d. Điều khiển tải (điểu khiển nghẽn)
3.3.1.1Cỏc kiểu chuyển giao trong cỏc hệ thốngWCDMA 3G
Cú 4 kiểu chuyển giao trong cỏc mạng di động WCDMA. Đú là:
Chuyển giao bờn trong hệ thống (Intra-system HO): Chuyển giao bờn trong hệ
thống xuất hiện trong phạm vi một hệ thống. Nú cú thể chia nhỏ thành chuyển giao bờn trong tần số (Intra-frequency HO) và chuyển giao giữa cỏc tần số (Inter- frequency HO). Chuyển giao trong tấn số xuất hiện giữa cỏc cell thuộc cựng một
59 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
súng mang WCDMA, cũn chuyển giao giữa cỏc tần số xuất hiện giữa cỏc cell hoạt động trờn cỏc súng mang WCDMA khỏc nhau.
Chuyển giao giữa cỏc hệ thống (Inter-system HO): Kiểu chuyển giao này xuất
hiện giữa cỏc cell thuộc về 2 cụng nghệ truy nhập vụ tuyến khỏc nhau (RAT) hay Cỏc chế độ truy nhập vụ tuyến khỏc nhau (RAM). Trường hợp phổ biến nhất cho kiểu đầu tiờn dựng để chuyển giao giữa cỏc hệ thống WCDMA và GSM/EDGE. Chuyển giao giữa 2 hệ thống CDMA cũng thuộc kiểu này. Một vớ dụ của chuyển giao Inter-RAM là giữa cỏc chế độ UTRA FDD và UTRA TDD.
Chuyển giao cứng (HHO- Hard Handover): HHO là một loại thủ tục chuyển giao
trong đú tất cả cỏc liờn kết vụ tuyến cũ của một mỏy di động được giải phúng trước khi cỏc liờn kết vụ tuyến mới được thiết lập. Đối với cỏc dịch vụ thời gian thực, thỡ điều đú cú nghĩa là cú một sự giỏn đoạn ngắn xảy ra, cũn đối với cỏc dịch vụ phi thời gian thực thỡ HHO khụng ảnh hưởng gỡ. Chuyển giao cứng diễn ra như là chuyển giao trong cựng tần số và chuyển giao ngồi tần số.
Chuyển giao mềm (SHO) và chuyển giao mềm hơn(Softer HO): Trong suốt quỏ
trỡnh chuyển giao mềm, một mỏy di động đồng thời giao tiếp với cả 2 hoặc nhiều cell ( đối với cả 2 loại chuyển giao mềm) thuộc về cỏc trạm gốc khỏc nhau của cựng một bộ điều khiển mạng vụ tuyến (intra-RNC) hoặc cỏc bộ điều khiển mạng vụ tuyến khỏc nhau (inter-RNC). Trờn đường xuống (DL), mỏy di động nhận cỏc tớn hiệu để kết hợp với tỷ số lớn nhất. Trờn đường lờn (UL), kờnh mĩ di động được tỏch súng bởi cả 2 BS (đối với cả 2 kiểu SHO), và được định tuyến dến bộ điều khiển vụ tuyến cho sự kết hợp lựa chọn. Hai vũng điều khiển cụng suất tớch cực đều tham gia vào chuyển giao mềm: mỗi vũng cho một BS. Trong trường hợp chuyển giao mềm hơn, một mỏy di động được điều khiển bởi ớt nhất 2 sector trong cựng một BS, RNC khụng quan tõm và chỉ cú một vũng điều khiển cụng suất hoạt động. Chuyển giao mềm và chuyển giao mềm hơn chỉ cú thể xảy ra trong một tần số súng mang, do đú chỳng là cỏc quỏ trỡnh chuyển giao trong cựng tần số.
60 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
Hỡnh 3- 13 Cỏc kiểu chuyển giao khỏc nhau 3.3.1.2 Cỏc mục đớch của chuyển giao.
Chuyển giao cú thể được khởi tạo từ 3 cỏch khỏc khỏc nhau: mỏy di động khởi xướng, mạng khởi xướng và mỏy di động hỗ trợ.
