Phương phỏp MRP là phương phỏp tổng quỏt để đạt được dung lượng cao bằng cỏch sử dụng lại tần số kết hợp với kỹ thuật nhảy tần. Phương phỏp MRP khai thỏc lợi thế của kỹ thuật nhảy tần nhằm tăng dung lượng. Cơ sở của phương phỏp MRP là phõn chia cỏc tần số thành cỏc mẫu lớp băng tần số khỏc biệt với cỏc mức độ sử dụng lại khỏc nhau và dựng kỹ
thuật nhảy tần kết hợp chỳng lại ở một mức sử dụng lại trung bỡnh. Với mục đớch là triển khai được càng nhiều càng tốt cỏc bộ thu phỏt TRX ở cỏc cell hiện tại để tối thiểu chi phớ cho lắp đặt trạm mới. Phần này ta chỉ xột tới MRP sử dụng nhảy tần băng cơ bản.
a) Phõn chia băng tần
Bước đầu tiờn của phương phỏp MRP là phõn chia phổ tần sẵn cú thành cỏc băng tần khỏc nhau. Một băng tần là băng tần BCCH, và một hay nhiều băng tần TCH theo nghĩa rằng một tần số đó được dựng làm tần số BCCH ở một cell thỡ sẽ khụng được sử dụng làm tần số TCH ở một cell khỏc và ngược lại. Băng tần BCCH dựng để thiết kế cho kờnh điều khiển quảng bỏ BCCH. Lý do dựng cỏc tần số BCCH duy nhất là:
- Lưu lượng khụng phụ thuộc vào đặc tớnh giải mó BSIC: Khi MS cố gắng giải mó BSIC (Base Station Identity Code_Mó nhận dạng trạm gốc) trờn kờnh đồng bộ SCH (Synchronisation Channel), đặc tớnh này khụng bị ảnh hưởng bởi tải lưu lượng. Lý do là lưu lượng được ấn định vào cỏc tần số TCH sẽ khụng làm nhiễu loạn bất kỳ tần số BCCH mà kờnh đồng bộ SCH ỏnh xạ vào. Giải mó nhận dạng trạm gốc BSIC là rất quan trọng đối với hiệu suất chuyển giao (Handover). Hiệu suất handover khụng tốt sẽ làm tăng số lượng cỏc cuộc gọi bị rớt.
- Đơn giản húa việc khai bỏo danh sỏch cell lõn cận: Với một băng tần BCCH riờng biệt, số lượng cỏc tần số cell lõn cận sẽ được giảm bớt. Việc thiết kế sẽ đơn giản khi mà tất cả cỏc tần số ngoại trừ tần số BCCH của chớnh cell đú và trong danh sỏch cell lõn cận đều cú thể được sử dụng. Nếu sử dụng tất cả cỏc tần số sẵn cú như là cỏc tần số BCCH sẽ dẫn tới kết quả là danh sỏch cell lõn cận dài hơn ảnh hưởng xấu tới hiệu suất handover.
- Việc thiết kế lại tần số TCH khụng ảnh hưởng gỡ tới thiết kế tần số BCCH: Nếu những TRX bổ sung được thờm vào cỏc cell đó cú sẵn, việcthiết kế tần số BCCH sẽ khụng bị ảnh hưởng gỡ. Hạn chế duy nhất cần tớnh đến là nhiễu tần số kế bờn. Chớnh vỡ vậy, sẽ là hợp lý khi giữ cựng thiết kế tần số cho dự TRX bổ sung được thờm vào hệ thống. Nhà điều hành mạng dođú biết rằng nếu thiết kế tần số BCCH tốt thỡ nú vẫn giữ nguyờn được tỡnh trạng tốt, khụng phụ thuộc vào những tần số TCH.
- Lợi ớch của việc điều khiển cụng suất và phỏt giỏn đoạn DTX: Chỉ cú cỏc tần số TCH cú thể sử dụng phỏt giỏn đoạn và điều khiển cụng suất trờn hướng xuống downlink. Với
một băng tần BCCH riờng biệt, lợi ớch đầy đủ từ việc điều khiển cụng suất và phỏt giỏn đoạn DTX là đạt được trờn hướng xuống downlink.
