- Thay thế cell xấu nhất của tập tích cực bởi cell tốt nhất của tập giám sát
c) Thủ tục báo hiệu trong chuyển giao mềm cùng tần số khác RNC
Hình 2.14. Quá trình chuyển giao mềm cùng tần số khác RNC
• Trước khi chuyển giao mềm, UE được kết nối tới nút B1 và nút B2.
• Sau khi SRNC quyết định chuyển giao mềm, nó thiết lập một kết nối giữa nút B3 của RNC khác với UE, và giải phóng kết nối giữa nút B1 và UE.
Hình 2.15. Thủ tục báo hiệu trong chuyển giao mềm cùng tần số khác RNC 2.2.2. Đặc điểm của chuyển giao mềm
2.2.2.1. Phân tập vĩ mô
Các mã được sử dụng trong các cặp truyền thông khác nhau của W-CDMA chỉ gần như trực giao bởi vì không đủ các mã trực giao có sẵn cho tất cả các cặp truyền thông. Vì vậy, các mã ít trực giao được sử dụng.
Nếu một UE nằm ở một phần chồng chéo của hai cell A và B, nó khá xa nút B của cell A mà nó được kết nối tới, UE và nút B phải gửi mức công suất phát cao. Nút B và các UE trong cell B không thể lọc dữ liệu được gửi bởi UE ở biên cell A, bởi vì các mã được sử dụng khá giống nhau (chỉ gần như trực giao) và tín hiệu ngoài cell A có công suất quá lớn. Do đó, các UE và nút B trong cell B tăng cường mức công suất phát của chúng. Điều này một lần nữa gây nhiễu, làm các UE và nút B trong cell A tăng mức công suất phát
một lần nữa. Mức công suất phát được tăng cho đến khi các UE không thể tăng mức công suất phát nữa do các UE có một giới hạn mức công suất phát (ví dụ 125mW cho điện thoại di động). Các nút B cũng có một giới hạn mức công suất. Nếu có quá nhiều UE ở các khu vực chồng chéo, nút B giảm kích thước các cell của chúng.
Để giải quyết vấn đề này, UE có thể kết nối tới nhiều cell, ngay cả khi thuộc những nút B hoặc RNC khác nhau, tại mọi thời điểm. Trong trường hợp này, UE có thể sửa (một số) lỗi truyền dẫn bằng cách so sánh các dữ liệu nhận được từ các cell khác nhau. Cả hai cell gửi cùng một dữ liệu mã hóa với một mã xáo trộn khác nhau cho UE. UTRAN có thể sửa (một số) lỗi truyền dẫn bằng cách so sánh các dữ liệu nhận được bởi các cell khác nhau từ UE. Vì vậy, mức công suất phát của UE và các nút B được giảm thấp hơn vì một số lỗi truyền dẫn có thể được sửa. Giải pháp này được gọi là phân tập vĩ mô hay phân tập vi mô (nếu các cell có liên quan thuộc cùng nút B), đây chính là độ lợi của chuyển goap mềm.
Hình 2.16. Phân tập vĩ mô
Một UE có thể trong trạng thái chuyển giao với nhiều liên kết vô tuyến trong thời gian khá dài hoặc thậm chí trong toàn bộ thời gian một liên kết vô tuyến đang hoạt động và dữ liệu được truyền.
2.2.2.2. Đặc điểm chuyển giao mềm
So với chuyển giao cứng truyền thống thì chuyển giao mềm có nhiều ưu điểm hơn, ví dụ như loại bỏ hiện tượng “ping pong” và làm tín hiệu được truyền dẫn liên tục hơn, không bị gián đoạn. Không có hiện tượng “ping pong” có nghĩa là số lượng tải trên mạng báo hiệu thấp hơn và với chuyển giao mềm cũng sẽ không bị mất dữ liệu do sự phá vỡ truyền dẫn tạm thời (xảy ra trong chuyển giao cứng).
Chuyển giao mềm được sử dụng thực hiện cùng với điều khiển công suất để giảm nhiễu. Hình 2.17 đưa ra 2 viễn cảnh. Ở viễn cảnh thứ nhất (hình 2.17a), điều khiển công suất được sử dụng. Ở viễn cảnh thứ hai (hình 2.17b), điều khiển công suất và chuyển giao mềm đều được hỗ trợ. Giả sử máy di động đang di chuyển từ đến . Tại vị trí đang xét, tín hiệu nhận được từ mạnh hơn từ , có nghĩa là tốt hơn .
