x =y th tw th tw tR tw th tw tR th t
4.4.1 Lựa chọn tế bào
---
Khi MS bật nguồn, nhiệm vụ đầu tiên của nó là xác định BTS thích hợp để có thể truy nhập mạng khi có nhu cầu. Điều này đạt được bằng cách tìm kiếm băng tần liên quan đối với các sóng mang BCCH, sau đó giải mã thông tin mang bởi các sóng này để chọn BTS thích hợp. MS có thể thực hiện 1 trong 2 thuật toán tìm kiếm khác nhau tùy thuộc vào sự hiểu biết của nó về các sóng mang BCCH đang dùng.
Thuật toán thứ nhất được áp dụng khi MS không biết gì về các sóng mang BCCH được dùng trong PLMN cụ thể. Ban đầu MS tìm kiếm toàn bộ băng tần đường xuống (tức là 124 sóng mang đối với băng GSM900 cơ bản, 174 sóng mang đối với E-GSM900 và 374 sóng mang đối với DCS1800) và đo cường độ tín hiệu thu của mỗi sóng mang. Mức tín hiệu thu của từng sóng mang được xác định từ trung bình của ít nhất 5 phép đo trải đều trên khoảng thời gian 3-5 s. Sau đó MS điều hưởng lại vào sóng mang mạnh nhất và đợi cụm FCCH (cụm sóng sin thuần túy). Nếu cụm FCCH (xuất hiện cứ 10 hoặc 11 khung thời gian trên khe thời gian 0 của sóng mang BCCH) không tìm thấy, thì MS điều hưởng lại vào sóng mang mạnh nhất thứ 2 và lặp lại quá trình. Một khi MS nhận dạng được sóng mang BCCH nhờ cụm FCCH, nó đồng bộ với BTS và thử giải điều chế thông tin đồng bộ. Cụm FCCH được MS sử dụng để sửa gốc thời gian trong của nó nhằm đảm bảo rằng tần số sóng mang của nó chính xác đến 10−7so với tín hiệu thu được từ BTS. MS sử dụng gốc thời gian trong của nó để tạo các phiên bản tại chỗ của sóng mang cao tần cho giải điều chế, và các tín hiệu đồng hồ cho các bộ đếm bên trong của nó.
Sau khi đã sửa tần, MS cố gắng giải mã cụm đồng bộ chứa trong khe thời gian SCH. Khe này dễ dàng xác định vì nó luôn luôn đi ngay sau khe thời gian FCCH trên cùng kênh vật lí, tức là sau 8 khe thời gian. Cụm đồng bộ chứa đủ thông tin cho MS nhận dạng vị trí của nó trong cấu trúc khung GSM đầy đủ. Cụm này chứa 25 bít thông tin trước khi mã hóa kênh trong đó có 6 bít để phát BSIC. 19 bít còn lại dùng để phát số khung rút gọn TDMA (RFN) của khe thời gian chứa cụm đồng bộ. RFN gồm 3 tham số, T1 (11 bít), T2 (5 bít) và T3’ (3 bít) được xác định từ số khung đầy đủ (FN) duy nhất đối với mỗi khung TDMA trong siêu siêu khung. FN có giá trị từ 0 đến 2715647 và các tham số RFN được xác định như sau:
Trong đó T3 là số trong dải 0 đến 50 và được xác định bởi
Các toán tử ‘mod’ và ‘div’ cho kết quả nguyên và phần dư của phép chia nguyên. Như vậy T1 cung cấp vị trí của siêu khung trong siêu siêu khung, T2 cung cấp vị trí của đa khung trong siêu khung. Đa khung điều khiển chứa 51 khung TDMA và vị trí của khung (chứa trong cụm đồng bộ) trong đa khung được xác định bởi
---
T3 yêu cầu 6 bít. Tuy nhiên, cụm đồng bộ chỉ có thể chiếm 1 trong 5 vị trí khác nhau trong đa khung, do đó thông tin này được phát đi bằng 3 bít T3’. Lưu ý rằng
cụm đồng bộ luôn luôn chiếm khe thời gian 0 của khung TDMA và không cần phát thông tin này.
