Nghiên ứu và thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin di động 4g của mobifone việt nam

Trang 1 BÙI THỊ THU MINH CHI NGHIÊN CỨU VÀ THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G CỦA MOBIFONE VIỆT NAM Chuyên ngành : Kỹ thuật viễn thông LUẬN VĂN THẠC

BÙI THỊ THU MINH CHI

NGHIÊN CỨU VÀ THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G CỦA MOBIFONE VIỆT

NAM

Chuyên ngành : Kỹ thuật viễn thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

PGS.TS NGUYỄN THÚY ANH

Hà Nội 05 – 2018

L ỜI CÁM ƠN

u và th c hi tài "Nghiên c u và th c hi n t

m ng vô tuy n trong h ạ ế ệthống thông tin di động 4G c a Mobifone Vi t Nam" b n thân ủ ệ ả

em nh n ậ được s ự giúp đỡ nhi t tình t giệ ừ ảng viên hướng d n, các anh ch ng nghiẫ ị đồ ệp trong và ngoài đơn vị, đặc bi t là các anh ch trong Trung tâm mệ ị ạng lưới Mi n Bề ắc đã giúp em hoàn thành được bài luận văn này Em xin được g i l i cử ờ ảm ơn chân thành và sâu sắc nhấ ới cô hướt t ng d n, các anh ch ẫ ị đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này

Do th i gian tìm hi u có h n nên bài luờ ể ạ ận văn khó tránh khỏi nh ng sai sót, em rữ ất mong nhận được ý kiế ừn t quý Thầy Cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

TÓM T T LU Ắ ẬN VĂN THẠC SĨ

Đề tài: Nghiên c u và th c hi n tứ ự ệ ối ưu hóa mạng vô tuy n trong h ế ệ thố ng thông tin

di động 4G c a Mobifone Vi t Nam ủ ệ

Tác giả: Bùi Th Thu Minh Chi CA160387 Khóa: 2016A-ị – KTVT

Người hướng d n: PGS.TS Nguy n Thúy Anh ẫ ễ

T khóa: ừ eNodeB, Cell ID, TA/TAL, CSFB, Thông lượng cell

Nội dung tóm tắt:

a, Lý do chọn đề tài

Trong h ệ thống thông tin di động hi n nay c a Vi t Nam nói chung và c a ệ ủ ệ ủMobifone nói riêng đã và đang triển khai ph sóng m ng 4G - LTE, vi c phát tri n t ủ ạ ệ ể ừcông ngh 2G -3G rệ ồi lên 4G đòi hỏi chất lượng d ch v ị ụ cũng như khối lượng qu n lý ả

d ữ liệu cũng tăng lên Do đó việc nghiên c u và th c hi n tứ ự ệ ối ưu hóa mạng 4G trong quá trình tri n khai là c n thi t, vì vể ầ ế ậy em xin được chọn đề tài c a mình là "Nghiêủ n

c u và th c hi n tứ ự ệ ối ưu hóa mạng vô tuy n trong h ế ệ thống thông tin di động 4G của Mobifone Vi t Nam" ệ

b, Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, ph m vi nghiên c u ạ ứ

Luận văn giới thi u ki n trúc c a m ng 4G, chệ ế ủ ạ ức năng của các thành ph n trong ầ

mạng 4G, qua đó nêu ra được ưu điểm so v i các công ngh mớ ệ ạng đã triển khai trước

đó Trên cơ sở đó đi sâu vào nghiên cứu m ng vô tuy n E-ạ ế UTRAN, định c quy ho ch ỡ ạeNB ID/ Cell ID để tính toán nên dung lượng cell, đảm bảo băng thông trong quá trình truy n d ề ữ liệu Định c và quy hoỡ ạch TA/TAL để đả m b o quá trình tìm g i (paging) ả ọ

không b ị gián đoạn, ch m trậ ễ, tính toán được dung lượng tìm g i D a vào vi c quy ọ ự ệ

ho ch TA/TAL giúp qu n lý các tr m vô tuyạ ả ạ ến cũng như ước lượng truy c p trên mậ ỗi thuê bao Dựa vào cơ sở lý thuyết đề tài th c hi n tự ệ ối ưu hóa mạng vô tuy n c ế ụ thể là tính toán quy ho ch cho các tr m 10MHz, 15MHz, 20MHz, c ạ ạ ụ thể là tính toán các thông lượng cell Ngoài ra còn tính toán băng thông trong quá trình thực hi n CSFB ệ

c, Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả:

 Tóm tắt nội dung: Đề tài g m 3 ồ chương ụ, c thể như sau:

 Chương 1: Tổng quan chung, gi i h n và mớ ạ ục đích của đềtài

Chương 1 đã giới thi u ki n trúc m ng 4G, chệ ế ạ ức năng các thành phần trong mạng 4G như mạng truy nh p E-UTRAN, m ng lõi EPC bao g m chậ ạ ồ ức năng của MME, SGW, PGW, HSS, PCRF, qua đó nêu ra được ưu điểm so v i ớcác công ngh mệ ạng đã triển khai trước đó Ngoài ra chương còn nêu ra các kỹthuật m i s d ng trong công ngh mớ ử ụ ệ ạng LTE như OFDMA , MIMO cho đường xu ng, SC-ố FDMA cho đường lên Dựa vào đó nêu nên giới hạn cũng như mục đích của đề tài là đi sâu và phần nghiên c u m ng truy nh p vô tuy n ứ ạ ậ ếE-UTRAN, c ụ thể là dựa vào tính năng của eNB để đưa ra giải pháp quy hoạch cũng như định cơ eNB/cell ID, tính toán lên dung lượng cell Để giúp cho vi c ệ

qu n lý các trả ạm cũng như tính toán thông lượng các tr m thì viạ ệc định c ỡTA/TAL là cần thi t ế

 Chương 2: Nghiên cứu lý thuy t đ th c hi n tế ể ự ệ ối ưu hóa mạng vô tuy n ế

V i viớ ệc đưa ra lý thuyết triển khai định c ỡ eNB ID/ Cell ID, định c ỡ và quy hoạc TA/TAL, chương 2 đã đưa ra được cơ sở lý thuyết đểthực hi n tệ ối ưu hóa m ng vô tuy n E-ạ ế UTRAN ớV i việc định c eNB/Cell ID s ỡ ẽ đảm ảb o thông

lượng cell s ẽ được nêu ra ở chương 3, và việc thi t k cell ID s giúp cho vi c ế ế ẽ ệ

qu n lý các tr m vô tuyả ạ ến được d ễ dàng hơn Việc định c và quy ho ch TA/ ỡ ạTAL s giúp cho nhà m ng d dàng qu n lý các tr m cẽ ạ ễ ả ạ ủa mình cũng như giảm thiểu th i gian paging tìm UE khi UE ạờ ở tr ng thái Idle, giúp cho quá trình truy n ề

d u không b ữ liệ ị gián đoạ Ở chương 2 nêu nên địn nh c tài nguyên eNB/Cell, ỡđưa ra mộ ốt s nguyên t c thi t k eNB/Cell ID Gi i thi u v TA/TAL và thi t ắ ế ế ớ ệ ề ếthế vùng theo dõi (paging) Ngoài ra còn đưa ra những cân nh c trong vi c thi t ắ ệ ế

k ếTA với RBs, và ảnh hưởng c a CSFB tủ ới việc thiết kế TA

 Chương 3: Thực hi n tệ ối ưu hóa mạng vô tuy n 4G ế

Chương 3 đã nêu lên giải pháp tối ưu hóa trong mạng vô tuy n c th là ế ụ ểtính toán thông lượng cell, t ng thôổ ng lượng cell, quá tình ước lượng dung lượng cell và định c ỡ băng gốc cho các tr m 10MHz/ 15MHz/20MHz trong ạtrung tâm mạng lưới mi n Bề ắc, định c ỡ băng thông truyền d n ph c v eNB ẫ ụ ụBên cạnh đó còn nêu ra lựa ch n chi n thu t CSFB d a vào các khuy n ngh ọ ế ậ ự ế ịcủa Huawei đưa ra tính toán băng thông trên các giao diện S1, X2 và kích thước MTU

