3.2.1 Các tiến trình quyết định chuyển giao
Tiến trình quyết định là nơi thực hiện xử lý và đưa ra quyết định cho đường truyền vật lý giao diện vô tuyến dựa trên các bản tin đo lường UL/DL của MS và BSS.
Khi một cuộc gọi đang thực hiện, các bản tin đo lường được MS báo cáo liên tiếp mỗi 480ms, báo cáo bao gồm các thông tin cường độ RXLEV và chất lượng RXQUAL đường xuống của cell đang phục vụ cùng với thông tin của 6 neighbor mạnh nhất. Ở đường lên, BTS cũng thực hiện đo cường độ và chất lượng UL giống như MS cùng với giá trị TA đường truyền.
Các bản tin đo lường sẽ được BSS lưu trữ và kết hợp với các bản tin đo lường trước đó để thực hiện tạo kết quả trung bình. Số bản tin đo lường thô tham gia vào tạo một kết quả trung bình và số lượng kết quả trung bình tham gia vào quyết định chuyển giao được cấu hình trong cơ sở dữ liệu. Cứ mỗi 480ms lại có một kết quả trung bình và kết quả này được so sánh với ngưỡng định sẵn trong cơ sở dữ liệu, và từ đó quyết định xem cần làm gì. Có thể đó là handover sang cell khác, hoặc sang một timeslot khác cùng cell, tăng hay giảm công suất phát của MS hoặc BTS. BTS sẽ thực hiện duy trì cuộc gọi ở công suất phát MS ở mức thấp nhất để tiếm kiệm pin cho MS và giảm nhiễu đồng kênh. Bất cứ một kiểu handover hay điều khiển công suất có thể được phép hoặc không được phép thực hiện qua việc cấu hình database. Ngưỡng của các mức thu UL và DL được đặt độc lập cho việc chuyển giao hay điều
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
khiển công suất. BSS cũng phát hiện ra việc mất liên lạc với MS bằng một số lượng liên tiếp các bản tin đo lường không nhận được.
Hình 3.4: Tổng quan tiến trình HDPC
3.2.1.1 Tiến trình quyết định chuyển giao do RXQUAL UL/DL
Tham số kích hoạt cho phép loại chuyển giao này được thực hiện + ul_rxqual_ho_allowed: kích hoạt cho đường lên
+ dl_rxqual_ho_allowed: kích hoạt cho đường lên Giá tri: 0 – Disabled 1 – Enabled
Tham số ngưỡng khi xét chuyển giao:
+ l_rxqual_ul_h: ngưỡng RxQual cho đường lên + l_rxqual_dl_h: ngưỡng RxQual cho đường xuống
Giá tri: 0 đến 1810 khi alt_qual_proc = 0 (sử dụng đơn vị BER) Hoặc 0 đến 7 alt_qual_proc = 1 (sử dụng đơn vị Band) Tham số xét trong cơ chế biểu quyết:
decision_1_n6 decision_1_p6 Giá tri: 1 đến 31
Bản tin Đo lường UL/DL Tạo kết quả trung bình
So sánh số kết quả trung bình với ngưỡng Vượt quá ngưỡng
Kích hoạt chuyển giao / Điều khiển công suất / Chỉnh TA
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 3.5: Tiến trình quyết định chuyển giao RXQUAL
3.2.1.2 Tiến trình quyết định chuyển giao INTERFERENCE UL/DL
Tham số kích hoạt cho phép loại chuyển giao này được thực hiện interfer_ho_allowed: kích hoạt chuyển do nhiễu
Giá tri: 0 – Disabled 1 – Enabled Tham số ngưỡng khi xét chuyển giao:
