Toi uu hoa_mang_ttdd

Đồ án môn học Thông tin Vô tuyến nâng cao http://www.ebook.edu.vn -1-

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài a) Cơ sở lý thuyết

Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, ngành điện tử viễn thông đã có những bước phát triển vượt bậc. Sản phẩm của nó rất phong phú và đa dạng đã từng bước đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về thông tin liên lạc của con người trên các lĩnh vực của đời sống xã hội. Thông tin di động là một trong những dịch vụ đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người, nó cho phép con người liên lạc với nhau ở mọi lúc mọi nơi. Ngay từ khi mới ra đời thông tin di động đã phát triển rất nhanh cả về quy mô và công nghệ. Tính đến nay đã có hàng trăm triệu thuê bao trên thế giới. Các dịch vụ thông tin di động không chỉ giới hạn cho các khách hàng giàu có và các nhà doanh nghiệp, quản lý mà phổ cập cho mọi đối tượng trong xã hội. Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy nền công nghiệp viễn thông phát triển mạnh mẽ từ mạng điện thoại tương tự sang mạng kỹ thuật số hoàn toàn. Các loại hình dịch vụ ngày càng phát triển vượt bậc về số lượng cũng như về chất lượng. Mạng điện thoại di động ngày càng đóng vai trò quan trọng trên mạng viễn thông về tốc độ phát triển thuê bao cũng như doanh thu trên toàn mạng. Trong khi vẫn còn chưa có cơ sở vững chắc để khẳng định tính ưu việt của công nghệ WiMAX thì hiện tại hệ thống thông tin di động CDMA vẫn là một tiềm năng lớn về mặt kinh tế. Hệ thống di động CDMA có những đặc điểm như:

- Mạng CDMA có các ưu điểm: + Sử dụng kỹ thuật trải phổ nên tính bảo mật cao. + Dung lượng hệ thống lớn do các MS (mobile station) phân biệt nhau bằng các mã PN (pin code). + Chống Fading đa dường tốt. + Chuyển giao mềm. + Chất lượng thoại tốt hơn. + Đáp ứng được các dịch vụ truyền dữ liệu, video. + Cần ít trạm thu phát gốc BTS hơn so với GSM. + Điểu khiển công suất.

- Nhược điểm: + Đồng bộ chuỗi PN phức tạp. + Băng thông yêu cầu lớn.

b) Cơ sở thực tiễn Ngày nay mạng GSM với những ưu điểm nổi bật như: dung lượng lớn, chất lượng

kết nối tốt, tính bảo mật cao … , đã có một chỗ đứng vững chắc trên thị trường Viễn


thông thế giới. Ở Việt Nam, khi chúng ta bắt đầu có những máy điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM 900 đầu tiên vào những năm 1993 đã đánh dấu một bước phát triển vượt bậc về công nghệ Viễn thông của đất nước. Các thuê bao di động tại Việt Nam sử dụng dịch vụ thoại truyền thống với tốc độ bit là 13Kbit/s và truyền số liệu với tốc độ 9,6 kbit/s.

Các nhà khai thác GSM trên thế giới đang đứng trước một số giải pháp để có được dịch vụ số liệu truyền tốc độ cao qua mạng thông tin di động hiện có của họ và đang nghiên cứu kế hoạch để chuyển đổi lên công nghệ 3G. Có hai hướng để lựa chọn: một là có thể nâng cấp mạng của họ lên thẳng CDMA (Đa truy nhạp phân chia theo mã) hay nâng cấp lên để có dịch vụ GPRS (General Packet Radio Service – Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp), E - GPRS (Enhanced GPRS – Dịch vụ GPRS nâng cao) và sau đó thì sẽ đầu tư, nâng cấp để loại dần công nghệ GSM tiến lên công nghệ W-CDMA (Đa truy nhập phân kênh theo mã băng rộng).

Mặc dù công nghệ GSM đang áp đảo về số lượng người sử dụng nhưng hệ thống di động CDMA đã không ngừng được hoàn thiện và áp dụng rộng khắp các nước trên thế giới. Hiện nay CDMA lại tỏ ra vượt trội hơn bởi những ưu thế công nghệ, CDMA đã đáp ứng các mục tiêu công nghệ thông tin và truyền thông chính là cung cấp dịch vụ thoại và dữ liệu di động dung lượng cao.

Tháng 9/2006, sau khi S-fone hoàn tất việc nâng cấp hệ thống mạng, lịch sử phát triển công nghệ 3G tại Việt Nam, đồng nghĩa với việc Việt Nam chính thức có tên trên bản đồ 3G toàn cầu. Trong bước khởi đầu này S-fone đã đưa ra những ứng dụng mới ứng dụng công nghệ CDMA 1x EV-DO với tốc độ lên đến 2,4 Mbps, điển hình là xem phim và nghe nhạc theo yêu cầu (VOD/MOD) và Mobile Internet.

Cùng với S-fone, VNPT đã triển khai thử nghiệm công nghệ CDMA2000 trong các mạng nội thị tại thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Quảng Ninh, HT Mobile cũng được dự đoán là sẽ đem lại sức sống mới với một mạng di động 3G tiên tiến sử dụng công nghệ CDMA 1x EV-DO sẽ cung cấp nhiều ứng dụng trên nền 3G trong năm 2007.

Và các mạng CDMA hiện tại trên thế giới bao gồm: CDMA 1x EV-DO: là một bước tiến trực tiếp của tiêu chuẩn vô tuyến CDMA

2000 3G. CDMA2000 1x EV-DO cho phép kết nối vô tuyến tốc độ cao ngang với băng rộng hữu tuyến. EV-DO đang dẫn đầu việc hội tụ các phương tiện điện tử cá nhân và vô tuyến; cho phép gửi và nhận email với file đính kèm lớn, chơi game tương tác theo thời gian thực, nhận và gửi hình ảnh hay phim video có độ nét cao, tải nội dung nhạc/video hoặc kết nối vào các mạng của văn phòng nơi họ làm việc - tất cả đều qua điện thoại di động.

CDMA2000 1x EV-DO Rev. A có một quá trình phát triển mạnh mẽ, cho phép các nhà khai thác mở rộng và phát triển mạng lưới hiện nay của họ trong tương lai lâu dài.


EV-DO Rev. A kết hợp những cải tiến giúp giảm thời gian thiết lập cuộc gọi, độ trễ khi chuyển phát và cho phép kiểm soát dịch vụ rộng hơn. EV- DO Rev.A cũng đem lại sự gia tăng đáng kể trong tốc độ truyền dữ liệu so với EV-DO Rev.0- đạt tốc độ kết nối tối đa 3,1 Mbps và tốc độ kết nối ngược tối đa là 1.8 Mbps.

CDMA2000 1xEV-DO Rev. B, một phát triển xa hơn Rev. A trên tiến trình CDMA2000, đem lại khả năng đa kênh và cho phép các nhà khai thác tổng hợp nhiều kênh 1,25 MHz cùng lúc và gia tăng đáng kể tốc độ truyền dữ liệu. Lần thực thi Rev. B đầu tiên sẽ cho phép tốc độ tới 9,3 Mbps cho kết nối tới và 5,4 Mbps cho kết nối ngược. Một trong những lợi thế chủ yếu của Rev. B là nhà khai thác mạng toàn quyền kiểm soát việc phân chia độ rộng băng tần để điều chỉnh các hệ thống của họ theo phổ tần mà họ có được.

HPDPA/HSUPA – HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access- Truy nhập gói kết nối xuống tốc độ cao) là một bước tiến của WCDMA, được tối ưu hóa cho những ứng dụng dữ liệu chuyển mạch trọn gói. HSDPA đem lại những bước nâng cao đầy ấn tượng so với WCDMA cho đường kết nối hướng xuống - hứa hẹn tốc độ dữ liệu tối đa lên tới 14.4 Mbps. Đến cuối tháng 1-2006, trên thế giới đã có hơn 50 mạng HSDPA nữa được lên kế hoạch hoặc đang triển khai và 9 mạng khác thông báo giai đoạn thử nghiệm.

Tiếp bước HSDPA sẽ là bước tiến nữa trong phát triển các tiêu chuẩn. Giống như EV-DO Rev.A đã cải tiến rất nhiều cho đường kết nối hướng lên của 1x EV-DO, HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access – Truy nhập gói kết nối hướng lên tốc độ cao) cũng mở rộng những lợi ích của HSDPA cho kết nối hướng lên. HSUPA sẽ đạt tốc độ tối đa lên đến 5,76 Mbps.

Với những cơ sở trên đã cho thấy ngoài việc nghiên cứu xây dựng hệ thống và thiết kế tổ chức mạng CDMA thì công đoạn tối ưu cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng. Xuất phát từ những lý do trên tôi chọn đề tài “TÌM HIỂU VỀ BÀI TOÁN TỐI ƯU HÓA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA” . 2. Nội dung và bố cục đồ án

Nội dung đồ án gồm 3 chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng điện thoại di động CDMA. Chương 2: Lý thuyết chung về bài toán tối ưu tổ chức mạng thông tin di động Chương 3: Xây dựng chương trình thiết kế tối ưu.

3. Kết luận Trước tình hình phát triển và lớn mạnh của hệ thống thông tin di động CDMA như

hiện nay thì việc tìm hiểu về các qui trình thiết kế mạng này là thực sự cần thiết. Tuy nhiên do thời gian có hạn, kiến thức tích lũy chưa nhiều và thiếu điều kiện tham quan thực tế nên đồ án chưa thể thực hiện được phần phân tích so sánh đánh giá giữa mô hình lý thuyết và mô hình thực tế để bài toán tối ưu được hoàn chỉnh.

Chương 1: Tổng quan về mạng điện thoại di động CDMA


Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG CDMA

1.1 Giới thiệu chung Thông tin trải phổ từ lâu đã được sử dụng trong những hệ thống quân đội . Đặc tính

khác biệt của thông tin trải phổ là băng thông truyền cao hơn đáng kể so với đòi hỏi bởi tốc độ thông tin, dẫn tới việc xuất hiện thuật ngữ " trải ra ". Điển hình, một mã giả ngẫu nhiên được sử dụng để “trải” tín hiệu thông tin tới dải thông tần số được cấp phát.

Những hệ thống đa truy xuất thiết kế cho thông tin di động theo truyền thống đã triển khai kỹ thuật Đa truy xuất phân chia theo thời gian (TDMA) và Đa truy xuất phân chia theo tần số (FDMA). Trong FDMA, phổ được cấp phát được chia thành những khe tần số, còn trong TDMA khung truyền trên miền thời gian được chia ra định kỳ thành những khe thời gian. Do vậy mỗi user truy xuất khe của mình trong miền thời gian hoặc miền tần số và vì thế họ tương ứng trực giao với nhau trong miền thời gian hay tần số. Qualcomm Inc là một trong những nhà tiên phong đề nghị sử dụng Đa truy xuất phân chia theo mã (CDMA) cho thông tin di động cho dân thường, mà thực tế đã dẫn tới tiêu chuẩn IS-95 Bắc Mỹ.

Hình 1.1 Các hệ thống đa truy xuất

CDMA là kỹ thuật đa truy xuất cho phép nhiều user đồng thời truyền thông tin độc lập trong cùng băng tần giống nhau. Mỗi user được ấn định một mã giả ngẫu nhiên trực giao với mã của tất cả user khác hoặc là mã sở hữu những thuộc tính tương quan chéo để giảm tối đa nhiễu đa truy xuất (MAI). Mã này được thêm vào tín hiệu thông tin, làm cho tín hiệu trở thành như tín hiệu nhiễu đối với tất cả các user khác. Chỉ có người nhận mới được cấp cùng một mã và sử dụng nó để tách tín hiệu thông tin. Điều này cho phép chia sẻ phổ giống nhau bởi nhiều user mà không gây ra nhiễu MAI. Nó cũng bảo đảm bản tin riêng, từ đó duy nhất user dự kiến mới có khả năng để " giải mã " tín hiệu. Mã này cũng được biết như là mã trải phổ, bởi vì nó trải rộng dải thông của tín hiệu dữ liệu gốc vào trong một dải thông rộng hơn nhiều trước khi truyền đi. Bởi vậy là thuật ngữ Đa truy xuất trải phổ (SSMA) cũng được sử dụng thay thế thuật ngữ CDMA.



1.2 Quá trình phát triển và xu hướng 4G 1.2.1 Quá trình phát triển

Hình 1.2 Sơ đồ chuyển từ công nghệ 2G sang 3G

Ứng dụng của công nghệ CDMA được giới thiệu trong những hệ thống tổ ong trong đầu những năm 1990 với sự phát triển và thương mại hoá của tiêu chuẩn IS-95. Kể từ đó, công nghệ này được triển khai rộng rãi trên cả thế giới, đạt đến con số 180 triệu thuê bao cuối những năm 2003. Bởi vì tính thương mại hóa của nó, công nghệ CDMA đã phát triển từ IS-95 thành CDMA2000 và cùng với nó là sự mở rộng về dung lượng thoại, tốc độ dữ liệu và những thành tố mạng.

IS-95 và phiên bản PCS của nó J-STD-008 xuất hiện vào khoảng 1994 như là những tiêu chuẩn TIA, đưa ra sự gia tăng dung lượng đáng kể so với những mạng TDMA đang tồn tại. Sau một vài năm triển khai CDMA, IS95-B được giới thiệu vào năm 1998, bao gồm những mở rộng sau :

+ Hỗ trợ cho ứng dụng dịch vụ dữ liệu gói tốc độ trung bình, lên tới 64kbps, sử dụng tập hợp những kênh truyền mã hóa.

+ Nâng cao hoạt động chuyển giao mềm với các mức ngưỡng động. + Mở rộng thủ tục chuyển giao liên tần để thuận tiện cho việc triển khai mạng đa sóng mang. + Nâng cao truy xuất hệ thống trong những vùng chuyển giao với những thủ tục chuyển giao trạng thái truy xuất. + Những cải thiện khác liên quan đến cho phép định vị vị trí và roaming toàn cầu.



Hình 1.3 Khả năng tương thích trong quá trình phát triển công nghệ CDMA

Trong suốt quá trình phát triển của công nghệ này, mỗi tiêu chuẩn hay phiên bản mới được thiết kế để duy trì khả năng tương thích đầy đủ với những hệ thống trước. IS-95-A/B, mà thường gọi là IS95A/B, đi cùng với một vài tiêu chuẩn báo hiệu dựa trên công nghệ di động tổ ong 2G hay là CDMAone. Mặc dù nó đã cải thiện hoạt động và nhiều đặc tính, IS95A/B không được triển khai rộng rãi như các nhà điều hành đã mong đợi cho công nghệ CDMA thế hệ kế tiếp dựa trên những tiêu chuẩn cdma2000.

Phiên bản mở đầu của cdma2000 là IS2000 Release 0, liên quan đến hệ thống 1X-RTT. Mặc dù phiên bản này không phải là một phiên bản hoàn hảo, nó được phát triển và xây dựng gắn vào chipset CDMA mới và được cung cấp rộng rãi cho thị trường toàn cầu. Một vài đặc tính chủ chốt của cdma2000 có trong Release 0 :

Tương thích với IS95 B bao gồm mở rộng về chuyển giao trạng thái lưu thông và truy xuất.