Hình 2.17. Giảm nhiễu hướng lên bằng cách sử dụng SHO
Ở hình 2.17a, vòng điều khiển công suất làm tăng công suất phát của máy di động để đảm bảo QoS ở hướng lên khi máy di động di chuyển ra xa BS phục vụ nó (). Ở hình 2.17b, máy di động đang trong trạng thái chuyển giao mềm: và truyền thông với nó một cách đồng thời, các tín hiệu thu được sau đó được truyền thẳng tới RNC để thực hiện kết hợp. Ở hướng lên, chọn lọc kết hợp được sử dụng trong chuyển giao mềm, khung nào mạnh nhất sẽ được chọn và khung yếu hơn sẽ bị loại bỏ. Vì tốt hơn nên để đạt được QoS mong muốn thì công suất phát được yêu cầu từ máy di động ở hình 2.17b phải nhỏ hơn so với hình 2.17a. Vì vậy, nhiễu góp vào hệ thống bởi máy di động ở hướng lên sẽ thấp hơn bởi quá trình chuyển giao mềm luôn luôn giữ cho máy di động được liên kết tới BS tốt nhất. Ở hướng xuống phức tạp hơn, mặc dù tỷ lệ kết hợp tối đa mang lại độ lợi phân tập vĩ mô nhưng phải thêm kênh hướng xuống bổ sung để hỗ trợ quá trình chuyển giao mềm.
Ưu điểm chuyển giao mềm
• Giảm hiện tượng “ping-pong”, từ đó dẫn tới giảm tổng phí và số lượng tải trên mạng báo hiệu.
• Quá trình chuyển giao liền mạch và tần số không thay đổi. Chất lượng thoại rất tốt, không bị gián đoạn ngắn trong truyền dữ liệu khi một kết nối tới một cell được giải phóng. Các lỗi truyền dẫn có thể được phát hiện và sửa chữa vì UTRAN nhận được tín hiệu vô tuyến từ các vị trí khác nhau và có thể sử dụng tín hiệu của cell hiện thời để có liên kết vô tuyến tốt nhất tới UE. Trong trường hợp đặc biệt là trong các tòa nhà, tín hiệu vô tuyến bị phản xạ bởi các bức tường…tín hiệu được lọc tốt hơn bởi UTRAN.
• Giảm nhiễu hướng lên, dẫn đến chất lượng truyền thông tốt hơn cho một số lượng người dùng nhất định, đồng thời tăng số lượng người dùng với cùng một Qos yêu cầu.
• Không có giới hạn độ trễ nên độ trì hoãn chuyển giao thấp hơn.
• Các ràng buộc về thời gian trên mạng ít hơn, tức là thời gian xếp hàng để có được một kênh mới từ BS mong muốn sẽ dài hơn, làm cho xác suất chặn và rớt cuộc gọi giảm đi.
• Dễ dàng quy hoạch và mở rộng mạng lưới: Vì trong W-CDMA, tất cả người dùng sử dụng cùng một tần số giống nhau, các cell mới có thể được thêm vào một cách dễ dàng.
Nhược điểm chuyển giao mềm
• Quá trình thực hiện chuyển giao mềm phức tạp hơn chuyển giao cứng. Phần cứng và phần mềm của UE cũng phức tạp hơn nhiều bởi vì nó phải có khả năng xử lý nhiều liên kết vô tuyến với các mã xáo trộn khác nhau và làm tối đa tỷ lệ kết hợp.
• Cần phải bổ sung thêm nguồn tài nguyên mạng ở hướng xuống (tài nguyên về mã và công suất)
2.3. Chuyển giao khác tần số trong WCDMA
Hầu hết các nhà khai thác mạng UMTS đều có 2 hoặc 3 tần số FDD khả dụng. Các tần số khác nhau có thể được triển khai theo hai cách khác nhau như trong hình 2.18: một vài tần số trên một số vị trí vĩ mô, hoặc các lớp cell phân cấp bằng các tần số khác nhau. Chuyển giao khác tần số giữa các sóng mang WCDMA là cần thiết để hỗ trợ cả hai kịch bản.
Hình 2.18. Chuyển giao khác tần số trong WCDMA
Hình 2.19 mô tả thủ tục chuyển giao khác tần số
Hình 2.19. Thủ tục chuyển giao khác tần số C
hế độ nén
WCDMA truyền và nhận liên tục, không thể thực hiện các phép đo khác tần số chỉ với một bộ thu đơn lẻ nếu không có khoảng gián đoạn (gap) tạo ra bởi các tín hiệu WCDMA. Vì vậy, chế độ nén cần thiết cho cả đo đạc trong chuyển giao giữa các tần số và chuyển giao giữa các hệ thống. Ở chế độ nén, một khoảng thời gian nhỏ sẽ được tạo ra trong quá trình phát và thu liên tục, có nghĩa là việc truyền và nhận được tạm dừng trong một thời gian ngắn để thực hiện đo lường trên các tần số khác, xem hình 2.20. Mục đích là để nén dữ liệu truyền trong miền thời gian.