 Đóng góp của tác gi ả

Em đã nêu ra được nh ng vữ ấn đề ầ c n tối ưu trong mạng vô tuy n khi ếtriển khai m ng 4G và khi tạ ối ưu mạng 4G vào hoạt động cùng các công ngh ệ

m ng khác ạ Em đã tập trung trình bày vào phần định c và tính toán vô tuyỡ ến để

đảm b o chả ất lượng d ch v ị ụ khi người dùng truy c p vào m ng 4G Bên cậ ạ ạnh đó tìm hi u thêm nh ng khuy n ngh c a nhà mể ữ ế ị ủ ạng để có nh ng gi i pháp chuyữ ả ển giao giữa các công nghệ ạ m ng khác nhau

d, Phương pháp nghiên cứu

 Định c tài nguyên eNB/Cell ID ỡ

 Định c và quy ho ch TA/TAL ỡ ạ

 Tính toán thông lượng cell, định c ỡ băng thông truyền d n eNB ẫ

 Lựa chọn chi n thu t CSFB ế ậ

e, Kết luận

V i vi c nghiên c u và tri n khai ph n vô tuy n v ớ ệ ứ ể ầ ế ề cơ bản đề tài đã nhìn

nhận được nh ng giữ ải pháp để thực hi n tệ ối ưu hóa phần vô tuy n E-UTRAN ếĐưa ra được quy trình thi t th các eNB, các Cell ID, các tham s trong m ng ế ế ố ạ

Dựa vào cơ sở lý thuyết để phân tích quy ho ch tr m 10MHz/ 15MHz/20MHz ạ ạcũng như tính toán dung lượng cho các trạm Ngoài ra còn đưa ra được chi n ếthuật CSFB và các gi i pháp nâng cao ả

V i th i gian có hớ ờ ạn đề tài chưa mở ộ r ng triển khai thêm như việc quy hoạch PCI cho t ng tr m, ho c nghiên c u và th c hi n chuy n giao gi a các eNB, ừ ạ ặ ứ ự ệ ể ữ

gi a các cell Có r t nhi u giữ ấ ề ải pháp để nghiên c u và th c hi n tứ ự ệ ối ưu hóa trong

m ng vô tuyạ ến, do đó cần thêm th i gian tìm hiờ ểu và đo đạc trong th c tự ế, như

vậy đềtài sẽ đạt được hi u qu tệ ả ốt hơn

Hà Nội ngày 21/05/2018

Học viên Bùi Th Thu Minh Chi ị

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số ệ li u và k t qu nghiên c u trong bài luế ả ứ ận văn này là chung thực, chưa sử ụng để ả d b o v m t h c v nào M i s ệ ộ ọ ị ọ ự giúp đỡ cho vi c th c hi n lu n ệ ự ệ ậvăn tốt nghi p th c s ệ ạ ỹ đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn bảo v ệđược ghi rõ ngu n gồ ốc và được phép công b ố

Hà Nội, ngày 21/5/2018

Học viên

Bùi Thị Thu Minh Chi

MỤ C LỤC

L I CÁM Ờ ƠN 1

TÓM TẮ T LUẬN VĂN THẠC SĨ 2

LỜI CAM ĐOAN 6

MỤ C LỤC 7

DANH MỤ C CÁC THU T NG , CH VI T TẮT 9 Ậ Ữ Ữ Ế DANH MỤC CÁC HÌNH V 11 Ẽ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 12

LỜ I MỞ ĐẦU 13

CHƯƠNG 1: T NG QUAN CHUNG, GI I H N VÀ MỔ Ớ Ạ ỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 14 1.1 Tính năng và thông số ỹ k thu t m ng 4Gậ ạ 14

1.1.1 Tính năng mạng 4G 14

1.1.2 Kiến trúc m ng 4Gạ 15

1.1.3 Mộ t số công ngh quan trệ ọ ng của 4G 19

1.2 Giới hạn và mục đích của đềtài 20

1.3 Kế t luận chương 1 20

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ĐỂ TH C HI N TỰ Ệ ỐI ƯU HÓA M NG VÔ TUYẠ ẾN 22

2.1 Quy ho ch e№deB ID/ Cell ID.ạ 22

2.1.1 Định cỡ tài nguyên e№deB ID 22

2.1.2 Định cỡ tài nguyên Cell ID 23

2.1.3 Nguyên t c thi t k tắ ế ế ại MLMB 27

2.2 ĐỊ NH CỠ VÀ QUY HO CH TAC/TAL.Ạ 31

2.2.1 Khu vực theo dõi (Tracking Area: TA) 31

2.2.2 Danh sách các khu vực theo dõi (Tracking Area Lists) 31

2.2.3 Định cỡ ủ c a TA 48

2.3 Kế t luận chương 2 57

CHƯƠNG 3: TH C HI N TỰ Ệ ỐI ƯU HÓA MẠNG 4G 59

3.1 Quy ho ch tr m 10MHz/15MHz/20MHz/ tạ ạ ại MLMB 59

3.1.1 Tính thông lượng cell 59

3.1.2 Đị nh cỡ băng gốc 72

3.2 L a ch n chi n thu t CSFB và các gi i pháp nâng cao.ự ọ ế ậ ả 75

3.2.1 Chiến thuậ t thực hi n CSFB trong 3GPPệ 77

3.3 Định cỡ băng thông truyền dẫn phụ ục v e№deB 80

3.3.2 Kích thước MTU 82

3.4 Kế t luận chương 3 82

KẾ T LUẬN 84

TÀI LIỆU THAM KH O 85 Ả

DANH MỤ C CÁC THU T NG , CH VI T TẮT Ậ Ữ Ữ Ế

Ký hiệu Từ viết tắt Ý nghĩa

4G Four Generation Cellular Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ

KPI Key Performance Indicators Chìa khóa điều chỉnh hiệu năng

PAPR Peak To Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên trung bình

UTRAN U™S Terrestrial Radio Access

WCDMA Wideband Code Division Multiple

Access

Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng

FDMA Frequency division multiple access Đa truy cập phân chia theo tần số TDMA Time division multiple access Đa truy cập phân chia theo thời gian CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

System

Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng

RNS Radio Network Subsystems Hệ thống mạng lưới vô tuyến thu nhỏ

DANH M C Ụ CÁC HÌNH V Ẽ

Hình 1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động [1] 14 Hình 1.2 So sánh cấu trúc UMTS và LTE [2] 16 Hình 1.3 Kiến trúc m ng 4G LTE/SAE[3] 17 ạHình 2.1 Cấu trúc khung LTE[4] 24 Hình 2.2 Sử ụ d ng mã xáo tr n thông tin [4] 25 ộHình 2.3 Khái niệm về TAL[5] 32 Hình 2.4 Quá trình tìm gọi.[5] 35 Hình 2.5 Ảnh hưởng c a các thiết lủ ập nB đến s khung tìm g i và Tìm gố ọ ọi

Occasion[5] 37 Hình 2.6 Dung lượng tìm g i cho m i PO so v i xác su t blocking[5] 42 ọ ỗ ớ ấHình 2.7 Dung lượng tìm g i v i t i PDCCH có th chọ ớ ả ể ịu được [5] 46 Hình 2.8 Tổng quan quy trình đinh cỡ TA[5] 49 Hình 2.9 Danh sách các TA được thi t k qua các c a s trư t[5] 53 ế ế ử ổ ợHình 3.1 Hiệu su t quang ph ấ ổ đường xu ng DL 10MHz 1x2SIMO, 40W, l p l ch c m ố ậ ị ả

nh n kênh, BLER 10%, 10 UE trên m i cell, toàn b b m, TU3.[4] 61 ậ ỗ ộ ộ đệHình 3.2 Hi ệu su t quang ph ấ ổ đương lên UL 10MHz 1x2SIMO, công suất tối đa UE 23dBm, l p lậ ịch cảm nh n kênh, BLER 10%, 10 UE trên m i cell, toàn b b ậ ỗ ộ ộ đệm, TU3, suy hao 20dB khi t ngoài vào trong nhà[4] 61 ừHình 3.3 Khái niệm chính v ề phương pháp nhân rộng dung lượng[4] 64 Hình 3.4 Định nghĩa Active User[4] 73 Hình 3.5 Mô hình thiế ật l p cu c gọi[6] 75 ộHình 3.6 Chiến thu t thực hiện CSFB trong 3G và 4G[6] 78 ậHình 3.7 Tiến trình CSFB MO[6] 78 Hình 3.8 Tiến trình CSFB MT[6] 79

