Dựa trên các bài báo và nghiên cứu [24], [25].
Hình 3.12, hình 3.13, hình 3.14 cho thấy các chế độ của thời gian gián đoạn dịch vụ cho UMTS đến LTE, chuyển giao VCC trong điều kiện tĩnh. Thời gian gián đoạn dịch vụ mô phỏng sự thay đổi tốc độ dữ liệu, trễ kênh truyền và tỉ lệ lỗi khối (Block Error Rate - BLER) trên một kênh. Trong điều kiện tĩnh, thời gian gián đoạn dịch vụ xác
định cao hơn nhiều (khoảng 400 đến 500 ms) so với thông số kỹ thuật trong 3GPP – 300ms[9]. Việc trễ cao do cần thời gian dài thực hiện thiết lập PDP trong mạng LTE
cũng như thời gian của các bản tin trong IMS.
Chúng ta quan sát thấy rằng với một BLER nhất định thời gian gián đoạn dịch vụ giảm
đáng kể khi tốc độ dữ liệu tăng lên. Tuy nhiên với tốc độ dữ liệu cao hơn 1Mbps không
có sự giảm đáng kể nào trong thời gian gián đoạn dịch vụ. Điều này là do kích thước không đổi của một khung LTE. 1Mbps là đủ để truyền tín hiệu điều khiển trong một
81
Trong hình 3.12, ta có thể thấy là khi BLER tăng, thời gian gián đoạn dịch vụtăng dần.
Khi BLER cao hơn 21% có sựgia tăng theo cấp số nhân trong thời gian gián đoạn dịch vụ. Điều quan trọng cần lưu ý cho chuyển giao LTE & UMTS là với BLER cao hơn
21% ảnh hưởng xấu đến thời gian gián đoạn dịch vụ.
Hình 3.12 : thời gian gián đoạn dịch vụ trong chuyển giao LTE & UMTS so với BLER.
Trong hình 3.13 thời gian gián đoạn dịch vụ so với BLER trong các trường hợp khác nhau với trễ truyền khác nhau. Lưu ý rằng tất cảcác trường hợp cao hơn 300ms sẽ bị gián đoạn dịch vụ. Với trễ truyền 10-5 hoặc ít hơn không có sự giảm đáng kể nào trong thời gian gián đoạn dịch vụ do đó ta thấy trền đồ thị dòng có trễ truyền 10 -5 và 10-6
82
chồng lên nhau. Tuy nhiên, trễ truyền tăng từ 10-3 đến 10-2 có một sự gia tăng mạnh trong thời gian gián đoạn dịch vụ. Điều này được thể hiện rõ trong hình 3.14.
83
Hình 3.14: Thời gian gián đoạn dịch vụ so với trễ truyền.
Hiệu suất chuyển giao VCC từ UMTS sang LTE được đánh giá trong điều kiện thời gian thực của mạng. Một lần nữa trong thời gian gián đoạn dịch vụ so với BLER và trễ
truyền được mô phỏng thấy tương tự nhau trong điều kiện tĩnh. Tuy nhiên sau trung
bình khoảng 500 lần mô phỏng trong thời gian thực ta nhân thấy rằng thời gian gián
đoạn dịch vụ nói chung là ít hơn so với điều kiện tĩnh. Hình 3.15 cho thấy thời gian
gián đoạn so với BLER trong các trường hợp khác nhau của trễ truyền trong điều kiện thời gian thực. Lứu ý rằng thời gian gián đoạn theo thứ tự là 200ms không giống như
trong khoảng 400ms. Do đó, thiết lập mô phỏng thời gian thực mang lai kết quả tốt hơn
84
Hình 3.15: thời gian gián đoạn dịch vụ trong điều kiện thời gian thực
3.4.3.2 Chuyển giao từ LTE sang UMTS
Hình 3.16, 3.17, 3.18 hiển thị thời gian gián đoạn dịch vụ cho chuyển giao SRVCC từ LTE sang UMTS trong điều kiện tĩnh. Trong nhừng hình dưới thời gian gián đoạn dịch vụ được mô phỏng với các tốc độ dữ liệu khác nhau, với trễ truyền và tỉ lệ lỗi khối
tương ứng (Block Error Rate (BLER)). Có hai dạng đồ thị tương ứng: thời gian gián
đoạn dịch vụ và BLER, giữa thời gian gián đoạn dịch vụ và trễ truyền.
