Nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin di động 4g của mobifone việt nam

Do đó việc nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng 4G trong quá trình triển khai là cần thiết, vì vậy em xin được chọn đề tài của mình là "Nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyế

- BÙI THỊ THU MINH CHI

NGHIÊN CỨU VÀ THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN

TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G CỦA MOBIFONE VIỆT

NAM

Chuyên ngành : Kỹ thuật viễn thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

PGS.TS NGUYỄN THÚY ANH

Hà Nội 05 – 2018

Do thời gian tìm hiểu có hạn nên bài luận văn khó tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được ý kiến từ quý Thầy Cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đề tài: Nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin

di động 4G của Mobifone Việt Nam

Tác giả: Bùi Thị Thu Minh Chi – CA160387 Khóa: 2016A-KTVT

Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thúy Anh

Từ khóa: eNodeB, Cell ID, TA/TAL, CSFB, Thông lượng cell

Nội dung tóm tắt:

a, Lý do chọn đề tài

Trong hệ thống thông tin di động hiện nay của Việt Nam nói chung và của Mobifone nói riêng đã và đang triển khai phủ sóng mạng 4G - LTE, việc phát triển từ công nghệ 2G -3G rồi lên 4G đòi hỏi chất lượng dịch vụ cũng như khối lượng quản lý

dữ liệu cũng tăng lên Do đó việc nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng 4G trong quá trình triển khai là cần thiết, vì vậy em xin được chọn đề tài của mình là "Nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin di động 4G của Mobifone Việt Nam"

b, Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Luận văn giới thiệu kiến trúc của mạng 4G, chức năng của các thành phần trong mạng 4G, qua đó nêu ra được ưu điểm so với các công nghệ mạng đã triển khai trước

đó Trên cơ sở đó đi sâu vào nghiên cứu mạng vô tuyến E-UTRAN, định cỡ quy hoạch eNB ID/ Cell ID để tính toán nên dung lượng cell, đảm bảo băng thông trong quá trình truyền dữ liệu Định cỡ và quy hoạch TA/TAL để đảm bảo quá trình tìm gọi (paging)

không bị gián đoạn, chậm trễ, tính toán được dung lượng tìm gọi Dựa vào việc quy hoạch TA/TAL giúp quản lý các trạm vô tuyến cũng như ước lượng truy cập trên mỗi thuê bao Dựa vào cơ sở lý thuyết đề tài thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến cụ thể là tính toán quy hoạch cho các trạm 10MHz, 15MHz, 20MHz, cụ thể là tính toán các thông lượng cell Ngoài ra còn tính toán băng thông trong quá trình thực hiện CSFB

c, Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả:

 Tóm tắt nội dung: Đề tài gồm 3 chương, cụ thể như sau:

 Chương 1: Tổng quan chung, giới hạn và mục đích của đề tài

Chương 1 đã giới thiệu kiến trúc mạng 4G, chức năng các thành phần trong mạng 4G như mạng truy nhập E-UTRAN, mạng lõi EPC bao gồm chức năng của MME, SGW, PGW, HSS, PCRF, qua đó nêu ra được ưu điểm so với các công nghệ mạng đã triển khai trước đó Ngoài ra chương còn nêu ra các kỹ thuật mới sử dụng trong công nghệ mạng LTE như OFDMA , MIMO cho đường xuống, SC-FDMA cho đường lên Dựa vào đó nêu nên giới hạn cũng như mục đích của đề tài là đi sâu và phần nghiên cứu mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN, cụ thể là dựa vào tính năng của eNB để đưa ra giải pháp quy hoạch cũng như định cơ eNB/cell ID, tính toán lên dung lượng cell Để giúp cho việc quản lý các trạm cũng như tính toán thông lượng các trạm thì việc định cỡ TA/TAL là cần thiết

 Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết để thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến

Với việc đưa ra lý thuyết triển khai định cỡ eNB ID/ Cell ID, định cỡ và quy hoạc TA/TAL, chương 2 đã đưa ra được cơ sở lý thuyết để thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến E-UTRAN Với việc định cỡ eNB/Cell ID sẽ đảm bảo thông

lượng cell sẽ được nêu ra ở chương 3, và việc thiết kế cell ID sẽ giúp cho việc quản lý các trạm vô tuyến được dễ dàng hơn Việc định cỡ và quy hoạch TA/ TAL sẽ giúp cho nhà mạng dễ dàng quản lý các trạm của mình cũng như giảm thiểu thời gian paging tìm UE khi UE ở trạng thái Idle, giúp cho quá trình truyền

dữ liệu không bị gián đoạn Ở chương 2 nêu nên định cỡ tài nguyên eNB/Cell, đưa ra một số nguyên tắc thiết kế eNB/Cell ID Giới thiệu về TA/TAL và thiết thế vùng theo dõi (paging) Ngoài ra còn đưa ra những cân nhắc trong việc thiết

kế TA với RBs, và ảnh hưởng của CSFB tới việc thiết kế TA

 Chương 3: Thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến 4G

Chương 3 đã nêu lên giải pháp tối ưu hóa trong mạng vô tuyến cụ thể là tính toán thông lượng cell, tổng thông lượng cell, quá tình ước lượng dung lượng cell và định cỡ băng gốc cho các trạm 10MHz/ 15MHz/20MHz trong trung tâm mạng lưới miền Bắc, định cỡ băng thông truyền dẫn phục vụ eNB Bên cạnh đó còn nêu ra lựa chọn chiến thuật CSFB dựa vào các khuyến nghị của Huawei đưa ra tính toán băng thông trên các giao diện S1, X2 và kích thước MTU

 Đóng góp của tác giả

Em đã nêu ra được những vấn đề cần tối ưu trong mạng vô tuyến khi triển khai mạng 4G và khi tối ưu mạng 4G vào hoạt động cùng các công nghệ mạng khác Em đã tập trung trình bày vào phần định cỡ và tính toán vô tuyến để đảm bảo chất lượng dịch vụ khi người dùng truy cập vào mạng 4G Bên cạnh đó tìm hiểu thêm những khuyến nghị của nhà mạng để có những giải pháp chuyển giao giữa các công nghệ mạng khác nhau

d, Phương pháp nghiên cứu

 Định cỡ tài nguyên eNB/Cell ID

 Định cỡ và quy hoạch TA/TAL

 Tính toán thông lượng cell, định cỡ băng thông truyền dẫn eNB

 Lựa chọn chiến thuật CSFB

e, Kết luận

Với việc nghiên cứu và triển khai phần vô tuyến về cơ bản đề tài đã nhìn nhận được những giải pháp để thực hiện tối ưu hóa phần vô tuyến E-UTRAN Đưa ra được quy trình thiết thế các eNB, các Cell ID, các tham số trong mạng Dựa vào cơ sở lý thuyết để phân tích quy hoạch trạm 10MHz/ 15MHz/20MHz cũng như tính toán dung lượng cho các trạm Ngoài ra còn đưa ra được chiến thuật CSFB và các giải pháp nâng cao

