Tìm hiểu và mô phỏng kỹ thuật chuyển giao mềm trong hệ thống wcdma

005.3 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGUYÊN THÀNH CÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ MÔ PHỎNG KỸ THUẬT CHUYỂN GIAO MỀM TRONG HỆ THỐNG WCOMA Nghệ An, tháng 12 năm 2014 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THƠNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 1.1Giới thiệu cấu trúc thông tin di động thứ 1.2Hệ thống di động hệ 1.2.1Các đặc điểm công nghệ WCDMA 1.2.2 Yêu cầu hệ thống thông tin di động hệ 1.2.3 Cấu trúc mạng thông tin di động hệ thứ UMTS 1.2.4 Đa truy cập phân chia theo mã 1.3 Quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM: Radio Resource Management) 1.3.1 RRM mạng di động 1.3.2 Chức RRM 10 1.4 Kết luận chƣơng 14 CHƢƠNG II: CHUYỂN GIAO MỀM TRONG HỆ THỐNG WCDMA 15 2.1 Giới thiệu kỹ thuật chuyển giao thông tin di động 15 2.2 Kỹ thuật chuyển giao 15 2.2.1 Sự cần thiết kỹ thuật chuyển giao thông tin di động 15 2.2.2 Tiêu chuẩn thực chuyển giao 16 2.2.3 Các mục tiêu chuyển giao 16 2.2.4 Các thủ tục phép đo chuyển giao 17 2.2.5 Các kiểu chuyển giao hệ thống 3G WCDMA 18 2.3 Chuyển giao mềm (SHO) 22 2.3.1 Nguyên lý chuyển giao mềm 22 2.3.2 Đặc điểm chuyển giao mềm 25 2.3.3 Lợi ích liên kết chuyển giao mềm 28 2.4 Kết luận chƣơng 28 CHƢƠNG 3: CÁC THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO VÀ CHIẾN LƢỢC ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TỐI ƢU TRONG CHUYỂN GIAO MỀM 29 3.1 Giới thiệu thuật toán chuyển giao mềm 29 3.2 Các thuật toán chuyển giao mềm 29 3.2.1 Thuật toán chuyển giao mềm IS-95A 29 3.2.2 Thuật toán chuyển giao mềm UTRA 31 3.2.3.Vùng SHO thuật toán chuyển giao mềm khác 32 3.2.4 Điều khiển công suất hƣớng xuống 32 3.3 Chiến lƣợc điều khiển công suất tối ƣu chuyển giao mềm 36 3.3.1 Nguyên lý cách tiếp cận 36 3.3.2 Đánh giá tính khả thi 37 CHƢƠNG IV: MƠ PHỎNG Q TRÌNH CHUYỂN GIAO MỀM 41 4.1 Demo trình chuyển giao mềm 41 4.1.1 Giới thiệu Macromedia Flash Professional 8.0 41 4.1.2 Demo trình chuyển giao mềm 41 KẾT LUẬN 45 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Lộ trình phất triển từ 2G lên 3G Hình Cấu trúc hệ thống thơng tin di động UMTS Hình Đa truy nhập phân chia theo mã Hình Sơ đồ trải phổ trực tiếp DSSS Hình Sơ đồ trải phổ trực tiếp DSSS Hình Các vị trí điển hình chức RRM mạng CDMA 10 Hình Hiện tƣợng gần xa 11 Hình Bù nhiễu bên cell 11 Hình Đƣờng biểu đồ tải 13 Hình Các thủ tục chuyển giao 17 Hình 2 Các loại chuyển giao hệ thống WCDMA 19 Hình Sự khác chuyển giao cứng chuyển giao mềm 23 Hình Nguyên lý chuyển giao mềm 24 Hình Giảm nhiễu hƣớng lên cách sử dụng SHO 26 Hình Thuật toán chuyển giao mềm IS 95A 29 Hình Thuật tốn chuyển giao mềm WCDMA 31 Hình 3 So sánh vùng SHO thuật toán chuyển giao khác 32 Hình Điều khiển cơng suất hƣớng xuống chuyển giao mềm 36 Hình Công suất truyền