8. Cụng nghệ GPRS
8.3.BSS cho GPRS
GPRS sẽ sử dụng một tập hợp chung cỏc nguồn vật lý qua giao diện vụ tuyến chung với mạng GSM hiện tại. Điều này cú nghĩa là cú thể kết hợp cỏc kờnh GPRS với cỏc kờnh chuyển mạch trong cựng một ụ tế bào. Cỏc nguồn lực GPRS cú thể được định vịđộng trong-giữa cỏc khoảng trống trong cỏc phiờn chuyển mạch kờnh, vỡ thế nú sử dụng cỏc phổ hiệu quả hơn.
GPRS sử dụng cỏc kờnh vật lý giống nhau như GSM chuyển mạch kờnh nhưng
mang lại tiện ớch kờnh nhiều hơn. Với GPRS nhiều người sử dụng cú thể chia sẻ
cựng kờnh. Hơn nữa, cỏc kờnh GPRS chỉđược xỏc định khi dữ liệu được gửi đi hay nhận.
8.3.1. Cấu trỳc BSS cho GPRS
GPRS và GSM cựng tồn tại trong hạ tầng GSM, giỳp cho việc triển khai nhanh
chúng và vựng phủ súng GPRS rộng.
BSS yờu cầu phần mềm mới để hỗ trợ GPRS. Phần cứng mới, khối điều khiển dữ
liệu gúi (Packet Control Unit-PCU) cũng cần phải thờm vào BSC. BSC cú thể là
BSC/TRC kết hợp (Transcoder Controller) hay là BSC đơn lập. PCU chỉ cú thể
phục vụ cho một BSC và chỉ cú một PCU cho mỗi BSC.
Một giao diện mở mới, giao diện Gb được đưa vào giữa BSC (PCU) và SGSN.
PCU cú thểđược kết nối với một nỳt SGSN qua giao diện Gb trực tiếp từ một BSC
đơn lập hay TRC/BSC kết hợp (1), hay là qua TRC từ một BSC đơn lập (2), hoặc qua một MSC từ một BSC/TRC kết hợp.
Giao diện A-bis hiện tại được tỏi sử dụng cho GPRS do đú sẽ mang cả chuyển mạch kờnh và lưu lượng GPRS.
Khối điều khiển dữ liệu gúi (PCU)
PCU cú vai trũ xử lý dữ liệu gúi GPRS trong BSS. Đặc biệt PCU cú vai trũ xử lý cỏc lớp Điều khiển truy nhập mụi trường (Medium Access Control) và cỏc lớp của
Điều khiển liờn kết vụ tuyến RLC (Radio Link Control) của giao diện vụ tuyến và BSSGP và cỏc lớp dịch vụ mạng của giao diện Gb. Giao diện Gb kết thỳc ở PCU. PCU chứa cả thiết bị phần mềm và phần cứng trung tõm với phần mềm bộ phận. Nú sẽ cú một hoặc nhiều hơn bộ xử lý bộ phận (RPPs). Một RPP cú thểđược định dạng để hoặc là tương thớch với cả giao diện Gb và A-bis hay chỉ với giao diện A- bis. Chức năng của RPP là phõn phối cỏc khung PCU giữa giao diện Gb và A-bis.
Ởđõu chỉ cú một RPP hoạt động trong PCU nú sẽ tương thớch với cả giao diện Gb và giao diện A-bis. Ở đõu cú nhiều hơn một RPP, mỗi RPP cú thể tương thớch với hoặc là A-bis hoặc là cả Gb và Abis.
Hỡnh 20 - PCU trong BSC
Ở đõu cú nhiều hơn một RPP được sử dụng (loại trừ trường hợp cú 2 RPP trong cấu hỡnh hoạt động/chờ), chỳng sẽ liờn lạc với nhau sử dụng Ethernet. Một ụ tế bào khụng thể bị chia tỏch giữa hai RPP. Nếu một RPP khụng khụng quản lý ụ tế bào mà tin nhắn định gửi tới, tin nhắn sẽđược gửi tiếp qua Ethernet tới đỳng RPP. Một kết nối đụi Ethernet được cung cấp ở phiến sau (backplane) của khung PCU. Hơn nữa một số bản HUB cũng cần đến để kết nối RPP qua Ethernet. Cỏc bảng HUB được nhõn đụi vỡ cỏc lý do độ dư.