Như minh hoa trong hình 3.16, ta quan sát thấy rằng với một BLER nhất định thời gian
gián đoạn dịch vụ giảm đáng kể với tốc độ dữ liệu tăng lên. Ví dụ trong một kích thước khung liên tục 7680 bit, tốc độ dữ liệu 9.6kbps có thời gian gián đoạn dịch vụ quá
400ms, cao hơn so với quy định 300ms cho dịch vụ thời gian thực. Tốc độ dữ liệu bằng 64kbps cho thời gian gián đoạn dịch vụít hơn 250ms là chấp nhận được. Tuy nhiên với
85
tốc độ dữ liệu ở tốc độ lớn hơn 64kbps không có sự giảm đáng kể trong thời gian gián
đoạn dịch vụ. Nguyên nhân do bản tin có chiều dài khung cố định và tốc độ 64kbps là
đủđể truyền độ dài khung này.
Hình 3.16: chuyển giao SRVCC từ LTE sang UMTS, thời gian gián đoạn dịch vụ và BLER
Tại giao diện khoảng không giữa UE và các NodeB, một BLER cao và trễ truyền vô tuyến rất có thểảnh hưởng đến độ trung thực của một cuộc gọi thoại. Đó là lí do quan
trọng để ta phải so sánh hiệu quả của cả trễ truyền và BLER với thời gian gián đoạn dịch vụ.
86
Trong hình 3.17, thời gian gián đoạn dịch vụ/độ trễ tổng của cuộc gọi được hiển thị so với BLER cho các giá trị khác nhau của trễ truyền. Trễ truyền vô tuyến (độ trễ trong kết nối vô tuyến) được thiết lập từ 10-6 đến 10-2. Đối với trễ truyền như 10-2, thời gian
gián đoạn dịch vụ được quan sát là BLER thay đổi. Chú ý rằng tất cảcác plot là cũng
trong thời gian gián đoạn quy định 300ms. Tuy nhiên, với trễ truyền 10-5 và 10-6 không
có thay đổi đáng kể trong thời gian gián đoạn dịch vụ, do đó đồ thị cho độ trễ do một sự chậm trễ tuyên truyền 10-5 và 10-6 chồng lên nhau. Chúng được thể hiện bởi các
đường màu đỏ với dấu chấm màu xanh lá cây trong khoảng giữa theo chiều dọc của 240-245 ms trong hình 3.16. Khi trễ truyền tăng 10-3 đến 10-2, đã có một sự gia tăng
mạnh trong thời gian gián đoạn dịch vụ. Hành vi này được minh họa trong hình 3.18. Trong biểu đồ này, thời gian gián đoạn dịch vụlà như nhau giữa 10-6 và 10-5 (vì thế mà chồng chéo mỏng đường màu đỏ) nhưng rõ ràng được xem là tăng nhanh khi trễ truyền
87
Hình 3.17: chuyển giao SRVCC từ LTE sang UMTS thời gian gián đoạn dịch vụ và BLER trong sự thay đổi trễ truyền.
88
Hình 3.18: chuyển giao SRVCC từ LTE sang UMTS gián đoạn dịch vụ so trễ truyền.
Trong điều kiện thời gian thực, mối quan hệ giữa thời gian gián đoạn dịch vụ và BLER với sự thay đổi của trễ truyền vô tuyến tương tự như trong điều kiện tĩnh. Tuy nhiên, sau 500 lần chạy mô phỏng thời gian thực, ta nhận thấy rằng sự gián đoạn dịch vụ ít
hơn so với trong điều kiện tĩnh tại mọi thời điểm. hình 3.19 cho thấy thời gian bị gián
đoạn so với BLER trong các trường hợp trễ truyền khác nhau trong điều kiện thời gian thực. Lưu ý rằng thời gian gián đoạn theo thứ tự cách nhau 100ms không giống trước là 200ms.
89
Hình 3.19: SRVCC thời gian gián đoạn dịch vụ trong điều kiện thời gian thực.
3.4.3.3 Nhận xét
Ta thấy rằng trong điều kiện tĩnh, thời gian gián đoạn dịch vụ trong chuyển giao thoại từ LTE sang UMTS sử dụng sơ đồ SRVCC là trong giới hạn quy định 300ms cho các dịch vụ thời gian thực. Ta cũng nhận thấy rằng tỷ lệ lỗi khối trên 21% tăng lên nhanh
trong mô phỏng điều kiện thời gian thực giữa thời gian gián đoạn dịch vụ và BLER,
chương trình SRVCC đã đưa ra một hiệu suất cải thiện đáng kể với thời gian gián đoạn giảm xuống còn 100ms. Một BLER thấp hơn chuyển thành một thời gian dịch vụ thấp
hơn mà đánh thẳng vào một kinh nghiệm thuê bao tốt hơn trong chuyển giao. Điều này là do một BLER cao (có nghĩa là tỷ lệ lỗi khung/ tổng khung nhận) kết quả vào nhiều truyền lại như vậy, một trễ truyền vô tuyến cao hơn. Như đã thấy trong các đồ thịtrước
90
đó, một trễ truyền vô tuyến cao kết quả vào thời gian gián đoạn dịch vụcao hơn. Trong
bối cảnh của nghiên cứu này, thời gian gián đoạn dịch vụ là thời gian cần cho một chuyển giao thoại I-RAT được thực thi. Đó là đểnói, đó là khoảng thời gian giữa việc ban hành lệnh chuyển giao để thực hiện. Nếu thời gian gián đoạn dịch vụ cao người nghe sẽ nghe thấy những lời nói và thừa nhận muộn hơn một cuộc trò chuyện bình
thường và một nhịp điệu tự nhiên của cuộc trò chuyện có thể xảy ra.