Với thời gian có hạn đề tài chưa mở rộng triển khai thêm như việc quy hoạch PCI cho từng trạm, hoặc nghiên cứu và thực hiện chuyển giao giữa các eNB, giữa các cell Có rất nhiều giải pháp để nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa trong mạng vô tuyến, do đó cần thêm thời gian tìm hiểu và đo đạc trong thực tế, như vậy đề tài sẽ đạt được hiệu quả tốt hơn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong bài luận văn này là chung thực, chưa sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn tốt nghiệp thạc sỹ đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn bảo vệ được ghi rõ nguồn gốc và được phép công bố

Hà Nội, ngày 21/5/2018

Học viên

Bùi Thị Thu Minh Chi

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN 1

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ 2

LỜI CAM ĐOAN 6

MỤC LỤC 7

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 11

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 12

LỜI MỞ ĐẦU 13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG, GIỚI HẠN VÀ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 14 1.1 Tính năng và thông số kỹ thuật mạng 4G 14

1.1.1 Tính năng mạng 4G 14

1.1.2 Kiến trúc mạng 4G 15

1.1.3 Một số công nghệ quan trọng của 4G 19

1.2 Giới hạn và mục đích của đề tài 20

1.3 Kết luận chương 1 20

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ĐỂ THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN 22

2.1 Quy hoạch eNodeB ID/ Cell ID 22

2.1.1 Định cỡ tài nguyên eNodeB ID 22

2.1.2 Định cỡ tài nguyên Cell ID 23

2.1.3 Nguyên tắc thiết kế tại MLMB 27

2.2 ĐỊNH CỠ VÀ QUY HOẠCH TAC/TAL 31

2.2.1 Khu vực theo dõi (Tracking Area: TA) 31

2.2.2 Danh sách các khu vực theo dõi (Tracking Area Lists) 31

2.2.3 Định cỡ của TA 48

2.3 Kết luận chương 2 57

CHƯƠNG 3: THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA MẠNG 4G 59

3.1 Quy hoạch trạm 10MHz/15MHz/20MHz/ tại MLMB 59

3.1.1 Tính thông lượng cell 59

3.1.2 Định cỡ băng gốc 72

3.2 Lựa chọn chiến thuật CSFB và các giải pháp nâng cao 75

3.2.1 Chiến thuật thực hiện CSFB trong 3GPP 77

3.3 Định cỡ băng thông truyền dẫn phục vụ eNodeB 80

3.3.2 Kích thước MTU 82

3.4 Kết luận chương 3 82

KẾT LUẬN 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

4G Four Generation Cellular Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ

eNodeB Enhance NodeB Trạm gốc thu phát

KPI Key Performance Indicators Chìa khóa điều chỉnh hiệu năng

UE User Equipment Thiết bị người dùng

PAPR Peak To Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên trung bình

HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao

UTRAN UTMS Terrestrial Radio Access

Networks Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất

RAT Radio Access Technology Công nghệ truy cập vô tuyến

WCDMA Wideband Code Division Multiple

Access

Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng

GSM Global System for Mobile

Communications Mạng di động toàn cầu

ETSI European Telecommunication

Standards Institute Trụ sở chuẩn viễn thông Châu Âu

FDMA Frequency division multiple access Đa truy cập phân chia theo tần số

TDMA Time division multiple access Đa truy cập phân chia theo thời gian

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

UMTS Universal Mobile Telephony

System

Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng

FDD Frequency division duplex Ghép kênh phân chia tần số

TDD Time division duplex Ghép kênh phân chia thời gian

SGSN Serving GPRS Support Node Điểm hỗ trợ dịch vụ GPRS

BSC Base Station Controller Điều khiển trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm gốc thu phát

RNS Radio Network Subsystems Hệ thống mạng lưới vô tuyến thu nhỏ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động [1] 14

Hình 1.2 So sánh cấu trúc UMTS và LTE [2] 16

Hình 1.3 Kiến trúc mạng 4G LTE/SAE[3] 17

Hình 2.1 Cấu trúc khung LTE[4] 24

Hình 2.2 Sử dụng mã xáo trộn thông tin [4] 25

Hình 2.3 Khái niệm về TAL[5] 32

Hình 2.4 Quá trình tìm gọi.[5] 35

Hình 2.5 Ảnh hưởng của các thiết lập nB đến số khung tìm gọi và Tìm gọi Occasion[5] 37

Hình 2.6 Dung lượng tìm gọi cho mỗi PO so với xác suất blocking[5] 42

Hình 2.7 Dung lượng tìm gọi với tải PDCCH có thể chịu được [5] 46

Hình 2.8 Tổng quan quy trình đinh cỡ TA[5] 49

Hình 2.9 Danh sách các TA được thiết kế qua các cửa sổ trượt[5] 53

Hình 3.1 Hiệu suất quang phổ đường xuống DL 10MHz 1x2SIMO, 40W, lập lịch cảm nhận kênh, BLER 10%, 10 UE trên mỗi cell, toàn bộ bộ đệm, TU3.[4] 61

Hình 3.2 Hiệu suất quang phổ đương lên UL 10MHz 1x2SIMO, công suất tối đa UE 23dBm, lập lịch cảm nhận kênh, BLER 10%, 10 UE trên mỗi cell, toàn bộ bộ đệm, TU3, suy hao 20dB khi từ ngoài vào trong nhà[4] 61

Hình 3.3 Khái niệm chính về phương pháp nhân rộng dung lượng[4] 64

Hình 3.4 Định nghĩa Active User[4] 73

Hình 3.5 Mô hình thiết lập cuộc gọi[6] 75

Hình 3.6 Chiến thuật thực hiện CSFB trong 3G và 4G[6] 78

Hình 3.7 Tiến trình CSFB MO[6] 78

Hình 3.8 Tiến trình CSFB MT[6] 79

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Nguyên tắc đặt tên cell[4] 29

Bảng 2.2 Nguyên tắc thiết kế cell ID[4] 29

Bảng 2.3 Khuyến nghị cài đặt giá trị cho maxNoOfTìm gọiRecords[5] 36

Bảng 2.4 Số ký hiệu có sẵn cho PDCCH[5] 40

Bảng 2.5 Số lượng các khối lập biểu thị cho mỗi khung vô tuyến [5] 41

Bảng 2.6 Số lượng CCEs trên mỗi khung vô tuyến[5] 44

Bảng 2.7 Quy định khai báo TA 4G theo tỉnh[4] Error! Bookmark not defined. Bảng 3.1 Thông lượng cell ~ kịch bản Telus 5MHz[4] 59