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

B ng 2.1 Nguyên tả ắc đặt tên cell[4] 29

B ng 2.2 Nguyên t c thiả ắ ết kế cell ID[4] 29

B ng 2.3 Khuy n ngh ả ế ị cài đặt giá trị cho max№OfTìm g iRecords[5] 36 ọ

B ng 2.4 S ký hi u có s n cho PDCCH[5] 40 ả ố ệ ẵ

B ng 2.5 S ả ố lượng các khối lập bi u th cho mể ị ỗi khung vô tuyến [5] 41

B ng 2.6 S ả ố lượng CCEs trên m i khung vô tuy n[5] 44 ỗ ế

B ng 2.7 ả Quy định khai báo TA 4G theo t nh[4] ỉ Error! Bookmark not defined

B ng 3.1 ả Thông lượng cell ~ kịch bản Telus 5MHz[4] 59

B ng 3.2 Tham chi u hi u suả ế ệ ất phổ DL[4] 64

B ng 3.3 Tham chiả ếu thông lượng cell đường xu ng DL t i 10MHz[4] 65 ố ạ

B ng 3.4 Tham chi u hi u suả ế ệ ất phổ UL[4] 65

B ng 3.5 Tham chiả ếu thông lượng cell đường xu ng UL t i 10MHz[4] 66 ố ạ

B ng 3.13 Tính toán BH volumes, 2 tham s ả ố được sử ụ d ng 72

B ng 3.14 Chi u dài phả ề ần tiêu đề ở các m c khác nhau[6] 81 ứ

Bảng 3.15 Đề xuất băng thông backhaul cho lo i site[6] 82 ạ

L I M Ờ Ở ĐẦ U

Trong h ệ thống thông tin di động hi n nay c a Vi t Nam nói chung và c a ệ ủ ệ ủMobifone nói riêng đã và đang triển khai ph sóng m ng 4G - LTE, vi c phát tri n t ủ ạ ệ ể ừcông ngh 2G -3G rệ ồi lên 4G đòi hỏi chất lượng d ch v ị ụ cũng như khối lượng qu n lý ả

d ữ liệu cũng tăng lên Do đó việc nghiên c u và th c hi n tứ ự ệ ối ưu hóa mạng 4G trong quá trình tri n khai là c n thi t, vì vể ầ ế ậy em xin được chọn đề tài c a mình là "Nghiên ủ

c u và th c hi n tứ ự ệ ối ưu hóa mạng vô tuy n trong h ế ệ thống thông tin di động 4G của Mobifone Vi t Nam" ệ

Đề tài gồm 3 chương cụ ể th là:

Chương 1: ổT ng quan chung, gi i h n và mớ ạ ục đích của đề tài

Chương 2: Nghiên cứu lý thuy t đ th c hi n tế ể ự ệ ối ưu hóa mạng vô tuy n ế

Chương 3: Thực hi n tệ ối ưu hóa mạng vô tuy n 4G ế

Trong quá trình tìm hiểu và hoàn thành đề tài khó tránh kh i nh ng sai sót, em rỏ ữ ất mong nhận được ý ki n góp ý c a quý Thế ủ ầy Cô để em có th hoàn thiể ện hơn bài luận văn của mình Em xin được g i l i cử ờ ảm ơn chân thành đến giảng viên hướng d n ẫPGS.TS Nguy n Thúy Anh, các anh ch trong Trung tâm mễ ị ạng lưới Mi n Bề ắc đã giúp

đỡ em hoàn thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: T NG QUAN CHUNG, GI I H N VÀ M Ổ Ớ Ạ ỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ

TÀI

1.1 Tính năng và thông số ỹ k thu t m ng 4G ậ ạ

Hình 1.1 L ộtrình phát triển thông tin di động [1]

Tăng tốc độ truy n d liề ữ ệu: trong điều kiện lý tưởng h th ng h tr t c ệ ố ỗ ợ ố

độ ữ ệu đườ d li ng xuống đỉnh lên t i 326Mbit/s ớ

D i tả ần co giãn được: có kh ả năng mở ộ r ng t 1.4MHz, 3MHz, 5 MHz, ừ

10 MHz, 15MHz và 20 MHz c ả chiều lên và xuống Điều này dẫn đến s linh ự

hoạt sử ụng được hiệ d u qu ả băng thông Mức công suất cao hơn

Đảm b o hi u su t khi di chuy n: chả ệ ấ ể ức năng hỗ ợ ừ tr t 120 n 350km/h đế

Giảm độ ễ tr trên m t phặ ẳng ngườ ử ụi s d ng: gi m thả ời gian để ộ m t thi t b ế ịchuy n t ng thái ngh sang n i k t v i m ng và bể ừ trạ ỉ ố ế ớ ạ ắt đầu truy n thông tin trên ề

một kênh truyền Th i gian này phờ ải nhỏ hơn 100ms

S không còn chuy n m ch kênh: t t c s d a trên IP Chúng cho phép ẽ ể ạ ấ ả ẽ ựcung cấp các dịch vụ linh hoạt hơn và đơn giản v i các mớ ạng di động

Độ ph sóng t 5-100km: trong vòng bán kính 5-100km LTE cung c p ủ ừ ấ

tối ưu về lưu lượng người dùng

Kiến trúc m ng s ạ ẽ đơn giản hơn so với m ng 3G hi n th i Tuy nhiên ạ ệ ờ

m ng LTE v n có th tích h p m t cách d dàng v i m ng 3G và 2G hi n t i ạ ẫ ể ợ ộ ễ ớ ạ ệ ạĐiều này h t s c quan tr ng cho nhà cung c p m ng tri n khai LTE vì không ế ứ ọ ấ ạ ể

cần thay đổi toàn b ộ cơ sở ạ ầ h t ng mạng đã có

Giả chi phí: là độm ph c t p th p, các thi t b u cu i tiêu th ứ ạ ấ ế ị đầ ố ụ ít năng lượng

Cùng t n t i v i các chu n và h ồ ạ ớ ẩ ệ thống trước: LTE ph i cùng t n t i và ả ồ ạ

có th ph i h p hoể ố ợ ạt động v i các h ớ ệ thống 3GPP khác Ngườ ử ụi s d ng LTE s ẽ

có th ể thực hi n các cu c g i t thi t b u cu i c a mình và th m chí khi h ệ ộ ọ ừ ế ị đầ ố ủ ậ ọkhông nằm trong vùng phủ sóng của LTE

Để đạt được m c tiêu này, s có r t nhi u k ụ ẽ ấ ề ỹ thuật mới được áp d ng, ụtrong đó nổ ậi b t là k thu t vô tuyỹ ậ ến OFDMA (đa truy nhập phân chia theo t n ầ

s ốtrực giao), kỹ thuật anten MIMO

1.1.2 Kiến trúc m ng 4G ạ

Hình 1.2 So sánh c u trúc UMTS và LTE [2] ấLTE được thi t k h tr cho các d ch v chuy n mế ế để ỗ ợ ị ụ ể ạch gói, đố ậi l p

v i chuy n m ch kênh truy n thớ ể ạ ề ống Nó hướng đến cung c p các k t n i IP giấ ế ố ữa các UE và PDN mà không có b t k s ngấ ỳ ự ắt quãng nào đố ới v i nh ng ng d ng ữ ứ ụ

của người dùng trong su t quá trình di chuy n Trong khi thu t ng ố ể ậ ữ LTE đề ập cquanh s n tri n vi c truy c p vô tuy n thông qua E-ự tiế ể ệ ậ ế UTRAN, nó còn được

k t hế ợp cùng các phương tiện phát triển “không vô tuyến” dùng thuật ng ữ SAE bao g m m ng lõi gói phát tri n EPC LTE cùng v i SAE t o thành h ồ ạ ể ớ ạ ệ thống gói phát tri n EPS ể

