4.5 Tối −u hoá hệ thống
4.5.4 Kích th−ớc cửa sổ tìm kiếm
MS sử dụng 3 loại cửa sổ tìm kiếm để thu và bám tín hiệu kênh pilot nhận đ−ợc :
- SRCH_WIN_A : Cửa sổ tìm kiếm cho nhóm hoạt hoá và nhóm thứ.
Nhóm hoạt hoá (nhóm chủ) là nhóm gồm các kênh pilot liên kết với các kênh lưu lượng hướng xuống. Trạm gốc gán pilot nhóm chủ cho các MS, mỗi MS một kênh pilot để truy cập mạng. Nhóm thứ là nhóm
được lựa chọn để nhận chuyển giao. Các pilot nhóm thứ có cường độ tín hiệu đủ mạnh đến mức MS biết rằng kênh lưu lượng hướng xuống liên kết với nó sẽ đ−ợc giải điều chế thành công. Thực tế MS tuyển chọn một pilot trong các nhóm thấp kém hơn (nhóm gần, nhóm xa) mà nó đạt tới ngưỡng cường độ chuẩn để đề bạt vào pilot nhóm thứ, rồi báo cho trạm gốc xét duyệt thành pilot nhóm chủ.
- SRCH_WIN_N : Nhóm gồm các kênh pilot không thuộc 2 nhóm trên nh−ng có thể đ−ợc xét lựa chọn phục vụ cho chuyển giao. Nhóm này
đ−ợc các kỹ s− thiết kế tính toán và lựa chọn tr−ớc, trạm gốc căn cứ vào đó để cập nhật.
- SRCH_WIN_R : Nhóm xa (nhóm d−), đây là nhóm bao gồm tất cả các pilot khả dĩ của hệ thống CDMA (tức là có thể dùng đ−ợc).
4.5.4.1 Cửa sổ tìm kiếm A (SRCH_WIN_A)
Nh− trên đã nói MS dùng nó để tìm các pilot nhóm chủ và thứ. Kích thước của cửa sổ cần xác định trước theo điều kiện của môi trường đường truyền và phải đảm bảo đủ lớn để có thể thu đ−ợc tất cả các thành phần đa
đường có ích từ trạm gốc, nhưng cũng phải đủ nhỏ để đạt hiệu suất tìm kiếm tối đa. Ví dụ mô tả tình huống thu đa đ−ờng hình 4.11.
Vì tâm của cửa sổ tìm kiếm là tín hiệu đến sớm nhất. Đường trực tiếp A cách di động 1km, nhưng đường gián tiếp (đa đường) dài 4km, do một chíp t−ơng ứng với khoảng cách dài 244.14m nên đ−ờng trực tiếp sẽ t−ơng ứng với số chíp là:
chip chip m
m 4.1 /
14 . 244
1000 =
Đ−ờng gián tiếp dài là :
chip chip m
m 16.4 /
14 . 244
4000 =
Chênh lệch khoảng cách giữa 2 đ−ờng là :
16.4 chip – 4.1 chip = 12.3 chip.
Hiển nhiên đường trực tiếp A bao giờ cũng đến sớm hơn và vì vậy ở trung tâm của cửa sổ tìm kiếm, đường gián tiếp B (do đa đường) đến chậm hơn 12.3 chip. Để có thể thu được cả 2 đường này tức là cả 2 đường này đều năm trong cửa sổ tìm kiếm thì kích thước cửa sổ ít nhất phải rộng gấp đôi
độ chênh lệch đường truyền, tức là bằng (2x12.3 = 24.6 chip).
Hỡnh 4.11 Cửa sổ A dùng để thu cả hai đường A và B.
Qua ví dụ ta thấy môi trường đa đường ảnh hưởng rất lớn đến kích th−ớc cửa sổ tìm kiếm, cụ thể là nếu trễ đa đ−ờng lớn thì kích th−ớc cửa sổ cũng phải lớn. Tuy nhiên nếu cửa sổ lớn quá thì hạn chế hiệu quả của việc tìm kiếm kênh pilot, nên nó không đ−ợc quá lớn.
Nói chung các thành phần đa đ−ờng đi khoảng cách xa hơn thì suy hao nhiều hơn, vào lúc nó đến di động thì có thể cường độ tín hiệu quá nhỏ không thu đ−ợc, do vậy cửa sổ tìm kiếm cũng cần phải đủ nhỏ để loại bỏ một số thành phần đa đ−ờng.
Trong thực tế các kỹ s− vô tuyến dựa trên hiểu biết, kinh nghiệm của mình về các điều kiện đa đ−ờng trong môi tr−ờng cụ thể của cell mà lựa chọn kích cỡ của cửa sổ SRCH_WIN_A, và trong quá trình vận hành khai thác mạng thì tối −u hoá dần để cho phù hợp.
Cần chú ý đôi khi cửa sổ tìm kiếm A có thể đ−ợc sử dụng để thay đổi vùng chuyển giao mềm (hình 4.12).
Trong khi chuyển giao mềm giữa 2 cell, MS bám theo 2 tín hiệu pilot khác nhau từ 2 trạm gốc khác nhau trong cửa sổ tìm kiếm, và ngay sau khi nhận dạng đ−ợc kênh pilot cần thu, nó căn cứ theo pha mà trừ đi độ lệch PN
để chỉ còn lại trễ đường truyền.
