Chuyển giao từ 2g lên 3g
3.3.5. Tổng kết chuyển giao.
Các kiểu chuyển giao đợc tổng kết trong bảng 3-6. Chuyển giao điển hìnhnhất của WCDMA là chuyển giao cùng tần số đợc điều khiển bởi các thông số trong hình 3-31. Báo cáo chuyển giao cùng tần số thờng khởi xớng cho sự kiện, và RNC ra lệnh thực hiện chuyển giao dựa vào các báo cáo đo đạc. Trong trờng hợp chuyển giao trong cùng tần số UE đợc kết nối với Nút B tốt nhất để tránh hiệu ứng gần xa, và RNC luôn phải hoạt động để lựa chọn các cell mục tiêu.
Bảng 3.1. Tổng kết chuyển giao
Kiểu chuyển giao Đo đạc chuyểngiao chuyển giao từ UEBáo cáo đo đạc đến RNC
Mục đích chuyển giao
Chuyển giao trong
tần số WCDMA Đo trong toàn bộthời gian sử dụng bộ lọc kết hợp
Báo cáo khởi xớng
sự kiện - Sự di động thôngthờng Chuyển giao giữa
các hệ thống WCDMD-GSM
Việc đo chỉ bắt đầu khi cần thiết, sử dụng chế độ nén Báo cáo định kỳ trong suốt chế độ nén - Phủ sóng - Tải - Dịch vụ Chuyển giao giữa
các tần số WCDMA
Việc đo chỉ bắt đầu khi cần, sử dụng chế độ nén Báo cáo định kỳ trong suốt chế độ nén - Phủ sóng - Tải 104
(1) RNC ra lệnh cho UE bắt đầu đo đạc chuyển giao giữa các hệ thống ở chế độ nén
(2) UE tìm các đỉnh xung P-SCH
(3) UE nhận dạng cell với S-SCH, CPICH và báo cáo đo đạc với RNC
(4) RNC gửi lệnh chuyển giao đến UE
Khởi tạo đo đạc là thuật toán chỉ có ở RNC
Số đỉnh xung UE nhận đợc từ bộ lọc kết hợp càng nhiều thì việc nhận dạng cell WCDMA diễn ra càng lâu.
Việc đo đạc chuyển giao giữa các hệ thống và giữa các tần số thờng chỉ bắt đầu khi cần thực hiện chuyển giao. Chuyển giao giữa các tần số cần để cân bằng tải giữa các sóng mang WCDMA và các lớp cell, và để mở rộng vùng phủ song nếu tần số khác không bao phủ hết. Chuyển giao tới hệ thống GSM để mở rộng vùng phủ sóng WCDMA, để cân bằng tải giữa các hệ thống và định hớng các dịch vụ đến các hệ thống phù hợp nhất.
UE di chuyển
Chuyển giao cùng tần số
Hình 4.19. Một ví dụ về mô hình chuyển giao
Một ví dụ của mô hình chuyển giao đợc trình bày trong hình 4.20. Đầu tiên UE kết nối tới cell 1 với tần số f1. Khi nó di chuyển thì chuyển giao cùng tần số f1 đến cell đợc thực hiện. Tuy nhiên tại cell 2, tải quá cao, RNC ra lệnh cho chuyển giao giữa các tần số với mục đích tải đến cell 5 với tần số f2. UE chuyển sang tần số f2 và tiếp tục chuyển giao đến cell 6. Khi nó ra khỏi vùng phủ với tần số f2, thì chuyển giao giữa các tần số đợc thực hiện đến cell 4 với tần số f1.
4.1.5. Tổng kết.
Quản lý tài nguyên vô tuyến là bài toán quan trọng khi thiết kế bất kỳ hệ thống thông tin di động, đặc biệt là trong hệ thống tế bào sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA. Chơng này đã trình bày các chức năng cơ bản của quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống WCDMA và những điểm khác biệt trong thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến so với các hệ thống khác. Trong đó, điều khiển công suất và điều khiển chuyển giao có
105
Cell 1-
f1 Cell 2-f1 Cell 3-f1 Cell 4-f1 Cell 5-
f1 Cell 6-f1
Chuyển giao giữa các
tần số do tải Chuyển giao giữa các tần
những điểm khác biệt quan trọng so với các hệ thống thông tin di động trớc đó.