Hình 1.2 cho th y s khác nhau v c u trúc c a UMTS và LTE Song ấ ự ề ấ ủsong v i truy nh p vô tuy n LTE, mớ ậ ế ạng gói lõi cũng đang phát triển lên c u trúc ấ

t ng SAE C u trúc mầ ấ ới này được thi t k tế ế để ối ưu hiệu su t m ng, c i thiấ ạ ả ện

hi u qu chi phí và thu n ti n thu hút ph n l n dệ ả ậ ệ ầ ớ ịch vụ trên n n IP ề

M ng truy nh p vô tuy n RAN (Radio Access Network): m ng truy nh p ạ ậ ế ạ ậ

vô tuy n cế ủa LTE được g i là E-UTRAN và m t trong nhọ ộ ững đặc điểm chính

c a nó là t t c các d ch v , bao g m d ch v ủ ấ ả ị ụ ồ ị ụ thời gian th c, s ự ẽ được h qua ỗ trợ

những kênh gói được chia sẻ Phương pháp này sẽ tăng hiệu su t ph , làm cho ấ ổdung lượng h th ng tr ệ ố ở lên cao hơn Mộ ết k t qu quan tr ng c a vi c s d ng ả ọ ủ ệ ử ụtruy nh p gói cho t t c d ch v là s tích hậ ấ ả ị ụ ự ợp cao hơn giữa nh ng d ch v ữ ị ụ đa phương tiện và gi a nh ng d ch v c nh và không dây ữ ữ ị ụ ố đị

Có nhi u lo i chề ạ ức năng khác nhau trong mạng t bào D a vào chúng, ế ự

m ng có th ạ ể được chia thành hai ph n: m ng truy nh p vô tuy n và m ng lõi ầ ạ ậ ế ạNhững chức năng như điều ch , nén, chuy n giao thu c v m ng truy nh p Còn ế ể ộ ề ạ ậ

nh ng chữ ức năng khác như tính cước ho c quặ ản lý động là thành phần của m ng ạlõi Với LTE, m ng truy nh p là E-UTRAN và m ng lõi là EPC ạ ậ ạ

 C u ấ trúc cơ bả n của LTE

Hình 1 Ki3 ến trúc m ng 4G LTE/SAE[3] ạ

Hình 1.3 cho th y các thành ph n chính c a m t m ng lõi và m ng truy ấ ầ ủ ộ ạ ạ

nh p vô tuy n LTE So sánh v i UMTS, m ng vô tuy n ít ph c tậ ế ớ ạ ế ứ ạp hơn Mục đích chính của LTE là t i thi u hóa s node Vì v y, nguố ể ố ậ ời ta đã quyết định r ng ằcác RNC nên được g b , và chỡ ỏ ức năng của chúng đã được chuy n m t ph n ể ộ ầsang các trạm cơ sở và m t ph n sang nút Gateway c a m ng lõi Tr m g c mộ ầ ủ ạ ạ ố ới

ph c tứ ạp hơn NodeB trong mạng truy nh p vô tuy n WCDMA/HSPAậ ế , và được

g i là e№deB Các e№deB có t t c nh ng chọ ấ ả ữ ức năng cần thi t cho m ng truy ế ạ

nh p vô tuy n LTE, k c nh ng chậ ế ể ả ữ ức năng liên quan đến qu n lý tài nguyên vô ảtuy n ế

Giao di n vô tuy n s d ng trong E-UTRAN g m giao di n S1 và giao di n X2 ệ ế ử ụ ồ ệ ệTrong đó S1 là giao di n vô tuy n k t n i gi a e№deB và m ng lõi Giao di n ệ ế ế ố ữ ạ ệS1 chia làm hai lo i là S1-U là giao di n gi a e№deB và SAE-GW và S1-MME ạ ệ ữ

là giao di n gi a e№deB và MME Giao di n X2 là giao di n gi a các e№deB ệ ữ ệ ệ ữ

với nhau

 M ng lõi EPC: ạ

Chịu trách nhi m ệ điều khi n t ng th UE và thi t l p các kênh m ng Cùng m t ể ổ ể ế ậ ạ ộ

mục đích như E-UTRAN, s ố node trong EPC đã được gi m EPC chia lu ng d ả ồ ữliệu người dùng thành m t phặ ẳng người dùng và m t phặ ẳng điều khi n M t ể ộnode c ụ thể được định nghĩa cho mỗi m t ph ng, c ng v i Gateway chung kặ ẳ ộ ớ ết

n i m ng LTE v i Internet và nh ng h ố ạ ớ ữ ệthống khác

EPC gồm m t vài th c th ch c năng: ộ ự ể ứ

 MME: ch u trách nhi m x lý nh ng chị ệ ử ữ ức năng mặ ằng điềt b u khi n, liên quan ể

đến qu n lý thuê bao và qu n lý phiên ả ả

 S-GW: là v trí k t n i c a giao p d u gói v i E-UTRAN Nó còn hoị ế ố ủ tiế ữ liệ ớ ạt động như một node định tuyến đến nh ng k thu t 3GPP khác ữ ỹ ậ

 P-GW: là điểm đầu cu i cho nhố ững phiên hướng v m ng d u gói bên ngoài ề ạ ữliệ

Nó cũng là Router đến m ng Internet ạ

 PCRF: điều khi n vi c t o ra b ng giá c u hình h thể ệ ạ ả ấ ệ ống con đa phương tiện IP IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho mỗi người dùng

 HSS: là nơi lưu trữ ữ ệ ủ d li u c a thuê bao cho t t c d liấ ả ữ ệu người dùng Nó là cơ

s d u ch tâm trong trung tâm c a nhà khai thác ở ữliệ ủ ủ

 M ng truy nh p E-UTRAN ạ ậ

M ng truy nh p c a LTE, E-UTRAN, ch có các e№deB Không có b ạ ậ ủ ỉ ộ điều khi n chung trong E-ể UTRAN cho lưu lượng thông thường (không ph i qu ng ả ảbá) của người s d ng, vì th ki n trúc E-ử ụ ế ế UTRAN được coi là “phẳng”

E-UTRAN ch u trách nhi m cho t t c các chị ệ ấ ả ức năng liên quan đến vô tuyến dưới đây:

 Nén tiêu đề: các tiêu đề ủ c a gói IP chiếm băng thông khá lớn nhất là đối v i ớVoIP, vì thế nén tiêu đề cho phép s d ng hi u su t giao di n vô tuy n ử ụ ệ ấ ệ ế

 An ninh: t t c các s ấ ả ốliệu được phát trên giao di n vô tuyệ ến đều phải được mật

mã hóa

 K t nế ối đến EPC: bao g m báo hiồ ệu đến MME và đường truyền kênh mang đến S-GW

1.1.3 Mộ t số công ngh quan trệ ọ ng của 4G

LTE s d ng hai kênh radio khác nhau cho chuy n tín hi u ử ụ ể ệ theo đường

d n lên và xu ng, gi a tháp thu phát sóng v i thi t b ẫ ố ữ ớ ế ị và ngược lại Đối với đường d n xu ng, LTE s d ng k thu t OFDMA (Truy cẫ ố ử ụ ỹ ậ ập đa phân chia theo

t n s c giao ầ ốtrự – Orthogonal Frequency Division Mutiple Access), trong đó đòi

h i công ngh ỏ ệ MIMO MIMO là vi t t t c a Multiple Input, Multiple Output, ế ắ ủ

công ngh truy n thông cho phép các thi t b phát và nh n s d ng hai hay ệ ề ế ị ậ ử ụnhiều ăng ten để ảm đáng kể độ gi trễ và tăng tốc độ trong m t kênh nhộ ất định Chuẩn LTE có th ch a m t t h p 4x4 MIMO (s u tiên là s ể ứ ộ ổ ợ ố đầ ố ăng ten phát tín hiệu, s ứốth hai là s ăng ten nh n tín hi u) ố ậ ệ

Đối với đường d n lên, LTE s d ng tín hi u theo k thu t SC-FDMA ẫ ử ụ ệ ỹ ậ(Truy cập đa phân chia theo tần s mố ạng đơn – Single Carrier Frequency Division Multiple Access) Nguyên nhân SC-FDMA tốt hơn cho đường d n lên ẫ

là do kỹ thu t này có t l ậ ỷ ệcông suấ ỉt đnh trên trung bình tốt hơn OFDMA

1.2 Giới hạn và mục đích của đề tài

V i ki n trúc c a mớ ế ủ ạng 4G đã nêu trên, đề tài s ẽ đi sâu vào phần truy

nh p vô tuy n E UTRAN Dậ ế – ựa vào tính năng của eNB đưa ra lý thuyết quy

hoạch eNB ID/Cell ID, định c và quy hoỡ ạch TAC/TAL đảm b o hi u qu cho ả ệ ảquá trình paging khi UE ng thái Idle sang trở trạ ạng thái active không vượt có 100ms

1.3 K ế t luận chương 1.

Chương 1 đã giới thi u ki n trúc m ng 4G, chệ ế ạ ức năng các thành phần trong mạng 4G như mạng truy nh p E-UTRAN, m ng lõi EPC bao g m chậ ạ ồ ức năng của MME, SGW, PGW, HSS, PCRF, qua đó nêu ra được ưu điểm so v i ớcác công ngh mệ ạng đã triển khai trước đó Ngoài ra chương còn nêu ra các kỹthuật m i s d ng trong công ngh mớ ử ụ ệ ạng LTE như OFDMA , MIMO cho đường xu ng, SC-ố FDMA cho đường lên Dựa vào đó nêu nên giới hạn cũng như mục đích của đề tài là đi sâu và phần nghiên c u m ng truy nh p vô tuy n ứ ạ ậ ếE-UTRAN, c ụ thể là dựa vào tính năng của eNB để đư a ra gi i pháp quy hoả ạch cũng như định cơ eNB/cell ID, tính toán lên dung lượng cell Để giúp cho vi c ệ

qu n lý các trả ạm cũng như tính toán thông lượng các tr m thì viạ ệc định c ỡTA/TAL là cần thi t ế

CHƯƠNG 2: NGHIÊN C U LÝ THUY Ứ ẾT ĐỂ TH C Ự HIỆ N T ỐI ƯU HÓA MẠ NG VÔ TUY N Ế

2.1 Quy ho ch e№deB ID/ Cell ID ạ

Các tham s ố cell cơ bản

ECGI=PLMN + Cell Identity

PLMN=MMC+MNC

Cell Identity = e№deB ID + Cell ID

V i ớ ECGI: định d ng toàn c u cell U-TRAN, MCC: mã qu c gia thuê bao di ạ ầ ố

động g m 3 bít có gia tr t ồ ị ừ 0 đến 999 (Vi t Nam là 452), MNC: mã c a nhà ệ ủ

mạng di động g m 2 hoồ ặc 3 bít, có giá trị ừ 0 đế t n 999 (Mobifone: 01)

Cell Identity: gồm 28 bít, 20 bít đầu cho bi t e№deB ID và 8 bít sau cho biế ết cell ID

E№deB ID: có giá tr trong kho ng t ị ả ừ 0 đến 1048575 e№deB ID là giá tr duy ị

nh t cho m i e№deB trong cùng m t PLMN ấ ỗ ộ

Cell ID: là giá tr duy nh t cho m i cell trong cùng m t e№deB ID Giá tr dao ị ấ ỗ ộ ị

động t ừ 0 đến 255

2.1.1 Đị nh cỡ tài nguyên e№deB ID

 Mạng kích thước chu n ẩ

e№deB ID giống như ABCDEF trong một m ng có kích tạ hước chu n Hai ẩ

s u tiên (AB) cho bi t thành ph t tr m e№deB S ố đầ ế ố đặ ạ ố cuối cùng (F) cho biết

đó là trạm ngoài tr i hay trong nhà N u s cu i có giá tr b ng 0 là tr m trong ờ ế ố ố ị ằ ạnhà, n u không thì là tr m ngoài tr ế ạ ời

 Mạng có kích thướ ớc l n

Trong h u hầ ết các trường h p, e№deB ID giợ ống như ABCDEF Hai số đầu tiên (AB) cho biết thành ph ố nơi đặt trạm e№deB Các giá tr Ab khác nhau cho ị

bi t các thành ph khác nhau S k t h p AB có th ế ố ự ế ợ ể chỉ ra ở 90 thành ph lố ớn

nh t, m i nhóm có th ấ ỗ ể chưa tối đa 9999 eNodeB Đôi khi mạng lưới có th bao ể

gồm hơn 90 thành phố Trong trường h p này, s d ng m i k t hợ ử ụ ọ ế ợp AB để chỉ

ra hai ho c nhiặ ều hơn hai thành phố M i thành ph có th có tỗ ố ể ối đa 5000 e№deB Con s ố cuối cùng (F) cho biết đó là eNodeB trong nhà hay ngoài trời

N u F có giá tr b ng 0 là e№deB trong nhà, n u không là tr m ngoài trế ị ằ ế ạ ời Trong m t s ộ ố trường hợp đặc bi t, n u F có giá tr b ng 9 nó là m t e№deB t ệ ế ị ằ ộ ừ

ra

 M ng chia s ạ ẻ

N u là m t m ng chia s , ví d ế ộ ạ ẻ ụ như TDD-FDD s s d ng e№deB ID có ẽ ử ụ

6 ch s (ABCDEF).Giá tr u tiên (A) cho bi t giữ ố ị đầ ế ản đồ ạ m ng N u A là 1 viế ết

t t cho m ng TDD và A là 5 vi t t t cho m ng FDD Giá tr ắ ạ ế ắ ạ ị thứ 2 (B) cho biết thành ph ố nơi đặt tr m e№deB Giá tr ạ ị thứ 3(C) cho bi t khu v c quế ự ản lý nơi

đặt e№deB Giá tr cu i cùng (F) cho bi t ị ố ế eNodeB đặt trong nhà hay ngoài trời

và nó tương tự ớ v i mạng có kích thước chu n ẩ

2.1.2 Đị nh cỡ tài nguyên Cell ID

Mục đích của vi c thi t k cell là thi t l p m ng vô tuy n phù h p v phệ ế ế ế ậ ạ ế ợ ề ạm

vi ph c v , QoS, chi phí, t n su t s d ng, tri n khai thi t b và hi u ụ ụ ầ ấ ử ụ ể ế ị ệ năng Đểthiế ết k cho m t m ng vô tuyộ ạ ến di động, người thi t k phế ế ải xác định các đặc điểm k thu t, nghiên c u khu vỹ ậ ứ ực đang xem xét và tạo một cơ sở ữ ệ d li u v i ớthông tin địa lý, phân tích s dân trong khu v c d ch v , tố ự ị ụ ạo các mô hình chưa tham s ố (loạ ell, ID, địa điểm, …) và thựi c c hi n mô ph ng và phân tích bệ ỏ ằng cách s d ng k ch b n truy n thông và các công cử ụ ị ả ề ụ Sau đó mô phỏng và kết

qu vùng ph ả ủ được phân tích, theo dõi b ng cách tri n khai và th c hiằ ể ự ện đo đạc

Các k t qu cế ả ủa các phép đo tại hiện trường được so sánh v i k t qu mô ph ng ớ ế ả ỏ

bằng mô hình và được điều chỉnh để ối ưu hóa chất lượ t ng Trong các tham s ốnói trên, ta s ẽ xem xét phân tích và định c tham s Cell ID.ỡ ố

