ĐÁNH GIÁ CÁC THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO TRONG WCDMA KÈM CODE

LOGO BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài: Đánh Đánh giá giá các thuật thuật toán toán chuyển chuyển giao giao trong WCDMA WCDMA SVTH: Châu Phước Khánh MSSV:406160032 Lớp: Đ06VTA1 MSĐT:11406160032 GVHD: Nguyễn Văn Lành NỘI DUNG THỰC HIỆN Tổng quan hệ thống WCDMA Chuyển giao WCDMA Các thuật toán chuyển giao Mô thuật toán chuyển giao NỘI DUNG BÁO CÁO Tổng quan hệ thống WCDMA Chuyển giao WCDMA Các thuật toán chuyển giao Đánh giá hiệu suất chuyển giao Kết mô 1.Tổng quan WCDMA Uu USIM Iu Node B RNS Node B Iub RNC UE CS Iur Cu ME MSC/ VLR Node B RNS Node B Iub RNC GMSC PLMN,PSTN,ISDN HLR SGSN GGSN INTERNET PS UTRAN CN Hình 1: Cấu trúc tổng quát hệ thống UMTS Thông số Hệ thống 3G Băng tần 1920 ~1980, 2110 ~2710 MHz Đa truy nhập WCDMA Song công FDD Băng thông 4,4 ~ 5MHz với bội số 200kHz (4,7 MHz/ sóng mang) Tốc độ bit Thay đổi (lên đến 2Mb/s, 384 kb/s outdoor) Hình dạng xung chip Cosin tăng (roll-off =0,22) Điều chế QPSK Điều khiển công suất 1500 lệnh/giây Công suất trạm di động (MS) 250 mW ~ 2W (max) Tốc độ chip 3,84 Mc/s Hệ số trải Thay đổi ~ 512 chip/symbol Mã trải OVSF Mã trộn Mã Gold Độ dài khung 10ms(15 khe thời gian) Mã kênh CRC + Turbo + mã xoắn + ARQ Mã hóa kênh thoại AMR Độ sâu ghép xen 10ms(thoại); 20, 40, 80ms(dữ liệu) Dung lượng thoại tối đa tiêu biểu ~ 32 user/sector/MHz Khoảng cách cell tối đa tiêu biểu ~ 15km (thoại) Bảng 1: Các đặc điểm công nghệ WCDMA 2.Chuyển giao WCDMA Phương thức chuyển giao Phạm vi chuyển giao CG hệ thống CG khác hệ thống • • • CG tần số CG khác công nghệ Chuyển giao Chuyển giao cứng mềm mềm truy nhập CG khác tần số • CG khác chế độ truy nhập Hình 2: Phân loại chuyển giao WCDMA 2.Chuyển giao WCDMA Đo lường Quyết định Xử lí  Xác định cell láng giềng  Tiêu chuẩn báo cáo đo lường  Báo cáo kết đo định Các thủ tục báo hiệu để kích thuật toán chuyển giao mềm hoạt hay xóa bỏ liên kết vô hay intra-RAT hay inter- tuyến với cell khác RAT để thực thi thuộc hay khác RAT Hệ thống tùy thuộc vào loại chuyển giao Hình 3: Quá trình chuyển giao WCDMA 3.Thuật toán chuyển giao 3.1 Thuật toán ngưỡng tương đối: - Thêm cell i vào tập tích cực (sự kiện 1A) Nếu tập tích cực chưa đầy Ec/N0 thỏa: N  E     Ec   Ec  H  10 log  > (1 − β )10 log  + β 10 log ∑  c   −  R1 A − A    N i  N bestAS  j =1  N  j   c Và khoảng thời gian ΔT thỏa N  E     Ec   Ec  H  10 log  > (1 − β )10 log  + β 10 log ∑  c   −  R1 A + A    N i  N bestAS  j =1  N  j   c - Xóa cell khỏi tập tích cực (sự kiện 1B) N  E     Ec   Ec  H  10 log  < (1 − β )10 log  + β 10 log ∑  c   −  R1B + 1B    N i  N bestAS  j =1  N  j   c 3.Thuật toán chuyển giao 3.1 Thuật toán ngưỡng tương đối:(tt) Và khoảng thời gian ΔT thỏa N  E     Ec   Ec  H  10 log  < (1 − β )10 log  + β 10 log ∑  c   −  R1B − 1B    N i  N bestAS  j =1  N  j   c  Thay cell tập tích cực cell mạnh tập giám sát (sự kiện 1C) Hoạt động thực thi tập tích cực đầy E  E  H 10 log c  > 10 log c  + 1C  N bestMS  N  worstAS Và suốt khoảng thời gian ΔT thỏa E  E  H 10 log c  > 10 log c  − 1C  N bestMS  N  worstAS Hình 4: Lưu đồ thuật toán chuyển giao ngưỡng tương đối 10 3.Thuật toán chuyển giao 3.2 Thuật toán ngưỡng tuyệt đối:(tt) Và khoảng thời gian ΔT thỏa E  10 log C  < T _ DROP + H D /  N i - Thay cell tập tích cực cell mạnh tập giám sát Hoạt động thực thi tập tích cực đầy E  E  H 10 log c  > 10 log c  + R  N  bestMS  N  worstAS Và suốt khoảng thời gian ΔT thỏa E  E  H 10 log c  > 10 log c  − R  N  bestMS  N  worstAS 13 Hình 6: Lưu đồ thuật toán chuyển giao ngưỡng tuyệt đối 14 Ví dụ Hình 7: Ví dụ minh họa thuật toán chuyển giao mềm ngưỡng tuyệt đối 15 Ảnh hưởng thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 8: Ảnh hưởng cửa sổ thêm vào 16 Ảnh hưởng thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 9: Ảnh hưởng cửa sổ xóa 17 Ảnh hưởng thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 10: Ảnh hưởng cửa sổ thay 18 Ảnh hưởng thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 11: Ảnh hưởng kích thước tập tích cực tối đa 19 4.Đánh giá hiệu suất chuyển giao Phân tích hiệu suất chuyển giao Cấp đường dẫn: Sử dụng tài nguyên:  Nhiễu intra-cell   Nhiễu inter-cell Kích thước tập tích cực trung bình   Cấp hệ thống:  Các thông số có liên quan đến chất lượng dịch vụ, xác suất tải, tỉ số chuyển giao thất bại…   Độ lợi chuyển giao mềm Dung lượng hướng xuống 20 Tốc độ update tập tích cực Số lần chuyển giao 4.1.Phân tích hiệu suất cấp đường dẫn  Nhiễu intra-cell −α Trong đó: I int ra−cell = PT (1 − a )r1 10  PT1 công suất truyền tổng BS1  a hệ số trực giao hướng xuống, giá trị điển hình 0,6  r1 khoảng cách từ trạm di động đến BS1   ζ1 10 α hệ số mũ suy hao, giá trị điển hình ζ (dB) suy hao hiệu ứng bóng râm, có phân bố Gaussian, với trung bình độ lệch chuẩn σ độc lập với khoảng cách 21 4.1.Phân tích hiệu suất cấp đường dẫn(tt)  Nhiễu inter-cell Trong đó: I int er −cell = ∑ PTi ri 10  PT1 công suất truyền tổng BS1  ri khoảng cách từ trạm di động đến BSi   M −α ζi 10 i =2 α hệ số mũ suy hao, giá trị điển hình ζ (dB) suy hao hiệu ứng bóng râm, có phân bố Gaussian, với trung bình độ lệch chuẩn σ độc lập với khoảng cách 22 4.2.Phân tích hiệu suất cấp hệ thống   Độ lợi chuyển giao mềm hướng xuống   Ps1.ds ∫∫   A SHO gain =  − 1 × 100  ∫∫ Ps1.ds + ∫∫ Ps1 _ SHO ds  S  S' [ %] Dung lượng hướng xuống -γ tỷ lệ công suất truyền trạm gốc dành cho kênh dành 3 R γ PT N= ∫∫ Ps1 ds + ∫∫ Ps1 _ SHO ds S riêng; -N số User hoạt động trung bình Cell; -S đại diện cho vùng chuyển giao mềm -S’ đại diện cho vùng có chuyển giao mềm, -ρ mật độ User S' 23 4.3.Phân tích hiệu suất sử dụng