TIN DI ĐỘNG
Các mạng di động cho phép người sử dụng có thể truy nhập các dịch vụ trong khi di chuyển nên có thuật ngữ “tự do” cho các thiết bị đầu cuối. Tuy nhiên tính “tự do” này gây ra một sự không xác định đối với các hệ thống di động. Sự di động của các người sử dụng đầu cuối gây ra một sự biến đổi động cả trong chất lượng liên kết và
mức nhiễu, người sử dụng đơi khi cịn u cầu thay đổi trạm gốc phục vụ. Quá trình
này được gọi là chuyển giao .
Chuyển giao là một phần cần thiết cho việc xử lý sự di động của người sử dụng
đầu cuối. Nó đảm bảo tính liên tục của các dịch vụ vô tuyến khi người sử dụng di động
di chuyển từ qua ranh giới các ô tế bào.
Trong các hệ thống tế bào thế hệ thứ nhất như AMPS, việc chuyển giao tương đối
đơn giản. Sang hệ thống thông tin di động thế hệ 2 như GSM và PACS thì có nhiều cách đặc biệt hơn bao gồm các thuật toán chuyển giao được kết hợp chặt chẽ trong các
hệ thống này và trễ chuyển giao tiếp tục được giảm đi. Khi đưa ra công nghệ CDMA, một ý tưởng khác được đề nghị để cải thiện quá trình chuyển giao được gọi là chuyển
giao mềm.
2.1.1 Các kiểu chuyển giao trong hệ thống 3G WCDMA
Có 4 kiểu chuyển giao khác nhau trong mạng di động WCDMA. Đó là:
a) Chuyển giao trong cùng một hệ thống ( Intra-system HO )
Chuyển giao trong cùng hệ thống có thể được chia thành chuyển giao cùng tần số và chuyển giao khác tần số. Chuyển giao cùng tần số xuất hiện giữa các cell thuộc cùng sóng mang WCDMA. Chuyển giao khác tần số xuất hiện giữa các cell hoạt động trên các tần số sóng mang khác nhau.
b) Chuyển giao ngoài hệ thống ( Inter-system HO )
Chuyển giao ngoài hệ thống xuất hiện giữa các Cell thuộc 2 công nghệ truy xuất vô tuyến (RAT) khác nhau hoặc các chế độ truy xuất khác nhau. Trường hợp được mong
đợi thường gặp nhất trong kiểu thứ nhất đó là giữa hệ thống WCDMA và GSM/EDGE.
Tìm hiểu tổng quan WCDMA GVHD: Nguyễn Văn Dũng
Sinh viên: Trần Quang Anh Trang 24
Lấy một ví dụ về chuyển giao giữa các chế độ truy xuất khác nhau đó là giữa UTRA FDD và UTRA TDD.
c) Chuyển giao cứng ( Hard Handover:HHO )
Chuyển giao cứng là một thể loại của các thủ tục chuyển giao, trong đó tất cả các kết nối cũ của một trạm di động được giải phóng trước khi một kết nối mới được thiết lặp. Đối với các kênh yêu cầu thời gian thực thì nó có nghĩa là ngắt một kết nối ngắn của kênh, còn đối với các kênh không yêu cầu thời gian thực thì HHO có nghĩa là
khơng tổn hao. Chuyển giao cứng có thể đặt trong kiểu chuyển giao cùng tần số hoặc khác tần số.
d) Chuyển giao mềm ( SHO ) và chuyển giao mềm hơn ( Softer HO )
Chuyển giao mềm là chuyển giao giữa hai BS khác nhau, còn chuyển giao mềm hơn là chuyển giao giữa ít nhất 2 sector của cùng một BS. Trong suốt quá trình chuyển giao mềm, MS giao tiếp một cách tức thì với hai (chuyển giao hai đường) hoặc nhiều cell của các BS khác nhau thuộc cùng RNC (Intra-RNC) hoặc các RNC khác nhau (Inter-
RNC). Trên đường xuống máy di động nhận hai tín hiệu với tỉ số kết hợp lớn nhất; ở
đường lên, kênh mã hoá di động được phát hiện bởi cả hai BS (chuyển giao hai
đường), và được gởi đến RNC cho việc lựa chọn kết hợp. Hai vịng điều khiển cơng
suất tích cực tham gia vào q trình chuyển giao mềm, mỗi vòng cho một BS. Trong
trường hợp chuyển giao mềm hơn, MS được điều khiển ít nhất bởi hai sector của cùng BS, do đó RNC khơng được tham gia và chỉ có một vịng điều khiển cơng suất tích (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
cực. Chuyển giao mềm và mềm hơn chỉ sử dụng một sóng mang, do đó chúng là các quá trình chuyển giao trong cùng một tần số.
Tìm hiểu tổng quan WCDMA GVHD: Nguyễn Văn Dũng
Sinh viên: Trần Quang Anh Trang 25
Hình 2.1 Các loại chuyển giao trong hệ thống 3G
2.1.2 Các mục tiêu của chuyển giao
Chuyển giao có thể được khởi tạo từ 3 cách khác khác nhau: máy di động khởi xướng, mạng khởi xướng và máy di động hỗ trợ.
Máy di động khởi xướng: Máy di động tiến hành đo chất lượng, chọn ra các BS và
bộ chuyển mạch tốt nhất, với sự hỗ trợ của mạng. Kiểu chuyển giao này nhìn chung tạo ra một chất lượng liên kết nghèo nàn được đo bởi máy di động.
