Hai thành phần trong UTRAN: bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và node B. Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC RNC là phần tử mạng chịu trách nhiệm điều khiển các tài nguyên vô tuyến của UTRAN. Nó giao diện với CN (thông thường với một MSC và một SGSN) và kết cuối giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến RRC (Radio Resource Control), giao thức này định nghĩa các bản tin và các thủ tục giữa MS và UTRAN. Nó đóng vai trò như BSC. Các chức năng chính của RNC : - Điều khiển tài...
Hai thành phần UTRAN: điều khiển mạng vô tuyến (RNC) node B Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC RNC phần tử mạng chịu trách nhiệm điều khiển tài ngun vơ tuyến UTRAN Nó giao diện với CN (thông thường với MSC SGSN) kết cuối giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến RRC (Radio Resource Control), giao thức định nghĩa tin thủ tục MS UTRAN Nó đóng vai trị BSC Các chức RNC : - Điều khiển tài nguyên vô tuyến - Cấp phát kênh - Thiết lập điều khiển công suất - Điều khiển chuyển giao - Phân tập Macro - Mật mã hóa - Báo hiệu quảng bá - Điều khiển cơng suất vịng hở Node B (trạm gốc) Chức Node B thực xử lý L1 giao diện vô tuyến (mã hố kênh, đan xen, thích ứng tốc độ, trải phổ,…) Nó thực phần khai thác quản lý tài nguyên vô tuyến điều khiển công suất vịng Về phần chức giống trạm gốc GSM Lúc đầu Node B sử dụng thuật ngữ tạm thời trình chuẩn hố sau khơng bị thay đổi 1.4.6 Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment) UE kết hợp thiết bị di động module nhận dạng thuê bao USIM (UMTS subscriber identity) Giống SIM mạng GSM/GPRS, USIM thẻ gắn vào máy di động nhận dạng thuê bao mạng lõi Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment) đầu cuối vô tuyến sử dụng cho thông tin vô tuyến giao diện Uu Modun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity Modulo) thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng thuê bao, thực thuật toán nhận thực lưu giữ khố nhận thực số thơng tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối 1.5 Chuyển giao 1.5.1 Tổng quan chuyển giao mạng di động Chuyển giao khái niệm di chuyển cấu trúc cell Trong hệ thống UMTS có nhiều loại chuyển giao khác để phù hợp với yêu cầu khác như: điều khiển tải, cung cấp vùng phủ sóng thoả mãn chất lượng dịch vụ Mục tiêu chuyển giao cung cấp liên tục dịch vụ di động người sử dụng di chuyển qua vùng biên cell kiến trúc cell Để người sử dụng tiếp tục thông tin băng qua biên cell cần cung cấp tài ngun vơ tuyến cho người sử dụng cell mới, hay gọi cell đích Bởi cường độ tín hiệu thu xấu cell đích mà người sử dụng chuyển qua Q trình xử lý đường xuống cịn tồn kết nối cell thiết lập kết nối cell lân cận gọi chuyển giao Tính mạng tế bào thể qua chuyển giao chủ yếu nhằm cung cấp dịch vụ hấp dẫn ứng dụng thời gian thực hay luồng đa phương tiện dự án mạng di động hệ ba đưa Số lượng chuyển giao không thành công thể thủ tục chuyển giao không hoàn thành 1.5.2 Các loại chuyển giao hệ thống 3G WCDMA Chuyển giao mạng WCDMA phân loại theo nhiều cách khác Có thể phân thành: chuyển giao tần số, chuyển giao khác tần số chuyển giao mạng khác WCDMS với GSM Trong phần này, ta lại chia chuyển giao WCDMA thành bốn loại: chuyển giao hệ thống, chuyển giao hệ thống, chuyển giao cứng, chuyển giao mềm mềm Hình 1.4: loại chuyển giao hệ thống 3G Chuyển giao hệ thống Chuyển giao hệ thống chia thành chuyển giao tần số chuyển giao khác tần số Chuyển giao tần số xuất cell sóng mang WCDMA Chuyển giao khác tần số xuất cell hoạt động tần số sóng mang khác Chuyển giao hệ thống Chuyển giao hệ thống xuất cell thuộc hai kỹ thuật truy nhập vô tuyến khác RAT (RAT: Radio Access Technology) hai node UTRAN FDD UTRAN TDD Chuyển giao cứng loại chuyển giao mà kết nối cũ bị phá vỡ trước có kết nối vơ tuyến thiết lập thiết bị người sử dụng mạng truy nhập vô tuyến Loại chuyển giao sử dụng mạng GSM để gán kênh tần số khác cho cell Người sử dụng vào cell huỷ bỏ kết nối cũ thiết lập kết nối với tần số Chuyển giao cứng mạng UMTS sử dụng để thay đổi kênh tần số UE UTRAN Trong suốt trình bố trí tần số UTRAN, xác định hoạt động UTRAN dễ dàng để yêu cầu thêm vào phổ tần để đạt dung lượng cấp độ sử dụng hết Trong trường hợp vài băng tần xấp xỉ MHz sử dụng người cần chuyển giao chúng Chuyển giao cứng áp dụng để thay đổi cell tần số mạng khơng hỗ trợ tính đa dạng lớn Trong trường hợp khác kênh truyền xác định người sử dụng vào cell chuyển giao cứng thực chuyển giao mềm mềm không thực Thông thường chuyển giao cứng dùng cho vùng phủ tải, chuyển giao mềm mềm yếu tố hỗ trợ di động Chuyển giao hai mode UTRAN FDD UTRAN TDD thuộc loại chuyển giao cứng Chuyển giao mềm mềm Chuyển giao mềm Chuyển giao mềm Hình 1.4 Chuyển giao mềm mềm Chuyển giao mềm chuyển giao hai BS khác nhau, chuyển giao mềm chuyển giao sector BS Trong suốt trình chuyển giao mềm, MS giao tiếp cách tức với hai (chuyển giao hai đường) nhiều cell BS khác thuộc RNC (Intra-RNC) RNC khác (Inter-RNC) Trên đường xuống máy di động nhận hai tín hiệu với tỉ số kết hợp lớn nhất; đường xuống, máy di động mã hoá kênh tách hai BS (chuyển giao hai đường), gởi đến RNC cho việc lựa chọn kết hợp Hai hoạt động điều khiển cơng suất vịng đặc biệt chuyển giao mềm cho BS Trong trường hợp chuyển giao mềm hơn, MS điều khiển hai sector BS, có hoạt động điều khiển cơng suất vịng Chuyển giao mềm mềm sử dụng sóng mang, chuyển giao hệ thống Hình (1.5) thể loại chuyển giao khác OÂ B OÂ A Hình 1.5 Các loại chuyển giao khác mạng WCDMA chuyển giao hai đường chuyển giao mà MS thơng tin với hai đoạn hai ô khác chuyển giao ba đường chuyển giao mà MS thơng tin với ba đoạn hai ô khác BS điều khiển trực tiếp trình xử lý gọi trình chuyển giao mềm gọi BS sơ cấp.BS sơ cấp khởi đầu tin điều khiển đường xuống, BS khác không xử lý gọi gọi BS thứ cấp.Chuyển giao mềm kết thúc BS sơ cấp BS thứ cấp bị loại bỏ 1.6 Kết luận chương Hệ thống thông tin di động hệ gọi IMT- 2000 tổ chức quốc tế đưa tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm đáp ứng kịp thời cho việc triển khai hệ thống vào thực tế Trong UMTS hệ thống thơng tin di động có nhiều ưu điểm trội hệ thống 2G Tuy nhiên phát triển dựa hệ trước Chương trình bày vấn đề cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UMTS, sơ lược dịch vụ ứng dụng hệ thống thơng tin di động hệ ba Trong chương 2, ta tiếp tục tìm hiểu kỹ thuật điều khiển cơng suất hệ thống thông tin di động hệ ba CHƯƠNG CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ UMTS 2.1 Giới thiệu chương Vì mạng WCDMA nhiều người sử dụng hoạt động tần số, nên nhiễu đồng kênh vấn đề nghiêm trọng, PC chịu trách nhiệm điều chỉnh công suất đường lên đường xuống để giảm thiểu