Hỡnh 4.12 SRCH_WIN_A và vùng chuyển giao mềm lớn hơn.
Xét tr−ờng hợp nh− hình 4.12, vùng chuyển giao mềm xảy ra giữa điểm a và điểm b. Tại đểm a, MS cách trạm gốc BTS1 là 3km, và trạm BTS2 là 7km. Tại điểm b, MS cách BTS1 là 7km và BTS2 là 3km, xét về thời hạn chÝp th× :
16.4 chip 16.4 chip PN1
PN2 PN2
PN1 a Soft handoff area b
3 km 4 km 3 km
BTS1 BTS2
Tại điểm a:
- MS cách BTS1 là : chip
chip m
m 12.3 /
14 . 244
3000 =
- MS cách BTS2 là : chip
chip m
m 28.7 /
14 . 244
7000 =
- Sai lệch về đ−ờng truyền là: D = 28.7chip – 12.3chip = 16.4chip.
Tại điểm b :
- MS cách BTS1 là : chip
chip m
m 28.7 /
14 . 244
7000 =
- MS cách BTS2 là : chip
chip m
m 12.3 /
14 . 244
3000 =
- Sai lệch về đ−ờng truyền là: D = 28.7chip – 12.3chip = 16.4chip.
Nh− vậy tại điểm a pilot từ trạm BTS2 đến MS trễ hơn từ BTS1 là 16.4chip. Tại điểm b thì ng−ợc lại, pilot từ trạm BTS1 đến MS trễ hơn từ BTS2 là 16.4chip.
Cần chú ý là nếu muốn chọn vùng chuyển giao mềm nhỏ hơn tức là giữa điểm c và điểm d, thì việc phân tích hoàn toàn t−ơng tự, MS ở điểm c cách BTS1 là 4km và BTS2 là 6km, và ng−ợc lại tại d cách BTS1 là 6km và BTS2 là 4km (hình 4.13), ta có :
Tại điểm c :
- MS cách BTS1 là : chip
chip m
m 16.4 /
14 . 244
4000 =
- MS cách BTS2 là : chip
chip m
m 24.6 /
14 . 244
6000 =
- Sai lệch về đ−ờng truyền là : D = 24.6 chip – 16.4 chip = 8.2 chip.
Tại điểm d :
- MS cách BTS1 là : chip
chip m
m 24.6 /
14 . 244
6000 =
- MS cách BTS2 là : chip
chip m
m 16.4 /
14 . 244
4000 =
- Sai lệch về đ−ờng truyền là : D = 24.6 chip – 16.4 chip = 8.2 chip.
Hỡnh 4.13 SRCH_WIN_A và vùng chuyển giao mềm nhỏ hơn.
Nh− vậy để cho vùng chuyển giao mềm nhỏ hơn (vùng giữa điểm c và d) thì phải đặt cửa sổ tìm kiếm A tối thiểu là gấp đôi giá trị lớn nhất của D, tức là rộng 2x8.2 chip = 16.4 chip. Theo cách này thì MS di chuyển từ BTS1
đến BTS2 và MS có thể đảm bảo rằng ra khỏi điểm d thì kênh pilot của BTS1 sẽ nằm ngoài cửa sổ tìm kiếm.
4.5.4.2 Cửa sổ tìm kiếm N&R (SCRH_WIN_N &
SCRH_WIN_R)
Cửa sổ tìm kiếm N là cửa sổ mà MS dùng để bám các kênh pilot thuộc nhóm gần. Kích th−ớc cửa sổ này thông th−ờng lớn hơn cửa sổ A. Nó cần
đủ lớn để không những có thể thu được các thành phần đa đường từ trạm gốc đang phục vụ mà còn của cả các trạm bên cạnh.
Ph−ơng pháp phân tích trong tr−ờng hợp này cũng hoàn toàn t−ơng tự nh− phần trên. Nh−ng ở đây kích cỡ lớn nhất bị giới hạn bởi khoảng cách giữa 2 trạm gần nhau. Xét ví dụ MS nằm bên phải, cạnh BTS1, tức là trễ
đường truyền từ trạm di động đến trạm gốc này là không đáng kể.
Giả sử trạm 1 cách trạm 2 quãng đ−ờng 5km, nghĩa là :
Soft handoff area
4 km 2 km 4 km
BTS1 BTS2
8.2 chip PN1
PN2
8.2 chip PN2
PN1 d
c
chip chip m
m 20.5 /
14 . 244
5000 =
Nh− vậy rõ ràng là kênh pilot từ trạm 2 đến MS chậm hơn từ trạm 1 đến MS 20.5 chip, nên để cho một MS bất kỳ trong cell tìm đ−ợc kênh pilot từ trạm gần 2 thì cửa sổ tìm kiếm N phải lớn hơn 20.5chip. Đây chính là khoảng cách vật lý giữa trạm hiện thời và các trạm bên cạnh nó. Trong thực tế kích th−ớc có thể không cần lớn hơn thế nh−ng đây có thể coi là giới hạn trên cho cửa sổ N. Đối với cửa sổ R, vì là cửa sổ mà MS có thể bám các kênh pilot trên còn lại, nên mặc nhiên kích th−ớc của nó nhỏ nhất phải bằng cửa sổ N, và càng lớn thì càng thu đ−ợc nhiều kênh pilot.