Mỏy di động khởi xướng: Mỏy di động tiến hành đo chất lượng, chọn ra cỏc BS
và bộ chuyển mạch tốt nhất, với sự hỗ trợ của mạng. Kiểu chuyển giao này nhỡn chung tạo ra một chất lượng liờn kết nghốo nàn được đo bởi mỏy di động.
Mạng khởi xướng: BS tiến hành đo đạc và bỏo cỏo với bộ điều khiển mạng RNC,
RNC sẽ đưa ra quyết định liệu cú thực hiện chuyển giao hay khụng. Chuyển giao do mạng khởi xướng được thực hiện cho cỏc mục đớch khỏc ngồi việc điều khiển liờn kết vụ tuyến, chẳng hạn như điều khiển phõn bố lưu lượng giữa cỏc cell. Một vớ dụ của trường hơp này là chuyển giao với lý do lưu lượng (TRHO) được điều khiển bởi BS. TRHO là một thuật toỏn 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 đú. Nếu tải của cell này vượt quỏ mức cho trước, và tải ở cell lõn cận ở dưới một mức cho trước khỏc, thỡ cell nguồn sẽ thu hẹp lại vựng phủ súng của nú, chuyển lưu lượng đến cell lõn cận. Vỡ thế, tốc độ nghẽn (block) tổng thể bị giảm đi, tận dụng tốt hơn nguồn tài nguyờn cỏc cell.
Hỗ trợ mỏy di động: Trong phương phỏp này cả mạng và mỏy di động đều tiến
hành đo đạc. Mỏy di động bỏo cỏo kết quả đo đạc từ cỏc BS gần nú và mạng sẽ quyết định cú thực hiện chuyển giao hay khụng.
61 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
Đảm bảo tớnh liờn tục của cỏc dịch vụ vụ tuyến khi người sử dụng di động di chuyển qua ranh giới của cỏc tế bào.
Giữ cho QoS đảm bảo mức yờu cầu.
Làm giảm nhỏ mức nhiễu trong tồn bộ hệ thống bằng cỏch giữ cho mỏy di động được kết nối với BS tốt nhất.
Roaming giữa cỏc mạng khỏc nhau
Cõn bằng tải.
Sự khởi xướng cho một quỏ trỡnh chuyển giao cú thể bắt nguồn từ chất lượng dịch vụ của liờn kết (UL hoặc DL), sự thay đổi của dịch vụ, sự thay đổi tốc độ, cỏc lý do lưu lượng hoặc sự can thiệt để vận hành và bảo dưỡng.
3.3.1.3 Cỏc thủ tục và phộp đo đạc chuyển giao.
Thủ tục chuyển giao cú thể chia thành 3 pha : Đo đạc, quyết định, và thực thi chuyển giao (minh hoạ trong hỡnh 3-14).
Caực tiẽu chuaồn cuỷa chuyeồn giao coự ủaựp ửựng
khõng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ẹo ủác caực thõng tin cần thieỏt cho vieọc quyeỏt ủinh chuyeồn giao. (vớ dú : Ec/Io cuỷa kẽnh CPICH cuỷa
caực cell phúc vú vaứ cell lãn caọn, caực thõng tin ủũnh thụứi giửừa caực cell )
+ Hoaứn thaứnh quaự trỡnh chuyeồn giao + Caọp nhaọt caực thõng soỏ liẽn quan
No Yes Pha ủo ủác Pha quyeỏt ủũnh Pha thửùc thi Hỡnh 3- 14 Cỏc thủ tục chuyển giao
Trong pha đo đạc chuyển giao, cỏc thụng tin cần thiết để đưa ra quyết định chuyển giao được đo đạc. Cỏc thụng số cần đo thực hiện bởi mỏy thường là tỷ số Ec/I02 (Ec: là năng lượng kờnh hoa tiờu trờn một chip, và I0 : là mật độ phổ cụng suất nhiễu tổng thể) của kờnh hoa tiờu chung (CPICH) của cell đang phục vụ mỏy di động đú và của cỏc cell lõn cận. Đối với cỏc kiểu chuyển giao xỏc định, cần đo cỏc thụng số khỏc. Trong mạng khụng đồng bộ UTRA FDD (WCDMA ), cỏc thụng số định thời liờn quan giữa cỏc cell cần được đo để điều chỉnh việc định thời truyền dẫn trong chuyển giao mềm để thực hiện việc kết hợp thống nhất trong bộ thu Rake. Mặt khỏc,
62 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
sự truyền dẫn giữa cỏc BS khỏc nhau sẽ khú để kết hợp, đặc biệt là hoạt động điều khiển cụng suất trong chuyển giao mềm sẽ phải chịu ảnh hưởng của trễ bổ sung.