Hình 2.2 S d ng mã xáo tr n thông tin ] ử ụ ộ [4

Đối v i các cell trong LTE, anten c a eNB cao 45m trong vùng nông thôn và ớ ủ30m trong khu vực đô thị Thường eNodeB (ho c tr m) trong tri n khai macro ặ ạ ểcell được đặt trong lưới hexagonal v i m t kho ng cách b ng 3xR v i R=500m ớ ộ ả ằ ớ

là bán kính cell Mỗi eNB có 3 sector vơi một anten được đặt trong m i sector ỗTrong b ố trí cell đa hoạt động, vi c b trí cell cho m t m ng cệ ố ộ ạ ần được áp d ng, ụ

với các trạm trong mạng th ứ hai được đặt trong rìa cell m ng th nh ạ ứ ất

Trong h ệ thống LTE, t n s sóng mang giầ ố ống nhau được s dử ụng và do đó hệthống d a vào mã xáo tr n và mã nhi u gi (PN) phân chia giự ộ ễ ả ữa người dùng và

trạm t t nhố ất để ế ập đồthi t l ng b gi a UE và eNB M t cell ID và mã xóa tr n ộ ữ ộ ộđược dùng cho m i tr m Có 504 cell ID duy nh t có th s d ng trong l p v t ỗ ạ ấ ể ử ụ ớ ậ

lý LTE Các ID này được nhóm thành 3 nhóm 168, m i nhóm bao g m ba nh n ỗ ồ ậ

dạng Cell ID được tìm t : ừ

(2.1)Với ] là ID nhóm cell l p v t lý và ớ ậ là s ố nhận dạng trong nhóm cũng được s dử ụng để ch n m t trong s 64 mã xáo tr n ọ ộ ố ộZandoff-Chu dùng cho kênh đồng b chính và th c p Trình t m t Zandoff-ộ ứ ấ ự ộ

Chu là m t trình t ộ ự trực giao ph c tứ ạp đã sử ụng để d cung c p ch ký cho các ấ ữtín hi u vô tuy n Mã trệ ế ực giao được dùng phân chia gi a tín hi u truy n d n vô ữ ệ ề ẫtuy n và phân chia gi a các eBN xung quế ữ anh Trong UMTS, mã Walsh được dùng cho mục đích này Trong LTE, trình tự Zandoff-Chu được sử ụ d ng Nh ng ữđiều này làm tăng biên độ tín hi u vô tuy n sau quá trình xáo tr n M t trình t ệ ế ộ ộ ựchỉ ố s Zandoff-Chu đư c tính như sau: ợ

(2.2)Với trong LTE, và 0 ≤ n ≤ , ch s nguỉ ố ồn u liên quan đến N_ID Trong UE, trình tự CG v i sự thay đổớ i khác nhau s d ng d a trên xác thực thuê ử ụ ựbao và lo i kênh truy n vạ ề ật lý

V i thi t k cell ID và mã xáo tr n, m t vài chiớ ế ế ộ ộ ến lược d a trên giá tr khoự ị ảng cách s d ng l i t i thi u, các ràng bu c mi n, mử ụ ạ ố ể ộ ề ức Ec/I0 nh nh t, s ỏ ấ ố lượng mã cho m i cluster M t vài thu t toán thi t k mã xáo tr n t ng bên trong gói ỗ ộ ậ ế ế ộ ự độtin thi t k RF có th ế ế ể đượ ử ục s d ng t t Th c t có r t nhi u cell ID có th ố ự ế ấ ề ể được

s d ng cho m t t p h p các chu i lử ụ ộ ậ ợ ỗ ớn và do đó khu vự ộc r ng l n gi a trình t ớ ữ ựtương tự được tái s d ng ử ụ

Phương pháp dựa trên tái s dử ụng cluster: đây là phương pháp gán mã theo một khuôn m u ẫ tái sử ụ d ng b ộ mã được xác định trước (ví d ụ 13 cell cluster) Sau đó

d a trên suy hao lan truy n và mự ề ức độ ử lý đạt đượ x c c a l ch trình vô tuy n, ủ ị ếkho ng cách tái s dung tả ử ối thiể ẽ đượu s c tìm th ấy

K thu t tỹ ậ ối ưu hóa đồthị: trong phương pháp này, thuật toán heuristic đượ ửc s

dụng để gán cell ID và mã xáo tr n gi m thiộ ả ểu số lượng b s ộ ẽ đượ ử ục s d ng dựa trên tiêu chu n tẩ ối ưu hóa Thuật toán đầu tiên s tìm kho ng cách liên cell và ẽ ảsau đó bắt đầu gán mã t ng d a trên tiêu chu n tự độ ự ẩ ối ưu và vùng phủ ủ c a nó

Phân b trên cell/ trên site: Trong chiổ ến lược trên cell, nhóm mã được phân b ổtrong s các cell càng nhi u càng tố ề ốt, do đó tăng khoảng cách s d ng ng n l i ử ụ ắ ạViệc phân b trên site theo nhóm có mã khác nhau ổ ở địa điểm lân c n và t ậ ừnhóm này, m t mã trên mộ ột trạm được gán.

2.1.3 Nguyên t c thi t k tắ ế ế ại MLMB

 Đặt tên e№deB

Tên c a NE không ch a các ký t c bi t (bao g m '<', '>', '!', '?' và '^') ủ ứ ự đặ ệ ồ

Đảm b o r ng m i tên e№deB là duy nh t trên m ng ả ằ ỗ ấ ạ

T™L CTYDVKD PROVINCE E№deB ID

T™L CTYDVKD PROVINCE E№deB ID

 Nguyên t c thi t k tên Cell ắ ế ế

Thông thường, tên cell được khuy n ngh ế ị dùng trong LTE như sau:

B ng 2.1 Nguyên tả ắc đặt tên cell[4]

Cel Carrier 1

S/T/U+’_LTE’Cel Carrier 2

(2600MHz band)

 Thiế ết k cell ID

Việc thi t k cell ID cho bi t ID c a E-UTRAN cell S k t h p c a tham s ế ế ế ủ ự ế ợ ủ ốnày và e№deB ID t o ra s nh n d ng cell E-ạ ự ậ ạ UTRAN Nguyên t c thi t k ắ ế ếđược ch trong bỉ ảng dưới đây

B ng 2.2 Nguyên t c thiả ắ ết kế cell ID[4]

2.2 ĐỊ NH CỠ VÀ QUY HO CH TAC/TAL Ạ

V i s ph bi n cớ ự ổ ế ủa điện tho i thông minh, truyạ ền thông di động đã nhanh chóng phát tri n LTE Trong các h ể ệ thống di động d a trên LTE, hiự ệu suất tìm g i là m t trong nh ng y u t quan tr ng cọ ộ ữ ế ố ọ ần được xem xét Quá trình tìm g i ọ được bắt đầu để đị nh v mị ột người dùng di động trong m ng, khi mạ ột yêu c u cu c gầ ộ ọi được chuyển đến người dùng, vùng tìm g i ọ được xác định bởi

m t mã theo dõi TAC ộ

Trong phần này, ta s xét vi c đ nh c TAC và TAL trong m ng ẽ ệ ị ỡ ạ

2.2.1 Khu vực theo dõi (Tracking Area: TA)

Diện tích giám sát tương ứng v i khu vớ ực định tuyến (RA) đượ ử ục s d ng trong truy nhập đa phân chia mã băng rộng (WCDMA) và m ng truy c p vô ạ ậtuy n GMS/EDGE (GERAN) TA bao g m các c m GBS và các cell có cùng ế ồ ụ

mã vùng theo dõi (NTCA) TA cũng cung cấp m t cácộ h để theo dõi v trí c a ị ủ

UE ở ch nhàn r i Thông tin cế độ ỗ ủa TA được s d ng b i MME khi phân tích ử ụ ở

s nhàn rự ỗi của UE để thông báo cho các kết nối dữ liệu đang đến

2.2.2 Danh sách các khu vực theo dõi (Tracking Area Lists)

Trong LTE, MME cung c p cho UE m t danh sách các khu v c theo dõi ấ ộ ự

để UE có th ể đăng kí hợ ệp l Khi m t b n tin tìm g i c a các MME c a m t UE ộ ả ọ ủ ủ ộđược g i đ n t t c ho c m t t p con c a RBS trong TAL Khái niử ế ấ ả ặ ộ ậ ủ ệm TAL được thể ệ hi n trong hình 2.3