Bước tiếp theo trong phương phỏp MRP, những tần số cũn lại (TCH) được phõn chia thành những băng tần khỏc nhau. Như vậy sẽ tồn tại một băng tần BCCH và vài băng tần TCH. í tưởng chớnh là một vài băng tần TCH được ỏp dụng những mẫu sử dụng lại khỏc nhau trờn những bộ thu phỏt khỏc nhau. Bộ thu phỏt TCH thứ nhất trong tất cả cỏc cell sẽ sử dụng cỏc tần số của băng tần TCH thứ nhất, băng tần TCH thứ hai cho bộ thu phỏt thứ hai, v.v…
Lý do cho việc phõn chia những tần số TCH thành cỏc băng khỏc nhau là:
- Kớch cỡ sử dụng lại tần số trung bỡnh phụ thuộc vào phõn bố cỏc TRX của mạng lưới:
Sự phõn bố TRX quyết định hệ số sử dụng lại tần số trung bỡnh mà cú thể ỏp dụng trong mạng. Hệ số sử dụng lại tần số trung bỡnh đượcđiều chỉnh theo số TRX tối đa cần thiết cho mỗi cell và số lượng cell cần số TRX như vậy. Theo cỏch này thỡ chất lượng hệ thống cú thể kiểm soỏt tốthơn nhờ điều chỉnh trong xử lý thiết kế tần số.
- Khi mở rộng thờm TRX, ảnh hưởng tới thiết kế tần số hiện tại sẽ nhỏ hơn: Việc phõn chia băng tần TCH sẽ giới hạn số lượng cỏc yờu cầu của cụng tỏc thiết kế tần số khi cú thờm những TRX được bổ sung. Chỉ những cell cú cựng số TRX hoặc nhiều hơn mới bị ảnh hưởng nếu cú thờm những TRX bổ sung. Vớ dụ, thờm TRX thứ tư vào một cell cú ba TRX sẽ chỉ cú ảnhhưởng tới những cell cú bốn hoặc cú nhiều hơn số TRX.
- Một biện phỏp cấu trỳc cho thiết kế tần số: Với việc phõn chia băng tần TCH thành cỏc băng khỏc nhau, cấu trỳc sẽ trở nờn hợp lý khi thiết kế quy hoạch tần số cho bộ thu phỏt TCH thứ nhất mà khụng làm thay đổi quy hoạch BCCH hay những quy hoạch cho những bộ thu phỏt TCH khỏc. Cấu trỳc này giỳp đơn giản hơn trong việc đưa ra thiết kế tần số mới và trong việc phỏt hiện ra thiết kế tần số khụng tốt.
b) Ấn định tần số
Việc ấn định tần số được minh họa trong hỡnh 4.21, một biểu đồ chỉ ra cỏch những tần số khỏc nhau cú thể ấn định cho một cấu hỡnh MRP với tối đa bốn TRX mỗi cell. Vớ dụ này xột thiết kế 12/10/8/6. Điều này nghĩa là cú 12 tần số BCCH (tần số 1, 3, 5, …, 23), 10 tần
số TCH cho nhúm 1 (tần số 2, 4, 6, …, 20), 8 tần số TCH nhúm 2 (22, 24, 26, …, 36) và 6 tần số TCH cho nhúm 3 (25, 27, …, 35).
Hỡnh vẽ cũng chỉ ra sự ấn định tần số cho hai cell A và B với số bộ thu phỏt theo thứ tự là hai và bốn.
Hỡnh 3.21. Vớ dụ về thiết kế tần số với phương phỏp MRP
Cell A được ấn định tần số BCCH thứ 1 và tần số TCH thứ 6. Do đú cell A sẽ sử dụng nhảy tần băng cơ bản trờn hai tần số. Trong khi đú cell B được ấn định tần số BCCH thứ 23 và cỏc tần số TCH thứ 20, 26, 35. Do đú, cell B sử dụng nhảy tần băng cơ bản trờn bốn tần số. Chỳ ý rằng, những tần số BCCH khụng cần xỏc định rừ vị trớ, do đú bất kỳ tần số nào trong dải tần cú sẵn đều cú thể chọn làm tần số BCCH miễn sao sự chia tỏch BCCH/ TCH được thỏa món.