tƣơng đối cho UE SHO 40 Hình Giao diện làm việc phần mềm Macromedia Flash Professional 8.0 41 Hình Khi UE vùng phủ BS A 42 Hình Khi UE bắt đầu vào vùng chuyển giao 42 Hình 4 UE nhận đồng thời hai tín hiệu 43 Hình Tiến hành chọn BS có tín hiệu tốt để kết nối 43 Hình UE bắt đầu vào BS B 44 Hình Quá trình chuyển giao kết thúc 44 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 3G Third Generation Technology Công nghệ truyền thông hệ thứ ba 3GPP Third Generation Partnership Project Đề án đối tác hệ thứ ba AuC Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động BER Bit Error Rate Tỉ số bit lỗi BG Border Gateway Cổng biên giới BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân phối tích lũy CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CRNC Controlling RNC RNC điều khiển CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh DL Downlink Đƣờng xuống DRNC Drift RNC RNC trôi DS-CDMA Direct-Sequence Code Division Đa truy nhập phân chia theo mã Multiple Access chuỗi trực tiếp DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số GGSN Gateway GPRS Support Node Gateway hỗ trợ GPRS GMSC Gateway MSC Gateway MSC GSM Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động Communication tồn cầu HE Home Envỉonment Môi trƣờng nhà HHO Hard Handover Chuyển giao cứng HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thƣờng trú HO Handover Chuyển giao IMEI International Mobile Equipment Nhận dạng thiết bị di động quốc tế Identifier International Mobile Subscriber Nhận dạng th bao di độngtồn Identìier cầu ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ ITU International Telecommunication Union Tổ chức viễn thông quốc tế ME Mobile Equipment Thiết bị di động MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động MSISDN Mobile Station ISDN Số máy di động danh bạ OVSF Orthogonal variable spreading factor Hệ số trải phổ khả biến trực giao P-CPICH PrimaryCPICH CPICH sơ cấp P-SCH Primary SCH SCH sơ cấp PDP Packet Data Protocol Giao thức số liệu gói PLMN Public Land Mobite Network Mạng di động mặt đất công cộng PS Packet Switched Chuyển mạch gói PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch IMSI công cộng QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vng góc RAM Radio Access Mode Chế độ truy nhập vô tuyến RAT Radio Access Technology Kỹ thuật truy nhập vô tuyến RL Radio Link Liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network System Hệ thống mạng vơ tuyến RRM Radio Resource Management Quản lí tài nguyên vô tuyến RSCP Received Signal Code Power Công suất mã tín hiệu thu RSSI Received Signal Strength Indicator Chỉ thị cƣờng độ tín hiệu thu S-SCH Secondary SCH SCH thứ cấp SCH Synchrronization Channel Kênh đồng SGSN Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ dịch vụ GPRS SHO Soft Handover Chuyển giao mềm SIR Signal to Interference