Giải điều chế kết hợp hướng lên với giám sát ngược. Điều khiển luồng hướng tới nhanh. Trải phổ mã Walsh có chiều dài biến đổi. Tốc độ dữ liệu 150kbps đến 300kbps tùy thuộc vào cấu hình kênh truyền vô

tuyến Điều chế QPSK cả hướng lên và hướng xuống Mã hóa kênh truyền mở rộng với bộ mã hóa turbo ở những tốc độ cao. Hỗ trợ tùy chọn cho phân tập truyền dẫn. Tăng tuổi thọ cho thiết bị đầu cuối di động với kênh đánh số mới nhanh hơn.

Sự kết hợp của tất cả sự mở rộng này cung cấp một dung lượng thoại gấp đôi so với những hệ thống CDMAone và tốc độ dữ liệu 153.6kbps hoặc là 307.2kbps tùy thuộc vào cấu hình vô tuyến. Sự triển khai thương mại của hệ thống cdma2000 bắt đầu vào đầu năm



2000 tại Hàn Quốc và sớm mở rộng sang những quốc gia khác. Một vài lời tranh luận rằng 1xRTT không theo đầy đủ với những yêu cầu của IMT2000 là tốc độ dữ liệu 384kbps cho thông thường và 2Mbps cho đầu cuối cố định, nó nên được coi là 1 hệ thống “2.5G”.

Phiên bản CDMA2000 hoàn thiện đầu tiên là Release A, ra đời năm 2000, bao gồm băng hẹp (1X) và băng rộng (3X) tương ứng với các kiểu sóng mang 1.25 Mhz và 3.75 Mhz. Một vài đặc tính chính của Release A là :

Tương thích với CDMAONE và Release 0. Hỗ trợ báo hiệu cho những kênh chung mới vốn được sử dụng cho truy xuất và

truyền dẫn cụm dữ liệu ngắn. Báo hiệu mở rộng cho những dịch vụ đồng thời. Những định dạng frame và tốc độ mềm dẻo. Sự thương lượng QoS. Thuật toán mã hóa mở rộng.

Không lâu sau Release A, Release B của IS2000 được ra đời với một vài sự cải thiện về giao thức báo hiệu như Chuyển giao mềm phối hợp mã kênh, Báo cáo thời gian trống CDMA, và nâng cao lưu lượng tới truyền Idle.

Theo sự triển khai rộng rãi của Release 0, và mặc dù có sự cải thiện đáng kể trong tiêu chuẩn, Release A và B không làm thúc đẩy các nhà điều hành nâng cấp mạng của họ. Bởi vì Release 0 đã cung cấp cho nhà điều hành đủ dung lượng thoại và bởi vì phương tiện trong việc yêu cầu dữ liệu tốc độ cao bị trì hoãn bởi nhiều yếu tố khác nhau, những sự nâng cấp đáng giá cho những phiên bản mới sẽ không thể được thanh minh.

Trong lúc ấy, một vài nhà điều hành muốn giới thiệu những dịch vụ dữ liệu tốc độ cao đòi hỏi tốc độ dữ liệu hướng xuống cao hơn nhiều so với 150kbps được cung cấp bởi cdma2000. Thúc đẩy bởi nhu cầu này, 3GPP2 nghiên cứu những chi tiết cụ thể của công nghệ tốc độ dữ liệu cao HDR, phát triển bởi Qualcomm Inc., cải tiến hơn và cho ra đời như là một tiêu chuẩn mới gọi là Dữ liệu gói tốc độ cao HRPD trong cuối năm 2000. Tiêu chuẩn này là IS856 hay là 1xEV-DO.

1xEV-DO được thiết kế để cung cấp những dịch vụ HRPD có hiệu quả mà không bắt buộc phải hỗ trợ chuyển mạch kênh trong IS-95. Công nghệ HRPD đạt được hiệu suất phổ rất cao trên đường xuống bằng cách sử dụng điều chế mức cao, thích ứng tốc độ nhanh, và lập trình trên một kênh dữ liệu đơn tốc độ cao mà được ghép kênh theo thời gian giữa những user đang hoạt động. Tuy nhiên ở hướng lên của HRPD thì rất giống với hệ thống 1xRTT về tốc độ dữ liệu thấp hơn và trễ lớn hơn nhiều so với hướng xuống.

Một trong những trở ngại chính của IS856 cho những nhà điều hành là nó chỉ cung cấp những dịch vụ dữ liệu gói trên nền tảng best-effort và không cung cấp những ứng dụng đòi hỏi QoS nghiêm ngặt như là thoại. Mối quan tâm này thúc đẩy 3GPP2 tiếp tục đưa ra một phiên bản mới của cdma2000 với mục đích cụ thể là thêm vào một kiểu dữ



liệu tốc độ cao. Mục tiêu là đạt đến hoạt động của HRPD mà không ảnh hưởng tới khuôn khổ của sự tương thích với những mạng đang tồn tại cho những dịch vụ thoại và dữ liệu tốc độ thấp. Kết quả được gọi là hệ thống 1xEV-DV, ra đời với tư cách là Release C của IS2000, năm 2002. Một vài đặc tính chính của Release C như sau :

Sự giới thiệu của một kiểu kênh dữ liệu gói hướng tới và những giao thức thích hợp Khung ngắn (1.25-5 ms) và lập trình nhanh để tận dụng phân tập nhiều user. Cấp phát động về công suất và tài nguyên mã Walsh giữa kênh dữ liệu gói và

kênh thoại/dữ liệu tốc độ thấp. Thiếp lập cuộc gọi nhanh và quá trình nhận thực mở rộng Thông lượng dữ liệu hướng tới có thể so sánh với 1xEV-DO.

Có thể cho rằng Release C như là sự kết hợp của những phiên bản trước và những khái niệm sử dụng trong 1xEV-DO với một vài sự phát triển thêm.

Với một vài nhà điều hành sự mất cân bằng thông lượng giữa hướng tới và hướng ngược và hoạt động trễ là có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, với một vài ứng dụng yêu cầu trễ thấp hơn như game, message tức thời, và thoại qua IP (VoIP), QoS được đòi hỏi có thể không được cung cấp với 1xEV-DO hay là Release C của IS2000 trừ phi vài cải thiện ở đường lên được thực hiện.

3GPP2 do đó bắt đầu tiếp tục mở rộng đường lên cho IS2000 như là một phần của Release D và song song là một nỗ lực có thể gây tranh luận trên Release A của HRPD/IS856. Những sự mở rộng được đưa ra khiến cho IS2000 và IS856 rất giống nhau về mặt bản chất và sẽ mang lại sự tăng cường hoạt động cho đường lên. Release D của IS2000 ra đời vào tháng 3 năm 2004 bởi 3GPP2 và bao gồm những đặc tính sau đây :

Một kênh dữ liệu gói hướng ngược mới tốc độ cao và những giao thức thích hợp. Thích ứng liên kết với sự cải thiện ARQ lai tạp và chọn lựa. Khung truyền ngắn hơn và trễ thấp hơn cho kênh dữ liệu gói. Một địa chỉ MAC với nhiều tuỳ chọn điều khiển tốc độ đường lên và kiểm soát QoS. Hỗ trợ dữ liệu tốc độ lên tới 1.8Mbps. Duy trì khả năng tương thích với CDMAone và những phiên bản trước đó của IS2000. Thông lượng đường lên hơn 600kbps.

Trong lúc ấy, những yếu tố tương tự cũng đã được thêm vào cho hướng về của 1xEV-DO với tư cách là một phần của tiêu chuẩn IS856 Release A nhưng trong một thiết kế mà tương thích với IS856 gốc. Kết quả là thông lượng, độ trễ và kiểm soát QoS của HRPD đã được gia tăng cụ thể, cung cấp một thiết kế cân bằng hơn nhiều giữa hướng lên và hướng xuống.

1.2.2 Xu hướng 4G Ngày nay công nghệ mạng đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và thương

mại. Khoa học đã cách tân và phát triển những công nghệ mới để phù hợp với nhu cầu



của thương mại và thỏa mãn đòi hỏi của khách hàng. Vì vậy một chủ đề nóng đã và đang được bàn luận hiện nay đó là con đường phát triển từ 3G sang 4G và hơn thế nữa (5G). Để tìm hiểu về vấn đề này, trước hết chúng ta cần hiểu ngắn gọn 3G là gì ? 3G là thế hệ thứ ba của mạng vô tuyến bao gồm một vài đặc điểm sau đây : mở rộng roaming, những dịch vụ dữ liệu băng rộng với video và multimedia, chất lượng thoại được tăng cường, tốc độ lên đến 2Mbps. Nói một cách khác 3G là một tiêu chuẩn, được sự đồng ý chung với những đặc tính, được phát triển và cách tân bởi những nhà nghiên cứu và phát triển. Trong năm 2005, 3G đã sẵn sàng để phát triển cùng với mạng (WCDMA, WLAN…) và vùng sử dụng thiết bị di động (cell phone và GPS). Câu hỏi được đặt ra là 3G chưa phát triển hoàn toàn, tại sao mọi người lại bắt đầu thảo luận về 4G và thậm chí là 5G, có phải 4G là sự phát triển hay là cuộc cách mạng của 3G? Ông Mikko A. Uusitalo, chủ tịch và là người đứng đầu Nokia Reseach Center, chỉ ra rằng “ 4G là một mục tiêu nghiên cứu cho mạng vô tuyến tế bào khu vực rộng thế hệ kế tiếp, trong đó đã có 1G, 2G, 3G và 4G và hơn thế nữa 5G là một sự nối tiếp hiển nhiên cho điều đó?

Từ những điểm nói trên, chúng ta có thể hiểu rõ rằng 4G thực ra là chưa tồn tại. Nói chung, 4G là sự phát triển không chỉ là giải quyết những giới hạn và vấn đề của 3G, mà nó còn mở rộng về chất lượng dịch vụ, gia tăng băng thông và giảm giá thành tài nguyên.

Tóm lại, chúng ta có thể tóm tắt quá trình phát triển của mạng thông tin di động cùng với sự phát triển về tốc độ một cách ngắn gọn sau đây. Thế hệ thứ nhất, 1G, là tương tự với tốc độ lên tới 2.4kbps được giới thiệu trong đầu những năm 1980 và hoàn thiện vào cuối những năm 1990. Thế hệ thứ 2, hệ thống 2G, được đề xuất vào cuối những năm 1980 và hoàn thành vào cuối những năm 1990, là tín hiệu số cho thoại và tốc độ lên đến 64kbps. Thế hệ thứ 3, hệ thống vô tuyến 3G, được cung cấp tốc độ truyền dẫn từ 125kbps tới 2Mbps, được phát triển cuối năm những 1990 gần như là hoàn thiện vào cuối những năm 2000. Thế hệ thứ 4, 4G, thì vẫn chưa tồn tại. Về cơ bản, 4G là sự phát triển để giải quyết những giới hạn và vấn đề của 3G; ngoài ra còn cung cấp tốc độ theo lý thuyết lên tới 1Gbps.



Hình 1.4 Xu hướng 4G.

1.3 Mô hình hệ thống CDMA Có rất nhiều các phương pháp đa truy nhập như :

FDMA : Đa truy nhập phân chia theo tần số, phục vụ các cuộc gọi theo các kênh tần số khác nhau

TDMA : Đa truy nhập phân chia theo thời gian, phục vụ các cuộc gọi theo các khe thời gian khác nhau

CDMA : Đa truy nhập phân chia theo mã, phục vụ các cuộc gọi theo các chuỗi mã khác nhau

PDMA : Đa truy nhập phân chia theo cực tính, phục vụ các cuộc gọi theo sự phân cực # của sóng vô tuyến

SDMA : Đa truy nhập phân chia theo không gian, phục vụ cuộc gọi theo các anten định hướng búp sóng hẹp



Mỗi sự ra đời của một thế hệ mạng di động đều có những mô hình riêng, thậm chí trong cùng một thế hệ thì những sự cải tiến cho những mạng di động sử dụng công nghệ CDMA đều đưa ra những tiêu chuẩn mới và tốt hơn. Do đó, sẽ xuất hiện những mô hình mạng đi liền với những tiêu chuẩn đó. 1.3.1 Băng tần của hệ thống và quy hoạch sử dụng ở Việt Nam

Mỗi hệ thống thông tin di động được cấp phát 1 hoặc nhiều băng tần xác định.



CDMA được xây dựng lý thuyết từ khoảng 1950 và được áp dụng trong quân sự từ 1960, được thương mại hoá từ thập niên 80 và phát triển bởi Qualcomm - với chuẩn IS-95 năm 1991. Được triển khai ở Việt Nam từ 7/2003.

Hệ thống CDMA có những ưu điểm cơ bản sau Dung lượng hệ thống gấp 8-10 lần so với AMPS và 4-5 lần so với GSM (TDMA) Chất lượng cuộc gọi được nâng cao Đặc tính phủ sóng được cải thiện,khá năng phủ sóng Tăng thời gian đàm thoại cho máy đầu cuối Dải thông được cung cấp tuỳ theo yêu cầu sử dụng Nâng cấp mạng dễ dàng

Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất 2 chiều (từ BS ->MS và ngược lại). Có 2 cấu hình điều khiển công suất thích ứng:

Điều khiển công suất vòng hở: Trạm gốc BTS phát tín hiệu pilot trong kênh Pilot thuộc kênh hướng xuống, MS sẽ

đo cường độ Pilot thu được để đánh giá được suy hao đường truyền và do đó MS sẽ điều khiển công suất phát của mình ở mức cần thiết

Điều khiển công suất vòng kín : Trạm gốc giám sát công suất tín hiệu vô tuyến nhận được từ MS, tính toán, phát

bản tin điều khiển mức công suất của MS. Căn cứ vào cường độ Pilot thu được và sự điều khiển công suất của trạm gốc, MS sẽ điều khiển công suất thích ứng tạo ra mức công suất phát một cách chính xác.



Nội dung của đồ án môn học chỉ đi vào đề cập mô hình mạng CDMA2000 của thế hệ thứ 3 và mô hình mạng thông tin di động ALL IP của thế hệ thứ 4.

1.3.2 Cấu hình tổ chức hệ thống mạng thông tin di động CDMA2000 Mạng thông tin di động công cộng sử dụng CDMA đã được thương mại hoá hoàn

toàn vào năm 1990 và đã được phổ biến rộng rãi do sự gia tăng to lớn về số lượng thuê bao. Từ đó trở đi, hệ thống CDMA dựa trên IS-95 được phát triển theo những tiêu chuẩn của IS-2000, và hoạt động để cấu hình nên mạng thế hệ 3(3G), khi những tiêu chuẩn và những giới thiệu về IP và truyền dẫn gói tốc độ cao được thiết lập. Trong năm 2000, mạng sử dụng CDMA2000 được cấu hình tại Hàn Quốc. Mạng này có sự tương thích cho mạng IS-95, và được mong đợi để phát triển lên thành 1X-EV DO/DV trong tương lai. Nó sẽ được chấp nhận như là một dịch vụ đồng thời của IMT-2000, và có thể được sử dụng như là một thành tố mạng vô tuyến trong 4G hay là mạng ALL IP.