PCU kết nối tới cỏc thiết bị Gb (cỏc ETC) qua tổng đài nhúm và tới cỏc thiết bị
Abis (cỏc ETC) qua tổng đài nhúm và tổng đài tốc độ chưa tới chuẩn (subrate). Cỏc RPP được kết nối với tổng đài qua DL2 và tới CP qua RP kờnh nối tiếp.
Lưu lượng GPRS được nhõn lờn nhiều lần với lưu lượng chuyển mạch kờnh trong tổng đài tốc độ chưa tới chuẩn.
Hỡnh 21 - Sự phõn bố của cỏc thiết bị GPH
Trạm gốc
BTS cần cỏc phần mềm mới để hỗ trợ GPRS và khụng cần thờm phần cứng mới. Thực tế là việc chỉ cần nõng cấp phần mềm sẽ cho phộp triển khai dịch vụ với độ
phủ súng rộng khắp.
Cỏc vị trớ (site) hiện tại cú thểđược tỏi sử dụng cho GPRS vỡ nú được hỗ trợ trờn cả
RBS 2000 và RBS 200 với SPU++ (SPU+/SPE). Cả bộ chuyển mó kờnh CS-1 và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CS-2 được bổ sung trờn tất cả cỏc BTS, loại trừ cho RBS 2301 khụng cú một nhúm DSP chỉ hỗ trợ cho CS-1.
Truyền dẫn
Giao diện Abis hiện tại được tỏi sử dụng cho cả chuyển mạch kờnh và lưu lượng GPRS trong khi giao diện giữa BSS và SGSN lại dựa trờn giao diện mở Gb mới. Thụng qua Abis cỏc truyền dẫn hiện tại và cỏc liờn kết bỏo hiệu số cú thể được tỏi sử dụng cho GPRS, do đú sẽ mang lại một sự mởđầu cú hiệu quả và tối ưu về chi phớ. Khụng cú cỏc kết nối truyền dẫn bổ sung nào cần đến (trừ khi số lượng cỏc TRX mỗi site cũng tăng lờn)
Giao diện Gb là mới nhưng cú thể định tuyến trong suốt lưu lượng Gb qua MSC
(nếu cú đủ dung lượng trong MSC cho nú)
8.3.2. Xử lý nguồn vụ tuyến GPRS
GPRS dựa trờn một kờnh vụ tuyến logic mới được tối ưu húa cho gúi dữ liệu, kờnh
bằng nhiều cỏch khỏc nhau. Chỳng cú thểđược thiết lập như những PDCH chuyờn
dụng, cỏc nguồn lực cố định chuyờn dụng cho GPRS, hoặc cỏc PDCH theo nhu
cầu, phục vụ như những nguồn GPRS động tạm thời. Những PDCH chuyờn dụng khụng thểđược sử dụng cho bất kỳ lưu lượng chuyển mạch kờnh nào. Cũn những PDCH theo nhu cầu lại cú thể được những người sử dụng chuyển mạch kờnh đến chiếm trước.
Trong R8 nhà khai thỏc cú thể quy định 0-8 PDCH chuyờn dụng cho mỗi ụ tế bào.
Khụng cú giới hạn vật lý nào cho bao nhiờu PDCH theo nhu cầu cú cú trong một ụ
tế bào, nhưng nú tựy thuộc vào việc cú bao nhiờu lưu lượng chuyển mạch kờnh. Trong một ụ khụng cú bất kỳ lưu lượng chuyển mạch kờnh nào thỡ cú thể sử dụng tất cả cỏc kờnh cho lưu lượng GPRS.
Chức năng theo dừi tải được triển khai để trong một ụ với một hay nhiều PDCH chuyờn dụng, PDCH theo nhu cầu được xỏc định khi số lượng người sử dụng GPRS quỏ cao so với số lượng cỏc PDCH hiện tại trong ụ tế bào đú, giảđịnh rằng cú những kờnh nhàn rỗi cú thể sử dụng.