mức nhiễu nhằm đảm bảo QoS yêu cầu Trong chương sâu vào phân tích số kỹ thuật điều khiển công suất hệ thống thông tin di động hệ ba UMTS 2.2 Ý nghĩa điều khiển công suất Để minh hoạ việc điều khiển công suất cần thiết hệ thống WCDMA, xem xét ô đơn lẻ có hai thuê bao giả định Thuê bao gần trạm gốc th bao Nếu khơng có điều khiển công suất, hai thuê bao phát mức công suất cố định p, nhiên khác khoảng cách nên công suất thu từ thuê bao pr1 lớn thuê bao pr2 Giả sử độ lệch khoảng cách mà pr1 lớn gấp 10 lần pr2 thuê bao chịu bất lợi lớn Nếu tỷ số SNR yêu cầu (1/10) nhận chênh lệch SNR hai thuê bao Hình (2.1) minh hoạ điều Nếu bỏ qua tạp âm nhiệt SNR thuê bao 10 SNR thuê bao (1/10) Thuê bao có SNR cao nhiều có chất lượng tốt, SNR thuê bao vừa đủ so với yêu cầu Sự không cân xem toán “xa-gần” kinh điển hệ thống đa truy cập trải phổ Hệ thống nói coi đạt tới dung lượng Lý thử đưa thêm thuê bao thứ phát mức công suất p vào chỗ SNR th bao thứ khơng thể đạt giá trị yêu cầu Hơn nữa, cố đưa thêm thuê bao thứ vào hệ thống thuê bao thứ khơng khơng đạt SNR yêu cầu mà làm cho SNR thuê bao bị giảm xuống mức SNR yêu cầu P Thuê bao có S/N = 1/10 Thuê bao có S/N = f Hình 2.1 Cơng suất thu từ thuê bao trạm gốc Việc điều khiển công suất đưa vào để giải vấn đề “xa–gần” để tăng tối đa dung lượng hệ thống Điều khiển công suất điều khiển công suất phát từ thuê bao cho công suất thu thuê bao trạm gốc Trong ô, công suất phát thuê bao điều khiển để công suất thu thuê bao trạm gốc với Pr nhiều thuê bao sử dụng hệ thống Ví dụ trên, SNR yêu cầu (1/10) tổng cộng có 11 th bao sử dụng (hình 2.1) Dung lượng tăng tối đa sử dụng điều khiển công suất Điều khiển cơng suất nhằm mục đích để chống lại hiệu ứng Fading Rayleigh tín hiệu truyền việc bù cho Fading nhanh kênh truyền Ngoài việc điều khiển cơng suất cịn có tác dụng giảm nhiễu đa đường Vì cơng suất phát máy di động thấp nên làm tăng tuổi thọ pin 2.3 Phân loại điều khiển cơng suất Có nhiều phương pháp điều khiển công suất hệ thống thông tin tế bào Khi xét đến hệ thống điều khiển công suất thực tế, cần xem xét mặt sau: - Tiêu chuẩn chất lượng: tiêu chuẩn chất lượng đánh giá thông qua tỉ số SIR (Signal to Interference) BER (Bit Error Rate) Nếu cường độ tín hiệu nhiễu không đổi SIR BER bao gồm thông tin tương đương chất lượng - Những phép đo: thông thường phép đo đưa báo cáo bao gồm số chất lượng QI (Quality Indicator) phản ánh chất lượng số cường độ tín hiệu nhận RRSI (received signal strength indicator) phản ánh cường độ tín hiệu thu máy thu Những giá trị lượng tử hố thơ để sử dụng mẫu - Thời gian trễ : tín hiệu đo lường điều khiển cần thời gian dẫn đến làm xuất thời gian trễ mạng 2.3.1 Điều khiển công suất cho đường xuống đường lên ... bốn loại: chuyển giao hệ thống, chuyển giao hệ thống, chuyển giao cứng, chuyển giao mềm mềm Hình 1.4: loại chuyển giao hệ thống 3G Chuyển giao hệ thống Chuyển giao hệ thống chia thành chuyển... luận chương Hệ thống thông tin di động hệ gọi IMT- 2000 tổ chức quốc tế đưa tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm đáp ứng kịp thời cho việc triển khai hệ thống vào thực tế Trong UMTS hệ thống thơng tin di động... tục tìm hiểu kỹ thuật điều khiển cơng suất hệ thống thông tin di động hệ ba CHƯƠNG CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ UMTS 2.1 Giới thiệu chương Vì mạng WCDMA