Thuật toán này được sử dụng để thích ứng một cách hiệu quả đối với môi trường có mật độ sử dụng tần số cao nhất là khi chúng ta triển khai multilayer, khi đó có rất nhiều tần số BCCH kề kênh nhau.
Theo khuyến nghị GSM, các kênh tần số kề nhau sẽ gây nhiễu cho nhau. Kết quả là nếu chênh lệch về công suất giữa hai kênh tần số quá 9 dB thì thông tin trong kênh tần số có mức tín hiệu nhỏ hơn sẽ không thể giải mã được.
Bây giờ ta xét tình huống hai cell có tần số BCCH kề nhau. Hình sau đây mô tả rõ quá trình khi MS di chuyển từ serving cell sang neighbor cell.
PBGT(n)(10dBm) > ho_margin_dyn (2 + 4 - 2 = 4)
indoor cell được xem là một neighbor PBGT(n)(4dBm) > ho_margin (2dBm) Count = 60 SACCH
ho_margin_dyn = 2+4 = 6 quá lớn PBGT với indoor cell
ho_static_offset = 4 ho_dynamic_offset = 2 delay_time = 60 (30s)
PBGT(n)(0dB)>ho_margin_dyn (2 + 4 - 2) = 4
indoor cell không được xem là neighbor PBGT(n) > ho_margin...timer khởi động ho_margin_dyn = ho_margin(n) + ho_static_offset(n) - timer hết hạn ho_margin_dyn = ho_margin(n) + ho_static_offset - ho_dynamic_offset Nếu PBGT(n) > 0 và PBGT(n) > ho_margin_dyn >> Cần phải chuyển giao PBGT
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 4.8: Chuyển giao trong điều kiện nhiễu
+ Khi chênh lệch lớn hơn 9dB thì trong điều kiện nhiễu MS không thể giải mã BSIC của neighbor.
+ Khi chênh lệch nhỏ hơn 9dB thì MS bắt đầu giải mã BSIC của neighbor và BSS sẽ bắt đầu tính toán quá trình Handover cho neighbor này. MS tiếp tục di chuyển đến vùng biên và đi sâu vào vùng của neighbor cho đến khi thoả mãn điều kiện về PBGT, lúc này hệ thống sẽ khởi tạo chuyển giao. Hệ thống sau đó sẽ gửi bản tin ho_command xuống MS, nếu lúc đó chênh lệch vẫn chưa vượt quá 9 dB so với mức thu của serving thì MS có thể decode được bản tin này do đó quá trình chuyển giao có thể thành công. Còn trong trường hợp mà chênh lệch lớn hơn 9 dB so với mức thu của serving thì quá trình chuyển giao bị thất bại do MS không thể giải mã được bản tin ho_command từ serving.
Theo như mô tả trên thì ta có thể coi như có một cửa sổ bị giới hạn (tính từ khi khởi phát chuyển giao cho đến khi mức thu của neighbor bắt đầu lớn hơn 9 dB so với serving) mà trong cửa sổ ấy nếu hệ thống kịp hoàn tất thủ tục chuyển giao thì quá trình chuyển giao mới có thể thành công. Chính cửa sổ này hạn chế tỷ lệ chuyển giao thành công bởi các MS di chuyển quá nhanh sẽ không kịp nhận bản tin ho_command trong phạm vi cửa sổ trên. Trong trường hợp chúng ta đặt khoảng thời gian tính toán quá dài hay đặt ngưỡng
Power Distance Lệnh ho_command không thành công Có thể giải mã BSIC liền kề ho_margin Serving Neighbor 9dB 9dB MS di chuyển
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
ho_margin lớn sẽ dẫn đến thu hẹp độ rộng của cửa sổ trên và do đó cũng hạn chế tỷ lệ chuyển giao thành công.
Như vậy, tỷ lệ chuyển giao thành công sẽ phụ thuộc rất lớn vào tốc độ di chuyển của MS và các tham số chuyển giao. Để giảm thiểu tình trạng kề kênh trong các cell kề nhau và ảnh hưởng gây nên bởi nhiễu kề kênh đến quá trình chuyển giao thì cần phải tuân theo các khuyến nghị sau:
+ Sử dụng một bộ tần số lớn có thể trong lớp microcell để tránh tình trạng có nhiều tần số kề nhau ở những cell kề nhau.