Bảng 3.2 Tham chiếu hiệu suất phổ DL[4] 64

Bảng 3.3 Tham chiếu thông lượng cell đường xuống DL tại 10MHz[4] 65

Bảng 3.4 Tham chiếu hiệu suất phổ UL[4] 65

Bảng 3.5 Tham chiếu thông lượng cell đường xuống UL tại 10MHz[4] 66

Bảng 3.6 Hệ số nhân rộng BW đường xuống[4] 66

Bảng 3.7 Hệ số nhân rộng BW đường lên[4] 66

Bảng 3.8 Độ lợi MIMO[4] 67

Bảng 3.9 Độ lợi lập lịch UL[4] 67

Bảng 3.10 Tham số ứng dụng Mix[4] 69

Bảng 3.11 Tham số cụ thể của ứng dụng được dùng khi tính toán lưu lượng BH cũng được cung cấp.[4] 70

Bảng 3.12 Ví dụ tính toán 71

Bảng 3.13 Tính toán BH volumes, 2 tham số được sử dụng 72

Bảng 3.14 Chiều dài phần tiêu đề ở các mức khác nhau[6] 81

Bảng 3.15 Đề xuất băng thông backhaul cho loại site[6] 82

LỜI MỞ ĐẦU

Trong hệ thống thông tin di động hiện nay của Việt Nam nói chung và của Mobifone nói riêng đã và đang triển khai phủ sóng mạng 4G - LTE, việc phát triển từ công nghệ 2G -3G rồi lên 4G đòi hỏi chất lượng dịch vụ cũng như khối lượng quản lý

dữ liệu cũng tăng lên Do đó việc nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng 4G trong quá trình triển khai là cần thiết, vì vậy em xin được chọn đề tài của mình là "Nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin di động 4G của Mobifone Việt Nam"

Đề tài gồm 3 chương cụ thể là:

Chương 1: Tổng quan chung, giới hạn và mục đích của đề tài

Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết để thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến

Chương 3: Thực hiện tối ưu hóa mạng vô tuyến 4G

Trong quá trình tìm hiểu và hoàn thành đề tài khó tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được ý kiến góp ý của quý Thầy Cô để em có thể hoàn thiện hơn bài luận văn của mình Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thúy Anh, các anh chị trong Trung tâm mạng lưới Miền Bắc đã giúp

đỡ em hoàn thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG, GIỚI HẠN VÀ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Tính năng và thông số kỹ thuật mạng 4G

Hình 1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động [1]

1.1.1 Tính năng mạng 4G

Tăng tốc độ truyền dữ liệu: trong điều kiện lý tưởng hệ thống hỗ trợ tốc

độ dữ liệu đường xuống đỉnh lên tới 326Mbit/s

Dải tần co giãn được: có khả năng mở rộng từ 1.4MHz, 3MHz, 5 MHz,

10 MHz, 15MHz và 20 MHz cả chiều lên và xuống Điều này dẫn đến sự linh hoạt sử dụng được hiệu quả băng thông Mức công suất cao hơn

Đảm bảo hiệu suất khi di chuyển: chức năng hỗ trợ từ 120 đến 350km/h

Giảm độ trễ trên mặt phẳng người sử dụng: giảm thời gian để một thiết bị chuyển từ trạng thái nghỉ sang nối kết với mạng và bắt đầu truyền thông tin trên một kênh truyền Thời gian này phải nhỏ hơn 100ms

Sẽ không còn chuyển mạch kênh: tất cả sẽ dựa trên IP Chúng cho phép cung cấp các dịch vụ linh hoạt hơn và đơn giản với các mạng di động

Độ phủ sóng từ 5-100km: trong vòng bán kính 5-100km LTE cung cấp tối ưu về lưu lượng người dùng

Kiến trúc mạng sẽ đơn giản hơn so với mạng 3G hiện thời Tuy nhiên mạng LTE vẫn có thể tích hợp một cách dễ dàng với mạng 3G và 2G hiện tại Điều này hết sức quan trọng cho nhà cung cấp mạng triển khai LTE vì không cần thay đổi toàn bộ cơ sở hạ tầng mạng đã có

Giảm chi phí: là độ phức tạp thấp, các thiết bị đầu cuối tiêu thụ ít năng lượng

Cùng tồn tại với các chuẩn và hệ thống trước: LTE phải cùng tồn tại và

có thể phối hợp hoạt động với các hệ thống 3GPP khác Người sử dụng LTE sẽ

có thể thực hiện các cuộc gọi từ thiết bị đầu cuối của mình và thậm chí khi họ không nằm trong vùng phủ sóng của LTE

Để đạt được mục tiêu này, sẽ có rất nhiều kỹ thuật mới được áp dụng, trong đó nổi bật là kỹ thuật vô tuyến OFDMA (đa truy nhập phân chia theo tần

số trực giao), kỹ thuật anten MIMO

1.1.2 Kiến trúc mạng 4G

Hình 1.2 So sánh cấu trúc UMTS và LTE [2]

LTE được thiết kế để hỗ trợ cho các dịch vụ chuyển mạch gói, đối lập với chuyển mạch kênh truyền thống Nó hướng đến cung cấp các kết nối IP giữa các UE và PDN mà không có bất kỳ sự ngắt quãng nào đối với những ứng dụng của người dùng trong suốt quá trình di chuyển Trong khi thuật ngữ LTE đề cập quanh sự tiến triển việc truy cập vô tuyến thông qua E-UTRAN, nó còn được kết hợp cùng các phương tiện phát triển “không vô tuyến” dùng thuật ngữ SAE bao gồm mạng lõi gói phát triển EPC LTE cùng với SAE tạo thành hệ thống gói phát triển EPS

Hình 1.2 cho thấy sự khác nhau về cấu trúc của UMTS và LTE Song song với truy nhập vô tuyến LTE, mạng gói lõi cũng đang phát triển lên cấu trúc tầng SAE Cấu trúc mới này được thiết kế để tối ưu hiệu suất mạng, cải thiện hiệu quả chi phí và thuận tiện thu hút phần lớn dịch vụ trên nền IP

Mạng truy nhập vô tuyến RAN (Radio Access Network): mạng truy nhập

vô tuyến của LTE được gọi là E-UTRAN và một trong những đặc điểm chính

của nó là tất cả các dịch vụ, bao gồm dịch vụ thời gian thực, sẽ được hỗ trợ qua những kênh gói được chia sẻ Phương pháp này sẽ tăng hiệu suất phổ, làm cho dung lượng hệ thống trở lên cao hơn Một kết quả quan trọng của việc sử dụng truy nhập gói cho tất cả dịch vụ là sự tích hợp cao hơn giữa những dịch vụ đa phương tiện và giữa những dịch vụ cố định và không dây

