resource - RR) может использовать два различных режима работы (Modes). Packet Idle Mode - это свободный, незанятый, холостой режим. Packet Transfer Mode означает режим передачи пакетов. Каждый режим характеризуют определенные функциональные возможности.

MS, находясь в Packet Idle Mode, слушает РВССН и канал пейджинга своей пейджинговой группы. Если каналы РВССН и РСССН отсутствуют в соте, то MS слушает ВССН и РСН.

В Packet Idle Mode невозможно физическое соединение MS и BSS, которое, как уже отмечалось, принято называть временным потоком блоков (Temporary Block Flow - TBF). Если у LLC уровня возникает необходимость передачи пакетов (LLC-фреймов), то это вызывает переход в Packet Transfer Mode, после чего происходит установление TBF.

В Packet Transfer Mode мобильной станции выделен радиоресурс для организации TBF на одном или нескольких физических каналах. Возможна последовательная передача одного или нескольких LLC-фреймов. Передача может быть установлена в противоположных направлениях. Трансфер LLC-фреймов может происходить как с подтверждением на уровне RLC, так и без подтверждений. Нахождение MS в Packet Transfer Mode контролируют таймеры RLC протокола.

MS класса А, находясь в Packet Idle Mode или Packet Transfer Mode, может одновременно осуществить соединение для услуг с коммутацией каналов. MS класса В должна покинуть Packet Idle Mode или Packet Transfer Mode перед переходом в такой режим.

Работа MS в Packet Transfer Mode возможна только, когда MS находится в состоянии ММ-контекста READY. Режим Packet Idle Mode возможен при нахождении MS как в состоянии READY, так и в состоянии STANDBY. В состоянии IDLE мобильная станция с точки зрения радиоресурса является недоступной и не поддерживает ни Packet Idle Mode, ни Packet Transfer Mode.

Управление радиоресурсами при GPRS использует достаточно сложные процедуры и алгоритмы с большим числом параметров. Список параметров, используемых при управлении радиоресурсами в GSM/GPRS сетях, приведен в прил. 3.

9.1. Селекция и реселекция соты

MS может быть обслужена лишь в одной соте, поэтому необходимы процедуры, посредством которых MS могла бы выбрать наилучшую соту при включении (процедура селекции соты) и сменить соту в дальнейшем (процедура реселекции соты).

Селекцию соты при GPRS проводят аналогично тому, как выполняют эту процедуру в классической GSM: выбирают соту с наибольшим уровнем ВССН несущей при условии, что сота принадлежит к выбранной PLMN, не является "запрещенной", уровень ее сигнала превышает порог и т. д. Селекцию соты MS выполняет в состоянии ММ-контекста IDLE. О выбранной соте MS сеть не информирует.

Выполнив селекцию соты, MS периодически проверяет, нет ли соты с лучшими условиями работы, используя соответствующие критерии реселекции. Если MS находит такую соту, то она производит процедуру реселекции соты. Процедура реселекции соты может быть выполнена мобильной станцией при нахождении в состояниях ММ-контекста STANDBY и READY.

Если в режиме Packet Transfer Mode (состояние ММ-контекста READY) MS принимает решение о переходе в другую соту, то MS оставляет режим Packet Transfer Mode, переходит в Packet Idle Mode, переключается на новую соту, принимает системную информацию этой соты, и после этого может возвратиться в Packet Transfer Mode в новой соте. Хэндовер при GPRS не выполняют.

Здесь рассмотрим процедуру реселекции соты в случае, когда в обслуживающей соте имеется канал РВССН. В противной случае реселекцию соты проводят как в классической GSM.

MS проводит измерение уровня радиосигнала на ВССН несущих обслуживающей соты и окружающих сот, указанных в передаваемом на РВССН списке BССН несущих окружающих сот. Этот список обозначают BA(GPRS). Он может отличаться от списка ВА (ВССН Allocation), используемого классической сетью. По результатам измерений MS вычисляет усредненный уровень этих сигналов (Received Level Average - RLA). Дополнительно MS проверяет BSIC этих ВССН несущих. MS принимает во внимание только те соты, принятый BSIC которых соответствует приведенному в BA(GPRS).

В режиме Packet Idle ModeMS может работать в режиме прерывистого приема (DRX) и поэтому имеет достаточно времени для контроля уровней ВССН несущих в течение периода, отведенного ее пейджинговой группе. Во время каждого такого интервала MS должна производить хотя бы один отсчет на каждой из ВССН несущих. Реально MS может выполнять на каждой несущей от 1 отсчета за 4 с до 20 отсчетов за 1 с.