Ta đánh giá việc thực hiện chuyển giao bằng các thủ tục của VCC chuyển giao thoại từ
UMTS sang LTE. Kết quả mô phỏng cho thấy một cuộc gọi thoại chuyển giao từ UMTS sang LTE đáp ứng các yêu cầu dịch vụ 3GPP về thời gian gián đoạn dịch vụ
300ms khi mô phỏng trong điều kiện thời gian thực. Kết quả cho thấy với BLER ít hơn
21%, thời gian gián đoạn dịch vụ là 200ms hoặc ít hơn trong điều kiện mô phỏng thời gian thực trong khi nó vượt quá 300ms trong điều kiện tĩnh. Ngoài ra, trễ truyền của một trạm phát 10-4 hoặc ít hơn cho thấy cải thiện hiệu suất trên các dịch vụgián đoạn thời gian trong cả hai mô phỏng tĩnh và thời gian thực.
Với kết quả trên cho thấy một nhà điều hành có nhu cầu triển khai VCC cho UMTS và LTE có thể giảm thời gian gián đoạn dịch vụ bằng cách giảm lỗi và trễ truyền gây ra do thiết lập PDP trên mạng LTE và thiết lập trên mạng IMS phải được giảm thiểu. Điều này có thể được thực hiện bằng cách cải thiện hiệu xuất của hàng đợi của các nút lõi của mạng.
Khi trở ngại trên trạm phát và mạng lõi được tối ưu hóa đúng cách, ta có thể khẳng
định rằng VCC là một chương trình có tính khả thi trong chuyển giao thoại giữa UMTS và LTE.
91
KẾT LUẬN
- Sự phổ biến của các ứng dụng VoIP cùng với sự cần thiết tuyệt đối cho các nhà
khai thác để cung cấp thoại qua LTE bằng SRVCC phát triển mạnh trên thị trường. Mặc dù thực tế rằng SRVCC rõ ràng là phức tạp hơn CSFB do yêu cầu của một mạng lõi IMS (hoặc tầng ứng dụng), nó vẫn tiếp tục là sự lựa chọn của LTE OneVoice chủ
yếu là do không cần nhu cầu kép phức tạp và tốn kém cho UE. Để giảm những chi phí và phức tạp của mạng IMS, ngành công nghiệp hiện nay tập trung vào đơn giản hóa các giao thức IMS đặc biệtlà "profile" cho việc cung cấp dịch vụ LTE VoIP.
- SRVCC ra đời đáp ứng nhu cầu chuyển giao giữa LTE & 3G
- SRVCC sẽđóng một vai trò quan trọng trong chuyển giao UE từ LTE cho mạng
lưới CS khác dựa trên khảnăng sử dụng công nghệ hiệu suất cao của LTE và EPC. - Trước sự phát triển nhanh chóng của công nghệ truyền thông không dây, mặc dù việc triển khai 3G ởnước ta khá thành công, song với những ưu điểm vượt trội của 4G (LTE), tiềm năng phát triển công nghệ này ởnước ta là rất lớn.
- Với những đặc điểm nổi trội về tốc độ (tốc độ dữ liệu tối đa đường Downlink là
100Mbps và đường Uplink là 50Mbps), 4G (LTE) sẽ là một mạng di động thiên về
việc truyền dữ liệu hơn là phục vụtính năng thoại.
- Khác hẳn với 3G, 4G (LTE) sử dụng giao thức chuyển giao cứng, do đó hiệu suất sử dụng mạng tăng đáng kể (do tại mỗi thời điểm một kết nối chỉ sử dụng một kênh duy nhất) đồng thời cũng làm giảm chi phí sản xuất thiết bị di động (thiết bị di
động không cần phải có khả năng nhận đồng thời hai hay nhiều kênh song song). những nhược điểm của một quá trình chuyển giao cứng (khoảng thời gian ngắt kết nối, khả năng bị mất kết nối hoàn toàn…) đã được khắc phục. Có được điều này 4G (LTE) thực sự trởlên đúng với tên gọi là một công nghệ “di động” tốc độ cao, một công nghệ
92
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Konstantinos Dimou, Min Wang, Yu Yang Muhammmad Kazmi, Anna Larmo, Jonas Pettersson, Walter Muller, Ylva Timner, “Handover within 3GPP LTE: Design Principles and Performance”, .
[2] “Mobile and Broadband Access Networks Lab session OPNET: UMTS - Part 1” Liesbeth Peters, Abram Schoutteet, Bart Slock, Eli De Poorter
[3] “Handover in Mobile Communication Networks” Frank A. Zdarsky and Jens B. Schmitt
[4] Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold and Per Beming, “3G Evolution HSPA and LTE for Mobile Broadband”, Academic Press, .
[5] Rysavy Research, “EDGE, HSPA and LTE broadband innovation”, 3G Americas, 2008.
[6] Stefania Sesia, Issam Toufik and Matthew Baker, “LTE-The UMTS Long Term Evolution” Theory to Practice, John Wiley & Sons, Ltd, .
[7] “OPTIMIZED PERFORMANCE EVALUATION OF LTE HARD HANDOVER
ALGORITHM WITH AVERAGE RSRP CONSTRAINT” Cheng-Chung Lin,
Kumbesan Sandrasegaran, Huda Adibah Mohd Ramli, and Riyaj Basukala.
[8] “PERFORMANCE EVALUATION OF VOICE HANDOVER BETWEEN LTE
AND UMTS” Joyce Namakoye.
[9] D. Pacifico, M. Pacifico, C. Fischione, H. Hjalrmasson, “Improving TCP Performance During the Intra LTE Handover” School of Electrical Engineering KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.
[10] “LTE Mobility Enhancements” Qualcomm Incorporated February 2010.
[11] YANG, YU, “Optimization of Handover Algorithm in 3GPP LTE” Stockholm, Sweden, 2009.
[12] 3GPP TS 36.401: “Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E- UTRAN); Architecture Description.”
93
[13] 3GPP TS 36.300 V8.10.0: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E- UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2
[14] 3GPP TS 24.301 V8.2.1: Non Access Stratum protocol for Evolved Packet System.
[15] 3GPP TS 23.401 V8.6.0: General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access.
[16] 3GPP TS 23.216 V8.6.0 (2009-12): Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC) (Release 8).
[17] 3GPP TS 23.237 V8.7.0 (2010-03): IP Multimedia Subsystem (IMS) Service Continuity.
[18] 3GPP TS 23.272 V8.7.0 (2010-03): Circuit Switched (CS) Fallback in EPS. [19] 3GPP. UMTS, RLC Protocol Specification;. Sophia Antapolis : ETSI, 2010. TS 25.322 version 9.2.0 Release 9.
[20] Das Sajal K., Lee Enoch, Basu Kalyan, Sen Sanjoy K. Performance Optimization of VoIP Calls over Wireless Links Using H.323 Protocol. s.l. : IEEE Computer Society, 2003. IEEE Transactions on Computers. Vol. 52, pp. 742-752. 0018-9340/03.
[21] Enderle N., Lagrange X. Radio link control-acknowledged mode protocol performance modeling in UMTS. Velizy : IEEE, 2002. 4th International Workshop on Mobile and Wireless Communications Network. pp. 332 - 336. 0-7803-7605-6. [22] Li Jun, Montuno Delfin Y., Wang Jianyu, Zhao Yiqiang Q. Performance
Evaluation of the Radio Link Control Protocol in 3G UMTS. citeseerx.ist.psu.edu. [Online] 2006. [Cited: 10 Febraury 2011.] .
[23] Junfeng Jiang, Cao Zhigang. An AM-RLC scheme with adaptive acknowledgement interval. 2, Shanghai : Higher Education Press and Springer- Verlag 2009, 2009, Frontiers of Electrical and Electronic Engineering in China, Vol. 4.
94
[24] Joyce Namakoye, Rex Van Olst. Performance Evaluation of Handover from UMTS to LTE using Voice Call Continuity. School of Electrical and Information Engineering University of the Witwatersrand, Private Bag 3, Johannesburg 2050 [25] Joyce Namakoye . PERFORMANCE EVALUATION OF VOICE HANDOVER BETWEEN LTE AND UMTS. Johannesburg, 2011, Frontiers of Electrical and Electronic Engineering in China, Vol. 4.