tài nguyên  Tốc độ cập nhật tập tích cực  Là thời gian yêu cầu cập nhật tập tích cực liên tiếp bao gồm kiện: thêm vào, xóa bỏ thay  Việc đo có liên quan đến kích thước (dimensioning) RNC báo hiệu update tập tích cực tải RNC  Giá trị phụ thuộc vào tính di động user, kích cỡ cell, thông số thuật toán chuyển giao 24 4.3.Phân tích hiệu suất sử dụng tài nguyên  Kích thước tập tích cực trung bình N AS average = Trong đó: ∑ i.∆t i =1 N ∑ ∆t i =1 i i  Δti khoảng thời gian mà tập tích cực có kích thước i  N kích thước tối đa tập tích cực Giá trị tập tích cực trung bình lớn 25 5.Mô thuật toán chuyển giao Công suất phát trạm gốc P 20 W Bán kính cell r km Độ lệch chuẩn suy hao bóng râm σ dB Tốc độ bit dịch vụ R 12,2 kbps Tốc độ di chuyển user v 10 m/s Hệ số trực giao a 0,6 Kích thước tối đa tập tích cực N Hệ số lũy thừa suy hao kênh truyền α Trọng số β Khoảng báo cáo kiện 1A R1A 1-15 dB Khoảng báo cáo kiện 1B R1B R1B=R1A+2 Thông số trễ kiện 1A, 1B, 1C H1A=H1B=H1C dB Ngưỡng tuyệt đối cho kiện 1E T_add 1-20dB Ngưỡng tuyệt đối cho kiện 1F T_drop T_drop=T_add-2 HA=HD=HR dB Thông số trễ kiện 1E, 1F Bảng 2: Các thông số mô 26 LOGO Thank You ! 27 [...]... worstAS 13 Hình 6: Lưu đồ thuật toán chuyển giao ngưỡng tuyệt đối 14 Ví dụ Hình 7: Ví dụ minh họa thuật toán chuyển giao mềm ngưỡng tuyệt đối 15 Ảnh hưởng của các thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 8: Ảnh hưởng của cửa sổ thêm vào 16 Ảnh hưởng của các thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 9: Ảnh hưởng của cửa sổ xóa 17 Ảnh hưởng của các thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 10: Ảnh hưởng của... Ảnh hưởng của các thông số đến hiệu suất chuyển giao Hình 11: Ảnh hưởng của kích thước tập tích cực tối đa 19 4 .Đánh giá hiệu suất chuyển giao Phân tích hiệu suất chuyển giao Cấp đường dẫn: Sử dụng tài nguyên:  Nhiễu intra-cell   Nhiễu inter-cell Kích thước tập tích cực trung bình   Cấp hệ thống:  Các thông số có liên quan đến chất lượng dịch vụ, như xác suất quá tải, tỉ số chuyển giao thất bại…...Ví dụ Hình 5: Ví dụ minh họa thuật toán chuyển giao mềm ngưỡng tương đối 11 3 .Thuật toán chuyển giao 3.2 Thuật toán ngưỡng tuyệt đối: - Thêm cell i vào tập tích cực (sự kiện 1E) Nếu tập tích cực chưa đầy và Ec/N0 thỏa: E  10 log C  > T _ ADD + H A / 2  N 0 i Và trong khoảng thời gian ΔT thỏa E  10 log C  > T _ ADD − H A / 2  N 0 i -... _ DROP − H D / 2  N 0 i 12 3 .Thuật toán chuyển giao 3.2 Thuật toán ngưỡng tuyệt đối:(tt) Và trong khoảng thời gian ΔT thỏa E  10 log C  < T _ DROP + H D / 2  N 0 i - Thay thế cell trong tập tích cực bởi cell mạnh nhất tập giám sát Hoạt động này được thực thi khi tập tích cực đầy E  E  H 10 log c  > 10 log c  + R 2  N 0  bestMS  N 0  worstAS Và trong suốt khoảng thời gian ΔT... bại…   Độ lợi chuyển giao mềm Dung lượng hướng xuống 20 Tốc độ update tập tích cực Số lần chuyển giao 4.1.Phân tích hiệu suất cấp đường dẫn  Nhiễu intra-cell −α Trong đó: I int ra−cell = PT 1 (1 − a )r1 10  PT1 là công suất truyền tổng của BS1  a là hệ số trực giao hướng xuống, giá trị điển hình là 0,6  r1 là khoảng cách từ trạm di động đến BS1   ζ1 10 α là hệ số mũ suy hao, giá trị điển hình... Tốc độ cập nhật tập tích cực  Là thời gian giữa các yêu cầu cập nhật tập tích cực liên tiếp bao gồm các sự kiện: thêm vào, xóa bỏ và thay thế  Việc đo này có liên quan đến kích thước (dimensioning) RNC vì báo hiệu update tập tích cực là tải đối với RNC  Giá trị này phụ thuộc vào tính di động của user, kích cỡ cell, các thông số của thuật toán chuyển giao 24 4.3.Phân tích hiệu suất sử dụng tài nguyên... = Trong đó: ∑ i.∆t i =1 N ∑ ∆t i =1 i i  Δti là khoảng thời gian mà tập tích cực có kích thước là i  N là kích thước tối đa của tập tích cực Giá trị tập tích cực trung bình lớn hơn hoặc bằng 1 25 5.Mô phỏng thuật toán chuyển giao Công suất phát trạm gốc P 20 W Bán kính cell r 3 km Độ lệch chuẩn suy hao bóng râm σ 6 dB Tốc độ bit dịch vụ R 12,2 kbps Tốc độ di chuyển của user v 10 m/s Hệ số trực giao. .. Độ lợi chuyển giao mềm hướng xuống   Ps1.ds ∫∫   A SHO gain =  − 1 × 100  ∫∫ Ps1.ds + ∫∫ Ps1 _ SHO ds  S  S' [ %] Dung lượng hướng xuống -γ là tỷ lệ công suất truyền của trạm gốc dành cho các kênh dành 3 3 2 R γ PT 1 2 N= ∫∫ Ps1 ds + ∫∫ Ps1 _ SHO ds S riêng; -N là số User hoạt động trung bình trên mỗi Cell; -S đại diện cho vùng không có chuyển giao mềm -S’ đại diện cho vùng có chuyển giao mềm,... lập với khoảng cách 21 4.1.Phân tích hiệu suất cấp đường dẫn(tt)  Nhiễu inter-cell Trong đó: I int er −cell = ∑ PTi ri 10  PT1 là công suất truyền tổng của BS1  ri là khoảng cách từ trạm di động đến BSi   M −α ζi 10 i =2 α là hệ số mũ suy hao, giá trị điển hình là 4 ζ (dB) suy hao do hiệu ứng bóng râm, có phân bố Gaussian, với trung bình 0 và độ lệch chuẩn σ độc lập với khoảng cách 22 4.2.Phân... R1B=R1A+2 Thông số trễ sự kiện 1A, 1B, 1C H1A=H1B=H1C 2 dB Ngưỡng tuyệt đối cho sự kiện 1E T_add 1-20dB Ngưỡng tuyệt đối cho sự kiện 1F T_drop T_drop=T_add-2 HA=HD=HR 2 dB Thông số trễ sự kiện 1E, 1F Bảng 2: Các thông số mô phỏng 26 LOGO Thank You ! 27 ... WCDMA Chuyển giao WCDMA Các thuật toán chuyển giao Mô thuật toán chuyển giao NỘI DUNG BÁO CÁO Tổng quan hệ thống WCDMA Chuyển giao WCDMA Các thuật toán chuyển giao Đánh giá hiệu suất chuyển giao. .. worstAS Hình 4: Lưu đồ thuật toán chuyển giao ngưỡng tương đối 10 Ví dụ Hình 5: Ví dụ minh họa thuật toán chuyển giao mềm ngưỡng tương đối 11 3 .Thuật toán chuyển giao 3.2 Thuật toán ngưỡng tuyệt đối:... thực thi thuộc hay khác RAT Hệ thống tùy thuộc vào loại chuyển giao Hình 3: Quá trình chuyển giao WCDMA 3 .Thuật toán chuyển giao 3.1 Thuật toán ngưỡng tương đối: - Thêm cell i vào tập tích cực