Усреднение результатов измерений и вычисление RLA проводят для каждой ВССН несущей с использованием не менее 5 отсчетов на интервале равном max (5 с, 5 последовательных пейджинговых блоков). В результате информацию о 6 самых сильных несущих соседних сот обновляют по крайней мере 1 раз за период усреднения.

По крайней мере 1 раз каждые 30 с MS делает попытку декодировать полные системные данные, передаваемые на РВССН обслуживающей соты, а каждые 14 последовательных пейджинговых блоков или 10 с - проверить BSIC 6 самых сильных ВССН несущих. Если изменение BSIC обнаружено, MS трактует эту несущую как новую.

Если MS не поддерживает DRX или период DRX короткий, то допустимы перерывы в приеме канала пейджинга для контроля уровня сигналов соседних сот.

В режиме Packet Transfer Mode задача MS усложняется, так как свободных временных интервалов для проведения измерений гораздо меньше, чем в Packet Idle Mode, особенно при мультислотовой работе.

Нормально в каждом TDMA кадре MS должна проводить оценку уровня по крайне мере одной из ВССН несущих. И так кадр за кадром. Опционально во время двух кадров из 52-кадрового мультикадра можно не проводить оценку уровней несущих, используя их в целях декодирования BSIC. Вычисление RLA проводят путем усреднения сделанных отсчетов для каждой ВССН несущей за 5 с. В усреднении участвуют не менее 5 отсчетов.

Если MS, выполняющая прием нисходящих пакетов в мультислотовой конфигурации с динамическим распределением, не может выполнить измерения уровня сигнала во время TDMA кадра (в течение всех 8 временных слотов кадра MS занята приемом пакетов), то MS проводит измерения уровня во время блоков, используемых для передачи подтверждений на линии вверх. Во время этих блоков MS использует для измерений временные слоты после PDCH, переносящего РАССН. В случае фиксированного распределения MS проводит измерения во время пассивного периода, определенного командой на выделение ресурса.

MS проверяет BSIC каждой из 6 самых сильных ВССН несущих не реже одного раза за 10 с. Для этой цели MS использует 2 свободных кадра 52-кадрового мультикадра. Значения BSIC этих несущих и синхронизирующая информация, включая параметры Т1, T2, ТЗ, сохраняется MS и используется при реселекции новой соты для сокращения времени переключения.

В процессе реселекции соты при GPRS используют 3 критерия: критерий потерь распространения (С1), пороговый уровень сигнала (С31) для иерархических сотовых структур и ранжирующий С32. Критерий С2 не используют.

C1 вычисляют следующим образом:

С1 = (А-mах(B, 0)), (9.1)

где А = RLA - GPRS_RXLEV_ACCESS_MIN,

B = GPRS_MS_TXPWR_MAX_CCH - Р,

GPRS_RXLEV__ACCESS_MIN — минимальный уровень сигнала, необходимый для доступа в систему,

GPRS_MS_TXPWR_MAX_CCH — максимальная мощность передатчика MS, которую можно использовать в соте до получения других команд,

Р — максимальная мощность передатчика MS.

Все величины в (9.1) оценивают в дБ относительно 1 мВт (дБм). Специфические GPRS параметры GPRS_RXLEV_ACCESS.MIN и GPRS_MS_TXPWR_MAX_CCH для обслуживаемой и соседних сот передают на РBССН обслуживающей соты.

Критерий С31 является пороговым критерием, который позволяет определить следует ли проводить реселекцию в соту с наибольшим приоритетом в иерархических сотовых сетях (Hierarchical Cell Structures -HCS). C31 вычисляют следующим образом (в приводимых ниже выражениях: s означает обслуживающую соту (serving ceil), n - соседнюю соту (neighbour ceil)):

C31(s) = RLA(s) – HCS_THR(s), (9.2)

C31(n) = RLA(n) – HCS_THR(n) - TO(n) · L(n).

Критерий С32 используют для выбора соты среди других сот с тем же приоритетом и определяют следующим образом:

C32(s)= C1(s), (9.3)

С32(n) = С1(n)+ GPRS_RESELECT_OFFSET(n) - O(n) · (1- L(n)).

