بررسی اثر توزیع بار و ارائه یک روش نوین کنترل توان در شبکه های سلولی cdma
چکیده
نیاز روز افزون به سرویس های مخابراتی، توسعه شتابان این سیستم ها را باعث شده است . در این میان سیستم های بی سیم سلولی جایگاه ویژه ای دارند. سیستم های سلولی بر اساس تقسیم کد (cdma)، از جمله این سیستم ها می باشند. در این سیستم ها همه کاربران فعال به طور همزمان از یک باند فرکانسی مشترک استفاده می کنند و جداسازی سیگنالها از طریق کدهای خاصی انجام می گیرد. از مسائل مهم در مورد سیستم های بی سیم سلولی مبتنی بر cdma، ظرفیت و کنترل توان آن می باشد. عملا به دلیل غیرایده آل بودن کدهای بکار رفته، سیگنالها مربوط به کاربران مختلف با یکدیگر تداخل خواهند داشت و ظرفیت این سیستم ها به میزان تداخل سیگنالهاکاربران فعال بر روی یکدیگر وابسته است . از طرف دیگر کنترل توان در این سیستم ها می تواند تداخل بین سیگنالها را به طور قابل توجهی کاهش دهد. از این رو در مسئله کنترل توان و ظرفیت دراین سیستم ها به هم وابستگی اساسی دارند. ظرفیت این سیستم ها از جوانب مختلف مورد توجه قرار گرفته است . اما نکته ای که کمتر به آن توجه شده است ، وابستگی ظرفیت به محل کاربران است . در این رساله موضوع تاثیر توزیع کاربران در سطح سلولها مورد بررسی قرار گرفته است . شبیه سازی نتایج نهایی برای محیطهای معمول مخابره بی سیم، نشان می دهند که تجمع کاربران در مکانهای خاصی می تواند ظرفیت این سیستم ها را از یک سوم تا سه برابر ظرفیت سیستم تحت بار یکنواخت ، تغییر دهد. همچنین در این رساله، اثر همپوشانی سلولها روی ظرفیت مورد بررسی قرار گرفته است . نتایج شبیه سازی نشان می دهند که علی رغم وابستگی شدید ظرفیت به میزان همپوشانی سلولها برای همپوشانی های شدید، برای همپوشانی های معمول (کمتر از 20 درصد ناحیه تحت پوشش ) کاهش ظرفیت ناچیز است . ظرفیت سیستم های سیار سلولی مبتنی بر cdma، به شدت به نحوه انجام تنظیم توانها وابسته است . این رساله یک الگوریتم کنترل توان برای ارتباط معکوس مطرح گردیده است که علاوه بر سادگی نسبی در پیاده سازی، می تواند به طور موثری باعث افزایش ظرفیت سیستم گردد. در این روش کنترل توان، هر ایستگاه مرکزی در ارتباط مستقیم پیلونی متنسب با معکوس کل توان دریافتی ارسال می کند. هر کار بر سیار، پیلوت مراکز مختلف را اندازه گیری نموده و قوی ترین آن را جهت انجام ارتباط و تنظیم توان انتخاب می کند. در این حالت کاربر توان خود را متناسب با معکوس توان پیلوت مرکز انتخاب شده، تنظیم می نماید. الگوریتم کنترل توان حاصل به طور برگشتی به حل بهینه نزدیک می شود و در طی اجرای مراحل الگوریتم، توانها همیشه محدود و غیر صفر می باشند. چنانچه بهره های توان در مسیر مستقیم و معکوس یکسان باشند، الگوریتم ارائه شده سیگنال به تداخل را بین کاربران فعال یکسان می کند. علاوه بر این، در روند اجرای الگوریتم، تشخیص مرکز برای کاربران به شکل موثری انجام می گیرد. این روش تخصیص مرکز، علاوه بر افزایش ظرفیت سیستم، باعث کاهش توان مصرفی فرستنده می شود و تخصیص مرکز، علاوه بر افزایش ظرفیت سیستم، باعث کاهش توان مصرفرستنده می شود و تخصیص کاربران بین سلولهای مختلف نیز، یکنواخت تر می گردد. این مسئله با توجه به بررسی های انجام شده، از این جهت که وابستگی ظرفیت سیستم را به محل بار کاهش می دهد، حائز اهمیت است . در این روش ، ناحیه تحت پوشش سلولها، با توجه به توزیع بار، متغیر خواهد بود. لذا ظرفیت کلی سیستم بالا رفته و دسترسی کاربران به شبکه، در حالتی که توزیع آنها در عمل تغییر نماید، افزایش می یابد.