Khụng cần phải lỳc nào cũng tuõn thủ chặt chẽ việc ấn định tần số theo phương phỏp MRP. Nếu một cell tồn tại những vấn đề về chất lượng thỡ cú thể giải quyết vấn đề này bằng thay đổi một tần số trong cell đú sang một tần số “trỏi luật”, tần số mà ban đầu đó được sử dụng trong nhúm bộ thu phỏt khỏc. Tuy nhiờn, theo khuyến nghị thỡ việc tuõn thủ cấu trỳc MRP nờn thực hiện một cỏch chặt chẽ nhất cú thể.
c) Thiết kế tần số
Phương phỏp MRP được phỏt triển nhằm xử lý đặc trưng tiờu biểu của mạng lưới khi sự phõn phối TRX là khụng đồng đều. Điều này rất quan trọng khi mạng tế bào cú sự khỏc nhau về những đặc tớnh mạng như kớch cỡ cell, số phổ tần sẵn cú và địa hỡnh. Cú nghĩa là trong mạng lưới, một số cell cú nhiều TRX trong khi cú những cell với số TRX ớt hơn. Để tỡm hiểu cỏc trạng thỏi sử dụng lại tần số khỏc nhau của những cell khỏc nhau với số TRX là khỏc nhau, ta xem xột vớ dụ sau: Cấu hỡnh MRP 12/8/6/4 được chọn cho tổng số 30 tần số sẵn cú. Trong đú, 12 tần số BCCH, ba nhúm tần số TCH lần lượt gồm 8, 6, 4 tần số. Trong vớ dụ này ta giả thiết rằng tỷ lệ cỏc cell cú 2, 3, 4 TRX lần lượt là 20%, 30%, 50%.
Hệ số sử dụng lại tần số trung bỡnh của một cell = Tổng số tần số trong nhúm ấn định cho cell đú / Số TRX của cell đú
Do đú, cỏc cell khỏc nhau sẽ cú hệ số sử dụng lại tần số khỏc nhau: hệ số bằng 10 với cell cú 2 TRX, bằng 8,7 với cell cú 3 TRX, và bằng 7,5 với cell cú 4 TRX.
Bảng 3.7. Vớ dụ về trạng thỏi sử dụng lại tần số của những cell khỏc nhau
Số TRX /cell 2 3 4 Tỷ lệ cell (%) 20% 30% 50% MRP groups 12 / 8 12 / 8 / 6 12 / 8 / 6 / 4 Hệ số sử dụng Lại tần số TB 10 2 8 12 = + 7 , 8 3 6 8 12 = + + 5 , 7 4 4 6 8 12 = + + + Sử dụng lại tần số TB thực tế (Giới hạn trờn 10 9,0 8,5 Độ phõn tỏn Nhỏ Lớn Rất lớn
Hệ số sử dụng lại tần số trung bỡnh thực tế được hiểu theo nghĩa “rải rỏc”, vỡ khụng phải tất cả cỏc cell đều trang bị đầy đủ thiết bị. Vớ dụ, TRX thứ 3 được sử dụng trờn 80% tổng số cell, do vậy mà hệ số sử dụng lại thưc tế của TRX này rải rỏc sẽ là 6/ 0,8 = 7 (làm trũn từ
7,5), tựy thuộc vào phõn bố địa lý của những cell với TRX thứ 3. Do đú, giới hạn trờn của hệ số sử dụng lại tần số thực tế của cell cú 3 TRX sẽ là: (12+8+7)/3 = 9,0.
Lợi ớch của nhảy tần sẽ tăng cựng với số lượng những tần số trong chuỗi nhảy tần. Những cell cú nhiều TRX hơn tương ứng với hiệu quả sử dụng lại cao hơn, cũng đồng nghĩa với mức nhiễu là cao hơn, nhưng với phương phỏp MRP điều này được cõn bằng với một độ phõn tỏn nhiễu là lớn hơn.