+ Tránh tình trạng sử dụng kênh kề ở neighbor cell trong mối quan hệ
rẽ vào góc bởi vì điều đó sẽ thu hẹp nhanh chóng cửa sổ khi MS quặt qua góc ngã tư (khoảng cách về mức thu giữa neighbor và serving sẽ tăng lên rất nhanh khi MS di chuyển một khoảng cách nhỏ sau khi quặt).
+ Tránh sử dụng kênh kề ở neighbor cell mà tại vùng giao nhau các MS có tốc độ di chuyển nhanh.
+ Sử dụng chu kỳ tính toán ngắn (hreqave, hreqt) và ho_margin nhỏ. Khi các điều kiện trên không được tuân thủ thì thuật toán số 7 được thực hiện. Mục đích chính của nó là ngăn chặn không cho chuyển giao sang neighbor kề kênh. Thuật toán này được sử dụng kết hợp với phép thử tránh nhiễu cho các neighbor khai báo bởi tham số adj_chan_intf_test trong quá trình add_neighbor (1 is enabled; 0 is disabled).
Thuật toán này cho phép một cell thứ 3, cell có tần số không liền kề trở thành đích của chuyển giao cả khi neighbor nhiễu có mức thu mạnh nhất. Thuật toán đưa vào tham số adj_chan_ho_margin để đánh giá nguy cơ có thể đến từ phía neighbor trong mối quan hệ kề kênh BCCH (lấy giá trị từ - 63 đến 63 dB).
Khi Power budget – adj_chan_ho_margin > 0 thì chuyển giao sẽ được phát sinh trước khi nhiễu trở nên quá lớn để làm rớt cuộc.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Chuyển giao loại 7 là một loại chuyển giao cưỡng bức và có quyền ưu tiên cao hơn PBGT. Khác với các thuật toán khác, thuật toán loại 7 được khởi phát bởi neighbor cell có BCCH kề với nó nhưng khi thực hiện chuyển giao nó lại chuyển giao sang một cell khác, MS được chuyển sang neighbor có tiêu chuẩn 1 thỏa mãn, nếu không neighbor nào thỏa mãn thì không phát sinh chuyển giao. Bởi vì sau khi được kích hoạt, neighbor đó sẽ bị loại khỏi danh sách ứng cử. Như vậy giá trị của tham số adj_chan_ho_margin cần đặt nhỏ hơn 9 và phải đảm bảo sao cho hệ thống kịp hoàn tất thủ tục chuyển giao trước khi PBGT đạt đến 9 dB.
Hình 4.9: Tình huống loại 7
Cell B thỏa mãn tiêu chuẩn PBGT nhưng không thỏa mãn điều kiện bổ sung. Cell C thỏa mãn tiêu chuẩn 1 nên MS được chuyển giao sang nó.
pbgt - adj_chan_ho_margin > 0 (với cell B) ràng buộc bởi adj_chan_ho_margin
Phép thử tránh nhiễu
Một tình huống có thể xảy ra khi cuộc gọi được handover sang một cell lân cận có BCCH gần kề với cell phục vụ. Trong tình huống đó BSS phải thực hiện một phép thử tránh nhiễu với negihbor trước khi cho phép cuộc gọi được chuyển sang. Phép thử này không quan tâm tới loại thuật toán nào được thực
Serving Cell Type 7 Cell A ARFCN=10 ARFCN=21 Cell C Cell B ARFCN=11
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
hiện với neighbor.
Nếu adj_chan_intf_test được phép với NEIG1 và bất cứ NEIG2 (lân cận của cell phục vụ) hợp lệ nào khác có tần số liền kề với NEIG1 (đang là ứng cử) thì thực hiện kiểm tra như sau:
RxLev (neighbor ứng cử) – RxLev (neighbor thường) < adj_chan_rxlev_diff Nếu không vượt qua phép thử thì NEIG1 sẽ bị xóa khỏi danh sách ứng cử. Tham số:
adj_chan_intf_test: 0 = no, 1 = yes
adj_chan_rxlev_diff: 63 to 63 (đặt trong lệnh add_neighbor)
Ví dụ: Một MS phát hiện ra một neighbor có tần số kênh liền kề, RxLev (neighbor ứng cử) = -70dBm và RxLev (neighbor có kênh liền kề) = -75dBm adj_chan_rxlev_diff = –9dB
Vậy: Thực hiện kiểm tra
RxLev (ứng cử) – RxLev (neighbor liền kề) < adj_chan_rxlev_diff –70 –(–75) < –9
5 < 9 => Không thỏa mãn yêy cầu vì chênh lệch mức thu chỉ là 5 so với yêu cầu là 9, nếu chuyển giao sẽ gây nhiễu.
Hình 4.10: Phép thử tránh nhiễu Serving Cell Cell A ARFCN=20 ARFCN=11 Cell C Cell B ARFCN=10 Cell B adj_chan_intf_test = 1
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Cell B và Cell C là các neighbor hợp lệ của cell A. Cell B rxlev - Cell C rxlev < adj_chan_rxlev_diff
Loại bỏ ứng cử từ danh sách nếu không thỏa mãn phép thử. 4.3 Thiết lập danh sách ứng cử
Sử dụng thiết kế microcell, mỗi neighbor được gán riêng một thuật toán PBGT, và BSS sẽ sử dụng thuật toán này để quyết định neighbor có đủ tiêu chuẩn cho chuyển giao hay không. BSS sẽ đánh giá số lượng neighbor đủ điều kiện cho chuyển giao PBGT. Những neighbor này sau đó dựa vào giá trị tính toán PBGT và ưu tiên của thuật toán được gán để đủ điều kiện chuyển giao PBGT. BSS sẽ xử lý một danh sách các cell ứng cử dựa trên lưu đồ.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 4.11: Sơ đồ thủ tục sắp xếp ứng cử khi sử dụng microcell IN OUT Yes Yes Yes Loại bỏ mọi neighbor không thỏa mãn thủ tục tránh nhiễu (Interference Avoidance Test):
Loại bỏ neighbor không thỏa mãn yêu cầu bổ sung của nó. Vượt quá tiêu chuẩn 1 và được xếp theo thứ tự PBGT với
neighbor mạnh nhất đầu tiên. Danh sách ứng cử: - Loại bỏ thuật toán loại 2 - Tất cả neighbor loại 4,5 và 6 - Tất cả neighbor loại 1 Danh sách ứng cử:
- Loại bỏ loại 7 không thỏa mãn kiểm tra nhiễu - Tất cả neighbor loại 1 và 2 -Tất cả các neighbor loại khác. Danh sách ứng cử: - Tất cả neighbor loại 3 - Tất cả neighbor loại 1 và 2 - Tất cả neighbor loại 4,5 và 6 Tồn tại neighbor loại 3 Tồn tại Neighbor loại 4,5 và 6 Tồn tại loại cưỡng bức hoặc nhiễu kênh liền kề No No No
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Chuyển giao RxQual giữa các cell Micro – Micro
Khi một tình huống chuyển giao RXQUAL tồn tại, chỉ thị lớp của serving cell và loại thuật toán sử dụng với neighbor sẽ được dùng để ưu tiên cho neighbor là micro cell, bằng cách đó tác động tới việc thử chuyển giao cũng như duy trì cuộc gọi trong lớp microcell. Mỗi cell sẽ có một chỉ thị lớp xác định là loại macro, micro, picco, chỉ thị lớp càng nhỏ thì phạm vi cell càng lớn.