Có nhiều loại chức năng khác nhau trong mạng tế bào Dựa vào chúng, mạng có thể được chia thành hai phần: mạng truy nhập vô tuyến và mạng lõi Những chức năng như điều chế, nén, chuyển giao thuộc về mạng truy nhập Còn những chức năng khác như tính cước hoặc quản lý động là thành phần của mạng lõi Với LTE, mạng truy nhập là E-UTRAN và mạng lõi là EPC

 Cấu trúc cơ bản của LTE

Hình 1.3 Kiến trúc mạng 4G LTE/SAE[3]

Hình 1.3 cho thấy các thành phần chính của một mạng lõi và mạng truy nhập vô tuyến LTE So sánh với UMTS, mạng vô tuyến ít phức tạp hơn Mục đích chính của LTE là tối thiểu hóa số node Vì vậy, nguời ta đã quyết định rằng các RNC nên được gỡ bỏ, và chức năng của chúng đã được chuyển một phần sang các trạm cơ sở và một phần sang nút Gateway của mạng lõi Trạm gốc mới phức tạp hơn NodeB trong mạng truy nhập vô tuyến WCDMA/HSPA, và được gọi là eNodeB Các eNodeB có tất cả những chức năng cần thiết cho mạng truy nhập vô tuyến LTE, kể cả những chức năng liên quan đến quản lý tài nguyên vô tuyến

Giao diện vô tuyến sử dụng trong E-UTRAN gồm giao diện S1 và giao diện X2 Trong đó S1 là giao diện vô tuyến kết nối giữa eNodeB và mạng lõi Giao diện S1 chia làm hai loại là S1-U là giao diện giữa eNodeB và SAE-GW và S1-MME

là giao diện giữa eNodeB và MME Giao diện X2 là giao diện giữa các eNodeB với nhau

 Mạng lõi EPC:

Chịu trách nhiệm điều khiển tổng thể UE và thiết lập các kênh mạng Cùng một mục đích như E-UTRAN, số node trong EPC đã được giảm EPC chia luồng dữ liệu người dùng thành mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển Một node cụ thể được định nghĩa cho mỗi mặt phẳng, cộng với Gateway chung kết nối mạng LTE với Internet và những hệ thống khác

EPC gồm một vài thực thể chức năng:

 MME: chịu trách nhiệm xử lý những chức năng mặt bằng điều khiển, liên quan đến quản lý thuê bao và quản lý phiên

 S-GW: là vị trí kết nối của giao tiếp dữ liệu gói với E-UTRAN Nó còn hoạt động như một node định tuyến đến những kỹ thuật 3GPP khác

 P-GW: là điểm đầu cuối cho những phiên hướng về mạng dữ liệu gói bên ngoài

Nó cũng là Router đến mạng Internet

 PCRF: điều khiển việc tạo ra bảng giá cấu hình hệ thống con đa phương tiện IP IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho mỗi người dùng

 HSS: là nơi lưu trữ dữ liệu của thuê bao cho tất cả dữ liệu người dùng Nó là cơ

sở dữ liệu chủ tâm trong trung tâm của nhà khai thác

 Mạng truy nhập E-UTRAN

Mạng truy nhập của LTE, E-UTRAN, chỉ có các eNodeB Không có bộ điều khiển chung trong E-UTRAN cho lưu lượng thông thường (không phải quảng bá) của người sử dụng, vì thế kiến trúc E-UTRAN được coi là “phẳng”

E-UTRAN chịu trách nhiệm cho tất cả các chức năng liên quan đến vô tuyến dưới đây:

 Nén tiêu đề: các tiêu đề của gói IP chiếm băng thông khá lớn nhất là đối với VoIP, vì thế nén tiêu đề cho phép sử dụng hiệu suất giao diện vô tuyến

 An ninh: tất cả các số liệu được phát trên giao diện vô tuyến đều phải được mật

mã hóa

 Kết nối đến EPC: bao gồm báo hiệu đến MME và đường truyền kênh mang đến S-GW

1.1.3 Một số công nghệ quan trọng của 4G

LTE sử dụng hai kênh radio khác nhau cho chuyển tín hiệu theo đường dẫn lên và xuống, giữa tháp thu phát sóng với thiết bị và ngược lại Đối với đường dẫn xuống, LTE sử dụng kỹ thuật OFDMA (Truy cập đa phân chia theo tần số trực giao – Orthogonal Frequency Division Mutiple Access), trong đó đòi hỏi công nghệ MIMO MIMO là viết tắt của Multiple Input, Multiple Output,

công nghệ truyền thông cho phép các thiết bị phát và nhận sử dụng hai hay nhiều ăng ten để giảm đáng kể độ trễ và tăng tốc độ trong một kênh nhất định Chuẩn LTE có thể chứa một tổ hợp 4x4 MIMO (số đầu tiên là số ăng ten phát tín hiệu, số thứ hai là số ăng ten nhận tín hiệu)

Đối với đường dẫn lên, LTE sử dụng tín hiệu theo kỹ thuật SC-FDMA (Truy cập đa phân chia theo tần số mạng đơn – Single Carrier Frequency Division Multiple Access) Nguyên nhân SC-FDMA tốt hơn cho đường dẫn lên

là do kỹ thuật này có tỷ lệ công suất đỉnh trên trung bình tốt hơn OFDMA

1.2 Giới hạn và mục đích của đề tài

Với kiến trúc của mạng 4G đã nêu trên, đề tài sẽ đi sâu vào phần truy nhập vô tuyến E –UTRAN Dựa vào tính năng của eNB đưa ra lý thuyết quy hoạch eNB ID/Cell ID, định cỡ và quy hoạch TAC/TAL đảm bảo hiệu quả cho quá trình paging khi UE ở trạng thái Idle sang trạng thái active không vượt có 100ms

1.3 Kết luận chương 1

Chương 1 đã giới thiệu kiến trúc mạng 4G, chức năng các thành phần trong mạng 4G như mạng truy nhập E-UTRAN, mạng lõi EPC bao gồm chức năng của MME, SGW, PGW, HSS, PCRF, qua đó nêu ra được ưu điểm so với các công nghệ mạng đã triển khai trước đó Ngoài ra chương còn nêu ra các kỹ thuật mới sử dụng trong công nghệ mạng LTE như OFDMA , MIMO cho đường xuống, SC-FDMA cho đường lên Dựa vào đó nêu nên giới hạn cũng như mục đích của đề tài là đi sâu và phần nghiên cứu mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN, cụ thể là dựa vào tính năng của eNB để đưa ra giải pháp quy hoạch cũng như định cơ eNB/cell ID, tính toán lên dung lượng cell Để giúp cho việc

quản lý các trạm cũng như tính toán thông lượng các trạm thì việc định cỡ TA/TAL là cần thiết