Đối với điều khiển công suất, rõ ràng các thuật toán điều khiển công suất cũng phức tạp hơn tinh vi hơn để khắc phục hiệu ứng gần - xa. Trong 3 loại điều khiển công suất, điều khiển công suất vòng mở cần thiết trong suốt quá trình thiết lập kết nối, điều khiển công suất vòng kín (điều khiển công suất nhanh) giúp khắc phục hiệu ứng phadinh nhanh trên kênh giao diện vô tuyến. Trong WCDMA, điều khiển công suất nhanh đợc thực hiện trên cả đ- ờng lên và đờng xuống tại tần số 1.5 KHz trong khi hệ thống í-95 chỉ thực hiện điều khiển công suất nhanh trên đờng lên tại tần số 800 Hz, còn ở GSM chỉ tồn tại điều khiển công suất chậm. Phơng thức thứ 3 của điều khiển công suất là điều khiển công suất vòng ngoài giúp thiết lập các giá trị mục tiêu của điều khiển công suất nhanh. Các vấn đề cụ thể cũng nh lợi ích của điều khiển công suất cũng đợc phân tích trong chơng này.
Một đặc trng khác biệt nhất của WCDMA so với các hệ thống khác là thuật toán điều khiển chuyển giao. Chuyển giao diễn ra khi ngời sử dụng máy di động di chuyển từ cell này đến cell khác trong mạng thông tin di động tế bào. Nhng chuyển giao cũng có thể đợc sử dụng để cân bằng tải trong mạng thông tin và chuyển giao mềm có thể tăng cờng dung lợng và vùng phủ của mạng. Chuyển giao cứng vẫn tòn tại trong hệ thống WCDMA, là chuyển giao mà kết nối cũ bị cát trớc khi kết nối mới đợc thiết lập. Chuyển giao cứng đợc sử dụng để thay đổi tần số của hệ thống khi trong hệ thống sử dụng đa sóng mang; hoặc là trong trờng hợp không hỗ trợ phân tập macro; hoặc trờng hợp chuyển đổi giữa hai chế độ FDD và TDD.
Chuyển giao giữa các hệ thống cần thiết cho sự tơng thích giữa UMTS và các kiến trúc hệ thống khác (chẳng hạn nh GSM). Đặc trng của loại này là cần đo đạc trớc khi thực hiện sử dụng chế độ khe thời gian do thực tế việc đo đạc diễn ra tại các tần số khác nhau. Từ góc độ kỹ thuật, kiểu chuyển giao này thuộc chuyển giao cứng.
Chơng này cũng thảo luận khá chi tiết về chuyển giao mềm và mềm hơn xuất hiện khi máy di động ở trong vùng phủ sóng chồng lấn của 2 cell. Trờng hợp chuyển giao mềm hơn các cell thuộc cùng một trạm gốc, hai tín
hiệu đồng thời đợc kết hợp ở Nút B sử dụng bộ xử lý RAKE. Trong suốt quá trình chuyển giao mềm, hai tín hiệu thu từ các trạm gốc khác nhau đợc định tuyến đến RNC để đợc so sánh hết khung này đến khung khác. Độ lợi chuyển giao mềm là độ lợi đợc cung cấp bởi sự kết hợp nhiều tín hiệu (đợc gọi là độ lợi phân tập macro). Khi độ dự trữ chuyển giao mềm thích hợp đợc sử dụng độ lợi chuyển giao mềm sẽ tăng cờng đáng kể để hiệu năng của hệ thống.
Kết luận
Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết của công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA trong hệ thống thông tin di động UMTS và quá trình chuyển đổi từ hệ thống thông tin di động thế hệ hai GSM lên thế hệ ba WCDMA là nội dung chính của đồ án này. Với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Thái Hồng Nhị với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án này đạt đ ợc một số vấn đề sau:
1. Các vấn đề khái quát chung: Đồ án đã trình bày đợc khái quát xu h- ớng phát triển của hệ thống thông tin di động trên thế giới hệ thống thông tin di động 3G WCDMA, cdma2000.
2. Các vấn đề lý thuyết: Trình bày công nghệ trải phổ trong thông tin di động, các đặc trng kỹ thuật của công nghệ WCDMA trong hệ thống thông tin di động toàn cầu UMTS, các vấn đề về chuyển giao trong hệ thống thông tin di động từ thế hệ 2G lên 3G.
Hà Nội, tháng 4 năm 2008
Ngời thực hiện
Lê Đình Minh
Các từ viết tắt
1xEV-DO 1x Evolution - Data Pha 1 - Tối u dữ liệu
3G Optimized Thế hệ 3
3GPP Third Genration
Third Genration Global
Dự án hội nhập toàn cầu thế hệ 3 3GPP2 Partnership Project
Third Genration Global Partnership Project 2
A.