MME gửi TAL đến UE trong kho ng th i gian c a quá trình c p nh p ả ờ ủ ậ ậ

TA Quá trình c p nh p TA diậ ậ ễn ra định k khi có m t UE di chuy n vào mỳ ộ ể ột cell v i m t TAC không có trong TAL hi n tớ ộ ệ ại TAL giúp nó tránh được việc

cập TA thường xuyên do hi u ng ping-pong trong toàn b vùng TA.ệ ứ ộ

Hình 2.3Khái niệm về TAL[5]

Có hai lựa chọn cho việc tạo ra m t TAL trong SGSN-ộ MME của Ericsson TAL d a trên các TA ghé qua, v i l a ch n này SGSN-MME t o ra m t TAL ự ớ ự ọ ạ ộ

d a trên TA hi n t i và m t s ự ệ ạ ộ ố TA đã ghé qua trước đó Chỉ nh ng TA ghé qua ữtrong kho ng th i gian cu i MaxTaiAge s ả ờ ố ẽ được gép vào danh sách và s ố lượng

tối đa của các TA trong danh sách là MaxTaiListLength

TAL bao g m TA hi n tồ ệ ại, TA ghé thăm cuối cùng và m t danh sách qu n lý c ộ ả ụthể lên đ n 14 TA ế

 Định c vùng theo dõi ỡ

Định c TA là quá trình tìm ki m m t s thích h p c a các RBS bao g m ỡ ế ộ ố ợ ủ ồtrong TAL M t s nh c a RBS trong TAL có th ộ ố ỏ ủ ể được yêu c u c p nh t TA ầ ậ ậthường xuyên Vi c c p nhệ ậ ật thường xuyên làm tăng việc tiêu hao pin c a UE ủ

và có th làm giể ảm tỷ ệ l tìm g i thành công ho c làm tr tìm g i ph n h i, b i vì ọ ặ ễ ọ ả ồ ở

UE không th ếphản h tìm g i trong kho ng th i gian di n ra quá trình c p nhồi ọ ả ờ ễ ậ ật

TA Bằng cách tăng số lượng RBS trong TAL, vi c c p nhệ ậ ật TA thường xuyên

b gi m H n ch c a vi c thêm nhiị ả ạ ế ủ ệ ều RBS đến TAL là t tìm g i ải ọ tăng lên Giới

h n trên c a s ạ ủ ố lượng RBS trong TAL được quyết định bởi dung lượng tìm g i ọ

c a SGSN-MME và RBS ủ

 Thiế ết k vùng theo dõi

Thiế ết k TA là công cụng để ấu hình các TA và TAL do đó khu vự c c có tín hi u ệ

c p nhậ ật TA vượt quá mức sẽ đượ tránhc

 Paging (Tìm g ọi)

Tìm g i ọ được s d ng ch yử ụ ủ ếu là để thông báo thi t b ế ị người dùng ở

trạng thái nhàn rỗi đến các k t n i d ệu Chương này cung cấế ố ữ li p m t b n tóm ộ ả

t t v ắ ề chức năng tìm g i b ng vi c nh n m nh vào các phọ ằ ệ ấ ạ ần có liên quan đến

định c TA ỡ

Các khung tìm g i và tìm g i Occasions ọ ọTìm g i c a UE ch có th trong m t s khung vô tuy n và các khung ọ ủ ỉ ể ộ ố ếcon Các khung vô tuy n tìm g i ế ọ được g i là khung tìm g i (PF) và các khung ọ ọcon được gọi là tìm g i Occasions xem hình 2.5 ọ ở

T n s ầ ố PFs và PO được xác định b i tham s nB s ở ố ẽ được mô t trong ả

ph n sau Chu kì tìm g i mầ ọ ặc định xác định chu kì ti p nh n gián ti p (DRX), ế ậ ếnghĩa là một UE quan sát các PO thường xuyên M t chu kì DRX ngộ ắn hơn làm

gi m th i gian cho tìm g i ả ờ ọ nhưng tăng tiêu th pin UE_ID là m t s t ụ ộ ố ừ 0 đến

1023 được tính b ng bi u th c sau: ằ ể ứ

UE_ID = n_IMSImod 1024 (2.3)

Trong đó n_IMSI là 10 sốcuố ận thuê bao di độ ốc tế

ID-UE được s dử ụng để ấ l y h s khung c a h ệ ố ủ ệ thống (SFNs) trong đó có một

UE c ụthể theo dõi tìm g i ọ

 Quá trình tìm g i ọ

Các MME là nút lõi ch u trách nhiị ệm tìm g i cho UE Khi MME nhọ ận được thông báo d liữ ệu đường xu ng t ố ừ gateway đang phục v (SGW) thì MME ụ

g i m t tin nhử ộ ắn tìm g i -ọ S1 AP tơi tấ ảt c các RBS trong TAL V i chớ ức năng

cấu hình và đáp ứng của MME, trước h t ch gế ỉ ửi được đến m t RBS ho c TA ộ ặtrước khi nó được gửi đế ấ ản t t c các RBS trong TAL Các tin nh n tìm g i -ắ ọ S1

AP được gửi đi thì có hoặc không có thông tin ưu tiên trên tìm g i tùy thu c vào ọ ộ

việc MME có được xác định cấu hình để tìm g i hay không Nọ ếu được yêu cầu

x ử lí ưu tiên ở RBS b n nên kích hoạ ạt tính năng ưu tiên Tìm g i Khi tin nhọ ắn tìm g i -ọ S1 AP được gửi đến RBS thì nó được xếp hàng đợi cho đến khi PO hợp

l Bệ ản tin sau đó được truy n qua giao di n vô tuy n b ng các tài nguyên trên ề ệ ế ằkênh điều khi n vể ật lí đường xu ng (PDCCH) và kênh chia s vố ẻ ật lý đường

Hình 2 Quá trình tìm g4 ọi.[5]

Khi UE theo dõi PO phát hi n ra vi c l p trình thì UE s giệ ệ ậ ẽ ải điều bi n và ế

gi i mã l nh tìm g i ả ệ ọ RRC được g i trên PDSCH B n tin tìm g i RRC chử ả ọ ứa thông tin v danh tính chính xác cề ủa UE đang được tìm g i UE không tìm thọ ấy đươc thông tin của mình trên tin nh n tìm g i thì RRC s lo i b d liắ ọ ẽ ạ ỏ ữ ệu thưc

hi n theo chu kì DRX M t UE nh n dệ ộ ậ ạng được nó s g i m t yêu c u tẽ ử ộ ầ ới MME Một số UE có th ể được giải quy t trong cùng m t tin nh n tìm g i RRC ế ộ ắ ọ

N u MME không nhế ận được yêu c u trong T3413 giây nó s g i l i tin ầ ẽ ử ạ

nh n tìm g i -AP theo thông tin tìm g i ắ ọ S1 ọ

Khi tin nh n tìm g i ắ ọ đến RBS và tính năng tìm g i ọ ưu tiên được kích hoạt thì nó s ẽ thực hiện ưu tiên các tin nhắn mà tìm g i nhọ ận được trước n u không ếthì không th g i tin nh n tìm g i ể ử ắ ọ trong PO đầu tiên vì b ị chặn Ví d ụ như việc

c g ng g i tin nh n tìm g i trong các PO ti p theo trong chu kì DRX L p ố ắ ử ắ ọ ế ớRRC c g ng g i b n tin tìm g i trong kho ng thố ắ ử ả ọ ả ời gian xác định b i s b ở ố ộ đếm

th i gian ờ tìm g i ọ và sau đó thông báo tìm g i s b ọ ẽ ị ạ ỏ lo i b

G i ý là b m th i gian tìm g i ợ ộ đế ờ ọ phải được cài đặ ằt b ng ho c nh ặ ỏ hơn T3413 để đả m b o ít nh t m t l n truy n l i b i l p RRC thì b m th i gian ả ấ ộ ầ ề ạ ở ớ ộ đế ờtìm gọi ph i đ t thành mả ặ ột giá trị ớn hơn tham số ặ l m c đ nh c a chu k tìm g i ị ủ ỳ ọTham s ốmaxNoOfTìm g iRecords ọ