Ratio Tỉ số tín hiệu nhiễu SRNC Serving RNC RNC phục vụ TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity Nhận dạng thuê bao di động tạm thời UE User Equipment Thiết bị ngƣời dùng UL Uplink Đƣờng lên UMTS Universal Mobile Telecommunication Dịch vụ truyền thông di động Services toàn cầu USIM UMTS Subscriber Identity Module Modun xác định thuê bao UMTS UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vơ tuyến mặt đất tồn cầu UTRAN UMTS Terrestrial RAN Mạng truy nhập vô tuyến UMTS VLR Vistor Location Register Bộ ghi định vị thƣờng trú WCDMA Wideband Code Division Multiple Đa truy cập phân chia theo mã Access băng rộng LỜI NĨI ĐẦU Các hệ thống thơng tin di động với khả giúp ngƣời trao đổi thông tin lúc, nơi phát triển nhanh thiếu đƣợc xã hội thông tin ngày Bắt đầu từ hệ thống thông tin di động hệ đời vào năm 1946, thông tin di động liên tục phát triển đến hệ thống thông tin di động hệ ba (3G) đƣợc đƣa vào khai thác thƣơng mại nhiều nƣớc giới Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động hệ ba đƣợc phê duyệt bắt đầu triển khai từ năm 2009 Hệ thống WCDMA đƣợc Việt Nam lựa chọn cho việc triển khai 3G, mở bƣớc tiến lớn Việt Nam việc bắt kịp khoa học kỹ thuật đại giới, đặc biệt viễn thông Với việc sửdụng dịch vụcó tốc độ cao thuê bao di chuyển nhanh, vấn đềchuyển giao 3G trởnên quan trọng để đảm bảo tính liên tục chất lƣợng dịch vụ.Và làm để trình chuyển giao diễn nhanh nhất, tiêu tốn tài nguyên mà đảm bảo chất lƣợng dịch vụ, dung lƣợng, vùng phủ mức tốt nhất.Do đó, em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu mơ kỹ thuật chuyển giao mềm hệ thống WCDMA” Nội dung đồ án gồm chƣơng: Chương I : Tổng quan thông tin di động hệ thứ Chương II : Chuyển giao mềm hệ thống WCDMA Chương III :Các thuật toán chuyển giao chiến lược điều khiển công suất tối ưu chuyển giao mềm Chương IV : Demo mơ q trình chuyển giao mềm Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy Lê Văn Minh nhiệt tình hƣớng dẫn, góp ý giúp em hồn thành đồ án Em xin cảm ơn tồn thể thầy trƣờng Đại Học Vinh nói chung khoa Cơng Nghệ Thơng Tin nói riêng giảng dạy truyền đạt kiến thức quý báu thời gian em theo học trƣờng Do thời gian nghiên cứu có hạn kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy tồn thể bạn Vinh, tháng 12 năm 2014 Nguyễn Thành Công CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 1.1 Giới thiệu cấu trúc thông tin di động thứ Viễn thơng nói chung thơng tin di động nói riêng lĩnh vực quan trọng đời sống xã hội Xã hội phát triển, nhu cầu thông tin di động ngƣời tang lên Thông tin di động khẳng định đƣợc cần thiết tính tiện dụng việc phục vụ liên lạc nhƣ nhiều tiện ích khác Cho đến nay, hệ thống thơng tin di động trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từ hệ di động thứ đến hệ sửa chuyển sang hệ Trong phần I tìm hiểu số cấu trúc thông tin di động thứ nhƣ phƣơng pháp đa truy cập đƣợc sử dụng hệ cuối tìm hiểu vấn đề quản lý tài nguyên vô tuyến 1.2 Hệ thống di động hệ Ở hệ thứ hệ thống thơng tin có xu hƣớng hịa nhập thành tiêu chuyển nhất, hệ sử dụng công nghệ WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) phƣơng pháp truy nhập mã bang rộng WCDMA công nghệ thông tin di động hệ thứ giúp tăng tốc độ truyền nhận liệu cho hệ thống GMS (Global system Mobile Communition: hệ thống thông tin di động toàn cầu) cách dùng kỹ thuật phân chia theo mã (CDMA: Code Division Multiple Mobile Communication: hệ thống thơng tin di động tồn cầu) cách sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã(CDMA: Code Dividion Multiple Access) hoạt động bang tần rộng thay cho kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA: Time Division Multiple Access) Từ hệ 1G đến 2G sang 2.5G sau lên 3G nhiều công nghệ đƣợc sử dụng Ở nƣớc, khu vực sử dụng công nghệ phát triển song WCDMA nhận đƣợc ủng hộ lớn nhờ vào tính linh hoạt lớp vật việc hỗ trọ kiểu dịch vụ khác đặc biệt dịch vụ tốc độ bit thấp trung bình Hình 1.1Lộ trình phất triển từ 2G lên 3G 1.2.1 Các đặc điểm công nghệ WCDMA - Là hệ thông đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp(CDMA/DSSS: Code Division Multiple Access/ Direct Sequence spread spectrum), có tốc độ bit lên cao(lên đến 2Mbps) - Tốc độ chip 3.84 Mbps với độ rộng song mang 5Mhz, hỗ trợ tốc độ liệu cao đem lại nhiều lợi ích nhƣ độ lợi đa phân tập - Hỗ trợ mơ hình vô tuyến ghép song song phân chia theo tần số (FDD: Frequency Division Dupplex) ghép song song phân chia theo thời gian(TDD:Time Division Dupplex)trong mơ hình FDD song mang 5MHz sử dugj đƣờng lên đƣờng xuống, mơ hình TDD song mang 5MHz chia sẻ thời gian đƣơng lên đƣờng xuống - WCDMA hỗ trợ hoạt động khơng đồng trạm gốc, dễ dàng phát triển trạm gốc vừa nhỏ - WCDMA sử dụng tách song có tham chiếu đến sóng mang dựa kênh hoa tiêu, nâng cao dung lƣợng phủ - WCDMA đƣợc thiết kế dễ dàng nâng cấp hệ thống CDMA nhƣ tách song đa ngƣời sử dụng, sử dụng anten thông minh để nâng cao dung lƣợn vùng phủ - WCDMA đƣợc thiết kế tƣơng thích với GMS để mở rộng vùng phủ sóng dung lƣợng mạng - Lớp vật lý mềm dẻo dễ thích hợp đƣợc tất thơng tin sóng mang 3.2.2 Thuật tốn chuyển giao mềm UTRA Hình 3.2 Thuật toán chuyển giao mềm WCDMA Sơ đồ 3.2 Lƣu đồ thuật toán chuyển giao mềm UTRA 31 3.2.3.Vùng SHO thuật toán chuyển giao mềm khác Hình 3.3 đƣa vùng chuyển giao mềm thuật tốn IS-95A UTRA vớicác tổng phí chuyển giao mềm khác dựa Ec/I0 kênh pilot thu đƣợc trung bình Ở đây, chuyển giao mềm đƣờng đƣợc sử dụng giả sử phân phối tảilà đồng Do đó, tổng phí chuyển giao mềm tỷ lệ khu vực vùng chuyểngiao mềm khu vực Cell Hình 3.3 So sánh vùng SHO thuật tốn chuyển giao khác Từ hình 3.3, ta thấy rõ ràng hình dạng vùng chuyển giao mềm của2 thuật toán khác tổng phí chuyển