ACELP Algebraic Code Excited Linear Partnership Coder
Bộ mã hoá đoán tuyến tính đợc kích thích bởi mã đại số
AGC Automatic Gain Control Bộ điều khiển tăng ích tự động
AMR Adaptive Multi-Rate codec Bộ mã hoá và giải mã đa tốc độ thích nghi
AMPSD ARIB
Advanced Mobile Phone System
Association of Radio Industry Board
Hệ thống điện thoại di động tiên tiến (Mỹ)
Hiệp hội công nghiệp vô tuyến của Nhật Bản B. BER BLER BoD BPSK BSIC BTS C. CDG CDMA CN CRC
Bit Error Rate Block Error Rate Bandwidth on Demand Binary Phase Shift Keying Base station identity code Base Tranceiver Station The CDMA Development Group
Code Division Multiple Access
Tốc độ lỗi bit. Tốc độ lỗi Block
Băng thông theo yêu cầu Khoá dịch pha nhị phân. Mã nhận dạng trạm gốc. Trạm gốc.
Nhóm phát triển CDMA Truy nhập phân chia theo mã Mạng lõi
Mã vòng kiểm tra d thừa CRNC Core Network
Cylic Redundancy Check Controlling RNC
Bộ RNC đang phụ trách điều khiển
D.
DL Downlink Đờng xuống
DRNC DSSS
Drift RNC
Direct Sequence Spread
Bộ RNC điều khiển trôi
Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 108
Spectrum E.
EDGE Enhanced Data Rates for Evolution
Các tốc độ dữ liệu tăng cờng cho sự tiến hoá
EIRP Equivalent Isotropic Radiated Power
Công suất bức xạ đẳng hơng tơng đơng ETSI European Telecommunication
Standard Institute
Viện chuẩn hoá viễn thông Châu Âu F.
FDD Frequency Division Duplex Phơng thức song công phân chia theo tần số
FDMA Frequency Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo tần số FER Frame Error Rate Tỷ số lỗi khung
G.
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ cổng GPRS GPRS
GPS GSM
General Packet Radio Service Global Positioning System Global System for Mobiel Telecommunication
Dịch vụ vô tuyến gói chung Hệ thống định vị toàn cầu
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu H.
HCM Handover Completion
Message
Thông điệp hoàn thành chuyển giao động toàn cầu
HLR HSDPA
Home Location Registor
High Speed Downlink Packet Access
Bộ đăng ký thờng trú
Truy nhập gói đờng xuốc tốc độ cao
HO Handover Chuyển giao
I.
IMT-2000 International Mobile Telecommunication 2000
Thông tin di động toàn cầu 2000 IMT-MC IMT- DS IMT-TC IMT-Multicarier IMT-Direct Sequence IMT-Time Code
IMT đa sóng mang
IMT trải phổ chuỗi trực tiếp IMT mã thời gian
IMT-SC IP ITU
IMT - Single Carrier Internet Protocol International
Telecommunication Union
IMT đơn sóng mang Giao thức Internet
Liên hợp viễn thông quốc tế Iub Iur K. KPI L. LOS
Key performace Indicator Line of sight
Giao diện giữa RNC và nút B Giao diện giữa 2 RNC
Bộ chỉ thị hiệu năng chính Tầm nhìn thẳng
ME MMS MRC MSC Mobile Equipment Multimedia Messaging Service
Maximum Ratio Cobining Mobile Service Switching Centre
Thiết bị di động
Dịch vụ nhắn tin đa phơng tiện Kết hợp theo tỷ số lớn nhất
Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động
O.
OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor
Hệ số trải phổ biến đổi trực giao P.
PCU PN PSMM
Packet Control Unit Pseudo Noise
Pilot Strength Measurement Message
Đơn vị điều khiển gói Giả tạp âm
Thông điệp đo đạc cờng độ kênh hoa tiêu
Q.
QPSK Quardrature Phase Phase Shift Keying
Khoá dịch pha cầu phơng. R. RAM RAT RNC FNS RRC RRM
Radio Access Mode Radio Access Technology Radio Network Controller Radio Network subsystem Radio Resoure Control protocol
Radio Resoure Management
Chế độ truy nhập vô tuyến Công nghệ truy nhập vô tuyến Biểu điều khiển mạng vô tuyến Phân hệ mạng vô tuyến
Giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến
Thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến S. SFN SGSN SHO SIP SIR SMS SNR SSDT
System Frame Number
Serving GPRS Support Node Soft Handover
Session Initiation Protocol Signal to Interference Ratio Short Messaging Service Signal to Noise Ratio
Site Selection Diversity Transmission
Số hiệu khung hệ thống Nút hỗ trợ GPRS phục vụ Chuyển giao mềm
Giao thức khởi tạo phiên Tỷ số tín hiệu trên nhiễu Dịch vụ nhắn tin ngắn Tỷ số tín hiệu trên tạp âm Phát phân tạp lựa chọn site SSMA SPread Spectrum Multiple
Access
Đa truy nhập trải phổ T.