Hệ thống CDMA 1X được cung cấp bởi LGE hiện tại hỗ trợ truyền gói 144kbps và mạng lõi gói để cung cấp chức năng IP đơn giản. Bên cạnh đó, thành tố WIN (Wireless Intelligent Network) và những đơn vị bổ sung thêm để cung cấp dịch vụ được đưa ra tại mạng lõi. Thêm vào đó, việc quản lý mạng được cấu hình cho việc vận hành và quản lý tình trạng của hầu hết các thành phần mạng.

Mạng thông tin di động được chia ra làm 3 phần : PCN(Packet Core Network), RAN(Radio Acess Network), CCN(Circuit Core Network) và dịch vụ dữ liệu gói. Mạng lõi chuyển mạch kênh CCN bao gồm MSC cho tổng đài hệ thống, HLR cho dịch vụ thuê bao di động, AuC cho việc mã hoá nhận thực, SMSC/VMS/FMS cho dịch vụ trên tin nhắn ngắn, thoại, fax và thư, IWF cho dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh, và còn nữa….



Hình 1.5 Mạng CDMA2000 1x

Mạng truy nhập vô tuyến (RAN) được cấu hình với BTS cho kết nối cuộc gọi vô

tuyến của những thuê bao di động và BSC để điều khiển BTS. Mạng lõi chuyển mạch gói (PCN) được cấu hình với PDSN, bộ modem cho truy nhập mạng gói, AAA cho việc nhận thực và tính cước của mạng gói, HA cho chức năng IP di động, và router cho truy nhập mạng internet ngoài.

1.3.2a Mạng lõi chuyển mạch kênh CCN (Circuit Core Network) CCN là mạng cung cấp dịch vụ thoại đang tồn tại và để giao tiếp với các mạng như

PSTN, PLMN và ISDN. Thêm vào đó, nó được cấu hình để cung cấp những dịch vụ bổ sung và dịch vụ mạng cho thuê bao di động.



Hình 1.6 Mạng lõi chuyển mạch kênh MSC

MSC (Mobile Switching Center), là trung tâm của mạng thông tin di động, cung cấp chức năng interworking giữa những mạng như mạng thông tin di động, PSTN và ISDN, hoặc là giữa những nhà cung cấp dịch vụ mạng khác như là mạng thông tin di động, PLMN, mạng internet và PSDN.

Thêm vào đó, MSC trao đổi thông tin với HLR (Home Location Register) và VLR (Visitor Location Register) nhằm lưu trữ thông tin của thuê bao để thực hiện chức năng tổng đài, và giao tiếp với BSC để truyền và nhận tín hiệu và dữ liệu thoại với MS.

MSC là một hệ thống tích hợp và ứng dụng hiệu quả, dựa trên những tiêu chuẩn thông tin di động quốc tế. MSC dễ dàng mở rộng và điều chỉnh hệ thống, thông qua cấu trúc mở cung cấp tính mềm dẻo và tính module để dễ dàng mở rộng hệ thống theo sự phát triển của công nghệ, và được cấu hình bằng cách xét đến PSTN, ISDN, dịch vụ gói, cũng như là dịch vụ mạng thông minh. VLR

VLR (Visitor Location Register) lưu trữ và quản lý thông tin tạm thời tất cả các MS đang có mặt trong vùng quản lý của nó. Và khi một thuê bao di động thực hiện cuộc gọi,

VLR chuyển thông tin liên quan của thuê bao đến MSC tuỳ theo yêu cầu của MSC. Dữ liệu liên quan VLR luôn luôn được duy trì giống với HLR. HLR

HLR (Home Location Register) là hệ thống quản lý dữ liệu lưu trữ và quản lý thông số và thông tin định vị của tất cả MS được đăng kí trong khu vực riêng của nó. HLR những thông tin quan trọng như dung lượng truy xuất của MS, dịch vụ cơ bản, dịch vụ bổ sung, và thực hiện chức năng định tuyến của thuê bao đầu cuối. Thêm vào đó, HLR cung cấp dịch vụ của mạng thông minh vô tuyến thế hệ sau bằng cách cung cấp những thành



phần mạng của WIN với dữ liệu liên quan của thuê bao vào thời gian của dịch vụ thông minh. AuC

AuC (Authentication Center) là một hệ thống mà thực hiện quá trình nhận thực của thuê bao, và nó liên kết với mạng thông tin di động qua HLR. SMSC

SMSC (Short Message Service Center) là một hệ thống thực hiện dịch vụ bản tin ngắn, và nó liên kết với mạng thông tin di động qua MSC và HLR. VMS

VMS (Voice Mailing System) là một hệ thống thực hiện dịch vụ hộp thư thoại, và nó liên kết bởi MSC, PRI và NO.7. IWF

IWF (Interworking Function) là một hệ thống cung cấp dữ liệu chuyển mạch kênh bằng cách liên kết với MSC. WIN/PPS

SCP (Service Control Point) điều khiển dịch vụ WIN và cung cấp thông tin được yêu cầu từ SSP (MSC) bằng cách quản lý thông tin trên những thuê bao dịch vụ WIN. Hiện tại SCP chỉ đưa ra tại Việt Nam dịch vụ PPS. Mặt khác, SSP (Switching Service Point) của MSC nhận ra những cuộc gọi dịch vụ thông minh để cung cấp SCP thông tin trên dịch vụ được yêu cầu bởi một thuê bao, và để thực hiện định tuyến theo bản tin SCP.

IP (Intelligent Peripheral) thực hiện một dịch vụ bổ sung của mạng thông minh bằng cách sử dụng thoại hay là văn bản cho những thuê bao người dùng của mạng thông minh. 1.3.2.b Mạng lõi chuyển mạch gói

PCN (Packet Core Network) là một thành phần mạng cung cấp dịch vụ gói bằng cách liên kết với PSPDN và mạng internet. Và những tiêu chuẩn truy xuất liên mạng theo những tiêu chuẩn của IETF hiện đang sử dụng tại những mạng hiện hành.

Hình 1.7 Mạng lõi chuyển mạch gói



PDSN (&FA) PDSN (Packet Data Serving Network) hay là FA (Foreign Agent) cung cấp chức

năng modem gói cho giao tiếp với mạng internet, và cung cấp chuyển mạch cho những cuộc gọi dữ liệu gói và thông tin liên quan tính cước gói. AAA

AAA (Authentication, Authorization, Accounting) cung cấp chức năng của việc nhận thực, sự cho phép, và tính cước cho việc truy xuất mạng cuộc gọi gói. HA

HA (Home Agent) là một thành phần mạng cung cấp thuê bao gói với chức năng IP di động, và nó cũng là một thành tố mạng thêm vào để bảo đảm tính lưu động của những thuê bao mà đều có mỗi FA (Foreign Agent). Router, DHCP, DNS, FW

Hệ thống đề cập ở trên, là một thành phần để cấu hình nên mạng dữ liệu, cung cấp kết nối liên hệ thống và một đường dẫn trong việc hệ thống truyền dữ liệu gói, cũng như là kết nối đến Internet. Thêm vào đó, nó ngăn ngừa mạng bên ngoài bằng cách ngăn ngừa (FW : Fire Wall), và chuyển tên miền thành địa chỉ IP (DNS : Domain Name Server), và ấn định địa chỉ IP (DHCP). Bên cạnh đó, những thành phần cho cấu hình mạng khác có thể được thêm vào. 1.3.2.c Mạng truy nhập vô tuyến

RAN (Radio Acess Network) được cấu hình với những thành tố mạng để cung cấp tín hiệu và những cuộc gọi vô tuyến, vốn là những yếu tố của dịch vụ mạng thông tin di động, và nó cũng cung cấp PCN (Packet Core Network).

Hình 1.8 Mạng truy nhập vô tuyến



BSC BSC (Base Station Controller) giao tiếp với nhiều BTS, để thực hiện chức năng xử lí

chuyển giao liên cell, điều khiển cuộc gọi, điều khiển việc bảo dưỡng và vận hành BTS. BSC giao tiếp với MSC bằng báo hiệu số 7. BTS

Một vùng ảnh hưởng bởi năng lượng của BTS (Base Station Transceiver System) được gọi là một cell. BTS là một hệ thống mà thông tin vô tuyến với MS trong cell để cung cấp những thuê bao những dịch vụ thông tin di động.

Để làm được như vậy, BTS thực hiện mã hoá và giải mã kênh truyền vô tuyến để thu phát tín hiệu với MS. Thêm vào đó, để cung cấp những cuộc gọi vô tuyến chất lượng tốt hơn nhiều tiện ích hơn, nó thực hiện chức năng điều khiển tốc độ tín hiệu thu phát, đo lường chất lượng up-link, tính đa dạng không gian, quản lý tài nguyên vô tuyến và bảo dưỡng chính nó. PCF

PCF (Packet Control Function) tồn tại trong BSC nội, và nó là một thành phần thêm vào của mạng 1x RTT. PCF cung cấp tín hiệu vô tuyến và dữ liệu gói bằng đường dẫn PCN. 1.3.3 Mô hình mạng 4G

Thực tế hiện nay chưa có nơi nào triển khai hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư (4G) cho nên một mô hình cụ thể cho 4G vẫn chưa được xây dựng. Hình 1.9 biểu diễn một cấu trúc trong đó các kết nối liền mạch nhau trong mô hình chung của hệ thống 4G.

Hình 1.9 Cấu trúc kết nối của 4G.



Nói chung, cấu trúc của 4G bao gồm 3 vùng kết nối cơ bản sau: PANs (như là Bluetooth), WLANs ( tiêu chuẩn IEEE 802.11), và kết nối của các mạng tế bào. Dưới mô hình này, 4G sẽ cung cấp một phạm vi rộng lớn của những thiết bị di động hỗ trợ roaming toàn cầu. Mỗi thiết bị sẽ có khả năng kết nối thông tin Internet mà có thể được điều chỉnh cho mạng đang sử dụng thiết bị đó tại cùng thời điểm.

Trong hệ thống di động 4G, mỗi điện thoại sẽ có một địa chỉ IP “home” thường trực, đi cùng với một địa chỉ “care-of” cho biết được vị trí thật sự. Khi một máy vi tính ở bất kì đâu cần liên lạc với máy di động, đầu tiên nó gửi một gói đến địa chỉ “home” của máy. Một server danh mục chuyển tiếp gói tin này đến địa chỉ “care-of” thông qua kênh, như trong IP di động thông thường. Tuy nhiên, server danh mục này cũng gửi một bản tin đến máy vi tính thông tin cho nó biết địa chỉ “care-of” chính xác, để trong tương lai gói có thể được gửi trực tiếp. Bởi vì rất nhiều địa chỉ và nhiều lớp mạng con, cho nên IPv6 được đòi hỏi cho tính linh động này. Mục tiêu của 4G là để thay thế sự gia tăng nhanh chóng của những mạng lõi di động bằng chỉ một tiêu chuẩn mạng lõi khắp toàn cầu, dựa trên IPv6 cho việc điều khiển, video, dữ liệu gói, và thoại. Điều này sẽ cung cấp những dịch vụ video, thoại và dữ liệu đồng nhất đến máy di dộng, hoàn toàn dựa vào IPv6. Mục đích là để cung cấp những dịch vụ đa truyền thông không dây đến user khi truy xuất vào một cấu trúc toàn IP thông qua những công nghệ truy xuất không đồng nhất. IPv6 được ví như chất keo dính cho việc cung cấp tính kết nối và tính di động toàn cầu giữa các mạng. Hầu hết những công ty vô tuyến đều đang chờ đợi IPv6, bởi vì chúng có khả năng giới thiệu được những dịch vụ mới.

Như biểu diễn trong hình 1.10 dưới, ta có thể thấy nhiều công nghệ được sử dụng trong cấu trúc mạng 4G. Hiện nay có 3 con đường đi lên 4G. Thứ nhất, đó là phát triển từ hệ thống 3G sẵn có, khi 3G phát triển đến một mức độ nào đó thì nhất thiết phải có những yêu cầu về gia tăng tốc độ cũng như dung lượng và đó chính là cơ sở để 4G ra đời. Con đường thứ hai đó là từ mạng LAN vô tuyến, vì hiện nay Wifi và Wimax đang được triển khai rộng khắp cho các thiết bị đầu cuối như PC, laptop, và PDA. Cuối cùng con đường thứ 3 là nhưng tiêu chuẩn IEEE 802.16e và 802.20 vốn đơn giản hơn 3G với hiệu suất tương đương. Cùng với sự phát triển về công nghệ, những dịch vụ trong cấu trúc 4G cũng hết sức đa dạng.

Tóm lại, có thể định nghĩa một cách vắn tắt về hệ thống 4G sẽ triển khai trong tương lại như sau : nó là một hệ thống tích hợp của các hệ thống, mạng tích hợp của các mạng hoàn toàn dựa trên IP; đạt được nhờ sự hội tụ của mạng vô tuyến và hữu tuyến và một vài sự hội tụ khác, mà có khả năng cung cấp tốc độ lên tới 100Mbps hay thậm chí là 1Gbps, tương ứng với môi trường trong nhà hay bên ngoài; với QoS end-to-end và tính bảo mật cao, cung cấp bất cứ dịch vụ nào tại bất cứ thời điểm mà người dùng yêu cầu, dữ liệu thông suốt, giá cả phải chăng, tính cước một lần và hoàn toàn riêng tư.