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ĐỂ THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN

2.1 Quy hoạch eNodeB ID/ Cell ID

Các tham số cell cơ bản

ECGI=PLMN + Cell Identity

PLMN=MMC+MNC

Cell Identity = eNodeB ID + Cell ID

Với ECGI: định dạng toàn cầu cell U-TRAN, MCC: mã quốc gia thuê bao di động gồm 3 bít có gia trị từ 0 đến 999 (Việt Nam là 452), MNC: mã của nhà mạng di động gồm 2 hoặc 3 bít, có giá trị từ 0 đến 999 (Mobifone: 01)

Cell Identity: gồm 28 bít, 20 bít đầu cho biết eNodeB ID và 8 bít sau cho biết cell ID

ENodeB ID: có giá trị trong khoảng từ 0 đến 1048575 eNodeB ID là giá trị duy nhất cho mỗi eNodeB trong cùng một PLMN

Cell ID: là giá trị duy nhất cho mỗi cell trong cùng một eNodeB ID Giá trị dao động từ 0 đến 255

2.1.1 Định cỡ tài nguyên eNodeB ID

 Mạng kích thước chuẩn

eNodeB ID giống như ABCDEF trong một mạng có kích thước chuẩn Hai

số đầu tiên (AB) cho biết thành phố đặt trạm eNodeB Số cuối cùng (F) cho biết

đó là trạm ngoài trời hay trong nhà Nếu số cuối có giá trị bằng 0 là trạm trong nhà, nếu không thì là trạm ngoài trời

 Mạng có kích thước lớn

Trong hầu hết các trường hợp, eNodeB ID giống như ABCDEF Hai số đầu tiên (AB) cho biết thành phố nơi đặt trạm eNodeB Các giá trị Ab khác nhau cho biết các thành phố khác nhau Sự kết hợp AB có thể chỉ ra ở 90 thành phố lớn nhất, mỗi nhóm có thể chưa tối đa 9999 eNodeB Đôi khi mạng lưới có thể bao gồm hơn 90 thành phố Trong trường hợp này, sử dụng mọi kết hợp AB để chỉ

ra hai hoặc nhiều hơn hai thành phố Mỗi thành phố có thể có tối đa 5000 eNodeB Con số cuối cùng (F) cho biết đó là eNodeB trong nhà hay ngoài trời Nếu F có giá trị bằng 0 là eNodeB trong nhà, nếu không là trạm ngoài trời Trong một số trường hợp đặc biệt, nếu F có giá trị bằng 9 nó là một eNodeB từ

ra

 Mạng chia sẻ

Nếu là một mạng chia sẻ, ví dụ như TDD-FDD sẽ sử dụng eNodeB ID có

6 chữ số (ABCDEF).Giá trị đầu tiên (A) cho biết giản đồ mạng Nếu A là 1 viết tắt cho mạng TDD và A là 5 viết tắt cho mạng FDD Giá trị thứ 2 (B) cho biết thành phố nơi đặt trạm eNodeB Giá trị thứ 3(C) cho biết khu vực quản lý nơi đặt eNodeB Giá trị cuối cùng (F) cho biết eNodeB đặt trong nhà hay ngoài trời

và nó tương tự với mạng có kích thước chuẩn

2.1.2 Định cỡ tài nguyên Cell ID

Mục đích của việc thiết kế cell là thiết lập mạng vô tuyến phù hợp về phạm

vi phục vụ, QoS, chi phí, tần suất sử dụng, triển khai thiết bị và hiệu năng Để thiết kế cho một mạng vô tuyến di động, người thiết kế phải xác định các đặc điểm kỹ thuật, nghiên cứu khu vực đang xem xét và tạo một cơ sở dữ liệu với thông tin địa lý, phân tích số dân trong khu vực dịch vụ, tạo các mô hình chưa tham số (loại cell, ID, địa điểm, …) và thực hiện mô phỏng và phân tích bằng cách sử dụng kịch bản truyền thông và các công cụ Sau đó mô phỏng và kết quả vùng phủ được phân tích, theo dõi bằng cách triển khai và thực hiện đo đạc

Các kết quả của các phép đo tại hiện trường được so sánh với kết quả mô phỏng bằng mô hình và được điều chỉnh để tối ưu hóa chất lượng Trong các tham số

nói trên, ta sẽ xem xét phân tích và định cỡ tham số Cell ID

 Cấu trúc khung LTE

Với khung 10ms

10 khung con (1ms) trên một khung, 2 vị trí (0.5ms) trên một khung con và 7 ký hiệu OFDM trên một vị trí

Hình 2.1 Cấu trúc khung LTE[4]

Sử dụng để xáo trộn thông tin từ cell

Hình 2.2 Sử dụng mã xáo trộn thông tin [4]

Đối với các cell trong LTE, anten của eNB cao 45m trong vùng nông thôn và 30m trong khu vực đô thị Thường eNodeB (hoặc trạm) trong triển khai macro cell được đặt trong lưới hexagonal với một khoảng cách bằng 3xR với R=500m

là bán kính cell Mỗi eNB có 3 sector vơi một anten được đặt trong mỗi sector Trong bố trí cell đa hoạt động, việc bố trí cell cho một mạng cần được áp dụng, với các trạm trong mạng thứ hai được đặt trong rìa cell mạng thứ nhất

Trong hệ thống LTE, tần số sóng mang giống nhau được sử dụng và do đó hệ thống dựa vào mã xáo trộn và mã nhiễu giả (PN) phân chia giữa người dùng và trạm tốt nhất để thiết lập đồng bộ giữa UE và eNB Một cell ID và mã xóa trộn được dùng cho mỗi trạm Có 504 cell ID duy nhất có thể sử dụng trong lớp vật

lý LTE Các ID này được nhóm thành 3 nhóm 168, mỗi nhóm bao gồm ba nhận dạng Cell ID được tìm từ:

𝑁𝑐𝑒𝑙𝑙 = 3𝑁𝐺 + 𝑁𝐼𝐷 (2.1)

Với 𝑁𝐺 ∊ [0, 167]] là ID nhóm cell lớp vật lý và 𝑁𝐼𝐷 ∊ [0, 2] là số nhận dạng trong nhóm 𝑁𝐼𝐷 cũng được sử dụng để chọn một trong số 64 mã xáo trộn Zandoff-Chu dùng cho kênh đồng bộ chính và thứ cấp Trình tự một Zandoff-