PDCH chuyờn dụng đầu tiờn, kờnh chủ (MPDCH) mà nhà khai thỏc xỏc định trong
một ụ tế bào sẽ cung cấp kờnh điều khiển chung dữ liệu gúi (PCCCH) mang theo tất cả bỏo hiệu điều khiển cần thiết để bắt đầu truyền tải gúi tin. Nú cũng hỗ trợ cỏc
kờnh lưu lượng gúi. Những PDCH sau, những PDCH phụ trợ cú thể là kờnh
chuyờn dụng hay kờnh theo nhu cầu và chỉđược sử dụng cho lưu lượng gúi dữ liệu
và truyền bỏo hiệu liờn kết. (Điều này cú nghĩa là MPDCH mang cỏc kờnh:
PBCCH, PCCCH, PDTCH và PACCH, trong khi đú mối PDCH phụ trợ chỉ mang
cỏc kờnh: PDTCH và PACCH)
Trong một ụ tế bào khụng cú MPDCH (khụng cú PDCH chuyờn dụng được xỏc
định) cỏc kờnh điều khiển cơ bản như BCCH, RACH v.v… sẽ xử lý việc phỏt và truyền gửi bỏo hiệu tới cỏc mỏy di động GPRS.
Một PDCH theo nhu cầu sẽ được quay trở lại tập hợp chung cỏc kờnh vật lý (trở
thành kờnh nhàn rỗi) khi khụng cú mỏy di động GPRS nào sử dụng kờnh. Ngược
lại một PDCH chuyờn dụng sẽđược trở lại tập hợp cỏc kờnh vật lý cơ bản chỉ bằng một lệnh (vớ dụ ở tỏi cấu hỡnh của số lượng cỏc PDCH chuyờn dụng trong ụ tế
bào). Bất kỳ TCH chuyển mạch kờnh nào cũng cú thể được tỏi định dạng cho một PDCH và ngược lại, thủ tục này được ước tớnh là chiếm ớt hơn 200ms.
Trong một ụ tế bào hỗ trợ GPRS, hệ thống BSS duy trỡ hai danh sỏch nhàn rỗi (danh sỏch GSM và GPRS nhàn rỗi) với tất cả cỏc kờnh lưu lượng cú thể sử dụng, khụng bao gồm cỏc PDCH chuyờn dụng. Ban đầu tất cả cỏc kờnh nhàn rỗi này đều thuộc về danh sỏch GSM nhàn rỗi. Khi một kờnh GPRS được yờu cầu, hệ thống
trước tiờn sẽ tỡm một kờnh PDCH chuyờn dụng. Nếu khụng kờnh nào được tỡm
thấy, hoặc là do khụng cú kờnh PDCH nào được xỏc định hoặc là tất cả PDCH đều bận, hệ thống sẽ kiểm tra cỏc danh sỏch GSM nhàn rỗi. Đỗi với cỏc cuộc gọi chuyển mạch kờnh đến, một kờnh sẽ được tỡm kiếm theo thứ tự trong danh sỏch (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GSM nhàn rỗi. Nếu khụng cú kờnh nào sử dụng được danh sỏch GPRS nhàn rỗi sẽ
trước để phục vụ cho cuộc gọi chuyển mạch kờnh đến (nếu khụng cú kờnh nhàn
rỗi, GSM hay GPRS là cỏc kờnh hoạt động, một yờu cầu kờnh HSCSD đa tầng sẽ
nhận chỉ một TCH bằng cỏch chiếm truớc một kờnh PDCH theo yờu cầu đang bận) Nhà khai thỏc cú thểđịnh rừ nơi đặt cỏc kờnh PDCH chuyờn dụng. Theo quan điểm
vụ tuyến, cỏc kờnh khụng nhảy tần trờn kờnh mang BCCH nhỡn chung là khụng
tương tự như cỏc kờnh lưu lượng trờn cỏc tần số khỏc. Cỏc tần số BCCH cú thể cú một sơđồ tần số riờng biệt và cỏc burst trờn tần số kờnh BCCH khụng phụ thuộc vào cụng suất được điều tiết. Nhà khai thỏc cú thể quyết định liệu cỏc kờnh PDCH cú thể sẽđược định vị trờn tần số kờnh BCCH khụng nhảy tần như là lựa chọn thao tỏc đầu tiờn hay cuối cựng.