Chương 2: Lý thuyết chung về bài toán tối ưu tổ chức mạng thông tin di động


Chương II

LÝ THUYẾT CHUNG VỀ BÀI TOÁN TỐI ƯU TỔ CHỨC MẠNG

THÔNG TIN DI ĐỘNG

2.1. Tổng quan về tối ưu và qui trình

2.1.1. Tổng quan về tối ưu Tối ưu RF- là quá trình cần thiết khi thiết kế một mạng không dây, để đưa ra một

mức thực hiện xác định trước và duy trì mức này khi hệ thống hoàn thiện . Tối ưu RF để đạt được 3 điều sau:

Thực hiện cải thiện cuộc gọi Điều khiển chuyển giao Quản lý khả năng dung lượng hiệu quả

2.1.2. Các bước thực hiện tối ưu Có 3 bước trong hoạt động tối ưu: + Trước khi đưa vào khai thác: việc tối ưu một mạng trước khi đưa vào khai thác

tập trung vào các yếu tố sau: - Thực hiện một hệ thống hay kiểm tra nhóm datafill và làm một cuộc thử nghiệm

cuối cùng (cluster datafill audit and shakedown) - Vùng phủ sóng RF và điều khiển chuyển giao - Đưa ra danh sách các lân cận (neighbor lists) ban đầu - Giảm tối thiểu các cuộc gọi bị rớt - Tăng khả năng truy nhập - Xác định việc thiết lập cửa sổ tìm kiếm - Tăng tốc độ hoàn thành chuyển giao cứng + Sau khi đưa vào hoạt động: việc tối ưu tập trung vào các vấn đề sau: - Vùng phủ sóng RF và điều khiển chuyển giao - Giảm cuộc gọi bị rớt - Tăng việc hoàn thành truy nhập - Giám sát sự gia tăng dung lượng và lưu lượng + Trong suốt quá trình phát triển và hoàn thiện: việc tối ưu tập trung vào các

vấn đề sau: - Thực hiện hợp nhất các site mới vào mạng hiện tại - Vùng phủ sóng RF và điều khiển chuyển giao - Giám sát sự gia tăng dung lượng và lưu lượng - Giảm tối thiểu các cuộc gọi bị rớt



- Tối đa việc truy nhập thành công - Tối đa hóa chuyển giao cứng thành công

2.1.3. Thủ tục tối ưu Các tiêu chuẩn ban đầu là tập hợp các điều kiện phải đáp ứng trước khi thực hiện

việc tối ưu: - Tất cả các BTS phải được lắp đặt và được xác định kích cỡ phù hợp - Phổ tín hiệu thu cần phân biệt rạch ròi với can nhiễu giảm đến -110dBm cho hệ

thống 800MHz (-111dBm cho các hệ thống 1900MHz) - Tất cả các sector cần sẵn sàng hoạt động, có khả năng thiết lập các cuộc gọi, và

thực hiện chuyển giao - Toàn bộ nhân viên đều sẵn sàng để thay đổi các tham số, thực hiện ghi lại SBS (SBS logging) cho phép hay không cho phép OCNS, và tăng hay giảm các sector. - Sẵn sàng thực hiện nâng cấp cơ sở dữ liệu site trong công cụ dự đoán. - Tất cả phương tiện kiểm tra, các công cụ, các bản đồ v.v… phải sẵn sàng thực

hiện: kiểm tra thiết bị cần được lắp đặt và kiểm tra. - Qui hoạch offset PN cần được thiết lập và được đưa vào datafill - Danh sách lân cận ban đầu được khởi tạo và đưa vào datafill. - Đưa ra các tiêu chuẩn được định nghĩa. Trước khi đưa vào khai thác ( qua bước thứ nhất- ONCS bị vô hiệu hóa): - Thực hiện kiểm tra datafill và làm một cuộc thử nghiệm cuối cùng (cluster

datafill audit and shakedown) - Thực hiện vận hành nhóm sử dụng 2 phút cuộc gọi Markov (2min.Markov calls) - Tối ưu SRCH_WIN_A và các cửa sổ giải điều chế BTS - Tối ưu SRCH_WIN_N/R - Thực hiện phân tích vùng phủ sóng RF - Thực hiện phân tích cuộc gọi bị rớt và việc truy nhập không thực hiện được - Thực hiện điều chỉnh danh sách các lân cận - Tạo ra điều chỉnh biểu đồ độ lợi truyền trên một site - Tạo ra những thay đổi cần thiết để tìm hiểu mạng trong suốt quá trình phân tích. - Thực hiện lại các bước trên cho tới khi đạt được kết quả mong muốn. Trước khi đưa vào khai thác ( qua bước thứ hai- cho phép ONCS ): - Thực hiện kiểm tra nhóm sử dụng 2 phút cuộc gọi Markov (2min.Markov calls) - Thực hiện lại các biểu đồ phân tích vùng phủ sóng RF - Thực hiện phân tích các cuộc gọi bị rớt - Thực hiện phân tích việc truy nhập không thực hiện được - Xác định số sector trung bình trên một user - Thực hiện phân tích chi tiết các vùng đặc biệt hay vùng chủ đạo trong mạng



- Tạo ra những thay đổi cần thiết để tìm hiểu mạng trong suốt quá trình phân tích. - Thực hiện lại các bước trên cho tới khi đạt được kết quả mong muốn. Sau khi đưa vào khai thác: - Sử dụng các phép đo hoạt động MTX (OMs - Operational Measurements) và ghi

lại dữ liệu thực hiện BTS ( Performance Data) để cô lập các vùng vấn đề. - Cho phép ghi lại SBS vô điều kiện của RTD, sắp xếp việc điều chỉnh danh sách

lân cận và dữ liệu quan trọng. - Sử dụng việc ghi lại SBS không điều kiện và chuẩn đoán BTS - Nếu các chi tiết về máy di động đều khả nghi, phải thực hiện tối ưu đầy đủ

logmask cho các máy di động này - Sử dụng việc tiến hành kiểm tra như một phương thức cuối cùng để xác định một

vùng có vấn đề - Sử dụng việc tiến hành kiểm tra để hoàn thành hợp nhất các site mới. Tiêu chuẩn đưa ra để có thể: - Đạt được mục tiêu tốc độ để các cuộc gọi không bị rớt - Đạt được mục tiêu tốc độ truy nhập thành công - Hoàn thành phủ sóng RF trên một vùng địa lý theo lý thuyết - Hoàn thành mục tiêu giá trị dung lượng

2.2. Giám sát kênh

2.2.1. Liên kết hướng xuống Có nhiều nguyên nhân vì sao máy di động bị rớt cuộc gọi. Trên liên kết hướng

xuống, máy di động giám sát mỗi khung kênh lưu lượng nhận được trong khi đang trong trạng thái kênh lưu lượng. Với mỗi khung kênh lưu lượng, máy di động sẽ kiểm tra khung chỉ thị chất lượng kênh (CRC). Nếu khung chỉ thị chất lượng kênh của một kênh hỏng, hay nếu máy di động không thể biết tốc độ dữ liệu của khung, khi đó máy di động cho rằng khung nhận được đó là khung hỏng. Ngược lại thì khung nhận được là một khung tốt.

Ở trạng thái kênh lưu lượng, máy di động giám sát thường xuyên tất cả các khung kênh lưu lượng nhận được. Nếu máy di động nhận 12 khung hỏng liên tiếp (chẳng hạn

2mN không đổi được định nghĩa trong IS-95A), khi đó nó phải tắt hoạt động của bộ phát của nó.

Tuy nhiên, nếu ngay sau 12 khung hỏng liên tiếp nhận được, máy di động nhận 2 khung tốt liên tiếp (chẳng hạn 3mN không đổi được định nghĩa trong IS-95A), khi đó máy di động có thể mở lại bộ phát của nó. Nếu không máy di động sẽ làm mất kênh lưu lượng và một cuộc gọi bị rớt.



Thêm vào đó, máy di động giữ một bộ định thời giảm (fade timer) cho kênh lưu lượng hướng xuống. Bộ định thời được bắt đầu hoạt động khi máy di động mở bộ phát của nó trong khi đang ở trạng thái phụ khởi đầu của trạng thái kênh lưu lượng; bộ định thời giảm thiết lập 5 giây (chẳng hạn 5mT không đổi được định nghĩa trong IS-95A ) và sau đó đếm lùi. Bộ định thời này sẽ thiết lập lại 5 giây mỗi khi máy di động nhận 2 khung tốt liên tiếp ( 3mN không đổi được định nghĩa trong IS-95A ). Nếu bộ định thời kết thúc, khi đó máy di động phải tắt bộ phát của nó và công bố mất một kênh lưu lượng hướng xuống.

Hơn nữa, khi máy di động truyền bản tin yêu cầu một phúc đáp (ACK), nó đợi 0,4 giây (chẳng hạn 1mT không đổi được định nghĩa trong IS-95A ). Nếu nó không nhận được một phúc đáp trong khoảng thời gian đó, máy di động sẽ truyền lại bản tin và đợi 0,4 giây nữa. Máy di động có 3 lần cố gắng thử truyền lại bản tin yêu cầu một phúc đáp ( chẳng hạn 1mN không đổi được định nghĩa trong IS-95A ). Nếu máy di động không nhận được một phúc đáp 0,4 giây sau lần truyền thứ 3, máy di động công bố một phúc đáp không thực hiện được.

2.2.2. Liên kết hướng lên Giám sát kênh tương tự cũng xuất hiện trên liên kết hướng lên. Tuy nhiên, chuẩn

IS-95 không định rõ tiêu chuẩn nào sử dụng để trình bày suy hao của kênh lưu lượng hay một sự không thực hiện được phúc đáp.

2.3. Các tham số điều khiển công suất Trong tiêu chuẩn IS-95 định rõ thủ tục điều khiển công suất trên liên kết hướng

xuống. Máy di động báo cáo đến trạm gốc điều kiện của liên kết hướng xuống. Có hai chế độ báo cáo: định kỳ và giới hạn. Trong chế độ báo cáo định kỳ, máy di động báo cáo lỗi khung thống kê tại những thời gian đến đều đặn; trong chế độ báo cáo giới hạn, máy di động chỉ báo cáo khi lỗi khung tìm thấy tại giới hạn được xác định trước.

Có 5 tham số điều khiển công suất liên kết hướng xuống được gửi đến máy di động trong các bản tin overhead:

PWR_THRESH_ENABLE- chỉ thị chế độ báo cáo giới hạn; PWR_REP_THRESH-giới hạn báo cáo điều khiển công suất; PWR_PERIOD_ENABLE-chỉ thị chế độ báo cáo định kỳ; PWR_REP_FRAMES-đếm khung báo cáo điều khiển công suất; PWR_REP_DELAY-trễ báo cáo công suất.

Máy di động sử dụng bộ đếm TOT_FRAMES và BAD_FRAMES của nó để theo dõi tổng số khung và số khung hỏng nhận được. Mỗi khi máy di động nhận một khung,



nó tăng bộ đếm TOT_FRAMES lên một. Mỗi khi máy di động nhận một khung hỏng, nó tăng bộ đếm BAD_FRAMES lên một.

Nếu PWR_THRESH_ENABLE = 1, khi đó việc báo cáo ngưỡng được cho phép. Khi gặp điều kiện BAD_FRAMES = PWR_REP_THRESH, máy di động báo cáo khung lỗi thống kê bởi việc gửi PMRM đến trạm gốc . Sau khi gửi PMRM, máy di động khởi động lại BAD_FRAMES và TOT_FRAMES về 0 và sẽ không tăng BAD_FRAMES và TOT_FRAMES trong một chu kỳ (PWR_REP_DELAY x 4) khung.

Nếu PWR_PERIOD_ENABLE = 1, khi đó việc báo cáo định kỳ được cho phép. Khi gặp điều kiện TOT_FRAMES = ( WR_REP_FRAME/2)2 5P⎡ ⎤×⎣ ⎦ , máy di động báo cáo lỗi

khung thống kê bằng việc gửi PMRM đến trạm gốc. Sau khi gửi PMRM, máy di động khởi động lại TOT_FRAMES (và BAD_FRAMES ) về 0 và sẽ không tăng TOT_FRAMES và BAD_FRAMES trong một chu kỳ (PWR_REP_DELAY x 4) khung.

PMRM được báo cáo trong hai trường sau: + ERRORS_DETECTED -số khung lỗi được tìm thấy. Máy di động thiết lập

trường này để cân bằng với bộ đếm BAD_FRAMES của nó. + PWR_MEAS_FRAMES – số khung kênh lưu lượng hướng xuống trong chu kỳ

đo. Máy di động thiết lập trường này để cân bằng với bộ đếm TOT_FRAMES của nó. Trạm gốc sử dụng hai trường này để tính toán lỗi thống kê. Máy di động có thể tạo

để báo cáo các PMRM thường xuyên hơn. Điều này được thực hiện bằng cách điều chỉnh các tham số điều khiển công suất vừa được mô tả. Ví dụ, cả hai chế độ báo cáo có thể được cho phép cùng một lúc, hoặc PWR_REP_THRESH và PWR_REP_FRAMES có thể bị giảm. Việc cân bằng các yếu tố này là có nhiều bản tin overhead xuất hiện trên liên kết hướng xuống do nhiều PMRM.

2.4. Kích thước cửa sổ tìm kiếm Máy di động sử dụng 3 cửa sổ tìm kiếm sau để theo dõi tín hiệu hoa tiêu nhận

được: SRCH_WIN_A- kích thước cửa sổ tìm kiếm cho các tập hoạt động và ứng cử

(active và candidate sets), SRCH_WIN_N- kích thước cửa sổ tìm kiếm cho tập lân cận (neighbor set), SRCH_WIN_R- kích thước cửa sổ tìm kiếm cho tập còn lại (remaining set).

2.4.1. Cửa sổ tìm kiếm SRCH_WIN_A SRCH_WIN_A là cửa sổ tìm kiếm mà máy di động sử dụng để theo dõi hoạt động

và tập ứng cử ( candidate set) các hoa tiêu. Kích thước của cửa sổ này cần thiết lập theo môi trường truyền sóng đã quyết định trước. Cửa sổ phải đủ lớn để thu được tất cả các đa đường có thể sử dụng được của tín hiệu từ trạm gốc, đồng thời cửa sổ cũng cần đủ nhỏ để cực đại hóa việc thực hiện của bộ tìm kiếm.



Hình 2- 1 SRCH_WIN_A được sử dụng để thu được hai đường A và B

Hình 2.1 mô tả tình hình đa đường. Cửa sổ tìm kiếm tập trung xung quanh tín hiệu có thể sử dụng tới sớm nhất. Đường trực tiếp (đường A) đi 1 km đến máy di động, trong khi đa đường thực tế (đường B) đi 4km trước khi đến máy di động. Do một chip tương ứng với khoảng cách truyền là 244,14m , đường truyền trực tiếp truyền một khoảng cách là:

1000 4,2244,14 /

m chipm chip

=

Và đa đường truyền một khoảng cách là: 4000 16,4

244,14 /m chip

m chip=

Vì vậy, chênh lệch về khoảng cách đã truyền giữa hai đường là 16,4chip - 4,2chip=12,3chip

Hình 3.1 cũng cho thấy cửa sổ tìm kiếm (SRCH_WIN_A) tại máy di động. Chú ý đường trực tiếp (đường A) đến sớm nhất và vì thế tại trung tâm cửa sổ tìm kiếm, trong khi đa đường (đường B) đến sau 12,3chip. Để cửa sổ tìm kiếm thu được đồng thời hai đường này, cửa sổ phải rộng ít nhất ( 2 12,3× ) chip, hay 24,6 chip. Thông thường một thiết kế RF phải thiết lập SRCH_WIN_A theo hiểu biết của người thực hiện về điều kiện đa đường trong vùng một cell. Nếu ở đó có nhiều tòa nhà hay đồi núi lớn giữa điểm phát và thu hoạt động như một vật phản xạ tín hiệu, khi đó kích thước cửa sổ tìm kiếm cần phải thiết lập cho phù hợp.

Do kích thước cửa sổ lớn giới hạn hoạt động của bộ tìm kiếm, nên người thiết kế không nên thiết lập kích thước cửa sổ quá lớn. Điển hình, thành phần đa đường dài hơn truyền một khoảng cách lớn hơn và do đó bị suy giảm nặng hơn. Lúc nó đến máy di động,



đa đường có thể có độ mạnh tín hiệu quá nhỏ để có thể sử dụng. Vì thế, một SRCH_WIN_A nhỏ hơn có thể được sử dụng để giới hạn số đa đường được chấp nhận.

Hình 2- 2 SRCH_WIN_A và một vùng chuyển giao mềm lớn hơn

Hình 2.2 mô tả một trạng thái mà SRCH_WIN_A có thể được sử dụng để thu nhỏ vùng mà máy di động có thể kiểm soát chuyển giao mềm. Trong suốt chuyển giao mềm giữa hai cell, máy di động theo dõi hai hoa tiêu khác nhau từ hai trạm gốc trong vùng cửa sổ tìm kiếm. Chú ý rằng sau khi máy di động định dạng một hoa tiêu đã biết, máy di động trừ PN offset từ pha hoa tiêu nhận được do đó chỉ có trì hoãn truyền là ngược lại (left).