Một số tham kh o ghi l tìm g i n thông tin tìm g i c a m t UE c ả ại ọ đế ọ ủ ộ ụ thểtrong tin nh n tìm g i RRC Tham s ắ ọ ố điều khi n max№OfTìm g iRecords cể ọ ủa các s các b n tin tìm g i ố ả ọ được truy n t i trong m t PO Các tìm g i không th ề ả ộ ọ ể

gửi trong PO đầu tiên h p l ợ ệ được g i là các tìm g i b ọ ọ ị chặn Để cho phép th ủ

tục tìm g i nhanh va gi m thi u nhiọ ả ể ều nguy cơ bị trễ thì nên cài đặt max№OfTìm g iRecords theo các giá tr ọ ịthể ệ hi n trong b ng sau: ả

B ng 2.3 Khuy n ngh ả ế ị cài đặt giá trị cho max№OfTìm g iRecords[5] ọ

Các giá tr trong b ng 2.3 mô t s ị ả ả ố lượng tối đa của các b n tìm g i có th phù ả ọ ể

h p trong m t khung con ợ ộ Giá trị 16 là giới hạn trên đượ ịc đnh b i 3GPP ở

Bằng cách cài đặt max№OfTìm g iRecords xu ng giá tr ọ ố ị thấp hơn các giá trịtrong b ng 2.3 thì ta có th m b o r ng các l nh tìm g i không x lí t t c các ả ể đả ả ằ ệ ọ ử ấ ảtài nguyên trong m t khung con Vộ ới kích thước phù hợp thì lưu lượng truy cập chiếm toàn b tài nguyên c a m t khung con là r t hi m và không nên yêu c u ộ ủ ộ ấ ế ầnhư vậy

G i ý ợ ở đây là số lượng tối đa tương ứng v i giá tr trong bớ ị ảng 1 để ả gi m thiểu nguy cơ trễ xu ng m c th p nh t ố ứ ấ ấ

max№OfTìm g iRecords không bao gi t m t giá tr ọ ờ đặ ộ ị cao hơn các giá trịtrong b ng 2.3 Tham s tả ố ối đa cần được thi t lế ập tương ứng v i cell m c thớ ở ứ ấp

nhất trong thông số e№deB

Tham s ốnB

Trong m t ph m vi r ng thì kh ộ ạ ộ ả năng tìm g i cọ ủa RBS được xác định bởi số PO

có s n trên m i khung vô tuy n S ẵ ỗ ế ố này được c u hình b ng cách s d ng tham ấ ằ ử ụ

s nB Các giá tr h p l chon nB bao g m: 1/32T, 1/16T, 1/8T, 0.25T, 1.5T, T, ố ị ợ ệ ồ

Tìm g iCycle

Áp dụng các quy tắc sau đây:

Nếu nB được đặ ằt b ng ho c l n h n T thì t t c các khung vô tuy n có th ặ ớ ớ ấ ả ế ể được

s d ng cho tìm g i và có nB/T POs trên m i PF ử ụ ọ ỗ Ví dụ ở hình 4

Nếu nB đặt thấp hơn T thì chỉ có m t ph n nB/T c a khung vô tuy n có th ộ ầ ủ ế ểđượ ử ục s d ng cho tìm g i và có m t PO cho m i PF ọ ộ ỗ

Tóm l i s ạ ố lượng PO trên m t khung vô tuy n (t c là giá tr ộ ế ứ ị có liên quan đến

kh ả năng tìm g iọ ) được bi u diể ễn dưới đây:

Tác động của nB đố ới v i dung lư ng tìm g i ợ ọ được mô t ả như sau:

Giá tr nB thị ấp hơn thì PO cũng ít hơn dẫn đến các thi t b UE nhiế ị ều hơn và được tìm g i trong m i l n ọ ỗ ầ

Giá trị nB cao hơn cũng cấp nhiều PO hơn với ít UE hơn trong mỗi lần tìm g i ọ

Nhìn chung việc đặt thấp hơn được s d ng khi gi m thiử ụ ả ểu được vi c tệ ải PDCCH H n ch c a thi t b ạ ế ủ ế ị thấp hơn là các tin nhắn tìm g i nên lọ trở ớn hơn làm tăng nguy cơ không thể truy n mộề t trang trong su t giá tr ố ị PO đầu tiên

 Dung lượng tìm g i ọ

 Dung lượ ng tìm g i SGSN-MME ọ

Dung lượng tìm g i c a SGSN-MEE ph thu c vào s liọ ủ ụ ộ ố ệu dung lượng SCTP/S1 trong SGSN –MME và lo i ph n cạ ầ ứng, đố ới v i lo i ph n c ng MkVI ạ ầ ứ

và s ố liệu dung lượng đượ ử ục s d ng trong tài li u này là 2000 b n tin gệ ả ửi đi trong 1 giây trên m i bỗ ảng SCTP, còn đối v i ph n c ng MkVII con s này là ớ ầ ứ ố

12000 b n tin gả ửi đi trong 1 giây trên mỗi b ng SCTP Tùy tu c vào m i loả ộ ỗ ại

ph n cầ ứng thì dung lượng tìm g i ọ SGSN MME đượ ử ụ- c s d ng trong tài li u này ệđược bi u diể ễn dướ ại d ng công th c:ứ

 Dung lượ ng tìm g i c a RBS ọ ủ

Dung lượng tìm g i c a RBS ph thu c m t ph n vào CPU và s lư ng ọ ủ ụ ộ ộ ầ ố ợtài nguyên mà lưu lượng truy c p tìm g i ậ ọ được s d ng Các ngu n tài nguyên ử ụ ồđượ ử ục s d ng cho tìm g i nhiọ ều hơn, cao hơn dung lượng tìm g i ọ

Các tiêu chí sau đây sử ụng khi tính toán dung lượ d ng tìm g i c a RBS: ọ ủ

 T i CPU: vi c tiêu th ả ệ ụ tài nguyên CPU do lưu lượng tìm g i ph i thọ ả ấp để CPU

x ửlý các nhiệm vụ khác Dung lượng liên quan đến CPU được gọi là CCPU

 T i PDSCH: vi c tiêu th tài nguyên PDSCH cho tìm g i ph i thả ệ ụ ọ ả ấp Lưu lượng tìm g i ọ có ưu tiên cao hơn dữ liệu người dùng và và lưu lượng tìm g i cao thì ọtìm g i có th gi m công suọ ể ả ất đường xu ng mà vố ẫn đạt đượ ốc độc t bit Dung lượng liên quan t i vi c tớ ệ ải PDSCH được g i là CPDSCHload ọ

 Blocking: ph n nh c a s ầ ỏ ủ ố liệu được blocking b i gi i h n PDSCH ph i th p ở ớ ạ ả ấDung lượng liên quan đến vi c blocking g i là Cblocking ệ ọ

 T i PDCCH: vi c t i PDCCH do m g i có th ả ệ ả tì ọ ể thấp Lưu lượng tìm g i ọ cao hơn lưu lượng d liữ ệu người dùng và lưu lượng tìm g i cao có th giọ ể ảm dung lượng

của PDCCH để thực hi n truy n tín hi u khác ch ng hệ ề ệ ẳ ạn như phân bổ ậ, l p k ế

hoạch đường xuống và đường lên Dung lượng liên quan đến t i PDCCH là ảCPDCCHload

 Các ph n sau mô t ầ ả cách tính dung lượng tìm g i cho t ng tiêu chí T ng dung ọ ừ ổlượng RBS được đưa ra dạng t i thi u là: ố ể

C_RBS=min(CCPU,CPDSCHload,Cblocking,CPDCCHload)

 Dung lượ ng tìm g i và t i CPU ọ ả

Các bản tin đến được x lí b i các CPU ử ở trong RBS Độ nhạy tìm g i ọđược gi i h n trong RBS bớ ạ ởi cường độ cho phép tối đa và có thể được gi m ả ở

m c t i cao b ng v i chứ ả ằ ớ ức năng bảo v quá m c tệ ứ ải Để đả m b o rả ằng lưu lượng tìm g i không có mọ ột ưu tiên gắn li n về ới dung lượng của CPU để ử x lí các