l_rxlev_ul_ih: ngưỡng nhiễu chuyển giao đường lên. l_rxlev_dl_ih: ngưỡng nhiễu chuyển giao đường xuống. Giá tri: 0 to 63 (–110dBm to –63dBm) decision_1_n7 decision_1_p7 Giá tri: 1 to 31 l_rxqual_ul_h = 400 decision_1_n6 = 1 decision_1_p6 = 1 decision_1_ul_rxqual_av_h = 0 wqual = 1 alt_qual_proc = 0 Cơ chế trung bình Cơ chế quyết định 480ms
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 3.6: Tiến trình quyết định chuyển giao INTERFERENCE
3.2.1.3 Tiến trình quyết định chuyển giao RXLEV UL/DL
Tham số kích hoạt cho phép loại chuyển giao này được thực hiện
ul_rxlev_ho_allowed: kích hoạt chuyển giao cường độ đường lên dl_rxlev_ho_allowed: kích hoạt chuyển giao cường độ đường xuống Giá tri: 0 – Disabled 1 – Enabled
Tham số ngưỡng khi xét chuyển giao:
l_rxlev_ul_h: ngưỡng chuyển giao cường độ đường xuống l_rxlev_dl_h: ngưỡng chuyển giao cường độ đường xuống Giá trị: 0 to 63 (từ –110dBm đến –63dBm) decision_1_n5 decision_1_p5 Giá tri: 1 to 31 Cơ chế trung bình rxlev_ul Cơ chế quyết định Mỗi 480ms Mỗi 480ms Cơ chế quyết định Cơ chế trung bình rxqual_ul l_rxqual_ul_h = 400 decision_1_n6 = 2 decision_1_p6 = 1 decision_1_ul_rxqual_av_h = 0 alt_qual_proc = 0 wqual = 1 u_rxlev_ul_ih = 35 decision_1_n7 = 2 decision_1_p7 = 1 decision_1_ul_rxlev_av_ih = 0
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 3.7: Tiến trình quyết định chuyển giao RXLEV
3.2.1.4 Tiến trình quyết định chuyển giao khoảng cách
Tham số kích hoạt cho phép loại chuyển giao này được xét ms_distance_allowed
Giá tri: 0 – Disabled 1 – Enabled Tham số ngưỡng khi xét chuyển giao:
ms_max_range: ngưỡng chuyển giao khoảng cách 0 to 63 (bit periods): một bit khoảng 550m
decision_1_n8 decision_1_p8 Giá tri: 1 tới 31
Hình 3.8: Tiến trình quyết định chuyển giao khoảng cách
Cơ chế trung bình Cơ chế quyết định Mỗi 480ms ms_max_range = 40 decision_1_n8 = 2 decision_1_p8 = 2 decision_1_tim_adv_av_alg = 0 Cơ chế trung bình Cơ chế quyết định Mỗi 480ms l_rxlev_ul_h = 30 decision_1_n5 = 2 decision_1_p5 = 1 decision_1_ul_rxlev_av_h = 0
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
3.2.1.5 Tiến trình quyết định chuyển giao PBGT
Tham số kích hoạt cho phép loại chuyển giao này được thực hiện pwr_handover_allowed
Giá tri: 0 – Disabled 1 – Enabled Tham số ngưỡng khi xét chuyển giao:
ho_margin_def: ngưỡng mặc định chuyển giao PBGT Giá tri: –63 to 63 dB (mặc định = 8)
3.2.2Cơ chế tạo kết quả trung bình
Tương tự như việc MS tạo ra bản tin mang thông tin về DL như DL RxLev, DL RxQual mỗi chu kỳ đo lường, BSS cũng tạo ra các bản tin mang thông tin đường lên gồm có UL RxLev, UL RxQual, Định thời sớm và nhiễu UL trên các khe rỗi.
Tất cả các thông tin đo lường đường truyền vô tuyến DL và UL được MS và BSS tạo ra lại được lấy trung bình tiếp tục bởi phần mềm của BSS cứ mỗi đa khung SACCH để tạo ra kết quả trung bình.