Ngoài FN, MS còn cần duy trì các bộ đếm số khe thời gian (TN) và số ¼ bít (QN). Bộ đếm QN được thiết lập bằng dãy huấn luyện kéo dài nằm ở giữa cụm đồng bộ và được tăng lên cứ mỗi 12/13 microgiây. QN đếm các chu kì ¼ bít và giá trị của nó nằm trong dải 0 đến 624, tức là từ 0 đến 156 bít. Bộ đếm TN được đặt về 0 khi thu được cụm đồng bộ và nó được tăng lên mỗi khi việc đếm QN thay đổi từ 624 về 0. Bộ đếm TN dùng để duy trì vị trí của khe thời gian trong khung TDMA và có giá trị từ 0 đến 7. Khi giá trị của TN thay đổi từ 7 về 0, FN tăng lên 1 đơn vị.
Sau khi đồng bộ thành công với BS, MS có thể tiếp tục giải mã thông tin hệ thống chứa trên BCCH. BCCH dễ dàng xác định vị trí vì nó luôn luôn chiếm cùng vị trí trong đa khung kênh điều khiển. Kênh này chứa 1 số tham số ảnh hưởng đến việc lựa chọn tế bào, bao gồm công suất tối đa mà MS có thể phát khi truy nhập BTS (tham số MS_TXPWR_MAX_CCH) và công suất thu cực tiểu tại MS để truy nhập (tham số RXLEV_ACCESS_MIN). Các tham số này được kết hợp với công suất thu của trạm gốc R và công suất ra cực đại của MS P để tạo
nên tham số gọi là C1 xác định bởi
C1 = A – B với B > 0, C1 = A với B ≤ 0 Trong đó
Tất cả các giá trị được tính theo dBm. Nếu C1 đối với BTS đã cho có giá trị lớn hơn 0, thì MS được coi là có khả năng truy nhập BTS đó khi cần. BTS có
C1 cao nhất được coi là BTS thích hợp nhất khi đề cập đến giao diện vô tuyến.
Một tham số khác ảnh hưởng đến quá trình lựa chọn tế bào là cờ
CELL_BAR_ACCESS. Đúng như tên gọi, cờ này chỉ ra tế bào có bị chặn truy nhập hay không. Nó dùng để ngăn các thuê bao thông thường khỏi truy nhập tế bào tích cực, chẳng hạn để thử máy. MS chuyên dụng sẽ bỏ qua cờ này.
Sử dụng thuật toán lựa chọn tế bào, MS sẽ chọn tế bào không bị chặn với
C1 dương cao nhất trong vùng định vị hiện thời của nó. Đối với các tế bào nằm
ngoài vùng định vị hiện thời, có thêm hệ số bất lợi được đưa vào để ngăn MS khỏi chuyển đi chuyển lại giữa 2 tế bào trong các vùng định vị khác nhau vì điều này dẫn đến tải cập nhật vị trí không thể chấp nhận được. Thời gian tối đa cho phép để đồng bộ với sóng mang BCCH là 0.5 s, còn thời gian tối đa cho phép để đọc dữ liệu BCCH là 1.9 s, một khi MS đã đồng bộ. Khi MS đã chọn được tế bào thích hợp nhất, nó sẽ “cắm trại” tại tế bào đó và chuyển sang chế độ rỗi.
---
Thuật toán chọn tế bào thứ 2 dùng cho các trường hợp MS đã biết về các sóng mang BCCH sử dụng trong mạng. Trong trường hợp này lúc đầu MS sẽ chỉ tìm kiếm các sóng mang đã lưu trong danh sách BCCH của nó và áp dụng thuật toán chọn tế bào. Trường hợp quá trình này không cho sóng mang BCCH hợp lệ, MS sẽ trở về thuật toán chọn tế bào đầy đủ đã nói ở trên. Việc lưu thông tin sóng mang BCCH trong MS là đặc điểm tùy chọn và cách lập danh sách có thể thay đổi. Ví dụ MS có thể lưu danh sách các sóng mang BCCH đang dùng khi nó bật nguồn lần cuối cùng. Tuy nhiên cách này có thể không thích hợp nếu MS tắt nguồn và di chuyển đến vị trí hoàn toàn mới. It is encumbent upon an MS để chọn tế bào mạnh nhất thứ 4 (ở nơi 3 tế bào mạnh nhất đầu tiên không phù hợp) và có thể trả lời thông báo tìm gọi trong vòng 30 s, giả sử các sóng mang BCCH tất cả đều được thu với C/I thích đáng.