TDD Time Divesion Duplex Phơng thức song công phân chia theo thời gian
TDMA TPC TRHO
Time Division Multiple Access
Transmission Power Control Traffic Reason Handover
Đa truy nhập phân chia theo thời gian Điều khiển công suất phát
Chuyển giao với lý do lu lợng U. UE UL UMTS User Equipment Uplink Universal Mobile Telecommunication System Thiết bị ngời sử dụng Đờng xuống
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu USIM
UTRAN
UMTS Subscriber Identify Module
UMTS Terrestrial Radio Access Network
Modul nhận dạng thuê bao UMTS Mạng truy nhập vo tuyến mặt đất UMTS
V. VLR VoIP
Visitor Location Registor Voice Over Internet Protocol
Bộ đăng ký tạm trú
Truyền thoại qua giao thức Internet W.
WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
Các kênh utran
Lớp UTRA có ba loại kênh, chúng đợc ánh xạ tới nhau: Các kênh logic ánh xạ vào các kênh vận chuyển; các kênh vận chuyển ánh xạ vào các kênh vật lý.
* Các kênh logic:
BCCH Broadcast Control Channel - Kênh điều khiển quảng bá PCCH Paging Control Channel - Kênh điều khiển tìm gọi DCCH Dedicated Control Channel - Kênh điều khiển riêng
CCCH Common Control Channel - Kênh điều khiển chung DTCH Dedicated Traffic Channel - Kênh lu lợng riêng CTCH Common Traffic Channel - Kênh lu lợng chung
* Các kênh vận chuyển:
Có 2 kiểu kênh vận chuyển - kênh chung và kênh riêng. DCH: Dedicated Transport Channel - Kênh vận chuyển riêng.
DCH mang thông tin riêng của ngời sử dụng; dữ liệu ngời sử dụng và các thông tin điều khiển cho các lớp trên của lớp vật lý. Chỉ có DCH hỗ trợ điều khiển công suất và chuyển giao mềm.
BCH: Broadcast Channel - Kênh quảng bá.
BCH đợc phát quảng bá từ Node B, mang các thông tin cho toàn bộ cell và vì thế mà có mức công suất phát khá cao.
FACH: Forward Acces Channel - Kênh truy nhập đờng xuống.
FACH mang dữ liệu điều khiển trên đờng xuống, nhng nó cũng đợc yêu cầu việc gửi dữ liệu gói. Một hệ thống có thể có nhiều kênh FACH.
PCH: Paging Channel - Kênh tìm gọi.
Kênh đờng xuống này bao gồm các thông tin tìm gọi gửi từ mạng để thông báo cho các thiết bị đầu cuối biết mạng muốn khởi tạo giao tiếp thông tin. RACH: Random Acces Channel - Kênh truy nhập ngẫu nhiên.
RACH đợc thiết kế để mang các thông tin điều khiển nhng cũng có thể gửi một lợng số liệu nhỏ qua nó.
CPCH: Uplink Common Packet Channel - Kênh gói chung đờng lên.
Kênh này tơng tự nh kênh RACH, nó sử dụng để gửi dữ liệu trên đờng lên nh- ng việc truyền dẫn có thể diễn ra lâu hơn trong cấu trúc RACH. Cùng với kênh RACH nó hình thành nên thành phần đối ngợc của kênh FACH.
DSCH: Downlink Shared Channel - Kênh chia sẻ đờng xuống.
DSCH mang số liệu ngời sử dụng hoặc là thông tin điều khiển. Đặc điểm chính của kênh này là có tốc độ bit biến đổi trên cơ sở khung này đến khung khác. DSCH liên kết với một hay nhiều kênh riêng đờng xuống.
* Kênh vật lý:
PCCPCH: Primary Common Control Physical Channel - Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp.
SCCPCH Secondary Common Control Physical Channel - Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp.
PRACH Physical Random Access Chanel - Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý.
DPDCH Dedicated Physical Data Channel - Kênh dữ liệu vật lý riêng. DPCCH Dedicated Physical Control Channel - Kênh điều khiển vật lý
riêng.
PDSCH Physical Downlink. Shared Chanel - Kênh vật lý chia sẻ đờng xuống.
PCPCH Physical Common Packet Channel - Kênh vật lý gói chung. SCH Synchronisation Channel - Kênh đồng bộ.
CPICH Common Pilot Channel - Kênh hoa tiêu chung.
AICH Acquisition Indication Channel - Kênh chỉ thị gaình quyền. PICH Paging Indication Channel - Kênh chỉ thị tìm gọi.
CSICH CPCH Status Indication Channel - Kênh chỉ thị trạng thái CPCH. CD/CAIC Collision Detection/ Channel Assignment Indicator Channel - H Kênh bộ chỉ thị ấn định kênh/ phát hiện va chạm.