Do có nhiều nguyên nhân gây chuyển giao trên đường truyền vô tuyến như: cường độ, chất lượng, nhiễu, khoảng cách…nên cũng có nhiều cách lấy trung bình tương ứng. Các cơ chế lấy trung bình gồm có:
+ rel_tim_adv: lấy trung bình và tạo kết quả về khoảng cách (chuyển giao) + surround_cell: lấy trung bình và tạo kết quả các cell lân cận (chuyển giao) + rxlev_ul_ho: lấy trung bình và tạo kết quả UL RxLev (chuyển giao) + rxlev_dl_ho: lấy trung bình và tạo kết quả DL RxLev (chuyển giao) + rxqual_ul_h: lấy trung bình và tạo kết quả UL RxQual (chuyển giao) + rxqual_dl_h: lấy trung bình và tạo kết quả DL RxQual (chuyển giao) + rxlev_ul_pc (*): lấy trung bình và tạo kết quả UL RxLev (ĐKCS) + rxlev_dl_pc (*): lấy trung bình và tạo kết quả DL RxLev (ĐKCS) + rxqual_ul_pc (*): lấy trung bình và tạo kết quả UL RxQual (ĐKCS)
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
+ rxrual_dl_pc (*):lấy trung bình và tạo kết quả UL RxLev (ĐKCS)
(*): dành cho điều khiển công suất, không xét trong phạm vi luận văn này. Ba tham số điều khiển tác động đến việc lấy trung bình là hreqave, hreqt và intave thuộc cơ chế trung bình:
+ hreqave: Đây là số mẫu cần thiết để tạo ra một kết quả trung bình, kết quả trung bình này được coi như một mẫu của hreqt. Minh họa: Giả sử có 4 kết quả thô có giá trị liên tiếp là: -90, -91, -93, -96 dBm, và đặt hreqave=4 thị kết quả trung bình tạo được sẽ là:
(90+91+93+96)/4 = 92,5 dBm
+ hreqt: Tham số này cùng với hreqave yêu cầu số lượng bản tin thô phải có trước khi quyết định chuyển giao được xét, nó có tác dụng làm trễ việc kích hoạt chuyển giao, giá trị của hreqt phải ít nhất bằng với tham số n. Giả sử hreqave =4 và hreqt=2, thì hreqave*hreqt=4*2=8, suy ra, sau 8 bản tin thô (khoảng 4 giây), quyết định chuyển giao mới được xét.
+ intave: Là thông số tham gia vào quá trình thực hiện lấy trung bình nhiễu theo band của các kênh rỗi. Tham số này khá giống với hreqave, kết hợp với hreqt, sau mỗi đã khung SACCH kết quả nhiễu được phân loại theo từng band quy định.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 3.9 Đo nhiễu trên kênh rỗi
Chú ý: hreqt & hreqave có giá trị tối đa là 32, và (hreqt*hreqave =< 32) trong cùng một tiến trình.
hreqave và hreqt được dùng cho:
+ Chuyển giao hay điều khiển công suất UL/DL RxQual + Chuyển giao hay điều khiển công suất UL/DL RxLev + Lựa chọn cell tốt hơn trong các cell xung quanh + Định thời sớm (rel_tim_adv)
intave và hreqt được xác định cho: + Xử lý nhiễu trên kênh rỗi.
3.2.3 Cơ chế biểu quyết n và p
Tổng quan
Cùng với hreqave và hreqt thì cơ chế biểu quyết n và p sẽ đảm bảo rằng việc quyết định chuyển giao hay ĐKCS được tạo ra từ một số kết quả trung bình lớn hơn ngưỡng chứ không phải chỉ từ một kết quả. Các tham số n và p được đặt trong cơ sở dữ liệu với định nghĩa:
Lấy mẫu mỗi khung TDMA, 104 lần/ SACCH Lấy mẫu mỗi khung TDMA, 104 lần/ SACCH Trung bình mất 4 SACCH Khoảng 1,92s Báo cáo mức nhiễu theo band của khe mỗi 4 SACCH Intave=2 (4 SACCH) Rf_res_ind_period = 4 (4 SACCH)
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
n - Xác định kết quả (số mẫu) tham gia vào quyết định kích hoạt chuyển giao p – luôn nhỏ hơn hoặc bằng n, xác định số tối thiểu kết quả lớn hơn ngưỡng đặt trước để tạo ra kích hoạt chuyển giao.
Giả sử với n=6, p=4 thì trong 6 kết quả liên tiếp nhau nếu có nhiều hơn 4 kết quả lớn hơn mức ngưỡng thì chuyển giao được khởi xét.