Cell có chỉ thị 0: là macrocell Cell có chỉ thị 1: là microcell Cell có chỉ thị 2: là picocell
Trong tình huống chuyển giao RXQual, khi tham số prioritize_microcell
được đặt =1 sẽ tác động tới việc sắp xếp ứng cử như sau:
+ Tình huống khi cuộc gọi đang trong lớp microcell khi neighbor đã thỏa:
+Mọi neighbor với RxLev vượt quá Rxlev_min[n] + Max (0, Pa) + Mọi neighbor vẫn tồn tại sau thủ tục loại trừ
Việc ưu tiên theo loại neighbor:
(a) 4, 5, 6 sắp xếp bởi PBGT – ho_margin (b) 3 sắp xếp bởi PBGT – ho_margin (c) 1, 2 sắp xếp bởi PBGT – ho_margin
+ Tình huống khi cuộc gọi đang trong lớp macrocell khi neighbor đã thỏa:
+Mọi neighbor với RxLev vượt quá Rxlev_min[n] + Max (0, Pa) + Mọi neighbor vẫn tồn tại sau thủ tục loại trừ
Việc ưu tiên theo loại neighbor:
(a) 1 xếp theo PBGT – ho_margin
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
Hình 4.12: Lớp cell và Sắp xếp neighbo
Bảng tổng kết các tham số cấu hình cho việc khai báo cơ sở dữ liệu cho một neighbor:
1. Base Station Identity Code (BSIC): Mã nhận dạng trạm gốc của cell lân cận - Giá trị: 0 tới 63.
- Yêu cầu: Bắt buộc.
2. BCCH Frequency (ARFCN): Số kênh tần số vô tuyến tuyệt đối BCCH của cell lân cận.
- Giá trị: 0 tới 124, 512 tới 885, 975 tới 1023. - Yêu cầu: Bắt buộc.
3. BA Type (ba_type): Quyết định neighbor trong bảng ấn định BCCH của bản tin hệ thống gửi trên kênh BCCH, SACCH, và/hoặc GPRS.
- Giá trị: BCCH, SACCH, Và/hoặc GPRS. - Yêu cầu: Bắt buộc.
4. Frequency Type (Loại band tần): Băng tần cell lân cận sử dụng.
layer_number=0 layer_number=1 layer_number=1 layer_number=1 Loại 5 Loại 1- tiếp theo là 2,3,4,5,6 Loại 1 và 2 Loại 4,5,6- tiếp theo là 3 Prioritize_microcell = 1
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
- Giá trị: PGSM900 (1), EGSM900 (2), DCS1800 (4), PCS1900 (8). - Yêu cầu: Bắt buộc.
5. Handover Margin CellGiá trị mức thu nhận được từ cell lân cận phải vượt quá cell phục vụ để yêu cầu chuyển giao.
- Giá trị: -63 tới 63 dB. - Yêu cầu: Tùy chọn.
6. ho_margin_rxqual:Giá trị ho_margin dùng trong trường hợp chuyển giao với nguyên nhân RxQual.
- Giá trị: -63 tới 63dB. - Yêu cầu: Tùy chọn.
7. ho_margin_rxlev:Giá trị ho_margin dùng trong trường hợp chuyển giao với nguyên nhân RXLEV.
- Giá trị: -63 tới 63dB. - Yêu cầu: Tùy chọn.
8. Mobile Station Maximum Transmit Power: Mức công suất lớn nhất MS có thể sử dụng trong cell lân cận (dùng trong tính toán PBGT)
- Giá trị: 0 tới 39. - Yêu cầu: Tùy chọn.
9. Placement: Cell lân cận có cùng BSC với cell phục vụ hay không ? - Giá trị: Internal (0)
External (1). - Yêu cầu: Bắt buộc.
10. Minimum Call Receive Level (Mức thu tối thiểu cho cuộc gọi) Mức thu tối thiểu RxLev yêu cầu với cell lân cận để cuộc gọi chuyển giao.
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
- Yêu cầu: Tùy chọn.
11. Kiểm tra nhiễu kênh liền kề (adj_chn_intf_test):
(tham số OMC-R: adj_chn_intf_tst) Kiểm tra Nhiễu kênh liền kề có được cho phép hay không? Nếu cuộc gọi được chuyển giao sang cell lân cận (đặt type 7). Cuộc gọi có thể bị rớt do cell lân cận có nhiễu kênh liền kề. Để tránh điều này, cần phải kiểm tra trước khi cuộc gọi được chuyển giao. Đặc điểm này chỉ sử dụng sau khi đặc điểm microcellOpt được dùng trong BSS.