Chu là một trình tự trực giao phức tạp đã sử dụng để cung cấp chữ ký cho các tín hiệu vô tuyến Mã trực giao được dùng phân chia giữa tín hiệu truyền dẫn vô tuyến và phân chia giữa các eBN xung quanh Trong UMTS, mã Walsh được dùng cho mục đích này Trong LTE, trình tự Zandoff-Chu được sử dụng Những điều này làm tăng biên độ tín hiệu vô tuyến sau quá trình xáo trộn Một trình tự chỉ số Zandoff-Chu được tính như sau:

𝑑𝑛(𝑛) = 𝑒−𝑗

𝜋𝑢𝑛(𝑛+1) 𝑁𝑍𝐶 (2.2)

Với 𝑁𝑍𝐶 = 63 trong LTE, và 0 ≤ n ≤ 𝑁𝑍𝐶, chỉ số nguồn u liên quan đến N_ID Trong UE, trình tự CG với sự thay đổi khác nhau sử dụng dựa trên xác thực thuê bao và loại kênh truyền vật lý

Với thiết kế cell ID và mã xáo trộn, một vài chiến lược dựa trên giá trị khoảng cách sử dụng lại tối thiểu, các ràng buộc miền, mức Ec/I0 nhỏ nhất, số lượng mã cho mỗi cluster Một vài thuật toán thiết kế mã xáo trộn tự động bên trong gói tin thiết kế RF có thể được sử dụng tốt Thực tế có rất nhiều cell ID có thể được

sử dụng cho một tập hợp các chuỗi lớn và do đó khu vực rộng lớn giữa trình tự tương tự được tái sử dụng

Phương pháp dựa trên tái sử dụng cluster: đây là phương pháp gán mã theo một khuôn mẫu tái sử dụng bộ mã được xác định trước (ví dụ 13 cell cluster) Sau đó dựa trên suy hao lan truyền và mức độ xử lý đạt được của lịch trình vô tuyến, khoảng cách tái sử dung tối thiểu sẽ được tìm thấy

Kỹ thuật tối ưu hóa đồ thị: trong phương pháp này, thuật toán heuristic được sử dụng để gán cell ID và mã xáo trộn giảm thiểu số lượng bộ sẽ được sử dụng dựa trên tiêu chuẩn tối ưu hóa Thuật toán đầu tiên sẽ tìm khoảng cách liên cell và sau đó bắt đầu gán mã tự động dựa trên tiêu chuẩn tối ưu và vùng phủ của nó

Phân bổ trên cell/ trên site: Trong chiến lược trên cell, nhóm mã được phân bổ trong số các cell càng nhiều càng tốt, do đó tăng khoảng cách sử dụng ngắn lại Việc phân bổ trên site theo nhóm có mã khác nhau ở địa điểm lân cận và từ nhóm này, một mã trên một trạm được gán

2.1.3 Nguyên tắc thiết kế tại MLMB

Mien Bac 1 Ha Noi 10XXXX

Mien Bac 4 Dien Bien 19 XXXX

Mien Bac 4 Ha Nam 20 XXXX

Mien Bac 4 Hoa Binh 21 XXXX

Mien Bac 4 Lai Chau 22 XXXX

Mien Bac 4 Lao Cai 23 XXXX

Mien Bac 4 Nam Dinh 24 XXXX

TTML CTYDVKD PROVINCE ENodeB ID

Mien Bac 4 Ninh Binh 25 XXXX

Mien Bac 4 Phu Tho 26 XXXX

Mien Bac 4 Son La 27 XXXX

Mien Bac 4 Vinh Phuc 28 XXXX

Mien Bac 4 Yen Bai 29 XXXX

Mien Bac 5 Bac Can 30 XXXX

Mien Bac 5 Bac Giang 31 XXXX

Mien Bac 5 Bac Ninh 32 XXXX

Mien Bac 5 Cao Bang 33 XXXX

Mien Bac 5 Ha Giang 34 XXXX

Mien Bac 5 Hai Duong 35 XXXX

Mien Bac 5 Hai Phong 36 XXXX

Mien Bac 5 Hung Yen 37 XXXX

Mien Bac 5 Lang Son 38 XXXX

Mien Bac 5 Quang Ninh 39 XXXX

Mien Bac 5 Thai Binh 40 XXXX

Mien Bac 5 Thai Nguyen 41 XXXX

Mien Bac 5 Tuyen Quang 42 XXXX

TTML CTYDVKD PROVINCE ENodeB ID

Mien Bac 6 Ha Tinh 43 XXXX

Mien Bac 6 Nghe An 44 XXXX

Mien Bac 6 Quang Binh 45 XXXX

Mien Bac 6 Thanh Hoa XXX

 Nguyên tắc thiết kế tên Cell

Thông thường, tên cell được khuyến nghị dùng trong LTE như sau:

Bảng 2.1 Nguyên tắc đặt tên cell[4]

Cel Carrier 1

(1800MHz band)

A/B/C+’_LTE’ J/K/L+’_LTE’

S/T/U+’_LTE’ Cel Carrier 2

(2600MHz band)

D/E/F+’_LTE’ M/N/O+’_LTE’

 Thiết kế cell ID

Việc thiết kế cell ID cho biết ID của E-UTRAN cell Sự kết hợp của tham số này và eNodeB ID tạo ra sự nhận dạng cell E-UTRAN Nguyên tắc thiết kế

được chỉ trong bảng dưới đây

Bảng 2.2 Nguyên tắc thiết kế cell ID[4]

2.2 ĐỊNH CỠ VÀ QUY HOẠCH TAC/TAL

Với sự phổ biến của điện thoại thông minh, truyền thông di động đã nhanh chóng phát triển LTE Trong các hệ thống di động dựa trên LTE, hiệu suất tìm gọi là một trong những yếu tố quan trọng cần được xem xét Quá trình tìm gọi được bắt đầu để định vị một người dùng di động trong mạng, khi một yêu cầu cuộc gọi được chuyển đến người dùng, vùng tìm gọi được xác định bởi một mã theo dõi TAC

Trong phần này, ta sẽ xét việc định cỡ TAC và TAL trong mạng

2.2.1 Khu vực theo dõi (Tracking Area: TA)

Diện tích giám sát tương ứng với khu vực định tuyến (RA) được sử dụng trong truy nhập đa phân chia mã băng rộng (WCDMA) và mạng truy cập vô tuyến GMS/EDGE (GERAN) TA bao gồm các cụm GBS và các cell có cùng

mã vùng theo dõi (NTCA) TA cũng cung cấp một cách để theo dõi vị trí của

UE ở chế độ nhàn rỗi Thông tin của TA được sử dụng bởi MME khi phân tích

sự nhàn rỗi của UE để thông báo cho các kết nối dữ liệu đang đến

2.2.2 Danh sách các khu vực theo dõi (Tracking Area Lists)

Trong LTE, MME cung cấp cho UE một danh sách các khu vực theo dõi

để UE có thể đăng kí hợp lệ Khi một bản tin tìm gọi của các MME của một UE được gửi đến tất cả hoặc một tập con của RBS trong TAL Khái niệm TAL được thể hiện trong hình 2.3