Cứ mỗi 480ms thì lại xét một lần, nếu như p/n vượt quá ngưỡng thì một quyết định chuyển giao hay điều khiển công suất sẽ được đánh dấu để xét tiếp sau đó. Minh họa:
Hình 3.10: Thực hiện tính giá trị trung bình
Mỗi quan hệ giữa hreqave/hreqt và n/p
Trong hình vẽ thể hiện một chuối các kết qua đo được báo cáo trên kênh SACCH theo chu kỳ 480ms. Với giá trị đặt trong cơ sở dữ liệu:
+ Hreqave=4 + Hreqt=3
Và ngưỡng chuyển giao RXLEV đường xuống =-90dBm
Việc thiết lập giá trị p/n cao hơn, ví dụ 3/3 sẽ làm chậm việc kích hoạt chuyển giao, điều này có ích vì nó sẽ giảm khả năng trở lại cell nguồn khi đã sang cell đích. Tuy nhiên trong điều kiện MS di chuyển nhanh, việc đặt p/n cao có thể làm chậm việc kích hoạt chuyển giao khi tín hiệu suy giảm nhanh
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
và có thể dẫn đến rớt cuộc.
Hình 3.11: Khởi xét chuyển giao với giá trị p/n khác nhau
Trường hợp dưới đây với cùng chuỗi kết quả đo lường như trên nhưng giá trị hreqave được giảm xuống 3, việc thay đổi này tạo ra đáp ứng chuyển giao nhanh hơn:
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
3.2.4 Chuyển giao thích nghi
Chuyển giao thông thường được phát hiện bởi cơ chế p/n đã nhận ra hầu hết yêu cầu chuyển giao của cuộc gọi. Tuy nhiên phương pháp này chậm khi nhận ra các cuộc gọi suy giảm với tốc độ nhanh. Một phương pháp phát hiện chuyển giao khác được thiết kế là chuyển giao thích nghi cho loại RxLev, RxQual, PBGT.
Khi sử dụng chuyển giao thích nghi thì loại chuyển giao biểu quyết sẽ không được sử dụng và ngược lại.
Để thực hiện chuyển giao thích nghi, một giá trị tổng tích lũy được duy trì qua mỗi báo cáo đo lường. Với loại chuyển giao RxLev và RxQual, tổng này được duy trì dựa trên giá trị đo mới nhất lớn hơn ngưỡng kích hoạt, ngược lại tổng sẽ bị reset về 0.
Với chuyển giao thích nghi PBGT, tổng này không bị reset nhưng được duy trì bằng cách dùng tiêu chuẩn “leaky bucket”. Nghĩa là giá trị tổng sẽ tăng hoặc giảm một lượng bằng độ chênh lệch giữa PBGT và ngưỡng kích hoạt (ho_margin), tăng khi PBGT > ho_margin và ngược lại.
Yêu cầu chuyển giao nhận ra trong mọi trường hợp giá trị tổng tích lũy lớn hơn ngưỡng khởi phát tích lũy, ngưỡng này được đặt độc lập cho mỗi loại chuyển giao.
Trong ba loại RxLev, RxQual, PBGT, thì giá trị đặt RxLev, RxQual là giống nhau với mọi neighbor, riêng PBGT có thể đặt chi tiết cho từng neighbor cho phép thiết kế linh hoạt hơn.
3.2.4.1. Chuyển giao thích nghi RxLev
Loại chuyển giao này chỉ được sử dụng khi tham số adap_ho_rxlev (0 Disables, 1 cho phép Enables) được đặt bằng (1). Cứ mỗi bản tin đo lường, vùng tích lũy được cập nhật và so sánh với ngưỡng kích hoạt tích lũy. Nếu vùng tích lũy lớn hơn ngưỡng thì chuyển giao được nhận ra.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
adap_trigger_rxlev_dl: cho DL adap_trigger_rxlev_ul: cho UL
Dải giá trị ngưỡng tích lũy có thể đặt được từ 0-255.
Tại mỗi bản tin đo lường giá trị mức thu trung bình của server cell được so sánh với ngưỡng chuyển giao.
+Khi mức thu server cell đi xuống dưới ngưỡng (dBm):
Rxlev_cumulative_area = Rxlev_cumulative_area +(l_rxlev_xx_h - Rxlev_xx)
Với xx = ul hoặc dl
+ Khi mức thu server cell vượt trên ngưỡng (dBm): rxlev_cumulative_area bị reset về 0.
