2.2.1.1. Nhiễu do môi trƣờng vô tuyến
Tỉ số công suất tín hiệu trên can nhiễu và tạp âm (SINR – signal interference and noise ratio) đƣợc xem là chỉ số chất lƣợng tín hiệu cơ bản trong LTE. SINR trung bình đƣợc tính bằng công thức [6]
:
trong đó S là công suất tín hiệu thu đƣợc trung bình, I là công suất can nhiễu và N là công suất tạp âm.
Nhiễu trong môi trƣờng vô tuyến ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng thoại. Suy hao cực đại cho phép của đƣờng truyền phải thỏa mãn điều kiện sau: SINR ≥ SINR yêu cầu.
Có nhiều nguyên nhân gây ra nhiễu:
- Nhiễu giữa GSM/LTE có tần số giống nhau, khi GSM và LTE sử dụng chung băng tần và chung tần số, gây ra nhiễu qua lại. Các kênh lân cận GSM và LTE sẽ bị ảnh hƣởng.
- Vùng phủ LTE và vùng phủ 2G/3G chồng lấn lên nhau, gây ra nhiễu nền tăng, dẫn đến công suất khả dụng dành cho ngƣời dùng giảm.
- Nhiễu xuyên kênh do hiệu ứng Doppler (tốc độ UE cao).
2.2.1.2. Băng thông
Là tốc độ truyền thông tin (tính bằng KB/giây, MB/giây...). Bình thƣờng trong môi trƣờng mạng LAN, băng thông càng lớn càng tốt.
Rất nhiều mạng số liệu không đƣợc thiết kế cho nhu cầu băng tần theo thời gian thực của tín hiệu thoại. Các mạng này thông thƣờng không yêu cầu các dòng dữ liệu gói hóa phải tới đích trong một khung thời gian hẹp (với độ trễ tƣơng đối thấp) nhƣ mạng LTE. Khi dịch vụ thoại đƣợc triển khai trên hệ thống IMS trên mạng LTE, thoại đƣợc truyền theo thời gian thực. Tuy nhiên chất lƣợng thoại sẽ vẫn bị ảnh hƣởng một khi các cơ chế này hoạt động không nhƣ mong muốn. Mặc dù tín
43
hiệu thoại chỉ yêu cầu một băng tần tƣơng đối thấp nhƣng nó đòi hỏi phải có tính ổn định cao và trực tiếp.
Tuy nhiên, trong một mạng tích hợp dữ liệu và thoại nhƣ VoLTE, ta phải quyết định xem mỗi dịch vụ phải sử dụng bao nhiêu băng thông. Những quyết định này dựa trên việc xem xét cẩn thận sự ƣu tiên và băng thông sẵn có. Nếu ta dành cho dịch vụ thoại quá ít băng thông thì chất lƣợng thoại là không chấp nhận đƣợc. Hay nói cách khác thì các dịch vụ thoại không thể chấp nhận băng thông nhỏ nhƣ lƣu lƣợng của Internet.
Tuy nhiên, phần mào đầu trong hệ thống VoLTE là thấp hơn nhiều so với hệ thống thoại trên nền IP khác (VoIP, Voice OTT), do vậy băng thông yêu cầu trong VoLTE thấp hơn hẳn so với thoại truyền thống.
Hệ thống LTE phát triển trên nền tảng GSM/UTMS, là một trong những công nghệ tiềm năng nhất cho truyền thông 4G (hệ thống tiền 4G). Kiến trúc mạng mới đƣợc thiết kế với mục tiêu cung cấp lƣu lƣợng chuyển mạch gói với dịch vụ chất lƣợng, độ trễ tối thiểu. Hệ thống sử dụng băng thông linh hoạt nhờ vào mô hình đa truy cập OFDMA và SC-FDMA. Thêm vào đó, FDD (Frequency Division Duplexing) và TDD (Time Division Duplexing), bán song công FDD cho phép các UE có giá thành thấp. Không giống nhƣ FDD, bán song công FDD không yêu cầu phát và thu tại cùng thời điểm. Điều này làm giảm giá thành cho bộ song công trong UE. Truy cập tuyến lên dựa vào đa truy cập phân chia theo tần số đơn sóng mang (Single Carrier Frequency Division multiple Access SC-FDMA) cho phép tăng vùng phủ tuyến lên làm tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình thấp (Peak- to-Average Power Ratio PAPR) so với OFDMA. Khi cải thiện tốc độ dữ liệu đỉnh, hệ thống LTE sử dụng hai đến bốn lần hệ số phổ cell so với hệ thống HSPA Release 6.
2.2.1.3. Tiếng vọng
Tiếng vọng trong thoại tạo ra khi ngƣời nói nghe thấy chính tiếng nói của mình. Tiếng vọng đƣợc tạo ra trong các thiết bị cầm tay tƣơng tự và số, với độ vọng phụ thuộc vào loại và chất lƣợng của thiết bị đƣợc sử dụng. Loại tiếng vọng này
44
hình thành ở đoạn nối giữa microphone và loa trong bộ phận cầm tay. Nguyên nhân sâu xa của sự suy giảm chất lƣợng thoại là do các thiết bị mã hóa/giải mã xử lý phần thoại bên trong máy cầm tay và trong mạng không dây. Kết quả là tín hiệu vọng ngƣợc về có các thuộc tính biến đổi phức tạp. Khi kết hợp với tính chất trễ cố hữu của truyền dẫn số, chất lƣợng thoại giảm đi rất nhiều so với các cuộc gọi của mạng có dây.
Độ trễ của các bộ xử lý số và kỹ thuật nén thoại góp phần tạo ra tiếng vọng và làm giảm chất lƣợng thoại trong mạng không dây. Trễ gặp phải khi tín hiệu đƣợc xử lý thông qua rất nhiều chặng khác nhau trên mạng, gồm cáp quang, các kết nối viba, các gateway quốc tế và truyền dẫn qua vệ tinh.
Các hệ thống điều khiển tiếng vọng rất cần thiết trong tất cả các mạng tạo ra độ trễ một chiều lớn hơn 16 ms. Trong mạng VoLTE, các cuộc gọi đƣợc xử lý qua bộ mã hóa/giải mã thoại AMR-WB (vocoder), tạo ra trễ xử lý tiếng nói trong khoảng từ 80 ms đến 100 ms gây nên tổng thời gian trễ không thể chấp nhận đƣợc từ 160 ms đến 200 ms. Do đó các thiết bị triệt tiếng vọng cần phải có trên mạng không dây để loại bỏ tiếng vọng lai và vọng âm trong các cuộc gọi.