giao mềm nhỏ Khi tổng phí tăng lên,những khác dần Vì vậy, đánh giá độ lợi chuyển giao mềm S S’ khác đƣợc thay theo thuật tốn chuyểngiao mềm khác 3.2.4 Điều khiển cơng suất hƣớng xuống Nhƣ đề cập chƣơng 1, hệ thống CDMA, điều khiển công suất chức quan trọng để quản lý tài nguyên vô tuyến Ở hƣớnglên, điều khiển công suất đƣợc đƣa vào để khắc phục hiệu ứng gần xa, cịn hƣớngxuống, ngun nhân để sử dụng điều khiển cơng suất giảm nhiễu inter-Cell Ta thấy rằng, UE trạng thái chuyển giao mềm gần cạnh Cell, nhiễu inter- Cell cao nhiều so với nhiễu intra- Cell Điều đặc biệt tính trực giao kênh hƣớng xuốngđƣợc giữ mức tốt Do đó, khơng khó khăn để đến kết luận có số mốitƣơng quan việc điều khiển công suất độ lợi chuyển giao mềm Vấn đề đƣợc kiểm chứng cách phân tíchvà so sánh độ lợi chuyển giao mềm dƣới điều kiện điều khiển công suất khác nhaumột cách riêng rẽ a) Phân bố công suất dƣới điều kiện điều khiển cơng suất 32  Khơng có điều khiển cơng suất Bởi hƣớng xuống, điều khiển cơng suất không quan trọng nhƣ hƣớnglên, nên vài nghiên cứu trƣớc khơng quan tâm tới nó.Khi khơng có điềukhiển cơng suất, kênh lƣu lƣợng hƣớng xuống đƣợc phân bổ giá trịcông suất Do đó: Trong x tổng phí chuyển giao mềm, N số UE hoạt động trênmột Cell, N(1+x) tổng số kênh dành riêng hƣớng xuống, γ tỷ lệ công suất truyềntổng dành cho kênh lƣu lƣợng  Điều khiển cơng suất hồn hảo Việc điều khiển cơng suất hƣớng xuống hoàn hảo làm cho tỷ số nhận đƣợc giá trị mong muốn tất trạm di động thời điểm Do đó, cơng suất truyền dẫn kênh dành riêng hƣớng xuống đƣợcdẫn xuất từ phƣơng trình chất lƣợng liên kết Đối với UE đặt ( , ) bênngoài vùng chuyển giao mềm nhƣ UE1 hình 3.8, khơng quan tâm đến nhiễunhiệt, tỷ số lƣợng bít mật độ phổ cơng suất nhiễu nhận đƣợc có thểđƣợc biểu diễn là: ⁄ ⁄ ⁄ ∑ Trong đó, W tốc độ chip; R tốc độ bit dịch vụ; ν hệ số hoạt động; PT công suất truyền tổng tất trạm gốc; khoảng cách từ trạm diđộng đến tƣơng ứng; α độ đƣờng dẫn; độ suy giảm tính theo dBdo hiệu ứng chắn, với độ lệch chuẩn σ; a hệ số trực giao; M số trạmgốc đƣợc đƣa vào tính tốn nhiễu inter-Cell Ở đây, trạm gốc thuộc lớp thứ nhấtvà thứ hai đƣợc sử dụng Giả sử UE đƣợc phân bố tồn mạng cơng suất truyền tổng tất trạm gốc giống nhau, đƣợc ký hiệu PT Công suất truyền yêu cầucủa kênh dành riêng hƣớng xuống từ , đƣợc giải từ phƣơng trình (3.4)nhƣ sau: ( ) ⁄ * ⁄ Với ∑ ∑ ( ) ∑ ⁄ + ( ) * ∑ + ⁄ 33 Trong ( ) giá trị mong muốn Đối với UE bên vùng chuyển giao mềm nhƣ UE2 hình 2.3, giả sử nằm tập tích cực (SHO đƣờng), chiến lƣợc phân chiacông suất cân tỷ số tổng hợp tối đa đƣợc sử dụng trình chuyển giaomềm, tỷ số [ ] [ nhận đƣợc là: ] ⁄ [ ⁄ ⁄ ∑ ⁄ ⁄ Vì vậy, ⁄ ∑ ] đƣợc tính là: ( ) ∑ ∑ Trong đó: ∑ ∑( ) ⁄ ∑ ∑ ( ) ⁄  Điều khiển cơng suất khơng hồn hảo Qua việc xác minh thực nghiệm, lỗi điều khiển cơng suất đƣợc mơ hình hố nhƣ giá trị ngẫu nhiên với phân bố logarit chuẩn tắc Gọi giá trịbiểu diễn cho lỗi điều khiển cơng suất (đƣợc tính dB), đƣợcviết nhƣ sau: Trong giá trị ngẫu nhiên có phân bố Gaussian với trung bình khơng phƣơng sai, Độ lệch chuẩn phản ánh mức độ không hồn hảo.Suốt qtrình chuyển giao mềm, độc lập với Thay (3.9) (3.10) vào (3.4) (3.6), ta 34 thu đƣợc cơng suất truyền thực tế theo điều kiện điều khiển cơngsuất khơng hồn hảo Đối với User ( , ) bên ngồi vùng chuyển giao mềm, đƣợc biểu diễn là: ⁄ ⁄ ∑ [ ⁄ ∑ ⁄ ( ) ] Rõ ràng khơng có điều khiển cơng suất, Eb/I0 hàm theo vị trí trạm di động Có thể rút N: ( ∑ [ ) ⁄ ( ) ] Đối với UE bên vùng chuyển giao mềm nhƣ UE2, đƣợc biểu diễn là: [ Trong đó, ∑ [ ∑ ∑ ] [ ∑ ] ] đƣợc đƣa nhƣ sau N đƣợc suy ra: ( ) [ ∑ ∑ ] Do đó, dung lƣợng trung bình hƣớng xuống trung bình N khơng điều khiển cơng suất hƣớng xuống đƣợc biểu diễn là: ⁄ [ [ [ { ⁄ ] ∑ ( ] ∑ ∑ )] 35 Ta thấy đƣợc không điều khiển công suất, dung lƣợnghƣớng xuống bị giới hạn UE yếu (UE có Eb/I0 thấp nhất) Cell 3.3 Chiến lƣợc điều khiển công suất tối ƣu chuyển giao mềm 3.3.1 Nguyên lý cách tiếp cận Nhƣ đề cập chƣơng trƣớc, hệ thống CDMA hệ thốngđƣợc giới hạn nhiễu.Việc giảm thiểu nhiễu tổng nguyên tắc bảnđể tối ƣu hoá tài nguyên vô tuyến hệ thống CDMA.Nguyên lý củacách tiếp cận điều khiển cơng suất giảm thiểu mức tiêu thụ công suất tổngsuốt trình chuyển giao mềm mức tiêu thụ cơng suất thấp đồngnghĩa với việc nhiễu đến UE khác Xét UE trạng thái SHO hai đƣờng đƣợc đƣa tronghình 3.4, cơng suất tổng đƣợc tiêu thụ UE tổng P1 P2.P1và P2 công suất truyền kênh hƣớng xuống dành riêng tƣơng ứng từ BS1 vàBS2 Giả sử tải đƣợc phân bố đồng tồn hệ thống, cơng suất truyền tổng PTcủa trạm gốc giống Hình 3.4 Điều khiển cơng suất hƣớng xuống chuyển giao mềm Tỷ số Eb/I0 trạm di động đƣợc biểudiễn nhƣ sau: [ ] [ ] Với: [ ] ∑ ∑ ( ) Và: [ ] ∑ ( ∑ ) 36 Trong W tốc độ chip; R tốc độ bit dịch vụ; ν hệ số hoạt động dịchvụ; a hệ số trực giao hƣớng xuống; suy giảm lan truyền từ đến trạm di động;M số trạm gốc đƣợc đƣa vào nhiễu inter-Cell.Ta đƣợc: [ ∑ ] ∑ Ta định nghĩa thông số B để định nghĩa quan hệ P1 P2 theo: Theo nguyên tắc “Không hơn, không kém”, QoS nhận đƣợc trạm di động đƣợc giữ mức giá trị mục tiêu Do đó, cơng suất tổng đƣợc yêu cầubởi trạm di động đƣợc suy là: ( ) ( ) ∑ ∑ Trong ( ) giá trị mục tiêu dịch vụ mà UE yêu cầu.Từ (3.21), ta thấy rõ ràng cơng suất tổng mà UE tiêu thụ có mối quan hệ vớitỷ số công suất B Những giá trị khác tỷ số dẫn tới mức tiêu thụcơng suất tổng khác Mục đích chiến lƣợc điều khiển công suất tối ƣu làcố gắng tìm giá trị tỷ số B thích hợp để tối thiểu hố cơng suất tổng 3.3.2 Đánh giá tính khả thi Gọi giá trị đại diện cho công suất tổng mà UE tiêu thụ thực chiến lƣợc phân chia công suất cân chuẩn suốt q trình chuyển giao mềm.Thay vào, đƣợc biểu diễn là: 37 ( ) ∑ ∑ Để giảm bớt cơng suất tổng phải thỏa mãn bất đẳng thức sau: (3.1) Đặt: ∑ ∑ Công thức (4.8) đƣợc biểu diễn lại nhƣ sau: ( Do ) ( Nên ) ( ) Suy ( Suy ) ( ) (3.2) Để thõa mãn (3.2), B phải phụ thuộc vào mối quan hệ X Y Nếu (3.3) Nếu Gọi ( ) Là tỷ số ∑ kênh Pilot nhận đƣợc từ trạm gốc Trong đó, γ tỷ lệ cơng suất truyền tổng BS dành cho kênh lƣu lƣợng; a hệ số trực giao hƣớng xuống 38 Do đó: ( ) ( ) ∑ ∑ Cơng thức (3.6) đƣợc viết lại thành: Nếu ( ) ( ) Nếu ( ) ( ) Khi tải đƣợc phân bố đồng toàn hệ thống, tất kênh hoa tiêuhƣớng xuống đƣợc phân bổ giá trị công suất, việc nhận đƣợc tƣơng ứng với suy giảm lan truyền từ caohơn từ trạm gốc đến UE thấphơn Điều có nghĩa tỷ số cơng suất BS tập tích cực tỷ số suy giảm lan truyền chúng mức tiêu thụ cơng suất tổng suốt q trình chuyển giao mềm đƣợc giảm bớt so với sơ đồ phân chia cơngsuất cân Do đó, sơ đồ điều khiển công suất tối ƣu, trạm gốc tập tíchcực thay đổi cơng suất truyền chúng cách phụ thuộc tỷ số công suấtđƣợc giữ với tỷ số suy giảm lan truyền Lƣu ý việc chọn B = cho sơ đồ điều khiển cơng suất tối ƣu vìsự suy giảm lan truyền từ trạm gốc cụ thể thu đƣợc cách đo kênh Pilothƣớng xuống trạm gốc Điều đảm bảo tính khả thi cách tiếp cận điều khiển công suất việc đo kênh Pilot thủ tục chuyểngiao mềm Trong SHO đƣờng việc phân tích hồn tồn tƣơng tự Giả sử trạm gốc tập tích cực, mối quan hệ , , là: P1 L1 P1 L1 P2 L2  ,  ,  P2 L2 P3 L3 P3 L3 39 Hình 3.5 biểu diễn cơng suất tổng tƣơng đối trung bình mà UE cần trình chuyển giao mềm.Trục X biểu diễn khoảng cách tiêu chuẩn hoá từ UE đếnBS gần tập tích cực.Những giả định hệ thống mơ hình kênh vơtuyến giống nhƣ đƣợc đƣa thông số hệ thống đƣợc lấytừ bảng 3.1 / / đƣợc tính tốn tƣơng ứng Những kếtquả hình cho thấy so với sơ đồ phân chia cơng suất cân bằng, phânchia cơng suất không cân sơ đồ điều khiển công suất tối ƣu làm giảmcơng suất tổng mà User tiêu thụ q trình chuyển giao mềm Thơng số    a W Độ đƣờng dẫn Độ lệch chuẩn hiệu ứng mằn chắn Tỷ lệ công suất kênh lƣu lƣợng Hệ số trực giao Tốc độ chip Giá trị dB 0.8 0.6 3.84Mchip/s R Tốc độ bit dịch vụ 12.2kbit/s V Hệ số hoạt động 0.5 Bảng 3.1 Các thơng số hệ thống Hình 3.5 Công suất truyền tƣơng đối cho UE SHO 40 CHƢƠNG IV: MƠ PHỎNG Q TRÌNH CHUYỂN GIAO MỀM 4.1 Demo trình chuyển giao mềm 4.1.1 Giới thiệu Macromedia Flash Professional 8.0 Macromedia FlashProfessional 8.0 công cụ để phát triển ứng dụng nhƣ thiết kế phần mềm mơ phỏng, gần cịn đƣợc sử dụng để tạo ứng dụng Internet phong phú.Phần mềm sử dụng kỹ thuật đồ họa vectơ đồ họa điểm, ngơn ngữ lập trình riêng ActionScript có khả truyền tải luồng âm hình ảnh Macromedia Flash cho phép tạo hình ảnh động, có hiệu ứng chuyển động biến đổi, sử dụng ngôn ngữ lập trình ActionScript để tạo hoạt cảnh mơ tƣơng tác cách sinh động hấp dẫn, cho phép nhúng file âm thanh, hình ảnh động Macromedia Flash xuất file kiểu html, exe, jpg,…để phù hợp với ứng dụng ngƣời sử dụng nhƣ Web, CD, … Ƣu điểm lớn Macromedia Flash, với đồ họa dạng vectơ, kích thƣớc file nhỏ, thuận tiện cho việc truyền tải liệu qua Internet Hình 4.1 Giao diện làm việc phần mềm Macromedia Flash Professional 8.0 4.1.2 Demo trình chuyển giao mềm Sử dụng phần mềm Macromedia Flash Professional 8.0 để thiết kế mơ hình q trình chuyển giao mềm, MS đặt tô chuyển động từ cell A sang cell B 41 Hình 4.2 Khi UE vùng phủ BS A Hình 4.3 Khi UE bắt đầu vào vùng chuyển giao 42 Hình 4.4 UE nhận đồng thời hai tín hiệu Hình 4.5 Tiến hành chọn BS có tín hiệu tốt để kết nối 43 Hình 4.6 UE bắt đầu vào BS B Hình 4.7 Quá trình chuyển giao kết thúc Trên mơ trình chuyển giao mềm thiết bị ngƣời dùng từ BS A sang BS B nhƣ 44 KẾT LUẬN Sự phát triển hệ thống thông tin di động 3G mở bƣớc tiến lớn phát triển ngành công nghiệp viễn thông Chuyển giao với điều khiển công suất, điều khiển đầu vào, điều khiển tải cần thiết hệ thống 3G để trì dịch vụ liên tục, khơng gây khó chịu cho ngƣời sử dụng Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu đƣợc hƣớng dẫn thầy giáo TS Lê Văn Minh, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đại học “Tìm hiểu mơ kỹ thuật chuyển giao mềm hệ thống WCDMA” Trong đồ án, em tìm hiểu vấn đề:  Tổng quan hệ thống thông tin di động hệ thứ ba (3G), đặc tính WCDMA, cách thức quản lí tài nguyên vô tuyến WCDMA  Tổng quan chuyển giao WCDMA Nghiên cứu chi tiết nguyên lý, thuật tốn tính chuyển giao mềm WCDMA, từ rút đƣợc ƣu điểm nhƣợc điểm chuyển giao mềm  Thiết kế phần Demo q trình chuyển giao mềm mơ thuật toán chuyển giao mềm dựa ngƣỡng tƣơng đối Do kiến thức thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án em cịn nhiều thiếu sót, mong nhận đƣợc góp ý từ thầy bạn Đồ án tiền đề để em nghiên cứu sâu vấn đề chuyển giao chƣa có đồ án nhƣ: giải pháp tối ƣu chuyển giao khác, chuyển giao dọc giải pháp tối ƣu,… đồng thời bổ sung thêm kiến thức giúp em áp dụng công việc thực tiễn sau trƣờng Cuối cùng, lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Lê Văn Minh tận tình hƣớng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này.Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô trƣờng Đại Học Vinh trang bị cho em kiến thức cần thiết để em có đủ khả sau trƣờng Em xin chân thành cảm ơn! 45 ... CHUYỂN GIAO MỀM TRONG HỆ THỐNG WCDMA 2.1 Giới thiệu kỹ thuật chuyển giao thông tin di động Ở chƣơng II tập trung tìm hiểu kỹ thuật chuyển giao thơng tin di động, đặc biệt chuyển giao mền hệ thống. .. tài ? ?Tìm hiểu mô kỹ thuật chuyển giao mềm hệ thống WCDMA? ?? Nội dung đồ án gồm chƣơng: Chương I : Tổng quan thông tin di động hệ thứ Chương II : Chuyển giao mềm hệ thống WCDMA Chương III :Các thuật. .. CHƢƠNG II: CHUYỂN GIAO MỀM TRONG HỆ THỐNG WCDMA 15 2.1 Giới thiệu kỹ thuật chuyển giao thông tin di động 15 2.2 Kỹ thuật chuyển giao 15 2.2.1 Sự cần thiết kỹ thuật chuyển giao thông