Việc phõn bổ khe thời gian hướng lờn động sẽ được sử dụng (được phõn biệt bởi việc sử dụng cỏc cờ trạng thỏi hướng lờn, USF)
Một cơ cấu đa khung 52 được sử dụng trờn cỏc kờnh PDCH
8.3.3. Tỏc động lờn mạng vụ tuyến
Trong BSS R8.0 tỏc động của việc đưa vào GPRS đối với mạng vụ tuyến được giảm thiểu đến mức thấp nhất.
Cỏc nguồn lực GPRS cú thểđược xỏc định linh hoạt giữa cỏc khoảng trống của cỏc phiờn chuyển mạch kờnh. Hơn nữa, cỏc cuộc gọi chuyển mạch kờnh đến cú thể
chiếm trước những kờnh PDCH theo yờu cầu. Cỏc kờnh PDCH theo yờu cầu vỡ thế
được cho là nhàn rỗi bởi cỏc mỏy di động chuyển mạch kờnh, và sẽ khụng ảnh hưởng tới khả năng chặn trong cell.
Một người sử dụng chuyển mạch kờnh chiếm một kờnh trong một cell khụng cú TCH sẽ bị chặn. Mặt khỏc một người sử dụng GPRS đi tới một cell khụng cú kờnh nhàn rỗi cú thể được hướng tới một kờnh PDCH đang hoạt động. Điều này là do người sử dụng khỏc đó chiếm mất chất lượng đó được phõn bổ trờn kờnh đú. Toàn bộ dải thụng trờn kờnh phải được chia sẻ cho toàn bộ cỏc mỏy di động GPRS sử
dụng kờnh đú. Một ngoại trừ là nếu một di động GPRS yờu cầu một kờnh trong một cell khụng cú kờnh GPRS nào cú thể được xỏc định, vớ dụ khi tất cả cỏc kờnh trong một cell được sử dụng như cỏc kờnh TCH. Trong trường hợp này người sử
dụng GPRS sẽ khụng nhận được bất kỳ cụng suất nào và mỏy di động GPRS sẽ tự
bị chặn trong hệ thống cho tới khi giảm tắc nghẽn.
Giao diện vụ tuyến hiện tại được tối ưu húa về lưu lượng thoại. Khi GPRS được
đưa vào cung cấp, cỏc dịch vụ chuyển mạch kờnh và dịch vụ gúi dữ liệu sẽ phải
cạnh tranh với nhau cho cựng cỏc nguồn quang phổ. Tuy nhiờn, những mụ phỏng
lại chỉ ra rằng sẽ khụng cú bất kỳ một tỏc động chủ yếu nào lờn chất lượng của cỏc dịch vụ chuyển mạch kờnh.
Ban đầu lưu lượng GPRS cú thể khụng đỏng kể. Để đơn giản quỏ trỡnh đưa vào sử
dụng GPRS, trong R8 việc quy hoạch cell dựa trờn chuyển mạch GSM và cài đặt thụng số cell sẽ được tỏi sử dụng cho GPRS. Thực tế, hệ thống tự động thiết lập thụng số cell GPRS mới và ranh giới cell để cú thể giống như chuyển mạch kờnh.
Vựng định vị (Location Area –LA) khụng được sử dụng cho GPRS. Một vựng mới
được thiết lập cho GPRS, gọi là vựng định tuyến (Routing Area - RA). Một RA
chứa một hoặc một số cell vỡ vậy sẽ là một tập hợp con của một LA. Trong BSS R8.0 chỳng được thiết lập giống nhau.
Tớnh năng nhảy tần GPRS được hỗ trợ cho phiờn MS đơn và đa khe.
BSS hỗ trợ sự phục vụ của cỏc MS sử dụng thu nhận khụng liờn tục (DRX) theo thụng sốđược gửi đi bởi SGSN tới BSS.