MME gửi TAL đến UE trong khoảng thời gian của quá trình cập nhập

TA Quá trình cập nhập TA diễn ra định kỳ khi có một UE di chuyển vào một cell với một TAC không có trong TAL hiện tại TAL giúp nó tránh được việc

cập TA thường xuyên do hiệu ứng ping-pong trong toàn bộ vùng TA

Hình 2.3 Khái niệm về TAL[5]

Có hai lựa chọn cho việc tạo ra một TAL trong SGSN-MME của Ericsson

TAL dựa trên các TA ghé qua, với lựa chọn này SGSN-MME tạo ra một TAL dựa trên TA hiện tại và một số TA đã ghé qua trước đó Chỉ những TA ghé qua trong khoảng thời gian cuối MaxTaiAge sẽ được gép vào danh sách và số lượng tối đa của các TA trong danh sách là MaxTaiListLength

TAL bao gồm TA hiện tại, TA ghé thăm cuối cùng và một danh sách quản lý cụ thể lên đến 14 TA

 Định cỡ vùng theo dõi

Định cỡ TA là quá trình tìm kiếm một số thích hợp của các RBS bao gồm trong TAL Một số nhỏ của RBS trong TAL có thể được yêu cầu cập nhật TA thường xuyên Việc cập nhật thường xuyên làm tăng việc tiêu hao pin của UE

và có thể làm giảm tỷ lệ tìm gọi thành công hoặc làm trễ tìm gọi phản hồi, bởi vì

TA Bằng cách tăng số lượng RBS trong TAL, việc cập nhật TA thường xuyên

bị giảm Hạn chế của việc thêm nhiều RBS đến TAL là tải tìm gọi tăng lên Giới hạn trên của số lượng RBS trong TAL được quyết định bởi dung lượng tìm gọi

của SGSN-MME và RBS

 Thiết kế vùng theo dõi

Thiết kế TA là công cụng để cấu hình các TA và TAL do đó khu vực có tín hiệu

cập nhật TA vượt quá mức sẽ được tránh

 Paging (Tìm gọi)

Tìm gọi được sử dụng chủ yếu là để thông báo thiết bị người dùng ở trạng thái nhàn rỗi đến các kết nối dữ liệu Chương này cung cấp một bản tóm tắt về chức năng tìm gọi bằng việc nhấn mạnh vào các phần có liên quan đến định cỡ TA

Các khung tìm gọi và tìm gọi Occasions Tìm gọi của UE chỉ có thể trong một số khung vô tuyến và các khung con Các khung vô tuyến tìm gọi được gọi là khung tìm gọi (PF) và các khung con được gọi là tìm gọi Occasions xem ở hình 2.5

Tần số PFs và PO được xác định bởi tham số nB sẽ được mô tả trong phần sau Chu kì tìm gọi mặc định xác định chu kì tiếp nhận gián tiếp (DRX), nghĩa là một UE quan sát các PO thường xuyên Một chu kì DRX ngắn hơn làm giảm thời gian cho tìm gọi nhưng tăng tiêu thụ pin UE_ID là một số từ 0 đến

1023 được tính bằng biểu thức sau:

UE_ID = n_IMSImod 1024 (2.3)

Trong đó n_IMSI là 10 số cuối xác nhận thuê bao di động quốc tế (IMSI)

ID-UE được sử dụng để lấy hệ số khung của hệ thống (SFNs) trong đó có một

UE cụ thể theo dõi tìm gọi

 Quá trình tìm gọi

Các MME là nút lõi chịu trách nhiệm tìm gọi cho UE Khi MME nhận được thông báo dữ liệu đường xuống từ gateway đang phục vụ (SGW) thì MME gửi một tin nhắn tìm gọi S1-AP tơi tất cả các RBS trong TAL Với chức năng cấu hình và đáp ứng của MME, trước hết chỉ gửi được đến một RBS hoặc TA trước khi nó được gửi đến tất cả các RBS trong TAL Các tin nhắn tìm gọi S1-

AP được gửi đi thì có hoặc không có thông tin ưu tiên trên tìm gọi tùy thuộc vào việc MME có được xác định cấu hình để tìm gọi hay không Nếu được yêu cầu

xử lí ưu tiên ở RBS bạn nên kích hoạt tính năng ưu tiên Tìm gọi Khi tin nhắn tìm gọi S1-AP được gửi đến RBS thì nó được xếp hàng đợi cho đến khi PO hợp

lệ Bản tin sau đó được truyền qua giao diện vô tuyến bằng các tài nguyên trên kênh điều khiển vật lí đường xuống (PDCCH) và kênh chia sẻ vật lý đường xuống (PDSCH)

Thông tin điều khiển đường xuống (DCI) làm nhiệm vụ lập trình cho bản tin tìm gọi được truyền qua PDCCH Việc phân công lập kế hoạch là khá phổ biến đối với tất cả giám sát UE của một PO nhất định Hình 3.2 dưới đây mô tả

thủ tục tìm gọi:

Hình 2.4 Quá trình tìm gọi.[5]

Khi UE theo dõi PO phát hiện ra việc lập trình thì UE sẽ giải điều biến và giải mã lệnh tìm gọi RRC được gửi trên PDSCH Bản tin tìm gọi RRC chứa thông tin về danh tính chính xác của UE đang được tìm gọi UE không tìm thấy đươc thông tin của mình trên tin nhắn tìm gọi thì RRC sẽ loại bỏ dữ liệu thưc hiện theo chu kì DRX Một UE nhận dạng được nó sẽ gửi một yêu cầu tới MME Một số UE có thể được giải quyết trong cùng một tin nhắn tìm gọi RRC

Nếu MME không nhận được yêu cầu trong T3413 giây nó sẽ gửi lại tin nhắn tìm gọi S1-AP theo thông tin tìm gọi

Khi tin nhắn tìm gọi đến RBS và tính năng tìm gọi ưu tiên được kích hoạt thì nó sẽ thực hiện ưu tiên các tin nhắn mà tìm gọi nhận được trước nếu không thì không thể gửi tin nhắn tìm gọi trong PO đầu tiên vì bị chặn Ví dụ như việc

cố gắng gửi tin nhắn tìm gọi trong các PO tiếp theo trong chu kì DRX Lớp RRC cố gắng gửi bản tin tìm gọi trong khoảng thời gian xác định bởi số bộ đếm thời gian tìm gọi và sau đó thông báo tìm gọi sẽ bị loại bỏ