Trong ví dụ thể hiện trong hình 3.2, chuyển giao mềm xuất hiện giữa các điểm a và b. Tại điểm a, máy di động cách trạm gốc 1 là 3km và cách trạm gốc 2 là 7km. Trong điều kiện của chip,

Tại điểm a, máy di động cách 3000 12,3244,14 /

m chipm chip

= từ trạm gốc 1

7000 28,7244,14 /

m chipm chip


Độ chênh lệch quãng đường= 28,7chip-12,3chip= 16,4chip

Tại điểm b, máy di động cách 7000 28,7244,14 /

m chipm chip


3000 12,3244,14 /

m chipm chip


Độ chênh lệch quãng đường=28,7 chip-12,3chip= 16,4chip Hình 3.2 cũng thể hiện cửa sổ tìm kiếm tại điểm a và b. Tại điểm a, hoa tiêu từ

trạm gốc 2 trễ hơn hoa tiêu từ trạm gốc 1 là 16,4 chip. Nếu một thiết kế RF mong muốn ngăn cản (contain) vùng chuyển giao mềm đến

giữa hai điểm c và d (trên hình 3.3), trước hết phải lặp lại việc phân tích tương tự như vậy. Bây giờ tại điểm c, máy di động cách trạm gốc 1 là 4km và cách trạm gốc 2 là 6km.



Tại điểm d, máy di động cách trạm gốc 1 là 6km và cách trạm gốc 2 là 4km. Trong điều kiện của chip,

Tại điểm c, máy di động cách 4000 16,4244,14 /

m chipm chip


6000 24,6244,14 /

m chipm chip


Độ chênh lệch quãng đường=24,6 chip -16,4chip= 8,2 chip

Tại điểm d, máy di động cách 6000 24,6244,14 /

m chipm chip


4000 16,4244,14 /

m chipm chip


Độ chênh lệch quãng đường=24,6 chip -16,4chip= 8,2 chip

Hình 2- 3 SRCH_WIN_A và vùng chuyển giao mềm nhỏ hơn

Nếu người thiết kế RF mong muốn thu vùng chuyển giao mềm thành một vùng nhỏ hơn giữa điểm c và d, người thiết kế cần thiết lập SRCH_WIN_A ít nhất bằng hai lần độ chênh lệch quãng đường cực đại (chẳng hạn rộng ít nhất ( 2 8.2× )chip, hay 16,4chip). Bằng cách này, khi máy di động truyền từ trạm gốc 1 đến trạm gốc 2, nó có thể đảm bảo ở xa điểm d, hoa tiêu từ trạm gốc 1 rơi ra ngoài cửa sổ tìm kiếm.

2.4.2. SRCH_WIN_N và SRCH_WIN_R SRCH_WIN_N là cửa sổ tìm kiếm máy di động sử dụng để theo dõi tập hoa tiêu

lận cận. Kích thước cửa sổ này đặc trưng lớn hơn SRCH_WIN_A. Cửa sổ cần phải đủ lớn không chỉ để thu được tất cả các đa đường có thể sử dụng của tín hiệu từ trạm gốc, mà còn thu được đa đường có khả năng của tín hiệu từ các trạm gốc lân cận. Phương pháp phân tích được thảo luận trong phần trước có thể được sử dụng để xác định



SRCH_WIN_N. Trong trường hợp này, cần đưa vào tính toán đa đường và độ chênh lệch quãng đường giữa trạm gốc home và các trạm gốc lân cận.

Ta có thể nhận được một giới hạn cao hơn cho SRCH_WIN_N. Kích thước cực đại của cửa sổ tìm kiếm này được giới hạn bởi khoảng cách giữa hai trạm gốc gần nhau.

Hình 2- 4 Một giới hạn cao hơn cho SRCH_WIN_N

Hình 2.4 minh họa máy di động được đặt bên phải kế bên trạm gốc 1, và vì vậy độ trễ truyền từ trạm gốc 1 đến máy di động không đáng kể. Khoảng cách giữa trạm gốc 1 (và máy di động) và trạm gốc 2 là 5km. Khoảng cách tính bằng chip là:

5000 20,5244,14 /

m chipm chip

=

Cửa sổ tìm kiếm cho thấy rằng hoa tiêu từ trạm gốc 2 đến sau 20,5 chip. Vì vậy, để một máy di động (tại vị trí nào đó trong vùng cell) tìm kiếm hoa tiêu của các trạm gốc lân cận có khả năng, SRCH_WIN_N cần thiết lập theo khoảng cách vật lý giữa trạm gốc hiện tại và các trạm gốc lân cận của nó. Kích thước thực sự có thể cần độ lớn này, đây là một giới hạn cao hơn cho SRCH_WIN_N.

SRCH_WIN_R là cửa sổ tìm kiếm máy di động sử dụng để theo dõi tập còn lại của hoa tiêu. Một đặc trưng yêu cầu cho kích thước cửa sổ này là nó ít nhất lớn bằng SRCH_WIN_N.

2.5. Độ mạnh hoa tiêu Độ mạnh hoa tiêu, hay 0/cE I , là một biện pháp để phát hiện các vùng có xuất hiện

vấn đề. Máy di động yêu cầu 0/cE I đủ để bám sát hay giữ nguyên tình trạng trên hệ thống. Một máy di động có thể không bắt đầu được trong một vùng với 0/cE I quá thấp.

0/cE I được cho bởi phương trình (2.26):

0 0 0 0 0 0

0 0

( ) ( , )c

h n m t

E a P L dI I I I I I N

θ θ=+ + + + +



Như ta có thể thấy từ (2.26), 0/cE I thấp là do ERP hoa tiêu thấp ( 0 0 0( )a P θ thấp), suy hao đường truyền quá thấp ( 0 0 0( , )L dθ thấp ), và/ hoặc can nhiễu liên kết hướng xuống cao, như đã mô tả trong mẫu số của (2.26).

Tăng ERP hoa tiêu là một giải pháp có thể khi 0/cE I thấp. Trong trường hợp suy hao đường truyền quá mức cho phép, thêm vào một trạm gốc là một giải pháp khác.

2.6. FER FER là một biện pháp khác để phát hiện vùng lỗi. Vì FER có thể được coi như

chất lượng thoại đã khảo sát, hệ thống phải được tối ưu vì vậy phải có một mức FER tối thiểu và có thể chấp nhận được trên cả liên kết hướng lên và hướng xuống. Khảo sát FER trong điều kiện chấp nhận được của 0/bE N liên kết. Trên liên kết hướng xuống, 0/bE N được cho bởi (2.34):

0 0 0 0 0

0 0 '

( ) ( , ) WR

b

h n m t

E T L d GN I I I I I N

θ θ ⎛ ⎞= ⎜ ⎟+ + + + + ⎝ ⎠

Và trên liên kết hướng lên 0/bE N được cho bởi (2.38):

0 0 0 0 0

0

' '( , ) ( ) W' ' '

b

m t n

E T L d GN I I I N R

θ θ ⎛ ⎞= ⎜ ⎟+ + + ⎝ ⎠

Một vùng với FER cao sẽ chỉ thị 0/bE N đó giảm xuống dưới mức ngưỡng nào đó. Bây giờ ta khảo sát một số nguyên nhân thông thường đã xuất hiện làm cho FER cao trong mối quan hệ với (2.34) và (2.38)

2.7. Vùng phủ sóng liên kết hướng xuống Một nguyên nhân thông thường làm FER liên kết hướng xuống cao là vùng phủ

sóng liên kết hướng xuống thấp. Trong trường hợp này, một vùng được mô tả bởi FER liên kết hướng xuống cao và các cuộc gọi bị rớt. Vùng phủ liên kết hướng xuống thấp làm cho 0/bE N trên liên kết hướng xuống thấp. Bằng định nghĩa, vùng phủ liên kết hướng xuống thấp do suy hao đường truyền liên kết hướng xuống quá mức ( 0 0 0( , )L dθ trong (2.34) thấp); vùng phủ liên kết hướng xuống thấp cũng có thể do ERP kênh lưu lượng thấp ( 0 0( )T θ trong (2.34) thấp).

Dấu hiệu của vùng phủ sóng liên kết hướng xuống thấp là do FER hướng xuống cao và công suất máy di động nhận được thấp. Nếu suy hao đường truyền quá mức là nguyên nhân, 0/cE I đã đo thấp có thể cũng là một biểu hiện khác. Vì máy di động nhất quán việc nhận FER cao, đó cũng có thể là hoạt động được tăng trong truyền PMRM.

Một giải pháp có thể sử dụng khi vùng phủ liên kết hướng xuống thấp là tăng ERP kênh lưu lượng cực đại vì vậy trạm gốc chấp nhận phân phối công suất cao hơn trên kênh lưu lượng. Tuy nhiên, giải pháp này ảnh hưởng đến dung lượng . Khi tăng ERP kênh lưu



lượng, thì cũng tăng số can nhiễu liên kết hướng xuống đến máy di động trong cùng cell, cũng như đến các máy di động trong các cell lân cận. Vì vậy ERP kênh lưu lượng tăng phải cân bằng với việc đảm bảo can nhiễu có thể chấp nhận được đưa tới các máy di động khác. Giải pháp khác có thể sử dụng giải quyết khi vùng phủ liên kết hướng xuống thấp là thêm vào một trạm gốc.

2.8. Can nhiễu liên kết hướng xuống Nguyên nhân khác làm cho FER liên kết hướng xuống cao là can nhiễu liên kết

hướng xuống cao. Can nhiễu liên kết hướng xuống làm cho 0/bE N nhận được trên liên kết hướng xuống thấp. Trong trường hợp này 0/bE N thấp do số hạng can nhiễu trong mẫu số của (2.34) thấp.

Thể hiện của can nhiễu liên kết hướng xuống cao là FER hướng xuống cao và công suất nhận được từ máy di động cao.

Có bốn loại nguồn can nhiễu liên kết hướng xuống, như sau: Nguồn can nhiễu thứ nhất là công suất can nhiễu do việc truyền kênh lưu lượng

của trạm gốc. Can nhiễu này tương đương với số hạng 'mI trong mẫu số của (2.34). Số hạng này là tổng của tất cả công suất (can nhiễu) do công suất kênh lưu lượng phân phối đến các máy di động trong cùng cell. Một giải pháp để giảm dạng can nhiễu này là giới hạn số kênh lưu lượng thực tế (đã trang bị) trong cell.

Nguồn can nhiễu thứ 2 do việc truyền overhead hướng xuống của các trạm gốc khác. Can nhiễu này tương đương với số hạng 0I trong mẫu số của (2.34); dạng can nhiễu này đôi khi được biết đến như là một loại nhiễu hoa tiêu (pilot pollution) (do thực tế công suất hoa tiêu điển hình cao nhất trong số các overhead kênh lưu lượng). Số hạng 0I là tổng của tất cả công suất overhead từ các trạm gốc lân cận; do đó, việc giảm công suất overhead của các trạm gốc lân cận là một cách giảm dạng can nhiễu này.

Nguồn can nhiễu thứ 3 là công suất can nhiễu do việc truyền kênh lưu lượng hướng xuống của các trạm gốc khác. Can nhiễu này tương đương với số hạng tI trong mẫu số của (2.34). Số hạng này là tổng của tất cả công suất (can nhiễu ) do công suất kênh lưu lượng được phân phối bởi các trạm gốc khác đến các máy di động khác trong các cell khác nhau. Một giải pháp để giảm can nhiễu này là khảo sát sự định hướng anten của các trạm gốc lân cận. Bằng cách định hướng lại anten của các trạm gốc lân cận, một người có thể giảm can nhiễu liên kết hướng xuống trong cell chủ. Dĩ nhiên, thay đổi cấu hình anten cần được thực hiện mà không làm ảnh hưởng vùng phủ sóng của các cell lân cận.

Nguồn can nhiễu thứ 4 là can nhiễu của những nguồn không phải CDMA. Can nhiễu này tương ứng với số hạng nI trong mẫu số của (2.34). Số hạng này mô tả can nhiễu từ các máy phát không phải CDMA như đài làm nhiễu âm (jammer). Đài làm nhiễu



âm thường hoạt động (chủ động hay không chủ động ) bất hợp pháp trong băng tần CDMA, và việc khử can nhiễu này yêu cầu nhận diện vị trí can nhiễu. Điều này thường được thực hiện bằng cách đo vẽ (serveying) công suất nhiễu và tam giác đạc (triangulating) vị trí.

2.9. Vùng phủ sóng liên kết hướng lên Một nguyên nhân thông thường làm FER liên kết hướng lên cao là vùng phủ sóng

liên kết hướng xuống nghèo nàn. Một vùng phủ sóng liên kết hướng xuống nghèo nàn được mô tả bởi FER liên kết hướng lên cao và các cuộc gọi bị rớt. Vùng phủ liên kết hướng xuống nghèo nàn làm cho 0/bE N nhận được trên liên kết hướng xuống thấp. Qua định nghĩa, vùng phủ liên kết hướng xuống nghèo nàn là do suy hao đường truyền liên kết hướng xuống quá mức ( 0 0 0'( , )L dθ trong (2.38) thấp).

Vùng phủ liên kết hướng xuống nghèo nàn được mô tả bởi FER liên kết hướng lên cao và công suất truyền cao. Điều này là do điều khiển công suất liên kết hướng lên, máy di động thử kết thúc (close) liên kết hướng lên bằng cách tăng công suất truyền của nó. Nhưng không thể tăng công suất truyền máy di động lên cực đại để chống lại suy hao đường truyền quá mức, do máy di động có một công suất truyền cực đại được giới hạn bởi bộ khuếch đại của nó. Giải pháp sử dụng giải quyết cho vùng phủ liên kết hướng xuống nghèo nàn là thêm vào một trạm gốc.

2.10. Can nhiễu liên kết hướng lên Một nguyên nhân khác của FER liên kết hướng lên cao là can nhiễu liên kết

hướng lên cao. Can nhiễu liên kết hướng lên cao nguyên nhân là do 0/bE N nhận được trên liên kết hướng lên thấp; 0/bE N thấp điển hình là do số hạng can nhiễu trong mẫu số của (2.38) cao.

Thể hiện của can nhiễu liên kết hướng xuống cao là FER hướng xuống cao và công suất nhận được từ máy di động cao. Vì công suất trạm gốc nhận được là phép đo của tổng công suất trong băng tần thu, công suất trạm gốc nhận được cao với FER thu được cao là thể hiện của nhiều can nhiễu liên kết hướng lên.

Có 4 nguồn can nhiễu liên kết hướng lên như sau: Nguồn can nhiễu thứ nhất là công suất can nhiễu do việc truyền kênh lưu lượng

của các máy di động trong cùng một cell. Can nhiễu này tương đương với số hạng 'mI trong mẫu số của (2.38). Số hạng này là tổng của tất cả công suất (can nhiễu) do công

suất kênh lưu lượng của các máy di động trong cùng cell. Một cách để giảm 'mI là giảm vệt phủ sóng (footprint) của cell chủ (qua độ nghiêng xuống của anten hay thay đổi anten); bằng cách giảm vệt phủ sóng của vùng phủ sóng của cell chủ, có thể giảm số máy di động được phục vụ bởi cell chủ và vì thế giảm 'mI .



Nguồn can nhiễu thứ hai là công suất can nhiễu do việc truyền kênh lưu lượng của các máy di động trong các cell khác nhau. Can nhiễu này tương đương với số hạng

'tI trong mẫu số của (2.38). Một giải pháp để giảm dạng can nhiễu này là thay đổi sự định hướng/độ nghiêng xuống của anten trạm gốc chủ. Bằng việc điều khiển vệt phủ sóng vùng phủ sóng thu của trạm gốc chủ, có thể giới hạn số công suất can nhiễu nhận được từ các máy di động khác (của các cell khác). Dĩ nhiên, việc thay đổi anten phải được thực hiện mà không tác động gây bất lợi đến vùng phủ sóng cũ của trạm gốc chủ.

Nguồn can nhiễu thứ 3 là can nhiễu của những nguồn không phải CDMA. Can nhiễu này tương ứng với số hạng 'nI trong mẫu số của (2.38). Số hạng này mô tả can nhiễu từ các máy phát không phải CDMA như đài làm nhiễu âm (jammer). Đài làm nhiễu âm thường hoạt động (chủ động hay không chủ động ) bất hợp pháp trong băng tần CDMA, và việc khử can nhiễu này yêu cầu nhận diện vị trí can nhiễu. Điều này thường được thực hiện bằng cách đo vẽ (serveying) công suất nhiễu và tam giác đạc (triangulating) vị trí.

2.11. Nguyên nhân và giải pháp cuộc gọi bị rớt và sự truy nhập không thực hiện được

2.11.1. Các đặc điểm của cuộc gọi thành công Cuộc gọi thành công là cuộc gọi được thiết lập một cách phù hợp, vẫn còn trong

vùng dịch vụ, hoàn thành một chuyển giao và thực hiện giải tỏa cuộc gọi bình thường. Các thể hiện trong dữ liệu di động

- Công suất nhận được > -100dBm - Công suất truyền <+18dBm - Điều chỉnh độ lợi truyền thông thường - FER hướng xuống thấp - 0/cE I tốt ( >-12dB để lần thứ nhất tốt nhất)

Các thể hiện trong các bản ghi SBS - Công suất nhận được >-100dBm - Công suất truyền <+18dBm - Điều chỉnh độ lợi truyền thông thường - w 0/E N tập điểm dưới mức cực đại - FER hướng xuống thấp ( tốc độ đầy đủ hoặc toàn tốc) - FER hướng lên thấp ( tốc độ đầy đủ hoặc toàn tốc) - 0/cE I tốt ( >-12dB để lần thứ nhất tốt nhất)



Hình 2- 5 Dấu hiệu của một cuộc gọi thành công

2.11.2. Các cuộc gọi bị rớt- Nguyên nhân và giải pháp

Mô tả Các biểu hiện Giải pháp hợp lý Chuyển giao chậm Máy di động yêu cầu chuyển

giao đến hoa tiêu mới (có trong NL), bộ lựa chọn thấy PSMM, bắt đầu gửi EHOD nhưng không đến máy di động vì PN mới bị can nhiễu (còn lại một hoa tiêu ứng cử ). Máy di động sẽ đồng bộ đến hoa tiêu nó đã đáp ứng. 0/cE I xấu, xóa hướng xuống cao

Giảm đến mức tối thiểu thời gian tìm kiếm bằng cách tối ưu các SRCH_WIN( nhất là A không để dưới 28 chip), điều chỉnh danh sách lân cận và giảm số đường HO bằng cách điều khiển RF. Nếu hoa tiêu mới tăng độ mạnh đột ngột, xem xét đến cách xắp xếp anten khác

Vùng phủ sóng Bộ thu máy di động thu gần hay dưới -100dBm. Bộ phát máy di động phát trên +18dBm. Cả hai đường thu và phát 0/cE I xấu, xóa xấu (bad erasures). Bộ lựa chọn điều khiển công suất tập điểm cao (high selector power control setppoints)

Nếu cần vùng phủ sóng ở đây và không một cellsite nào đưa ra có thể “thuyết phục” phủ sóng nó khi đó cần có một cellsite mới.



Chồng phổ PN ( PN aliasing)

Máy di động thấy và yêu cầu chuyển giao đến một PN trong danh sách lân cận nhưng cuộc gọi tiếp tục giảm sút và bị giới hạn với tất cả các biểu hiện của can nhiễu liên kết hướng xuống (bộ thu tốt, 0/cE I xấu, xóa cao)

Xem xét cơ sở dữ liệu hoa tiêu danh sách các lân cận thể hiện PN thật sự tham khảo đến một PN sử dụng lại và không có PN nào máy di động hướng đến. PN phản hồi được yêu cầu

Máy di động không gửi bản tin hoàn thành chuyển giao

Máy di động gửi Ack cho bản tin điều khiển chuyển giao mở rộng nhưng không bám sát với HOC. Bộ lựa chọn hết thời hạn đợi HOC

Máy di động yêu cầu ổn định

Hoa tiêu không trong danh sách lân cận

Công suất máy di động thu tốt nhưng 0/cE I và xóa xấu. Nguyên nhân thông thường là bản tin không thực hiện được trên liên kết hướng xuống. Sau khi rớt, máy di động đồng bộ với một hoa tiêu không nằm trong danh sách lân cận cập nhật cuối cùng. PSMM không thể xảy ra (mặc dù có thể được lấy trên bộ tìm kiếm còn lại)

Đầu tiên thấy rằng nếu hoa tiêu là nguyên nhân rớt thì được dự định cung cấp dịch vụ cho vùng đó. Nếu không , điều khiển vùng phủ sóng (độ nghiêng xuống v.v…). Nếu không thể chuyển vùng , khi đó yêu cầu thay đổi danh sách lân cận.

Can nhiễu không được nhận dạng

Công suất máy di động thu tốt nhưng 0/cE I và xóa xấu. Nguyên nhân thông thường là bản tin không thực hiện được trên liên kết hướng xuống. Sau khi rớt, máy di động đồng bộ với một hoa tiêu mà không nằm trong danh sách lân cận cập nhật cuối cùng nhưng không gửi PSMM.

Có thể là vấn đề danh sách lân cận như đã mô tả ở trên nhưng can nhiễu đã dời đi theo thời gian máy di động đồng bộ vì vậy khó có thể nói đó là gì. Vận hành vùng chậm có thể thể hiện can nhiễu PN. Dễ thấy với OCNS tắt.

Hoa tiêu nằm ngoài vùng SRCH_WIN_N

Công suất máy di động thu tốt nhưng 0/cE I và xóa xấu. Nguyên nhân thông thường là bản tin không thực hiện được

Đầu tiên thấy rằng nếu hoa tiêu là nguyên nhân rớt thì được dự định cung cấp dịch vụ cho vùng đó Nếu không ,



trên liên kết hướng xuống. Sau khi rớt, máy di động đồng bộ với một hoa tiêu mà không nằm trong danh sách lân cận cập nhật cuối cùng nhưng không gửi PSMM.

điều khiển vùng phủ sóng (độ nghiêng xuống v.v…). Nếu nó không thể chuyển vùng khi đó cần SRCH_WIN_N trên các side trong vùng đó

Bảng 2- 1 Bảng thống kê một số nguyên nhân và giải pháp khi cuộc gọi bị rớt

2.11.3. Sự truy nhập không thực hiện được-Nguyên nhân và giải pháp

Mô tả Các biểu hiện Các giải pháp hợp lý

Việc lựa chọn hoa tiêu hỏng- Rớt kênh tìm gọi

Thực hiện một hay nhiều lần thăm dò, không có ACK hay CA tại máy di động, khi đó trở lại để đồng bộ ngay. 0/cE I thấp. Nhiều lỗi CRC kênh tìm gọi.

Điều khiển RF để giảm sự cố nhiều hoa tiêu mà không có bộ chủ chính.

Việc lựa chọn hoa tiêu hỏng- bỏ lỡ bản tin phân kênh

Máy di động nhận kênh P (kênh tìm gọi) và ngưng dò tìm nhưng không thấy CA. Bộ lựa chọn ghi lại có bản tin NOIS cung cấp tài nguyên, v.v…


Việc lựa chọn hoa tiêu hỏng- Không chiếm được kênh lưu lượng hướng xuống

Máy di động nhận được kênh chỉ định nhưng đồng bộ trong vòng 1 giây. Bộ lựa chọn điều khiển công suất setpoint khi bộ lựa chọn ổn định tại giá trị bắt đầu. Máy di động không cho phép bộ phát của nó.

Điều khiển RF để giảm sự cố nhiều hoa tiêu mà không có bộ chủ chính. Tăng PTX (công suất phát) bắt đầu 1dB.

Việc lựa chọn hoa tiêu hỏng- PN từ xa (remote PN)

Ở phần cuối một cuộc gọi, máy di động quyết định đồng bộ với một PN từ xa (remote PN) khi các PN cục bộ luôn sẵn sàng. Sự khởi đầu tiếp theo bị loại do danh sách lân cận của PN từ xa không chứa bất cứ PN cục bộ nào.

Nghiêng PN từ xa xuống nếu có thể (downtilt remote PN if possible)



Việc lựa chọn hoa tiêu hỏng- trước khi phục vụ

Liên kết hướng xuống kết thúc trước khi chuyển giao đầu tiên hoàn thành (trước bản tin hoàn thành kết nối dịch vụ). Thông thường thấy nhiều EHOD và các kết nối dịch vụ từ bộ chọn lựa nhưng không đến tại máy di động


Bảng 2- 2 Bảng thống kê một số nguyên nhân và giải pháp của sự truy nhập không thực hiện được



2.12. MS thực hiện cuộc gọi

TRẠM DI ĐỘNG (MS) TRẠM GỐC BSC/DMS-

MTX

• Phát hiện cuộc gọi được thiết lập

• Gửi bản tin thiết lập • Gửi bản tin với

thông tin này đến DMS-MTX

• Gửi thủ tục ACK của trạm gốc• Ngừng thăm dò

ACCESS

PAGING

• Thiết lập kênh lưu lượng

• Bắt đầu gửi lưu lượng null

• (Lưu lượng null hướng xuống có đến nhưng MS không biết trên kênh nào; vì vậy, MS không thể bắt đầu giải giải mã nó )

FW TRAFFIC

• Phân phối tài nguyên

LPP

LPP

• Gửi bản tin phân kênh

PAGING

• Bắt đầu truyền dữ liệu kênh lưu lượng hướng lên null

• Gửi bản tin yêu cầu dịch vụ cho lựa chọn dịch vụ 1

• Chiếm được kênh lưu lượng hướng lên

• Gửi thủ tục ACK của BS

RV TRAFFIC

FW TRAFFIC

• Phân phối tài nguyên cho lựa chọn dịch vụ 1

RV TRAFFIC


• Nhận khung có giá trị 5mN =2 liên tiếp

• Bắt đầu gửi kênh lưu lượng hướng lên đầu tiên



Hình 2- 6 Lưu đồ thiết lập cuộc gọi từ MS

TRẠM DI ĐỘNG

TRẠM GỐC

• Phân phối tài nguyên cho lựa chọn dịch vụ 1

• Gửi bản tin kết nối dịch vụ

Lựa chọn • Đưa chuông phản

hồi vào từ đường âm thanh

Lựa chọn • Đưa chuông phản

hồi ra từ đường âm thanh • Hoàn

thành cuộc gọi

FW TRAFFIC

RV TRAFFIC

RV TRAFFIC

FW TRAFFIC

FW TRAFFIC

LPP

(User đàm thoại) (User đàm thoại)

• Bắt đầu qui trình lưu lượng đầu tiên phù hợp với sự lựa chọn dịch vụ 1 • Gửi bản tin hoàn thành kết nối dịch vụ Lựa chọn • Gửi bản tin thiết lập

tiếp theo

Lựa chọn • Gửi bản tin cảnh báo với

thông tin (âm báo phản hồi)

Lựa chọn • Gửi bản tin cảnh báo với

thông tin (ngừng âm báo)

• Bản tin gửi đến lõi DMS

chỉ thị MS đã sẵn sàng

BSC/DMS-MTX



2.13. MS thực hiện cuộc gọi bị giới hạn

TRẠM DI ĐỘNG

TRẠM GỐC

• Gửi bản tin đáp ứng

tìm gọi (nhắn tin)

• Gửi bản tin tìm gọi (nhắn tin) chung

• Nhận bản tin thiết lập (SETUP) từ PSTN

• Sử dụng HLR/VLR để xác định vị trí và trạng thái của MS đích

• Gửi tin nhắn yêu cầu đến các trạm gốc thích hợp

• Gửi thủ tục ACK

của trạm gốc • Gửi bản tin đến

DMS-MTX báo trạm gốc đã đáp ứng

PAGING

• Ngừng thăm dò

ACCESS

PAGING


• Bắt đầu gửi lưu lượng null

FW TRAFFIC


• Nhận khung có giá trị 5mN =2 liên tiếp

• Bắt đầu gửi kênh lưu lượng hướng lên đầu tiên


PAGING

• Chiếm được kênh

lưu lượng hướng lên

• Gửi thủ tục ACK của BS

RV TRAFFIC

• Bắt đầu truyền dữ liệu kênh lưu lượng hướng lên null

FW TRAFFIC

• Gửi bản tin yêu cầu dịch vụ cho lựa chọn dịch vụ 1• Phân phối tài

nguyên cho lựa chọn dịch vụ 1

• Gửi bản tin đáp ứng dịch vụ cho phép lựa chọn dịch vụ 1

RV TRAFFIC

FW TRAFFIC

RV TRAFFIC

LPP

• Phân phối tài nguyên

LPP

LPP

BSC/DMS-MTX

• (Lưu lượng null hướng xuống có đến nhưng MS không biết trên kênh nào; vì vậy, MS không thể bắt đầu giải mã nó )



Hình 2- 7 Lưu đồ MS thực hiện thiết lập cuộc gọi bị giới hạn

TRẠM GỐC BSC/DMS-MTX

• Gửi bản tin kết nối

dịch vụ

RV TRAFFIC

• Bắt đầu qui trình lưu lượng đầu tiên phù hợp với sự lựa chọn dịch vụ 1 • Gửi bản tin hoàn thành kết nối dịch vụ

FW TRAFFIC

• Gửi bản tin cảnh báo

với thông tin (rung chuông )

RV TRAFFIC

• Bắt đầu rung chuông • Các user trả lời cuộc

gọi • Ngừng rung chuông • Gửi lệnh kết nối

(Connect Order)

FW TRAFFIC

• Bản tin gửi đến DMS-MTX chỉ thị MS đã sẵn sàng

• Cuộc gọi tiếp tục

LPP RV TRAFFIC

(User đàm thoại) (User đàm thoại) (User đàm thoại)

• Gửi bản tin đáp ứng

dịch vụ cho phép lựa chọn dịch vụ 1

TRẠM DI ĐỘNG



2.14. MS thực hiện cuộc gọi Markov

TRẠM DI ĐỘNG (MS)