Chức năng điểu khiển cụng suất GPRS MS được thực hiện trong BSS R8.0 như
một cỏch thức “vũng lặp mở” và thụng số điều khiển cụng suất MS được thiết lập cho mỗi cell. Tuy nhiờn, bộ điểu khiển cụng suất BTS lại khụng được hỗ trợ trong BSS R8.0. Thay vào đú bộ cụng suất đầu ra đầy đủ được sử dụng cho tất cả cỏc kờnh GPRS trong BSS R8.0. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong BSS R8.0 cả bộ chuyển mó kờnh CS-1 và CS-2 đều được triển khai. Tỉ lệ dữ
liệu tối đa (tại lớp RLC) cho CS-1 là 8kbit/s và đối với CS-2 là 12kbit/s. Tất cả bỏo hiệu chỉ sử dụng CS-1. Tuy nhiờn cỏc bộ chặn số liệu lại sử dụng bất cứ mó kờnh
nào vớ dụ như CS-2 hoặc CS-1. Trong BSS R8.0 CS-2 được cài đặt mặc định
nhưng nhà khai thỏc cú thể lựa chọn giữa CS-1 và CS-2 cho mối mức BSC. (Trong
cỏc ụ được hỗ trợ bởi phiờn bản cũ là RBS 2301 khụng cú nhúm DSP thỡ CS-1 sẽ
được sử dụng).
Những vấn đề về quy hoạch cell trong GPRS
GPRS sẽ sử dụng cỏc kờnh vật lý tương tự như GSM chuẩn. Vỡ thế GPRS và lưu lượng chuyển mạch kờnh cú thể được hội tụ trong cựng một băng tần số. Điều này sẽ dẫn đến việc tăng trung kế, vỡ GPRS cú thể sử dụng linh hoạt cỏc kờnh đó được “để lại” sau lưu lượng chuyển mạch kờnh. Điều tương đối quan trọng là cỏc site hiện tại cú thểđược sử dụng, và sơđồ cell khụng cần điều chỉnh để phục vụ GPRS. Cỏch thay thế này sẽ giảm thiểu chi phớ cho việc kết hợp và đưa GPRS vào hoạt
động trong mạng vụ tuyến GSM hiện tại.
Theo cỏch khỏc, một băng tần phụ cú thể được thiết lập cho lưu lượng GPRS. Những yờu cầu về điều kiện vụ tuyến cho GPRS khụng cụ thể như yờu cầu cho thoại. Linh hoạt hơn thoại, GPRS cú thể điều chỉnh bỏo hiệu theo tỉ lệ nhiễu (C/I) xuống 5dB. Tại cựng một thời điểm, thiết kế của GPRS giỳp cho việc tối ưu húa C/I trờn 25dB để cú được băng thụng lớn hơn cho mỗi kờnh vật lý cơ bản. Điều này gợi ra một quy hoạch cell GSM hiện tại được điều chỉnh cho thoại là khụng tối
ưu cho GPRS. Trong hệ thống GSM/GPRS phỏt triển sau sử dụng tất cả 4 phương phỏp mó húa được xỏc định trong tiờu chuẩn và EDGE khả thi, và ở những nơi sự
phõn chia cơ bản của toàn bộ lưu lượng là cho GPRS nú cú thể được phỏt triển để
cú tần số và quy hoạch cell riờng rẽ cho GPRS. Khi triển khai GPRS lần đầu dải tần riờng cho GPRS khụng được cho là cần thiết bởi vỡ lưu lượng GPRS thấp và tương thớch kết nối cho CS-1 và CS-2 khụng được hỗ trợ trong BSS R8. Việc kết hợp cỏc yếu tố trờn với nhau cũng khả thi. Vỡ vậy một phần của băng tần cú thể được sử dụng cho cả người sử dụng thoại và số liệu, trong khi cỏc tần số khỏc cú
thể sử dụng cho cỏc ứng dụng yờu cầu tốc độ truyền tải cao và chất lượng kết nối vụ tuyến đặc biệt tốt.
Những kết quả của việc sử dụng cựng quy hoạch cell cho lưu lượng chuyển mạch và lưu lượng GPRS
Việc ỏp dụng chung quy hoạch tần số cho cỏc dịch vụ GPRS và dịch vụ thoại cần phải chỳ ý tới việc bảo đảm chất lượng thoại. Trong một hệ thống cú nhảy tần mà khối lượng lưu lượng GPRS là giới hạn thỡ điều này khụng gõy ra vấn đề gỡ đỏng kể.
Nếu khối lượng lưu lượng GPRS là đỏng kể và nếu thoại trong mạng vụ tuyến phụ
thuộc vào cỏc tớnh năng giảm can nhiễu như DTX và điều khiển cụng suất, cỏc yếu
tố tương tự cú thể được triển khai trờn cỏc kờnh GPRS. Trong GPRS, giống như