Nếu rxlev_cumulative_area lớn hơn adap_trigger_rxlev_xx thì chuyển giao với nguyên nhận RxLev được khởi phát. Xét ví dụ sau:
Hình 3.13: Chuyển giao thích nghi RxLev
3.2.4.2. Chuyển giao thích nghi RxQual
+ Tham số cho phép chuyển giao được sử dụng:
l_rxlev_xx_h = 20 (-90dBm) xx = ul or dl adap_trigger_rxlev_xx = 24 Server Neighbor Kết quảđo thứ nhất, acc area = 0 rxlev_xx = 15 (-95dBm) Cumulative area = 0 + (20 - 15) = 5
Kết quảđo thứ hai, acc area = 5
rxlev_xx = 25 (-85dBm)
=> Vùng tích lũy bị reser về 0 do RxLev của server cao hơn ngưỡng.
Kết quảđo thứ ba, acc area = 0
rxlev_xx = 5 (-105dBm)
Cumulative area = 0 + (20 - 5) = 15
Kết quảđo thứ tư, acc area = 15
rxlev_xx = 10 (-100dBm)
Cumulative area = 15 + (20 - 10) = 25
Vùng tích lũy đã vượt qua ngưỡng khởi phát chuyển giao >> Chuyển giao được phát sinh.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
adap_ho_rxqual. (0: Disables, 1: Enables) + Tham số ngưỡng tích lũy cho UL và DL là:
adap_trigger_rxlev_dl: cho DL adap_trigger_rxlev_ul: cho UL Giá trị có thể đặt trong phạm vi 0 - 65535
Khi cell sử dụng nhảy tần thì có thể chịu được mức nhiễu cao hơn do đó một ngưỡng khác được sử dụng cho:
adap_trigger_hop_rxqual_dl: cho DL adap_trigger_hop_rxqual_ul: cho UL
+ Tương tự như thủ tục với RxLev, nếu RxQual của server cell thấp hơn ngưỡng (theo đơn vị band hoặc BER) thì:
rxqual_cumulative_value = rxqual_cumulative_value + (rxqual_xx - l_rxqual_xx_h)
+ Nếu giá trị RxQual cao hơn ngưỡng: Rxqual_cumulative_area bị reset về 0.
Nếu the rxqual_cumulative_area vượt quá adap_trigger_rxqual_xx thì một chuyển giao có nguyên nhân RxQual được khởi phát phát cho cuộc gọi.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 3.14: Chuyển giao thích nghi RxQual
3.2.4.3. Chuyển giao thích nghi PBGT
Việc sử dụng thuật toán chuyển giao PBGT thích nghi được quyết định bởi đặt giá trị cho tham số adap_ho_pbgt:
• 0 = Sử dụng thuật toán chuyển giao PBGT chuẩn.
• 1 = thuật toán chuyển giao thích nghi với vùng tích lũy ở mức cell. Điều này có nghĩa giá trị ngưỡng kích hoạt đặt chung cho tất cả các neighbor. Giá trị kích hoạt chung adap_trigger_pbgt đặt từ 0-255.
• 2 = thuật toán chuyển giao thích nghi với vùng tích lũy ở mức neighbor. Các giá trị ngưỡng được đặt riêng cho từng neighbor (tham số adap_trigger_pbgt_nbr)
Khi giá trị nhận từ bản tin đo lường mới nhất vượt hơn ngưỡng, giá trị tổng tích lũy không bị reset mà được duy trì theo công thức dưới đây.
Vùng tích lũy được tính toán giá trị tích lũy trước đó và chênh lệch giữa pbgt(n) và ho_margin(n) mỗi kết quả trung bình.
Nếu pbgt(n) > ho_margin(n) thì (mức cell và mức neighbor đều như nhau):
adap_trigger_rxqual_xx = 1000 alt_qual_proc = 0 Server Neighbor Kết quảđo thứ nhất, acc area = 0 rxqual_xx = 453 Cumulative area= 0+(453 – 400) = 53
Kết quảđo thứ hai, acc area = 53
rxqual_xx = 226
=> Vùng tích lũy bị reser về 0 do RxQual của server cao hơn ngưỡng.
Kết quảđo thứ ba, acc area = 0
rxqual_xx = 905
Cumulative area = 0 + (905 – 400) = 505
Kết quảđo thứ tư, acc area = 505
rxqual_xx = 905
Cumulative area = 505 + (905 – 400) = 1010
Vùng tích lũy đã vượt qua ngưỡng khởi phát chuyển giao >> Chuyển giao được phát sinh.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến