Chuyển giao trong hệ thống GSM bắt đầu hoặc bởi tiêu chuẩn hệ thống con như là mức RF, chất lượng tín hiệu, khoảng cách hoặc do kết quả của việc truyền thông tin mạng[7]. Các quyết định tương ứng sẽ được tạo ra bởi thuật toán chuyên giao.
Các thông số đo đạc được thực hiện bởi MS và BS được kiểm tra bởi BS là : MS - RXLEV, RXQUAL (đối với đường xuống đang phục vụ và các BS lân cận)
BS - RXLEV, RXQUAL, Khoảng cách (đối với đường lên của BS đang phục vụ) .
Trong BS các thông số đo đạc này được so sánh với một giá trị ngưỡng xác định. Nếu bất kỳ một giá trị nào của ngưỡng bị vượt quá thi BS cố gắng điều chỉnh bằng việc điều khiển công suất. Nếu việc điều chỉnh công suất không thê dẫn tới các thông số đạt được giá trị ngưỡng thì việc chuyển giao sẽ được yêu cầu.
Các ngưỡng chuyên giao tương ứng được xác định bởi nhà điều khiển hệ thống và một chuyển giao được đưa ra khi các giá trị P/N vượt quá mức ngưỡng. Chuyển giao trong GSM nhìn chung do mức tín hiệu, chất lượng tín hiệu hoặc khoảng cách gây ra. Trong hai trường hợp đầu thì đầu tiên công suất thích hợp được điều chỉnh, và khi mức tín hiệu hoặc chất lượng tín hiệu không được cải tiến bởi việc tăng công suất thì chuyên giao phải được thực hiện.
Luân ván cao hoc Đũĩ trước cỉô rôiìỊỉ băng, tần
Chuyên giao tối ưu trong GSM và các hệ thống khác là một chuyển giao dựa trên cơ sở công suất dự trữ, nghĩa là MS được kết nối với BTS có suy hao thấp nhất mặc dù các giá trị ngưỡng về chất lượng tín hiệu và mức tín hiệu không đạt được. Tuy nhiên điều này đã mang lại lợi ích là làm giảm đi mức nhiễu hệ thống bởi việc giảm công suất phát.
Công suất dự trữ cho các ô lân cận được ước định bởi trạm di động chuyên dụng có thể tính toán theo công thức sau:
PBGT(n) = (Min(MS_TCPWR_MAX,P) - RXLEV_DL - PWR_C_D) - (Min(MS_TXPWR_MAX(n),P) - RXLEV_NCELL(n))
trong đó
MS__TCPWR_MAX : Công suất truy nhập tối đa đối với MS trong ô phục vụ p : Công suất tối đa của MS
RXLEV_DL : Mức trung bình của ô phục vụ
RXLEV_NCELL(n): Mức trung bình của ô lân cận
MS_TXPWR_MAX(n): Công suất truy nhập tối đa đối với MS trong ô lân cận.
PWR_C_D : Sự khác nhau giữa công suất đường xuống lớn nhất trong ô và công suất thực tế do điều khiển công suất BTS.
Theo công thức này thì chuyển giao dựa trên cơ sở dự trữ công suất sẽ phải thực hiện khi PBGT(n)>0 và PBGT(n)>HO_MARGIN(n), trong đó HO_MARGIN là khung chuyên giao sang ô làn cận, nó nằm trong khoảng từ 0 đến 24 dB với bước nhảy ldB (khung chuyển giao sẽ được trình bày ở phần sau).
Ngoài ra việc chuyển giao sẽ phải thực hiện vì lý do nhiễu. Nhiễu ảnh hưởng đến việc kết nối trong GSM khi mức tín hiệu là tốt và không đạt được ngưỡng tăng cône suất nhưng chất lượng tín hiệu không tốt. Chuyên giao do nhiễu là chuyển giao trong ô, các máy di động sẽ chuyển giao đến khe thời gian tốt hơn trong cùng một ô.
2.3.2- Mức ưu tiên trong chuyên giao :
Phần trên đã giới thiệu các nguyên nhân dẫn đến việc phải thực hiện chuyển giao, tuy nhiên nếu trong hệ thống các nguyên nhân này xảy ra đồng thời thì phải có quy định mức un tiên trong việc chuyển giao.
Trong quá trình truyền thông tin hệ thống sẽ đưa ra các mức ưu tiên cho việc chuyên giao theo thứ tự từ cao đến thấp như sau :
Luân văn cao hoc Đăt trước đỏ rông băns tần
RXQUAL (Cao nhất) RXLEV
Khoảng cách PBGT (Thấp nhất)
Trường hợp chuyển vùng đặc biệt là khi mức tín hiệu thu đạt được giá trị tốt nhưng chất lượng tín hiệu không tốt, đó là kết quả của nhiễu đồng kênh. Trong trường hợp này chuyển vùng trong ô sẽ được sử dụng.
2.3.3- Biên chuyển giao[7]:
Chúng ta biết rằng một máy di động khi chuyển động đến vùng biên của ô thì dựa vào các kết quả đo mà việc chuyên giao có được thực hiện hay không, tuy nhiên nếu máy di động chuyển động theo đường răng cưa xung quanh đường biên giới của ô thì việc chuyển giao liên tục xảy ra sẽ gây ra sự quá tải tại MSC. Vì vậy người ta đưa ra khái niệm biên chuyển giao. Tham số này ngăn chặn việc chuyển giao lặp đi lại giữa các ô trong trường hợp máy di động chuyên động dọc theo đường biên giới chung giữa các ô. Tham số HO-MARGIN đưa ra trong thuật toán chuyển giao có đơn vị ílB. Đối với một máy di động chuyển động vào trong một ô lân cận việc chuyển giao sẽ không xảy ra cho đến khi cường độ tín hiệu của ô này vượt quá giá trị cường độ tín hiệu của ô đang phục vụ một giá trị dB đúng bằng giá trị biên chuyển giao. Điều này tạo ra một hành lang trễ tại biên giới ô như trên hình 2.3.3.1.
Lnán văn cao lioc Đăt trước đô rông băng 'tần
Trong vùng này các máy di động chỉ chuyển giao hoặc tại cạnh bên trái hoặc tại cạnh bên phải của hành lang. Vì vậy máy di động chuyển động dọc theo đường biên giới sẽ không cần phải chuyển giao lặp đi lặp lại giữa các BTS (khắc phục được hiệu ứng ping-pong). Bằng việc tăng hoặc giảm biên chuyên giao này mà người ta có thể điều khiển mềm kích cỡ của ô.
2.4- Quá trình định v ị .
2.4.1- Các loại chuyên giao.
Chuyển giao trong GSM gồm có các loại chuyển giao sau[3]:
- Chuyển giao bên trong ô.
- Chuyển giao giữa các ô.
Chuyển giao bên trong ô là quá trình chuyển giao giữa các ăng ten định hướng trong cùng một ô.
Chuyển giao giữa các ô là quá trình chuyển giao cuộc gọi từ ô này sang ô khác. Các cuộc chuyển giao từ ô này sang ô kia có nguy cơ bị cắt cuộc gọi tương đối lớn. Sau khi bị cắt cuộc gọi, MS cố gắng gọi lại để thông tin được liên tục, như vậy nó thực hiên chuyển giao giải cứu. Lại có chuyển giao không do tín hiệu yếu mà để cải thiện chung về nhiễu do MS tối thiểu công suất phát, tất cả MS đều tối thiểu thì nhiễu cũng sẽ giảm đi. Loại chuyển giao này để tối ưu theo quan điểm phòng vệ mặc dù cường độ tín hiệu trước chuyên giao vẫn đủ mạnh và người vận hành biết trước, sau chuyển giao chất lượng truyền dẫn tốt hơn. Ngoài ra do những điều kiện nào đó mà lưu lượng trong ô tăng đột biến, để giải quyết tắc nghẽn người ta dùng chuyển giao lưu thông.
Với các mục đích trên, người ta có thể chia chuyển giao theo các dạng sau: * Chuyển giao trong cùng một BSC
Luân vân cao hoc Đút trước đô rông, bủnịỉ tần
Trong loại này BSC thiết lập một đường nối tới BTS mới, dành ra 1 TCH và lệnh cho MS chuyển đến một tần số mới gắn với TCH này. Sau chuyển giao MS nhận được các thông tin mới về các ô lân cận, một số ô lân cận bị thay đổi. Các thông tin không cần gửi tới hệ thống, chí BSC giải quyết chuyển giao. Nếu MS tới BTS mới làm thay đổi vùng định vị thì MS sẽ thông báo cho mạng LAI mới của mình và yêu cầu cập nhật vị trí.
* Chuyển giao giữa 2 BSC khác nhau nhưng trong cùng một vùng phục vụ MSC/VLR
Mạng sẽ can thiệp nhiều hơn khi quyết định chuyển giao giữa 2 BSC khác nhau, BSC phải yêu cầu chuyển giao từ MSC, hay MSC điều khiển quá trình chuyển giao một đường nối MSC/VLR - BSC nối - TCH rỗi được thiết lập, sau đó MS được lệnh chuyên tới TCH mới, tần số mới. Nếu thay đổi vùng định vị MS gửi yêu cầu cập nhật vị trí trong cuộc gọi hay sau cuộc gọi.
Hình 2.4.1.2
* Chuyển giao giữa hai vùng phục vụ MSC khác nhau.
Đường nối cũ
Luâ n văn cao hoc Đát trước dó rông bănv tần
Là loại phức tạp, nhiều tín hiệu được trao đổi trước khi chuyển giao. MSC cũ gửi yêu cầu chuyển giao tới MSC đích. Sau đó MSC đích đảm nhiệm việc thiết lập đường nối tới BTS mới. Thiết lập đường nối giữa hai MSC và sau đó MSC cũ gửi lệnh chuyên giao tới MS.
2.4.2- Điều khiên quá trình chuyên giao tổng quát.
Khi trạm di động đang gọi trong vùng vô tuyến, mức thu của kênh gọi giảm tới dưới mức ngưỡng cho phép. Trạm gốc kết luận rằng trạm di động đang rời khỏi vùng vô tuyến. Khi trạm gốc phát hiện ra mức thu xấu, nó thống báo cho đơn vị điều khiển trạm di động. Đơn vị điều khiển hướng các trạm gốc giám sát mức thu ở các kênh gọi xem trạm di động di chuyển về trạm gốc nào.
Trạm gốc đo mức thu từ trạm di động và báo cáo cho đơn vị điều khiển, đơn vị điều khiển chọn ô vô tuyến có mức thu lớn nhất thông báo số của trạm gốc mới cho tổng đài và chi dẫn tổng đài chuyển kênh. Tổng đài chọn kênh rồi nối với trạm gốc mới và thông báo cho trạm gốc biết mạch được chọn và kiểm tra kết nối. Trạm gốc biết được mạch chọn, nó chọn kênh rỗi trong vùng vô tuyến của nó và chờ kết quả kiểm tra kết nối từ tổng đài. Khi có kết quả thuận lợi, trạm gốc báo cho dưn vị điều khiển kênh được chọn.
I di ^ I MS chuyển ▼ tới I ô 1 khác
1: Thiết bị điếu khiến trạm gốc 2: Tổng đài thông tin di động
1 và 2: Trạm điều khiển thông tin di động
3: Mạng chung
4: Tram 2 ỐC vô tuvến
__ __ __ K ênh đ iều khiển
____________ K ênh thoai
Luân văn cao hoi Đăt trước dò rông băn í! tủn
Sau khi đơn vị điều khiển nhận được thông tin về kênh gọi, kênh gọi báo cho trạm gốc thông qua kênh gọi của trạm gốc lúc này đã được sử dụng cho cuộc gọi và kênh gọi chi dẫn tổng đài nối cuộc gọi trước đó tới kênh mới và tổng đài thi hành đúng như vậy.
Trạm gốc mới điều khiển kiểm tra kết nối của kênh gọi giữa nó và trạm di động. Khi nó xác nhận được việc chuyên sang kênh gọi mới, nó truyền một lệnh đến tổng đài thông tin di động, thông báo để giải phóng trạm gốc cũ và đường kết nối cũ. Nếu tổng đài thuộc vùng khác nó được tiến hành nhờ vào tổng đài mới và các đường tín hiệu qua lại.
2.5- Mô tả quá trình định vị.
2.5.1- Tình trạng chuyển giao.
Quá trình định vị là một quá trình thực hiện các mệnh lệnh ở những tình hình khác nhau của hệ thống. Với mỗi tình trạng khác nhau có một cách xử lý thông số khác nhau. Các bộ định thời điều khiển việc gửi danh sách chuyển giao tới chức năng chuyển giao.
Để đệ trình danh sách ô chuyển giao tới hàm chuyển giao phục vụ cho mong
muốn cấp phát thì nó phải được kiểm tra xem thời gian đủ trôi qua đã đủ hay chưa kể
từ lần định vị trước là định vị nối cuộc gọi hay định vị chuyên giao, thông số TINIT.
Nếu có lỗi xác định vị trí, tắc nghẽn chuyển giao thì tính toán định vị sẽ được tiếp tục như trước đó nhưng không có một danh sách chuyên giao mới nào được đệ trình cho tới khi hết thời gian. Thông số TALLOC.
Nếu điều kiện khẩn cấp trong suốt thời gian này danh sách chuyển giao sẽ được đệ trình ngay.
Bộ thời gian TALLOC được khởi phát, cố gắng cấp phát là kết quả của ô trong danh sách chuyển giao ở điều kiện bình thường. Nếu danh sách chuyển giao là kết quả của điều kiện khẩn cấp TURGEN một bộ định thời khác được khởi phát để cấm việc cấp phát danh sách.
Trong trường hợp này nếu có một ô tốt hơn thì việc cấm bị bỏ qua và danh sách ô chuyên giao được đệ trình tức khắc.
Luán văn Cito hoe Đ ă t in íớ c dó rò n u bâng tần
Các điều kiện trên tức là có những bộ thời gian khác nhau chạv một cách độc lập trong từng trường hợp để ngăn ngừa việc lập lại cố gắng định vị và chuyển giữa các tình trạng định vị nếu như hệ thống không có sự thay đổi nào đáng chú ý.
2.5.2- Định giá xử phạt
Danh sách cấm là danh sách phạt dưới dạng giá trị độ lớn tín hiệu đôi với ô có trục trặc trong quá khứ. Định giá xử phạt là bước thứ hai của thủ tục định vị.
Xử phạt là một giá trị dB và thời gian xử phạt cho biết xử phạt bao lâu.
Xử phạt tức là trừ đi cường độ tín hiệu của ô RXLEV sau đó đánh giá dữ liệu như bình thường.
Xử phạt làm tăng yêu cầu đối với độ mạnh tín hiệu trẽn ô lân cận Ô bị xử phạt là do :
+ Chuyển giao tới ô này bị lỗi. Trong trường hợp này xử phạt tính bằng đB và được định nghĩa qua thông số PSSHF và khoảng thời gian xử phạt thể hiện qua thông sô' PTIMHP.
+ Ô bị loại bỏ vì lý do khẩn cấp.
Xử phạt là do chất lượng tồi, tính bằng dB thể hiện qua thông số PSSBQ và khoảng thời gian xử phạt thể hiện qua thông số PTIMBQ.
Xử phạt do TA vượt quá mức thể hiện qua thông số PSSTA tính dưới dạng dB và thời gian xử phạt thế hiện qua thòng số PTIMTA.
Danh sách xử phạt được chuyên tới ô mới ở thời điểm chuyên giao với cùng 1 BSC.
2.5.3- Quá trình định vị và các trường hợp định vị cụ thê.
Quá trình định vị được điều khiển bởi các thông số và thông số được định nghĩa dưới dạng các lệnh trong BSC và bởi các dữ liệu cố định ở tổng đài.
Chuyển giao liên quan tới quá trình đồng bộ ô mới với ô cũ đê tính sự định thời thì được gọi là chuyên giao đồng bộ còn chuyên giao dị bộ là loại chuyên giao mà MS và BTS đều khởi tạo sự sớm định thời.
Có nhiều loại chuyển giao nhưng bất kể loại chuyển giao nào đều theo hai bước:
- Bước 1: BSC cũ kích khởi việc thiết lập đường truyền tin mới và kết thúc với việc phát lệnh chuyển giao tới MS.
Luân YŨ1Ĩ coo hoc Đãt trước dô rông băiiỊỉ tần
- Bước 2: MS truy cập kênh mới. Sự truy cập này kích khởi sự chuyển mạch ở cơ sở hạ tầng, thiết lập đường truyền tin mới và giải phóng đường truyền cũ.
* Quá trình thiết lập đường truyền tin mới:
Các thành phần của mạng được thông báo các tin tức đế thực hiện chuyển giao quản trị cuộc nôi mới. Đó là:
- Mode truyền dẫn đê chọn và cấu trúc đường truyền thích hợp kể cả kênh vô tuyến mới.
- Mode mật mã
- Nhận dạng ô cũ đê xác định chuyên giao là đồng bộ hay dị bộ - Xếp hạng của MS
BSC mới sẽ cấp phát đường truyền và lệnh chuyển giao RIL3-RRHANDOVER COMMAN chuyển đến điểm chuyển mạch và tại điếm chuyển mạch chuyên bản tin theo đường nối cũ tới MS.
Từ quá trình trên có thể chia ra làm các bước sau:
+ BSC cũ đến điểm chuyển mạch : ở đây tin tức cần cho chuyển giao được truyền tới ô mới.
Điểm chuyển mạch là MSC thì BSC cũ không quản lý ô mới và BSC cũ gửi bản tin yêu cầu chuyển giao BSSMAPHANDOVER REQUIRED đến MSC. Bán tin chứa nhận dạng của ô cũ và ô mới.
Điểm chuyên mạch không là MSC mà là quá trình chuyển giao giữa các MSC thì bản tin yêu cầu chuyển giao là MAO/E PERFORM SUBSEQUENT HANDOVER.
+ Từ điểm chuyển mạch tới BSC mới.
Quá trình này đê thiết lập báo hiệu giữa điểm chuyển mạch và BSC mới. Mạch hữu tuyến được thiết lập, kênh vô tuyến được liên kết với mạch ở giao diện Abis.
Nếu chuyên mạch qua MSC thì MSC thiết lập sự nối SCCP đến BSC mới và MSC chuyển bản tin yêu cầu chuyển giao BSS MAPHANDOVER REQUEST đến BSC mới. Bản tin gồm :
- Nhận dạng ô cũ, ô mới
- Mode truyền dẫn ở trường hợp hiện tại - Mode mật mã
- Xếp hạng của MS