Trong pha quyết định chuyển giao, kết quả đo được so sỏnh với cỏc ngưỡng đĩ xỏc định và sau đú sẽ quyết định cú bắt đầu chuyển giao hay khụng. Cỏc thuật toỏn khỏc nhau cú điều kiện khởi tạo chuyển giao khỏc nhau.
Trong pha thực thi, quỏ trỡnh chuyển giao được hồn thành và cỏc thụng số liờn quan được thay đổi tuỳ theo cỏc kiểu chuyển giao khỏc nhau. Chẳng hạn như, trong pha thực thi của chuyển giao mềm, mỏy di động sẽ thực hiện hoặc rời bỏ trạng thỏi chuyển giao mềm, một BS mới sẽ được bổ sung hoặc giải phúng, tập hợp cỏc BS đang hoạt động sẽ được cập nhật và cụng suất của mỗi kờnh liờn quan đến chuyển giao mềm được điều chỉnh.
3.3.2 Chuyển giao trong cựng tần số.
3.3.2.1 Chuyển giao mềm
Chuyển giao mềm chỉ cú trong cụng nghệ CDMA. So với chuyển giao cứng thụng
thường, chuyển giao mềm cú một số ưu điểm. Tuy nhiờn, nú cũng cú một số cỏc hạn chế về sự phức tạp và việc tiờu thụ tài nguyờn tăng lờn. Việc quy hoạch chuyển giao mềm ban đầu là một trong cỏc phần cơ bản của của việc hoạch định và tối ưu mạng vụ tuyến. Trong phần này sẽ trỡnh bày nguyờn lý của chuyển giao mềm.
a. Nguyờn lý chuyển giao mềm.
Chuyển giao mềm khỏc với quỏ trỡnh chuyển giao cứng truyền thống. Đối với chuyển giao cứng, một quyết định xỏc định là cú thực hiện chuyển giao hay khụng và mỏy di động chỉ giao tiếp với một BS tại một thời điểm. Đối với chuyển giao mềm, một quyết định cú điều kiện được tạo ra là cú thực hiện chuyờn giao hay khụng. Tuỳ thuộc vào sự thay đổi cường độ tớn hiệu kờnh hoa tiờu từ hai hay nhiều trạm gốc cú liờn quan, một quyết định cứng cuối cựng sẽ được tạo ra để giao tiếp với duy nhất 1 BS. Điều này thường diễn ra sau khi tớn hiệu đến từ một BS chắc chắn sẽ mạnh hơn cỏc tớn hiệu đến từ BS khỏc. Trong thời kỳ chuyển tiếp của chuyển giao mềm, MS giao tiếp đồng thời với cỏc BS trong tập hợp tớch cực (Tập hợp tớch cực là danh sỏch cỏc cell hiện đang cú kết nối với MS).
63 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
Hỡnh 3- 15 Sự so sỏnh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm.
Giả sử rằng cú một đầu cuối di động trong một chiếc ụ tụ đang chuyển động từ cell này sang cell khỏc, BS1 là trạm gốc phục vụ đầu tiờn của MS. Trong khi di chuyển, MS sẽ liờn tục đo cường độ của tớn hiệu hoa tiờu nhận được từ cỏc BS gần nú. Với chuyển giao cứng được chỉ ra trong hỡnh 3-15(a), việc khởi xướng chuyển giao được thực hiện như sau:
If (pilot_E0/I0)2 – (pilot_Ec/I0)1> D and BS1 is serving BS Handover to BS2;
Else
Do not handover; End.
Trong đú: (pilot_Ec/I0)1 và (pilot_Ec/I0)2 là Ec/I0 của kờnh hoa tiờu nhận từ BS1 và BS2, D là hệ số dự trữ trễ.