Mạng khởi xướng: BS tiến hành đo đạc và báo cáo với bộ điều khiển mạng RNC,
RNC sẽ đưa ra quyết định liệu có thực hiện chuyển giao hay không. Chuyển giao do mạng khởi xướng được thực hiện cho các mục đích khác ngồi việc điều khiển liên kết vô tuyến, chẳng hạn như điều khiển phân bố lưu lượng giữa các cell. Một ví dụ của trường hơp này là chuyển giao với lý do lưu lượng (TRHO) được điều khiển bởi BS.
TRHO là một thuật toán thay đổi ngưỡng chuyển giao cho một hay nhiều sự rời đi sang cell liền kề từ một cell cụ thể tuỳ thuộc vào tải của cell đó. Nếu tải của cell này vượt quá mức cho trước, và tải ở cell lân cận ở dưới một mức cho trước khác, thì cell nguồn sẽ thu hẹp lại vùng phủ sóng của nó, chuyển lưu lượng đến cell lân cận. Vì thế, tốc độ nghẽn (block) tổng thể bị giảm đi, tận dụng tốt hơn nguồn tài nguyên các cell.
Hỗ trợ máy di động: Trong phương pháp này cả mạng và máy di động đều tiến hành đo đạc. Máy di động báo cáo kết quả đo đạc từ các BS gần nó và mạng sẽ quyết định có thực hiện chuyển giao hay khơng.
Tìm hiểu tổng quan WCDMA GVHD: Nguyễn Văn Dũng
Sinh viên: Trần Quang Anh Trang 26
Đảm bảo tính liên tục của các dịch vụ vô tuyến khi người sử dụng di động di
chuyển qua ranh giới của các tế bào.
Giữ cho QoS đảm bảo mức yêu cầu.
Làm giảm nhỏ mức nhiễu trong toàn bộ hệ thống bằng cách giữ cho máy di động
được kết nối với BS tốt nhất. Roaming giữa các mạng khác nhau
Cân bằng tải.
Sự khởi xướng cho một quá trình chuyển giao có thể bắt nguồn từ chất lượng dịch vụ của liên kết (UL hoặc DL), sự thay đổi của dịch vụ, sự thay đổi tốc độ, các lý do lưu
lượng hoặc sự can thiệt để vận hành và bảo dưỡng.
2.1.3 Các thủ tục và phép đo chuyển giao
Thủ tục chuyển giao có thể được chia thành ba giai đoạn: đo lường, quyết định và thực hiện. Trong giai đoạn đo lường chuyển giao, các thông tin cần thiết để thực hiện
quyết định chuyển giao được đo. Ở hướng xuống, trạm di động thực hiện các phép đo
để đo tỷ số Ec/I0 của CPICH (Common Pilot Channel) của Cell dịch vụ của nó và các
Cell lân cận. Đối với một số loại chuyển giao nào đó, các phép đo khác là hết sức cần thiết.
Trong giai đoạn quyết định chuyển giao, các kết quả đo lường được so sánh với
ngưỡng được xác định trước đó và sau đó nó quyết định có bắt đầu thực hiện chuyển
giao hay không. Các giải thuật chuyển giao khác nhau sẽ có các điều kiện kích hoạt khác nhau. Trong giai đoạn thực hiện, quá trình chuyển giao được hồn thành và các (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tìm hiểu tổng quan WCDMA GVHD: Nguyễn Văn Dũng
Sinh viên: Trần Quang Anh Trang 27
Đo lường là nhiệm vụ quan trọng trong quá trình chuyển giao:
Mức tín hiệu trên đường truyền dẫn vô tuyến thay đổi rất lớn tùy thuộc vào fading và tổn hao đường truyền. Những thay đổi này tùy thuộc vào môi trường trong cell và tốc độ di chuyển của thuê bao.
Số lượng các báo cáo đo lường quá nhiều sẽ ảnh hưởng đến tải của hệ thống.
Để thực hiện chuyển giao UE, trong suốt quá trình kết nối, UE liên tục đo cường độ tín hiệu của các cell lân cận và thông báo tới RNC.
Nguyên tắc chung để thực hiện thuật tốn chuyển giao được mơ tả trong hình 2.2.
Điều kiện đầu là các điều kiện thực hiện các quyết định của thuật tốn dựa trên các tín
Tìm hiểu tổng quan WCDMA GVHD: Nguyễn Văn Dũng
Sinh viên: Trần Quang Anh Trang 28
Hình 2.2 Nguyên tắc chung của thuật toán chuyển giao
Ngưỡng giới hạn trên: là mức của tín hiệu kết nối đạt giá trị cực đại cho phép
thỏa mãn 1 chất lượng dịch vụ yêu cầu.
Ngưỡng giới hạn dưới: là mức của tín hiệu kết nối đạt giá trị cực tiểu cho phép
thỏa mãn 1 chất lượng dịch vụ u cầu. Do đó, mức tín hiêu kết nối khơng được nằm
dưới ngưỡng đó.
Giới hạn chuyển giao: là thời điểm mà cường độ tín hiệu của cell bên cạnh (cell B) vượt quá cường độ tín hiệu của cell hiện tại 1 lượng nhất định (cell A).
Tập tích cực: là một danh sách các cell mà UE kết nối đồng thời tới, mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN).