Chất lƣợng dịch vụ QoS trong mạng truy nhập có chức năng quản lý hiệu quả các kênh vô tuyến và tài nguyên truyền tải. Việc quản lý và thực thi QoS trong mạng truy nhập UTRAN đƣợc thực hiện bằng các phƣơng pháp điều khiển công suất , điều khiển chuyển giao và điều khiển tắc nghẽn.
Hình 3.2- Quản lý QoS trong mạng truy nhập
3.2.2.1. Quản lý điều khiển công suất
Điều khiển công suất nhắm mục đích duy trì tỷ số tín hiệu trên nhiễu ở mức cho phép. Có ba kiểu điều khiển công suất : điều khiển công suất vòng kín , điều khiển công suất vòng hở và điều khiển công suất vòng ngoài .
a. Điều khiển công suất vòng kín
Điều khiền công suất vòng kín, gọi là điều khiển công suất nhanh trong các hệ thống UMTS, có nhiệm vụ điều khiển công suất phát MS ( đƣờng lên), hay là công suất trạm gốc ( đƣờng xuống) để chống lại fading của các kênh vô tuyến và đạt đƣợc chỉ tiêu tỷ số tín hiệu trên nhiễu SIR đƣợc thiết lập bởi vòng bên ngoài. Chẳng hạn trên đƣờng lên, trạm gốc so sánh SIR nhận đƣợc từ MS với SIR mục tiêu trong mỗi khe thời gian ( 0,666ms). Nếu SIR nhận đƣợc lớn hơn mục tiêu, BS sẽ truyền một lệnh TPC “1” đến MS. Bởi vì tần số điều khiển công suất vòng kín rất nhanh nên có thể bù đƣợc fading nhanh và chậm
b. Điều khiển công suất vòng hở
Điều khiển công suất vòng hở đƣợc sử dụng trong UMTS FDD cho việc thiết lập năng lƣợng ban đầu cho MS. Trạm di động sẽ tính toán suy hao đƣờng truyền giữa tạm gốc và trạm di động bằng cách đo cƣờng độ tính hiệu nhận dử dụng mạch điều khiển độ tăng ích tự động ( AGC). Tùy theo độ tính toán suy hao đƣờng truyền này, trạm di động có thể quyết định công suất phát đƣờng lên của nó. Điều khiển công suất vòng hở có ảnh hƣởng trong hệ thống TTD bởi vì đƣờng lên
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 28
và đƣờng xuống là tƣơng hỗ, nhƣng không ảnh hƣởng nhiều trong hệ thống FDD bởi vì đƣờng lên và xuống hoạt đông trên các băng tần khác nhau và hiện tƣợng fading Rayleigh trên đƣờng lên và xuống độc lập nhau. Vậy điều khiển công suất vòng hở chỉ có thể bù một cách đại khái suy hao do khoảng cách. Đó là lí do tại sao điều khiển công suất vòng hở chỉ đƣợc sử dụng nhƣ là việc thiết lập năng lƣợng ban đầu trong hệ thống FDD
c. Điều khiển công suất vòng ngoài
Điều khiển công suất vòng bên ngoài cần thiết để giữ chất lƣợng truyền thông tại các mức yêu cầu bằng cách thiết lập mục tiêu cho điều khiển công suất vòng kín nhanh. Mục đích của nó là cung cấp chất lƣợng yêu cầu. Tần số điều khiển công suất vòng ngoài thƣờng là 10-100Hz.
Điều khiển công suất vòng ngoài so sánh chất lƣợng nhận đƣợc với chất lƣợng yêu cầu. Thông thƣờng, chất lƣợng đƣợc định nghĩa là tỷ số lỗi bit mục tiêu xác định ( BER) hay tỷ số lỗi khung ( FER). Mối quan hệ giữa SIR mục tiêu và mục tiêu chất lƣợng tùy thuộc vào tốc độ di động và hiện trạng đa đƣờng. Nếu chất lƣợng nhận tốt hơn, có nghĩa là mục tiêu SIR đủ cao để đảm bảo QoS yêu cầu. Để giảm thiểu khoảng trồng, mục tiêu SIR sẽ phải giảm. Tuy nhiên nếu chất lƣợng nhận xấu hơn chất lƣợng yêu cầu, mục tiêu SIR phải tăng lên để đảm bảo QoS yêu cầu.
3.2.2.2. Quá trình chuyển giao
Chuyển giao là quá trình đƣợc thực hiện khi UE đã có kết nối vô tuyến để duy trì chất lƣợng truyền dẫn. Trong 3G/UMTS có thể có chuyển giao cứng hoặc chuyển giao mềm
a. Chuyển giao cứng
Trong quá trình chuyển giao cứng (HO) UE chỉ nối đến 1 nút B. Khi thực hiện HO đến 1 nút B khác, kết nối nút B cũ đƣợc giải phóng.
Tất cả các kết nối sử dụng kênh FACH ( kênh không sử dụng điều khiển công suất và dành cho các gói ngắn) hay DSCH ( kênh phù hợp nhất cho các dịch vụ chuyển mạch gói đều sử dụng HO.
Ngoài ra HO sử dụng cho:
HO giữa các hê thống ( giữa UTRAN và GSM).
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 29
b. Chuyển giao mềm/ mềm hơn
Chuyển giao mềm khi UE kết nối nhiều nút B. Danh sách các nút B tham gia vào kết nối với UE trong chuyển giao mềm/ mềm hơn đƣợc gọi là “tập tích cực”. Có thể quy định kích thƣớc cực đại của tập tích cực. Thực chất chuyển giao mềm là quá trình trong đó một ô hoặc đƣợc kết nạp vào tập tích cực hoặc bị loại ra khỏi tập tích cực.
3.2.2.3.Điều khiển tắc nghẽn
Để đảm bảo QoS trong mạng truy nhập vô tuyến thì phải đảm bảo hệ thống không bị quá tải và hoạt động ổn định. Nếu một mạng thiết kế ổn định, quản lý kết nối tốt, thì điều khiển tắt nghẽn cũng phải tốt. Nếu vƣợt quá mứt lƣu lƣợng hức năng điều khiển tắt nghẽn sẽ hoạt động, chức năng này đƣợc hoạch định trong quy hoạch mạng vô tuyến.
Trong trƣờng hợp quá tải, chức năng điều khiển tắt nghẽn sẽ thực thi các tác vụ nhằm mục đích giảm tải hệ thống:
Điều khiển tải đƣờng xuống: từ chối lệnh tăng công suất đƣờng xuống nhận đƣợc từ các thuê bao.
Điều khiển tải đƣờng lên: giảm Eb/No đƣờng lên bằng cách điều khiển công suất nhanh đƣờng lên.
Giảm băng thông của lƣu lƣợng dữ liệu gói
Chuyển giao sang các sóng mang UMTS khác.
Chuyển giao sang GSM.
Giảm tốc độ bit của các thuê bao dịch vụ thời gian thực.
Loại các cuộc gọi của các thuê bao có độ ƣu tiên thấp.