TRẠM GỐC

• Phát hiện cuộc gọi được thiết lập • Gửi bản tin thiết lập định rõ lựa

chọn dịch vụ Makov • Gửi thủ tục ACK của trạm gốc • Ngừng thăm dò

ACCESS

PAGING

• (Lưu lượng null hướng xuống có đến nhưng MS không biết trên kênh nào; vì vậy, MS không thể bắt đầu giải giải mã nó )

FW TRAFFIC


PAGING

RV TRAFFIC

FW TRAFFIC

RV TRAFFIC

• Thiết lập kênh lưu lượng • Bắt đầu gửi lưu lượng null

• Thiết lập kênh lưu lượng • Nhận khung có giá trị 5mN =2 liên

tiếp • Bắt đầu gửi kênh lưu lượng hướng

lên đầu tiên • Chiếm được kênh lưu lượng

hướng lên

• Bắt đầu truyền dữ liệu kênh lưu

lượng hướng lên null

• Gửi thủ tục ACK của trạm gốc

FW TRAFFIC

• Gửi bản tin kết nối dịch vụ chỉ định cấu hình dịch vụ và lựa chọn dịch vụ 0× 801F (bộ tốc độ 2 của Markov)

• Gửi thủ tục ACK của MS

FW TRAFFIC

RV TRAFFIC

• Gửi bản tin hoàn thành kết nối dịch vụ

• Vào trạng thái phụ của cuộc đàm thoại

• Kết nối và thiết lập lựa chọn dịch vụ Makov tại thời gian hoạt động đã định rõ trong bản tin kết nối dịch vụ

• Kết nối và thiết lập lựa chọn dịch

vụ Makov theo thời gian hoạt động đã định rõ trong bản tin kết nối dịch vụ

RV TRAFFIC



Hình 2- 8 Lưu đồ MS thực hiện cuộc gọi Markov

2.15. Các phép đo hoạt động của CDMA

2.15.1. Các phép đo hoạt động thiết lập cuộc gọi Có 3 lần khác nhau khi một cuộc gọi có thể không thực hiện được: 1) Trước khi tài nguyên được phân phối 2) Khi máy di động chuyển tiếp từ kênh tìm gọi hay truy nhập sang kênh lưu lượng 3) Sau khi máy di động hoạt động trên kênh lưu lượng Không thực hiện được thiết lập cuộc gọi trước khi tài nguyên được phân

phối, được phân loại như sau: - Các cuộc gọi bị chặn: thiết lập cuộc gọi bị ngắt do các nguyên nhân như một máy di động không được nhận thực, một máy di động bắt đầu giải tỏa hay ra khỏi một side mặt đất (or a land side release) - Không thực hiện được cuộc gọi do thiếu tài nguyên vật lý:

Không có các trung kế T-1 Không có các thành phần bộ lựa chọn SBS Không có các thành phần kênh lưu lượng BTS

- Không thực hiện được thiết lập cuộc gọi do lỗi hết thời hạn (timeouts) và lỗi phần mềm

Các bản tin sau được lặp lại khoảng 20 giây một lần cho tới khi cuộc gọi cuộc gọi bị ngắt:

• Gửi thủ tục ACK của MS

• Gửi bản tin điều khiển lựa chọn dịch vụ với lựa chọn dịch vụ 0× 801F (bộ tốc độ 2 của Markov) và các trường đã định dạng 0× 0010 tương ứng với chỉ thị điều khiển “ tốc độ thay đổi, bộ đếm bản sao, không xóa bộ đếm”

FW TRAFFIC

• Gửi bản tin điều khiển lựa

chọn dịch vụ với lựa chọn dịch vụ 0× 801F và các trường đã định dạng 0× 0010 tương ứng với chỉ thị sửa lỗi bộ đếm “ sửa lỗi FER bộ đếm”

RV TRAFFIC

FW TRAFFIC

RV TRAFFIC

• Gửi bản tin điều khiển lựa chọn

dịch vụ với lựa chọn dịch vụ 0× 801F và các trường đã định dạng tương ứng với “ đáp ứng FER bộ đếm

TRẠM DI ĐỘNG (MS)

TRẠM GỐC



Các thanh ghi đầu cuối CM: Từ MTX07 trở lên các thanh ghi CM sẽ điều khiển nhắn tin (page) lại. Điều này

tạo ra một số CAU OM dư thừa. CDMAPRS1- CDMA đáp ứng nhắn tin 1 (MTXSYS1): chỉ thị rằng đáp ứng

nhắn tin đã được nhận đáp lại yêu cầu thiết lập nhắn tin (page request). CDMAPRS2- CDMA đáp ứng nhắn tin 2 (MTXSYS2): chỉ thị rằng một đáp

ứng nhắn tin đã nhận đáp lại lần thử nhắn tin lần thứ hai sau khi CAU đã hết thời hạn trên lần thử nhắn tin thứ nhất. Các nhóm CAU OM : Phép đo sự kiện CAU cuộc gọi được phân thành 1 trong 3 nhóm sau:

CAU sector thực hiện cuộc gọi (CAUCPSCT): theo dõi sự kiện dựa trên sector đầu tiên ngoại trừ các sự kiện chuyển giao cứng. Các sự kiện chuyển giao cứng được theo dõi dựa trên sector đích (target sector)

CAU hệ thống xử lý cuộc gọi (CAUCPSYS): theo dõi các sự kiện trên một phần CAU cơ sở (a per-CAU basis).

CAU quản lý tài nguyên (CAURM : cũng theo dõi các sự kiện trên một phần CAU cơ sở (a per-CAU basis).

Các phép đo thiết lập cuộc gọi- Các bộ ghi khởi đầu CAU CAUOATTS- CAU phép thử khởi đầu (CAUCPSCT) CAUOBLKS-CAU khởi đầu nghẽn (CAUCPSCT) CAUOSUCC- CAU khởi đầu thành công (CAUCPSCT) CAUORDR- CAU cung cấp thêm khởi đầu (CAUCPSCT) CAUORLS- CAU khởi đầu giải phóng (cuộc gọi) (CAUCPSCT)

Các phép đo thiết lập cuộc gọi- Các bộ ghi đầu cuối CAU CAUPGRES- CAU đáp ứng nhắn tin (CAUCPSCT) CAUPGRRS- CAU đáp ứng xử lý nhắn tin lại (CAUCPSCT) SLTPGRES- Đáp ứng chia rãnh chế độ nhắn tin (CAUCPSCT) SLTPGRRS- Đáp ứng chia rãnh chế độ xử lý nhắn tin lại (CAUCPSCT) CAUTBLKS- CAU nghẽn đầu cuối (CAUCPSCT) CAUTSUCC- CAU đầu cuối thành công (CAUCPSCT) CAUTRLS- CAU đầu cuối được giải tỏa (CAUCPSCT)

Sau MTX07, các phép đo CAUPGRES và SLTPGRRS được khóa trong các thanh ghi CM

Các phép đo thiết lập cuộc gọi- Các thanh ghi CAU chuyển giao cứng CAUHATTS- CAU lần thử chuyển giao cứng (CAUCPSCT) CAUHBLKS-CAU nghẽn chuyển giao cứng (CAUCPSCT) CAUHSUCC- CAU chuyển giao cứng thành công (CAUCPSCT) CAUHRLS-CAU giải tỏa chuyển giao cứng (CAUCPSCT)



CAUHRLFL-CAU không thực hiện được chuyển giao cứng liên kết vô tuyến (CAUCPSCT) Các phép đo thiết lập cuộc gọi- Các thanh ghi CAU trường hợp lỗi

RMNORREQ- quản lý giải pháp cho sự kiện không có tài nguyên cho yêu cầu (CAURM)

RMSRMNAK- RM quản lý giải pháp dịch vụ từ chối Ack (CAURM) RMSRMTO-RM SRM hết thời hạn (CAURM) CAUERSFL- CAU trường hợp lỗi vô tuyến không thực hiện thiết lập được

(CAUCPSCT) CAUNOTCE-CAU không có thành phần kênh lưu lượng (CAUCPSCT) CAUNOWCD-CAU không có mã Walsh (CAUCPSCT) CAUFWCAP-CAU đủ dung lượng hướng xuống (CAUCPSCT) CAURECAP- CAU đủ dung lượng hướng lên (CAUCPSCT) CAUEDLOT- CAU trường hợp lỗi, bị rớt do suy hao kênh lưu lượng

(CAUCPSCT) RMUNSO- quản lý giải pháp không hỗ trợ lựa chọn dịch vụ (CAURM) CAUESWFL-CAU trường hợp lỗi, lỗi phần mềm (CAUCPSCT) CAUERLFL- CAU trường hợp lỗi, không thực hiện được liên kết vô tuyến

(CAUCPSCT) Hiện tại không có cơ chế đáng tin cậy để đo CAURECAP vì vậy OM này mất khả

năng hoạt động tại BTS Các công thức cho các cuộc gọi không thiết lập được Sử dụng các công thức này để tính toán hệ thống mở rộng thiết lập cuộc gọi

Không thực hiện được khởi đầu thiết lập cuộc gọi [ (CAUOBLKS)/ (CAUOATTS)] 100×∑ ∑ (3.1)

Không thực hiện được thiết lập đầu cuối [ (CAUTBLKS)/ (CAUPGRES)] 100×∑ ∑ (3.2) Hay [ (CAUTBLKS)/ (CDMAPRS1+CDMAPRS2)] 100×∑ ∑ (3.3)

Không thực hiện được thiết lập chuyển giao cứng [ (CAUHBLKS)/ (CAUHATTS)] 100×∑ ∑ (3.4)

Công thức này được sử dụng để xác định phần trăm không thực hiện được do các cuộc gọi bị chặn

Các cuộc gọi bị chặn: các cuộc gọi bị chặn = (# của các cuộc gọi bị chặn/các cuộc gọi thử)× 100 (3.5)

# của các cuộc gọi bị chặn =∑ CAUORLS+∑ CAUTRLS +∑ CAUHRLS+∑ CAUORODR+∑ RMUNSO (3.6)



Tổng các cuộc gọi thử = ∑ CAUOATTS +∑ CAUHATTS +∑ CAUPGRES (3.7)

Công thức này được sử dụng để xác định phần trăm các cuộc gọi không thực hiện được do không có tài nguyên vật lý

Các cuộc gọi không thực hiện được do thiếu tài nguyên vật lý % do thiếu tài nguyên vật lý= (# của tài nguyên vật lý nghẽn/ các cuộc gọi thử ) ×100 (3.8) # của tài nguyên vật lý nghẽn = ∑ RMNORREQ +∑ CAUERSFL (3.9) Tổng các cuộc gọi thử đã đưa ra trong công thức (3.7)

Công thức này được sử dụng để xác định phần trăm các cuộc gọi không thực hiện được do thiếu yếu tố kênh lưu lượng

Cuộc gọi không thực hiện được do thiếu yếu tố kênh lưu lượng % do thiếu các TCE = (∑ CAUNOTCE/tổng các cuộc gọi thử) ×100 (3.10)

Tổng các cuộc gọi thử đã đưa ra trong công thức (3.7) Công thức này được sử dụng để xác định phần trăm các cuộc gọi không thực

hiện được do thiếu mã Walsh Cuộc gọi không thực hiện được do thiếu mã Walsh

% do thiếu mã Walsh = (∑ CAUNOWCD/ tổng các cuộc gọi thử) ×100 (3.11) Tổng các cuộc gọi thử đã đưa ra trong công thức (3.7)

Công thức này được sử dụng để xác định phần trăm các cuộc gọi không thực

hiện được do thiếu dung lượng hướng xuống Cuộc gọi không thực hiện được do thiếu dung lượng hướng xuống

% do thiếu dung lượng hướng xuống = (∑ CAUFWCAP/ tổng các cuộc gọi thử) ×100 (3.12) Tổng các cuộc gọi thử đã đưa ra trong công thức (3.7)

Công thức này được sử dụng để xác định phần trăm các cuộc gọi không thực hiện được do lỗi hết thời hạn (timeout) và phần mềm

Cuộc gọi không thiết lập được do lỗi hết thời hạn và phần mềm % do hết thời hạn và lỗi phần mềm=(số lỗi hết thời hạn và phần mềm/ tổng các cuộc gọi thử) ×100 (3.13) Số lỗi hết thời hạn và phần mềm= ∑ RMSRMTO +∑ RMSRMNAK +∑ CAUESWFL (3.14) Tổng các cuộc gọi thử đã đưa ra trong công thức (3.7)



Công thức này được sử dụng để xác định phần trăm của truy nhập RF không thực hiện được. Chú ý thử chuyển giao không đưa vào tính toán trong công thức sau

Cuộc gọi thiết lập không thực hiện truy nhập RF được (không bao gồm chuyển giao) % Cuộc gọi thiết lập không thực hiện truy nhập RF được = (∑ CAUERLFL/ tổng các cuộc gọi thử) ×100 (3.15) Tổng các cuộc gọi thử= ∑ CAUOATTS +∑ CAUPGRES (3.16)

Chuyển giao cứng không thực hiện truy nhập RF được % Chuyển giao cứng không thực hiện truy nhập RF được = [∑ (CAUHRLFL)/(CAUHATTS)] ×100 (3.17)

2.15.2. Phép đo khi thực hiện cuộc gọi bị rớt Cho các nguyên nhân hợp lệ, thực hiện các cuộc gọi bị rớt OM và các công thức

được tham khảo khi trong trung tâm vùng phủ sóng hay không trong trung tâm vùng phủ sóng

Các phép đo CAU - CAUDROPR- CAU cuộc gọi RF bị rớt (CAUCPSCT) - CAUDROPN- CAU cuộc gọi mạng bị rớt (CAUCPSCT)

Công thức phần trăm CAU cuộc gọi bị rớt % các cuộc gọi bị rớt = ( số các cuộc gọi bị rớt/ số các cuộc gọi đã thiết lập) ×100 (3.18) Số các cuộc gọi bị rớt = ∑ CAUDROPR (3.19) CAUDROPN có thể được thêm vào số cuộc gọi bị rớt nhưng hầu hết các sự kiện xảy ra của OM là các trường hợp lỗi và không nên xảy ra. Số các cuộc gọi đã thiết lập = ∑ CAUOSUCC + ∑ CAUTSUCC + ∑ CAUHSUCC (3.20)

2.15.3. Phép đo khi thực hiện chuyển giao cứng Tất cả các phép đo CM này đều bị khóa cho chuyển giao ngược lại nguồn hay

sector ban đầu cả trong và ngoài hệ thống. Các phép đo CM ( nhóm OMMTXHO2)

- CHOSRCAT- CM nguồn thử chuyển giao cứng - CHOSRCSU- CM nguồn thành công chuyển giao cứng - CHOBLKS- CM nghẽn chuyển giao cứng - CHOSRCFL-CM nguồn chuyển giao cứng không thực hiện được - CHOSRRLS-CM nguồn giải phóng chuyển giao cứng - CHONSRCR- CM không có nguồn đáp ứng chuyển giao cứng

Các phép đo CAU (nhóm CAUCPSCT)



- CAUHATTS- CAU thử chuyển giao cứng - CAUHBLKS- CAU nghẽn chuyển giao cứng - CAUHSUCC-CAU thành công chuyển giao cứng - CAUHRLS- CAU giải tỏa chuyển giao cứng - CAUHRLFL-CAU không thực hiện được chuyển giao cứng liên kết vô tuyến

Công thức sau được sử dụng để tính toán thực hiện chuyển giao cứng Công thức CM thực hiện chuyển giao cứng

% của các chuyển giao cứng thành công = ( số các chuyển giao thành công /số các chuyển giao cứng đã thử) ×100 (3.21) Số các chuyển giao thành công = ∑ CHOSRCSU (3.22) Số các chuyển giao cứng đã thử = ∑ CHOSRCSU -(∑ CHOBLKS+∑ CHONSRCR+∑ CHOSRRLS) (3.23)

Chương 3: Xây dựng chương trình thiết kế tối ưu


Chương III XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ TỐI ƯU

3.1. Tối ưu mạng. 3.1.1. Quy trình chung.

Quy trình chung bao gồm ba phần chính: Quản lý chất lượng dịch vụ, tối ưu mạng và vận hành.