Lý do đưa ra độ dự trữ trễ trong thuật toỏn chuyển giao cứng là để trỏnh “hiệu ứng ping-pong”, hiệu ứng này xảy ra khi một mỏy di động di chuyển qua lại biờn giới một cell, chuyển giao cứng sẽ xuất hiện. Ngồi sự di động của MS, ảnh hưởng phadinh của cỏc kờnh vụ tuyến cú thể ảnh hưởng nghiờm trọng bởi hiệu ứng “ping- pong”. Bằngviệc đưa ra độ dự trữ trễ, hiệu ứng “ping-pong” cú thể được giảm nhẹ bởi vỡ mỏy di động sẽ khụng thực hiện chuyển giao ngay tức thỡ đến cỏc BS tốt hơn. Độ dữ trữ càng lớn, hiệu ứng “ping-pong” càng ớt ảnh hưởng. Tuy nhiờn khi độ dữ trữ lớn thỡ độ trễ càng nhiều. Hơn thế nữa, mỏy di động cũn gõy ra nhiễu bổ sung tới cỏc cell lõn cận do liờn kết cú chất lượng kộm khi bị trễ. Vỡ thế, với chuyển giao cứng, giỏ trị của độ dữ trữ trễ khỏ là quan trọng. Khi chuyển giao xuất hiện, liờn kết lưu lượng đầu
64 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
tiờn với BS1 sẽ bị ngắt trước khi thiết lập liờn kết mới với BS2 , cho nờn chuyển giao cứng là quỏ trỡnh “cắt trước khi thực hiện”.
Trường hợp chuyển giao mềm được chỉ ra trong hỡnh 3-15(b), trước khi (pilot_ Ec/I0)2 vượt quỏ (pilot_ Ec/I0)1 , miễn là điều kiện khới xướng chuyển giao mềm được đỏp ứng, MS vẫn chuyển sang trạng thỏi chuyển giao mềm và một liờn kết mới được thiết lập. Trước khi BS1 bị cắt (điều kiện ngắt chuyển giao được đỏp ứng), thỡ MS sẽ giao tiếp đồng thời với cả BS1 và BS2. Vỡ thế, khỏc với chuyển giao cứng, chuyển giao mềm là quỏ trỡnh “thực hiện trước khi cắt”. Một số cỏc thuật toỏn được đề nghị để hỗ trợ chuyển giao mềm và cỏc điều kiện của nú được sử dụng trong cỏc thuật toỏn khỏc nhau.
Quỏ trỡnh chuyển giao mềm khỏc nhau trờn cỏc hướng truyền dẫn khỏc nhau.
Hỡnh 3-16 minh hoạ điều này. Trờn đường lờn, MS phỏt tớn hiệu vào khụng trung nhờ anten đa hướng của nú. Hai BS trong tập hợp tớch cực cú thể đồng thời nhận tớn hiệu nhờ hệ số sử dụng lại tần số cỏc hệ thống CDMA. Sau đú, cỏc tớn hiệu được chuyển đến bộ điều khiển mạng vụ tuyến RNC cho sự kết hợp cú chọn lựa. Khung tốt hơn được chọn và những khung khỏc thỡ bị loại bỏ. Vỡ thế trờn đường lờn khụng cần cú kờnh mở rộng hỗ trợ chuyển giao mềm.
Trờn đường xuống, cỏc tớn hiệu tương tự cũng được phỏt ra nhờ cỏc BS và MS cú thể kết hợp cỏc tớn hiệu từ cỏc BS khỏc nhau khi nú phỏt hiện thấy cỏc tớn hiệu đú là cỏc thành phần đa đường bổ sung. Thường thỡ sử dụng chiến lược kết hợp cú tỉ số lớn nhất, việc này sẽ tăng thờm lợi ớch được gọi là phõn tập vĩ mụ.Tuy nhiờn, để hỗ trợ chuyển giao mềm trờn đường xuống, cần thiết ớt nhất một kờnh đường xuống mở rộng (đối với cả 2 loại chuyển giao mềm). Kờnh đường xuống mở rộng tỏc động tới người sử dụng khỏc như là nhiễu bố sung trờn giao diện vụ tuyến. Vỡ thế để hỗ trợ chuyển giao mềm trờn đường xuống cần nhiều tài nguyờn hơn. Kết quả là, trờn đường xuống, hiệu suất của chuyển giao mềm phụ thuộc sự điều chỉnh giữa hệ số tăng ớch phõn tập vĩ mụ và sự tiờu tốn tài nguyờn tăng thờm.
65 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 3- 16 Nguyờn lý của chuyển giao mềm
b. Cỏc thuật toỏn của chuyển giao mềm
Hiệu suất của chuyển giao mềm thường liờn quan đến thuật toỏn. Hỡnh 3-17 đưa ra thuật toỏn chuyển giao mềm của IS-95A (cũn gọi là thuật toỏn cdmaOne đơn giản).
Hỡnh 3- 17 Thuật toỏn chuyển giao mềm IS-95A
(1) Ec/I0 pilot vượt quỏ T_ADD, MS gửi thụng điệp đo cường độ pilot (PSMM) và truyền tớn hiệu pilot đến tập hợp ứng cử.
(2) BS gửi một thụng điệp điểu khiển chuyển giao (HDM).
(3) MS chuyển tớn hiệu pilot đến tập hợp tớch cực và gửi thụng điệp hồn thành chuyển giao (HCM- Handover Completion Message).
(4) Ec/I0 pilot xuống dưới mức T_DROP, MS bắt đầu bộ định thời ngắt chuyển giao. (5) Bộ định thời ngắt chuyển giao kết thỳc hoạt động. MS gửi một PSMM.
(6) BS gửi một HDM.
(7)MS gửi một tớn hiệu pilot từ tập hợp tớch cực đến tập hợp lõn cận và gửi HCM.
Tập hợp tớch cực là một danh sỏch cỏc cell hiện đang cú kết nối với MS; tập hợp ứng cử là danh sỏch cỏc cell hiện khụng được sử dụng trong kết nối chuyển giao mềm,
66 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
nhưng giỏ trị Ec/I0 pilot của chỳng đủ để bổ sung vào tập hợp tớch cực; Tập hợp lõn cận (tập hợp giỏm sỏt) là danh sỏch cỏc cell mà MS liờn tục kiểm đo, nhưng giỏ trị Ec- /I0 pilot của chỳng khụng đủ để bổ sung vào tập hợp tớch cực.
Trong IS-95A, ngưỡng chuyển giao là một giỏ trị cố định của Ec/I0 pilot nhận được. Nú cú thể dễ dàng thực hiện, nhưng khú khăn trong việc xử lý sự thay đổi tải động. Dựa vào thuật toỏn của IS-95A, một vài thuật toỏn cdmaOne cú hiệu chỉnh được đề xuất cho IS-95B và cdma2000 với sự biến đổi động chứ khụng phải ngưỡng cố định.
Trong hệ thống WCDMA, sử dụng thuật toỏn phức tạp hơn nhiều, được minh hoạ trong hỡnh 3-18.
Hỡnh 3- 18 Thuật toỏn chuyển giao mềm trong WCDMA
Trong đú:
Reporting_range là ngưỡng cho chuyển giao mềm.
Hysteresis_event1A là độ trễ bổ sung Hysteresis_event1B là độ trễ loại bỏ Hysteresis_event1C là độ trễ thay thế
Reporting_range – Hysteresis_event1A được gọi là Window_add Reporting_range + Hysteresis_event1B được gọi là Window_drop
T : là khoảng thời gian khởi xướng.
pilot_Ec/I0 :chất lượng được lọc và được đo Ec/I0 của CPICH;
67 | h t t p : / / v i e t q u i z . v n – V I E T Q U I Z . v n
Best_candidate_pilot_Ec/I0 là cell được đo cú cường độ mạnh nhất trong tập hợp giỏm sỏt.
Worst_candidate_pilot_Ec/I0 là cell được đo cú cường độ yếu nhất trong tập hợp tớch cực.
Tập hợp tớch cực “Active Set” : Là tập hợp cỏc cell cú kết nối chuyển giao mềm với