В (9.2) и (9.3):

HCS_THR пороговое значение уровня для выполнения HCS реселекции;

GPRS_RESELECT_OFFSET определяет величину гистерезиса для каждой соты;

TO(n)=GPRS_TEMPORARY_OFFSET(n) · H(GPRS_PENALTY_TIME(n)-(n)),

GPRS_TEMPORARY_OFFSET определяет отрицательное смещение С31/С32 в течении GPRS_PENALTY_TIME после включения таймера T в соте,

L(n) = 0,    если PRIORITY_CLASS(n) = PRIORITY_CLASS(s),

L(n) = 1,    если PRIORITY_CLASS(n) = PRIORlTY_CLASS(s),

Н(х) = 0    для< О,

Н(х) = 1    для х ≥ 0.

Если установлен флаг C32_QUAL, то положительное значение GPRS_RESELECT_OFFSET прикладывают только к соседней соте с наибольшим значением RLA среди всех сот, для которых сравнивают С32.

Значения параметров HCS_THR, GPRS_RESELECT_OFFSET, GPRS_TEMPORARY_OFFSET, GPRS_PENALTY_TIME, PRIORITY_CLASS, C32_QUAL передают на РВССН обслуживающей соты.

Определив новое значение RLA, MS вычисляет значения С1, С31 и С32. Реселекция происходит, если критерий потерь распространения C1 для обслуживающей соты падает ниже нуля и имеется другая сота с лучшей оценкой. Лучшая сота - это сота с наибольшей величиной параметра С32 среди тех сот, которые имеют наивысший PRIQRITY_CLASS и для которых критерий С31 ≥ 0, и всех сот, если ни для одной из сот не выполняется условие С31 ≥ 0.

Для того, чтобы по возможности снизить объем сигнальной информации, стремятся минимизировать число реселекции, особенно если новая сота принадлежит другой RA либо MS находится в состоянии READY. С этой целью при оценке лучшей соты из значения С32 соседних сот вычитают следующие значения гистерезиса:

• в состояниях STANDBY или READY, если новая сота принадлежит другой RA: RA_RESELECT_HYSTERESIS;
• в состоянии READY, если новая сота принадлежит той же RA: GPRS_CELL_RESELECT_HYSTERESIS (если установлен параметр C31_HYST);
• в состоянии STANDBY, если новая сота принадлежит той же RA: 0;
• если с момента предыдущей реселекции не прошло 15 с: 5 дБ.

Параметры GPRS_CELL_RESELECT_HYSTERESIS, C31_HYST и RA_RESELECT_HYSTERESIS передают на РВССН обслуживающей соты.

Если в процессе реселекции MS в течение 10 с не сможет найти ни одну соту, удовлетворяющую предъявляемым условиям, то MS выполняет полную процедуру селекции соты, придав, однако, наибольшей приоритет измерениям на сохраненных в памяти ВССН несущих.

Кроме рассмотренной выше нормальной процедуры реселекции соты, когда MS проводит реселекцию автономно, а сеть влияет на процесс реселекции лишь посредством параметров, передаваемых на РВССН, возможно прямое вмешательство сети в процесс реселекции соты при нахождении MM-контекста в состоянии READY. В этом случае сеть запрашивает у MS отчеты о результатах измерений, на их основании проводит выбор новой соты и посылает MS команду на переход в новую соту. При получении команды на переход в новую соту MS немедленно производит реселекцию соты.

Возможны 4 степени вовлеченности сети в процесс реселекции сот, указываемые параметром NETWORK_CONTRQL_ORDER. Этот параметр, а также периодичность посылки отчетов (NC_REPORTING_PERIOD) передают на РВССН. Параметры могут быть отправлены MS индивидуально на РСССН или РАССН. В этом случае они отменяют те значения, которые передают на РВССН. Указанные индивидуально значения остаются в силе, пока не будет получено значение RESET параметра NETWORK_CQNTROL_ORDER.

На РСССН или РАССН мобильной станции может быть индивидуально отправлен список NC_FREQUENCY_LIST, который содержит те ВССН несущие, которые следует добавить/удалить в отчет о результатах измерений по сравнению с ВССН несущими, указанными в BA(GPRS) и принять во внимание при реселекции сот.

Отчет об измерениях содержит:

• значение уровня сигнала обслуживающей соты;
• в Packet Idle Mode - усредненное значение уровня помех ych на наблюдаемом РСССН (см. ниже);
• уровень сигнала 6 самых сильных соседних сот.