CHƯƠNG IV
CÁC CHỈ TIấU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG 4.1. Khỏi niệm về chất lượng dịch vụ QoS
QoS (Quality of Service) cú thể xem như là những chỉ tiờu đỏnh giỏ mạng lưới mà bất cứ một hệ thống thụng tin di động nào đều phải cú. Chỉ tiờu chất lượng mạng lưới ở đõy phải là những tiờu chớ thực sự “chất lượng” chẳng hạn như tiếng núi trong trẻo, ớt rớt cuộc gọi và khụng bị nghẽn mạch. Để đỏnh giỏ được chất lượng mạng chỳng ta phải xỏc định những đại lượng đặc trưng (key indicators), qua đú cho phộp những cỏi nhỡn chớnh xỏc về sự hoạt động của mạng lưới cũng như chất lượng của mạng.
4.2. Cỏc đại lượng đặc trưng
4.2.1. Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành cụng CSSR
Cú thể định nghĩa CSSR như là tỉ lệ mà người sử dụng (thuờ bao) thành
cụng trong việc bắt đầu thực hiện cuộc gọi xột trờn cả hai chiều gọi đi và gọi đến (lưu ý là những cuộc gọi đó được nối nhưng bị rớt trong trường hợp này vẫn được coi là thành cụng). Thành cụng ở đõy ta cú thể tạm coi là khi người sử dụng quay số và bấm “YES”, cuộc gọi chắc chắn được nối (trường hợp gọi đi). Trong trường hợp gọi đến, sự khụng thành cụng cú thể hiểu đơn giản là một ai đú đó thực sự gọi đến thuờ bao nhưng thuờ bao vẫn khụng nhận được một tớn hiệu bỏo gọi nào mặc dự anh ta vẫn bật mỏy và nằm ở trong vựng phủ súng. CSSR cú thể được tớnh như sau:
CSSR = Tổng số lần thực hiện (nhận) thành cụng cuộc gọi / Tổng số lần thực hiện (nhận) cuộc gọi
Theo khuyến nghị Alcatel về chỉ tiờu chất lượng hệ thống thỡ tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành cụng CSSR cần đạt là ≥ 92%.
4.2.2. Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bỡnh
AVDR là tỉ lệ số cuộc gọi bị rớt mạch trờn tổng số cuộc gọi thành cụng. AVDR cú thể được tớnh như sau:
AVDR = Tổng số lần rớt mạch / Tổng số lần chiếm mạch TCH thành cụng ngoại trừ trường hợp Handover
(AVDR = Total drops/ Total TCH seizures excluding TCH seizures due to HO)
Đại lượng này nờn sử dụng để đỏnh giỏ chất lượng toàn mạng, chứ khụng nờn ỏp dụng cho từng cell riờng lẻ vỡ rằng mỗi cell khụng chỉ mang những cuộc gọi được bắt đầu từ nú (trờn cả hai nghĩa gọi đi và gọi đến) mà nú cũn phải chịu trỏch nhiệm tải những cuộc gọi được handover từ nhưng cell khỏc sang - điều đú cú nghĩa là nú bị chiếm mạch nhiều hơn rất nhiều lần. Hơn nữa đối với mỗi cell, việc mang một cuộc gọi do handover hay bỡnh thường là cú cựng một bản chất.
4.2.3. Tỷ lệ rớt mạch trờn TCH
TCDR cú thể tạm định nghĩa là tỉ lệ rớt mạch tớnh trờn cỏc kờnh TCH của từng cell riờng biệt.
TCDR= Tổng số lần rớt mạch/ Tổng số lần chiếm mạch thành cụng (TCDR= Total TCH Drops/ Total TCH Seizures)
Tổng số lần chiếm mạch ở đõy cú thể xuất phỏt từ bất cứ nguyờn nhõn nào, kể cả Handover.
Cú rất nhiều nguyờn nhõn gõy nờn rớt mạch, loại trừ nguyờn nhõn do mỏy di động gõy ra ta cú thể đưa ra những nguyờn nhõn chớnh sau đõy:
• Do bị nhiễu quỏ nhiều hoặc do chất lượng kờnh truyền quỏ thấp. • Do tớn hiệu quỏ yếu.