Hình 3.1: Qui trình tối ưu

+ Set up: - Chọn hệ thống tối ưu. - Chọn mục phân tích - Vạch ra phương pháp và kế hoạch - Các hệ thống bao gồm: mạng lõi, truy xuất và truyền tải

+ Thực thi dữ liệu: - Phụ thuộc vào hệ thống cụ thể mà quá trình thực thi là khác nhau.

+ Phân tích: - Xử lý trung tâm. - Phân tích.

•Select System for Optimization.•Select analysis items. •Define methods and plans. •Systems include: oo CCOORREE oo AACCCCEESSSS oo TTRRAANNSSMMIISSSSIIOONN

1. Setup 2. Perform the Data

Post-Processing

Analyzing

3. Analyze

Improving Network Quality Service & Customer satisfactory

• Depends on specific system, Performance is different: oo CCOORREE oo AACCCCEESSSS oo TTRRAANNSSMMIISSSSIIOONN

Activities

Action plan

4. Optimize

Evaluation

Conclusion

Recommend

Case study



+ Tối ưu: - Các hoạt động - Kế hoạch hoạt động - Ước lượng - Kết luận. - Đề nghị. - Rút ra bài học

3.1.2. Tối ưu mạng truy xuất Tối ưu mạng truy xuất là quá trình tối ưu mạng CDMA để đạt tới ngưỡng trên của

quá trình thực thi và duy trì hệ thống này ở mức ổn định Đảm bảo độ phủ sóng ở mức chấp nhận được: giảm thiểu các khu vực sóng yếu,

mở rộng vùng phủ sóng Nâng cao tối đa chất lượng dịch vụ: nâng cao hiệu suất cuộc gọi, tăng mức độ hài

lòng của khách hàng. Cực đại hóa năng suất mạng: cân bằng tải của các sector, BTS, BSC Tăng dung lượng

3.1.3. Mục tiêu + Mục tiêu:

- Xác định KPI. - Bổ sung hand-of - Bổ sung Q-factor - Bổ sung chất lượng hiệu suất RF: điều chỉnh Rx,Tx, kết hợp Ec/Io. - Bổ sung dung lượng RF - Giảm thiểu số cuộc gọi rớt. - Tăng sự hoàn thành truy xuất - Tăng thông lượng dữ liệu - Tăng chất lượng cuộc gọi - Giảm sự than phiền của khách hàng

+ Nhiệm vụ chính:



Hình 3.2 Nhiệm vụ tối ưu

3.2. Mục tiêu (KPI 2007) Items ’07 Target

Call Success Rate(%) (In down town area)

98% in main 12 TPs 97% in other TPs excluding 12 TPs(Z1 : 15TP, Z2 : 10TP, Z3 : 9TP)

Improvement System Performance

Field quality

Customer complaints 0.04 case/day/1,000 subs (nominal subs)

Optimized Network Design

Repeater relocation

Traffic balance between sectors after relocation (after optimiz.)Q-factor (the others/max sector)

Q-Factor : over 1.0

Items ’07 Target

Call Success Rate(%) (In down town area)

98% in main 12 TPs 97% in other TPs excluding 12 TPs(Z1 : 15TP, Z2 : 10TP, Z3 : 9TP)

Improvement System Performance

Field quality

Customer complaints 0.04 case/day/1,000 subs (nominal subs)

Optimized Network Design

Repeater relocation

Traffic balance between sectors after relocation (after optimiz.) Q-factor (the others/max sector)

Q-Factor : over 1.0

Bảng 3.1 KPI 2007

Collecting basic data

Analyzing the drive test data

Performing the drive test

Performing optimization

Improvement of Statistics (Call Setup Rate,

Call Drop Rate …)

Improvement of Coverage

Transfer operational Know-how

Case study and conclusion

Stability of System Improvement

of Call Quality Balancing Between

Coverage & Capacity Operational

Capability

Traffic Balancing

Access Network Evaluation: field measurement & call quality evaluation



3.3. Tiến trình

Hình 3.3 Tiến trình thực hiện tối ưu

1. Chuẩn bị cho tối ưu là bước thứ nhất trong tiến trình. Bước này chuẩn bị cho thông tin BTS, MAP, lộ trình…

2. Bước thứ hai là quyết định tối ưu các thông số như tỉ lệ setup cuộc gọi, tỉ lệ rớt cuộc gọi,…

3. Đây là một bước quan trọng với mục tiêu là thu thập dữ liệu đo đạc như chức năng định vị

4. Khi dữ liệu được thu gom qua vùng phủ sóng của RF, dữ liệu đi đến các công cụ phân tích để nhận biết các vấn đề tiềm tàng về việc phủ sóng của RF hoặc nhiễu và phân tích các cách giải quyết vấn đề

5. Một khi lý do của các vấn đề và giải pháp được đưa ra, bước kế tiếp là giải quyết vấn đề. Mục tiêu là nâng cao chất lượng dịch vụ.

6. Bước này để đánh giá kết quả tối ưu sau khi hoàn thành tối ưu. 7. Bước này quyết định mục tiêu có hoàn thành hay không 8. Nếu các mục tiêu đã đạt được thì tiến trình tối ưu kết thúc.

① START (Preparation)

④ Statistics Analysis

③ Network Evaluation

② Optimization Targets Decision

⑤ Optimization Execution

⑥ Optimization Evaluation

⑦ Performance Objectives ?

⑧ END

YES

NO



3.4 . Tiến hành 3.4.1. Lên kế hoạch

Chọn đối tượng phân tích: + Chọn loại dịch vụ và quyết định phân tích:

- Đánh giá chất lượng chung của dịch vụ: thoại, dữ liệu và các dịch vụ cộng thêm.

- Kiểm tra các điều kiện: Ec/Io, công suất Rx/Tx, … - Kiểm tra hoạt động hệ thống - Thử truy xuất mạng: dung lượng mạng, độ bao phủ dịch vụ..

+ Thiết lập kế hoạch và phương pháp: - Lịch trình: ngày, tháng, quý, năm - Dịch vụ: thoại, dữ liệu và các dịch vụ cộng thêm - Chuyển đến cho người quản lý

3.4.2 Thực thi dữ liệu Quy trình:

- Chọn lộ trình - Thiết lập các công cụ kiểm tra - Đo và thu thập dữ liệu

3.4.3 Phân tích Quy trình:

- Kiểm tra log file, import file bằng công cụ phân tích - Mở các import file và kết hợp chúng lại thành một nếu cần - Giám sát thông tin cuộc gọi, tin nhắn, thông số DM…

Phân tích: - Phân tích chất lượng của dịch vụ thoại và dữ liệu - Phân tích quá trình thực thi của hệ thống và mức độ bao phủ.

Chất lượng dịch vụ mạng: - Tỉ lệ kết nối thành công: là tỉ lệ các cuộc gọi được thiết lập đường kết nối

thành công trong khoảng thời gian setup. (Số cuộc gọi kết nối thành công/Tổng số cuộc gọi thử)x100

- Tỉ lệ rớt cuộc gọi: là tỉ lệ các cuộc gọi bị rớt bởi người gọi hoặc người được gọi hoặc cả hai trong suốt thời gian gọi. (Số cuộc gọi rớt/Số cuộc gọi thành công)x100

- Tỉ lệ cuộc gọi thành công: là tỉ lệ các cuộc gọi kết nối và kết thúc thành công. (Số cuộc gọi thành công/Tổng số cuộc gọi thử)x100

- Chất lượng thoại: là tỉ lệ số cuộc gọi không có nhiễu trong suốt thời gian đàm thoại. MOSC ≥ 3

- Tỉ lệ truy xuất thành công: là tỉ lệ các cuộc gọi gọi truy xuất thành công đến PDSN trong khoảng thời gian setu

(Số cuộc gọi truy xuất thành công/Tổng số cuộc gọi thử)x100 - Tỉ lệ truyền thành công: là tỉ lệ các cuộc gọi download hoặc upload thành

công tập tin test trên server FTP trong khoảng thời gian cho phép. (Số cuộc gọi truyền thành công/Số cuộc gọi truy xuất thành công)x100



Hình 3.4 Qui trình phân tích dữ liệu

- Thông lượng trung bình: Trung bình các tốc độ được tính toán khi download một file test từ FTP server

(Số bit của file load/ tổng thời gian load) [Kbps] - Tỉ lệ treo: tỉ lệ các cuộc gọi bị treo

(Số cuộc gọi treo/tổng số cuộc gọi truy xuất)x100 - Dịch vụ cộng thêm (SMS): tỉ lệ thành công

3.4.4 Tối ưu mạng lõi

Mục đích: - Tăng tính ổn định của hệ thống - Tối ưu dung lượng hệ thống - Cân bằng tải (chuyển nhượng tài nguyên) - Quản lý cấu hình, chọn đường đi tối ưu

Nhiệm vụ chính:

Network Access Indicators

Connection Success Rate

Call Drop Rate

Call Setup Success Rate

Voice Quality

Access Success Rate

Transmission Success Rate

Average Throughput

Voice Service Wireless Data Service

Pending Rate

Additional Service (SMS) Q_Factor

Tx, Rx Adjust; Ec/Io



Hình 3.5 Tối ưu mạng lõi

Define collecting data type

Analyzing the system information

Collecting system data

Optimizing, Adjusting System configuration

Optimal configuration

Load balancing

Transfer operational Know-how

Case study and conclusion

Stability of System System Performance System configuration

Parameters and SW management

Core Network Evaluation: system stability, performance and efficiency evaluation



Bảng 3.2 Tối ưu mạng lõi

1% 10 Resource Congestion

System quality

1.7% 5 Origination C/D rate(%) - Voice only

96%( min : 95.8%) 5 Origination success rate(%) - Voice only

System quality Busy Hour ( HN, DN : 20~21H HCMC : 19~20H)

Improvement of Performance

CPUs Load 15% difference Below Reference level 60%

meet 15% difference below within 2 weeks

15 BSC(BMP/CCP), ASP (except for ASP0)

Load Balance CPUs Load 15% difference below

Maximization of Operation Efficiency

’07 Target Score Items

15 min/mon/sys 5 VAS

5 min/mon/sys 5 Out of service Time (minute)

Core Fault Mgmt

Stable System Operation

’07 Target Score Items

Kết luận


KẾT LUẬN 1. Những điều đã thực hiện được của đề tài

Trong khả năng có thể của bản thân đề tài đã đưa ra được qui trình, thủ tục tối ưu, một số tham số cần tối ưu và giá trị nào thích hợp nhất cho hệ thống.

2. Những điều chưa thực hiện được của đề tài Do không có điều kiện tìm hiểu thực tế, một số chỗ vẫn còn hiểu chưa rõ nên

không thể hiện được chính xác ý nghĩa của nó và nhiều chỗ bản thân cũng chưa dám mạnh dạn thể hiện đựơc. 3. Hướng mở của đề tài

Đề tài này là một vấn đề rất cần thiết trong sự phát triển hệ thống thông tin di động CDMA. Mọi vấn đề liên quan đến thiết kế và tối ưu này luôn được các nhà khai thác quan tâm thực hiện thường xuyên trong xây dựng hệ thống mới hay duy trì hệ thống cũ. Để đề tài hoàn thiện cần bổ sung một số vấn đề mà hiện tại bản thân chưa thực hiện được.

Phụ lục A


PHỤ LỤC A Bảng dung lượng Erlang B dưới đây được thể hiện như một hàm của số kênh

(trung kế) và xác xuất nghẽn. Ví dụ: 25 kênh có thể hỗ trợ 16,1Erlang tại 1% nghẽn và 20Erlang tại 5% nghẽn. Cách khác, khi nhìn lại cũng 20Erlang thì có 25 kênh có thể phục vụ yêu cầu đó, nhưng cần 30 kênh để phục vụ 1% nghẽn đối với cùng một nhóm user.

Bảng dung lượng Erlang-B Dung lượng Erlang B

Số kênh P(B) 5 0.01 P(B) 5 0.02 P(B) 5 0.05 P(B) 5 0.10 1 0.01 0.02 0.05 0.11 2 0.15 0.22 0.38 0.60 3 0.46 0.60 0.90 1.27 4 0.87 1.09 1.52 2.05 5 1.36 1.66 2.22 2.88 6 1.91 2.28 2.96 3.76 8 3.13 3.63 4.54 5.60

10 4.46 5.08 6.22 7.51 12 5.88 6.61 7.95 9.47 14 7.35 8.20 9.73 11.47 16 8.87 9.83 11.54 13.50 18 10.44 11.49 13.39 15.55 20 12.03 13.18 15.25 17.61 25 16.12 17.50 19.99 22.83 30 20.34 21.93 24.80 28.11 35 24.64 26.43 29.68 33.43 40 29.01 31.00 34.60 38.79 45 33.43 35.61 39.55 44.17 50 37.90 40.26 44.53 49.56 60 46.95 49.64 54.57 60.40 70 56.11 59.13 64.67 71.29 80 65.36 68.69 74.82 82.20 90 74.68 78.31 85.01 93.15

100 84.06 87.97 95.24 104.11

Tài liệu tham khảo


TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Positioning the new Nortel+ Bay Networks. Eladio Licerio (2007) [2] Technical Introduction to CDMA. Scott Baxter (2004) [3] Bài giảng: Thông tin di động số. Hồ Văn Cừu, Phạm Thanh Đàm (2002). Học

Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông. [4] CDMA Performance Optimization. Scott Baxter (2004) [5] Thông tin di động thế hệ 3- TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, PGS.TS Nguyễn Bình

(2001). Nhà xuất bản Bưu Điện [6] Thông tin di động, Phạm Huyên, 2007, Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí

minh [7] CDMA RF System Engineering. Samuel C.Yang (1998). Artech House [8] IMT-2000 Network Architecture. Toshio Shimoe, Takamichi Sano (2002) [9] CDMA Concept & IS-2000 Protocol. Chang Hwan Lee (2006). LG [10] 2007 phát triển mạng CDMA 3G tại Việt Nam. Thế giới vi tính [11] Các đồ án môn học và đồ án tốt nghiệp của học viên Cao học Học viện Công

nghệ Bưu Chính viễn thông và Học viện Kỹ thuật Quân sự.

Documents

Toi uu hoa_mang_ttdd