Gợi ý là bộ đếm thời gian tìm gọi phải được cài đặt bằng hoặc nhỏ hơn T3413 để đảm bảo ít nhất một lần truyền lại bởi lớp RRC thì bộ đếm thời gian tìm gọi phải đặt thành một giá trị lớn hơn tham số mặc định của chu kỳ tìm gọi

Tham số maxNoOfTìm gọiRecords

Một số tham khảo ghi lại tìm gọi đến thông tin tìm gọi của một UE cụ thể trong tin nhắn tìm gọi RRC Tham số điều khiển maxNoOfTìm gọiRecords của các số các bản tin tìm gọi được truyền tải trong một PO Các tìm gọi không thể gửi trong PO đầu tiên hợp lệ được gọi là các tìm gọi bị chặn Để cho phép thủ tục tìm gọi nhanh va giảm thiểu nhiều nguy cơ bị trễ thì nên cài đặt maxNoOfTìm gọiRecords theo các giá trị thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.3 Khuyến nghị cài đặt giá trị cho maxNoOfTìm gọiRecords[5]

Gợi ý ở đây là số lượng tối đa tương ứng với giá trị trong bảng 1 để giảm thiểu nguy cơ trễ xuống mức thấp nhất

maxNoOfTìm gọiRecords không bao giờ đặt một giá trị cao hơn các giá trị trong bảng 2.3 Tham số tối đa cần được thiết lập tương ứng với cell ở mức thấp nhất trong thông số eNodeB

Tham số nB

Trong một phạm vi rộng thì khả năng tìm gọi của RBS được xác định bởi số PO

có sẵn trên mỗi khung vô tuyến Số này được cấu hình bằng cách sử dụng tham

số nB Các giá trị hợp lệ chon nB bao gồm: 1/32T, 1/16T, 1/8T, 0.25T, 1.5T, T,

Áp dụng các quy tắc sau đây:

Nếu nB được đặt bằng hoặc lớn hớn T thì tất cả các khung vô tuyến có thể được

sử dụng cho tìm gọi và có nB/T POs trên mỗi PF Ví dụ ở hình 4

Nếu nB đặt thấp hơn T thì chỉ có một phần nB/T của khung vô tuyến có thể được sử dụng cho tìm gọi và có một PO cho mỗi PF

Tóm lại số lượng PO trên một khung vô tuyến (tức là giá trị có liên quan đến khả năng tìm gọi) được biểu diễn dưới đây:

𝑛𝑃𝑂,𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒 =𝑛𝐵

𝑇 (2.4) với nB là giá trị của tham số nB

Hình 2.5 Ảnh hưởng của các thiết lập nB đến số khung tìm gọi và Tìm gọi

Occasion[5]

Hình 2.5 cung cấp một số ví dụ về hiệu quả của các thiết lập nB với số lượng các khung tìm gọi và các lần tìm gọi

Tác động của nB đối với dung lượng tìm gọi được mô tả như sau:

Giá trị nB thấp hơn thì PO cũng ít hơn dẫn đến các thiết bị UE nhiều hơn và được tìm gọi trong mỗi lần

Giá trị nB cao hơn cũng cấp nhiều PO hơn với ít UE hơn trong mỗi lần tìm gọi

Nhìn chung việc đặt thấp hơn được sử dụng khi giảm thiểu được việc tải PDCCH Hạn chế của thiết bị thấp hơn là các tin nhắn tìm gọi trở nên lớn hơn làm tăng nguy cơ không thể truyền một trang trong suốt giá trị PO đầu tiên

 Dung lượng tìm gọi

 Dung lượng tìm gọi SGSN-MME

Dung lượng tìm gọi của SGSN-MEE phụ thuộc vào số liệu dung lượng SCTP/S1 trong SGSN –MME và loại phần cứng, đối với loại phần cứng MkVI

và số liệu dung lượng được sử dụng trong tài liệu này là 2000 bản tin gửi đi trong 1 giây trên mỗi bảng SCTP, còn đối với phần cứng MkVII con số này là

12000 bản tin gửi đi trong 1 giây trên mỗi bảng SCTP Tùy tuộc vào mỗi loại phần cứng thì dung lượng tìm gọi SGSN-MME được sử dụng trong tài liệu này

được biểu diễn dưới dạng công thức:

số lượng của SCTP của loại phần cứng MkVIII

Ví dụ đối với SGSN-MME được cấu hình với 5 bảng SCTP của loại phần cứng MkVI thì con số sử dụng trong tài liệu này là 2000*5 = 10000 bản tin gửi đi mỗi giây

 Dung lượng tìm gọi của RBS

Dung lượng tìm gọi của RBS phụ thuộc một phần vào CPU và số lượng tài nguyên mà lưu lượng truy cập tìm gọi được sử dụng Các nguồn tài nguyên được sử dụng cho tìm gọi nhiều hơn, cao hơn dung lượng tìm gọi

Các tiêu chí sau đây sử dụng khi tính toán dung lượng tìm gọi của RBS:

 Tải CPU: việc tiêu thụ tài nguyên CPU do lưu lượng tìm gọi phải thấp để CPU

xử lý các nhiệm vụ khác Dung lượng liên quan đến CPU được gọi là CCPU

 Tải PDSCH: việc tiêu thụ tài nguyên PDSCH cho tìm gọi phải thấp Lưu lượng tìm gọi có ưu tiên cao hơn dữ liệu người dùng và và lưu lượng tìm gọi cao thì tìm gọi có thể giảm công suất đường xuống mà vẫn đạt được tốc độ bit Dung lượng liên quan tới việc tải PDSCH được gọi là CPDSCHload

 Blocking: phần nhỏ của số liệu được blocking bởi giới hạn PDSCH phải thấp Dung lượng liên quan đến việc blocking gọi là Cblocking

 Tải PDCCH: việc tải PDCCH do tìm gọi có thể thấp Lưu lượng tìm gọi cao hơn lưu lượng dữ liệu người dùng và lưu lượng tìm gọi cao có thể giảm dung lượng của PDCCH để thực hiện truyền tín hiệu khác chẳng hạn như phân bổ, lập kế hoạch đường xuống và đường lên Dung lượng liên quan đến tải PDCCH là CPDCCHload

 Các phần sau mô tả cách tính dung lượng tìm gọi cho từng tiêu chí Tổng dung lượng RBS được đưa ra dạng tối thiểu là:

C_RBS=min(CCPU,CPDSCHload,Cblocking,CPDCCHload)

 Dung lượng tìm gọi và tải CPU

Các bản tin đến được xử lí bởi các CPU trong RBS Độ nhạy tìm gọi được giới hạn trong RBS bởi cường độ cho phép tối đa và có thể được giảm ở mức tải cao bằng với chức năng bảo vệ quá mức tải Để đảm bảo rằng lưu lượng tìm gọi không có một ưu tiên gắn liền với dung lượng của CPU để xử lí các