• Do lỗi của hệ thống chẳng hạn như phần cứng trục trặc. • Do sử dụng cỏc giỏ trị khụng chuẩn của cỏc tham số BSS. • Do khụng Handover được (thiếu neighbour cell chẳng hạn).
Nhằm dễ dàng hơn cho cụng tỏc kỹ thuật, TCDR được phõn ra làm hai đại lượng mới:
Rớt mạch do lỗi hệ thống: TCDR-S (Drop due to System): tham số này bao gồm tất cả cỏc lỗi do hệ thống chẳng hạn như software, transcoder ..được tớnh theo tỷ lệ phần trăm trờn tổng số lần rớt mạch. Với một hệ thống tốt, tỷ lệ này là rất nhỏ (thường vào khoảng 2-5 % tổng số lần rớt mạch).
Rớt mạch do lỗi tần số vụ tuyến RF : TCDR-R (Drop due to RF): tham số này bao gồm tất cả cỏc lỗi như mức tớn hiệu kộm, chất lượng quỏ kộm, quỏ nhiễu, Handover kộm... cũng được tớnh theo tỷ lệ phần trăm trờn tổng số lần rớt mạch.
TCDR-R + TCDR-S = 100%
4.2.4. Tỷ lệ nghẽn mạch TCH
TCBR được định nghĩa như tỉ lệ chiếm mạch khụng thành cụng do nghẽn kờnh thoại (khụng cú kờnh TCH rỗi) trờn tổng số lần hệ thống yờu cầu cung cấp kờnh thoại.
TCBR = Tổng số lần bị nghẽn / Tổng số lần yờu cầu đường thụng (TCBR = Total blocks / Total TCH attempts)
Tỷ số này phản ỏnh mức độ nghẽn mạch trờn từng cell riờng lẻ hay trờn toàn hệ thống. Khi tỷ số này ở một cell (hay khu vực) nào đú trở nờn quỏ cao điều đú cú nghĩa là rất khú thực hiện được cuộc gọi trong cell (hay khu vực) đú. Tuy nhiờn tham số này khụng phản ỏnh một cỏch chớnh xỏc yờu cầu về lưu lượng trờn mạng vỡ rằng khi một người nào đú muốn thực hiện một cuộc gọi trong vũng một phỳt chẳng hạn, người ta sẽ cố nhiều lần để cú thể nối được một kờnh thoại và như vậy sự thử cú thể là rất nhiều lần (cú thể là hàng chục) để cú thể chỉ thực hiện một cuộc gọi duy nhất kộo dài một phỳt. Điều này làm tăng tỷ lệ nghẽn mạch lờn rất nhanh, vượt quỏ cả bản chất thực tế của vấn đề. Vỡ vậy để đỏnh giỏ một cỏch chớnh xỏc hơn, người ta sử dụng một đại lượng khỏc là cấp độ phục vụ GoS (Grade of Service).
Đụi khi ta khụng hiểu tại sao mà tỷ lệ TCBR lại rất cao ở một số cell, trong trường hợp này cỏch tốt nhất là tham khảo thờm cỏc đại lượng Maxbusy và Congestion time cho cell đú
− Maxbusy: Số kờnh lớn nhất bị chiếm tại cựng một thời điểm.
− Congestion time: Tổng số thời gian mà toàn bộ số kờnh bị chiếm hết (Tổng số thời gian nghẽn).
+Lưu lượng và Grade of Service (GOS):
Lưu lượng mang bởi hệ thống trong khoảng thời gian t được định nghĩa như sau:
Trong đú
T : là thời gian đàm thoại trung bỡnh. n : số cuộc gọi trong khoảng thời gian t.
Đơn vị của lưu lượng được tớnh bằng Erlang (E), nếu như thay t=3600, ta cú Eh (Erlang giờ).
Một cỏch hoàn toàn đơn giản, ta cú thể tớnh lưu lượng như sau:
C = Tổng thời gian chiếm mạch/ Thời gian đo
Lưu lượng của hệ thống cũng phần nào đấy cho thấy sự hoạt động của mạng. Nếu như