- Giá trị: Disabled (0) Enabled (1). - Mặc định: 0.
- Yêu cầu: Tùy chọn.
12. adj_chan_rxlev_dif (tham số OMC-R: adj_chn_rxlev_dif): Chỉ sử dụng khi adj_chn_intf_test được cho phép.
- Giá trị: -63 tới 63. - Yêu cầu: Tùy chọn.
13. Neighbouring Range (Phạm vi của neighbor cell)Nếu neighbor có phạm vi mở rộng.
- Giá trị: normal (0), Extended (1). - Yêu cầu: Tùy chọn.
14. Neighbor Adap Pbgt HO Trigger: Giá trị ngưỡng dùng khi sử dụng thuật toán PBGT thích nghi cho neighbor nào đó.
- Giá trị: 0 tới 255. - Yêu cầu: Tùy chọn.
15. Reciprocate Neigbour (Chuyển giao qua lại) Có hay không chuyển giao qua lại hoặc chỉ một chiều. Nếu đặt 1: cho phép chuyển giao 2 chiều.
- Giá trị: Disabled (0) hoặc Enabled (1).
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến
- Mặc định: 1
- Yêu cầu:Bắt buộc.
16. Power Budget Surround Cell Hreqave (pbgt_surround_cell_hreqave) (tham số OMC-R: pbgtSrcellHreqave) Giá trị hreqave dùng trong tính mức thu trung bình của cell neighbor. Đặc điểm này chỉ sử dụng sau khi đặc điểm microcellOpt được dùng trong BSS.
- Giá trị: 1 tới 31. - Yêu cầu: Tùy chọn.
17. Power Budget Algorithm Type (pbgt_alg_type): Giá trị đặt riêng với từng neighbor cho phép điều khiển việc kích hoạt chuyển giao PBGT. Từ đó thuật toán tương ứng được chọn để xét. Đặc điểm này chỉ sử dụng sau khi đặc điểm microcellOpt được dùng trong BSS.
- Giá trị: 1 tới 7. - Yêu cầu: Tùy chọn.
18. Power Budget Algorithm Data 0 (pbgt_alg_data0): Giá trị ngưỡng đi kèm trong mỗi thuật toán. Đặc điểm này chỉ sử dụng sau khi đặc điểm microcellOpt được dùng trong BSS.
- Yêu cầu: Tùy chọn.
19. Power Budget Algorithm Data 1 (pbgt_alg_data1) Xem pbgt_alg_data0.
20. Power Budget Algorithm Data 2 (pbgt_alg_data2) Xem pbgt_alg_data0.
21. Type 5 HO Margin (ho_margin_type5): Ngưỡng chuyển giao dùng trong type 5
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến Đo kiểm và tối ưu hóa tham số cho tòa nhà VNPT
Tòa nhà VNPT-G: Địa chỉ 57 Huỳnh Thúc Kháng – Hà Nội Tòa nhà gồm có: 24 tầng được phủ sóng bởi BTS gồm 2 cell Cell 1: 452-02-132-19831: phủ sóng từ đất đến tầng 9
Cell 1: 452-02-132-19832: phủ sóng từ tầng 10 trở lên
+ Để hạn chế chuyển giao ở các tầng trên với bên ngoài và loại bỏ hiện tượng ping-pong, các thuê bao ở tầng trên (cell 2) chỉ được chuyển giao với tầng dưới nếu di chuyển bởi thang máy hoặc thang bộ. Thực hiện điều này, danh sách neighbor của cell2 chỉ có duy nhất cell 1.
+ Các thuê bao thực hiện cuộc gọi trong thang máy cần chuyển giao nhanh chóng khi di chuyển lên/xuống, do đó cần giảm giá trị lấy mẫu hreqave so với thường dùng.
+ Danh sách neighbor của cell 1 (các tầng dưới, đặc biệt tầng trệt) gồm có các cell macro xung quanh có tín hiệu đo được mạnh nhất.
Với cell1: 452-02-132-19831:
132-31032
134-31232 132 -19201
132 -19203
- Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viết Nguyên - Người thực hiện: Đỗ Trần Tiến