Tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin di động 3g

Theo chức năng, cấu trúc mạng UMTS được chia làm 3 nhóm: • Thiết bị người sử dụng UE User Equipment: là thiết bị đầu cuối vô tuyến, cung cấp giao diện người sử dụng tới mạng thông qua kê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

ĐỖ TIẾN TRUNG

TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN

TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử viễn thông

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ CHÍ QUỲNH

Hà Nội, 2010

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan luận văn “Tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin di động 3G” là công trình nghiên cứu của riêng

tôi, không sao chép từ bất cứ tài liệu nào

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Chí Quỳnh đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này

MỤC LỤC

MỤC LỤC………… iii 

DANH MỤC HÌNH vii 

DANH MỤC BẢNG ix 

LỜI NÓI ĐẦU……… 1 

TÓM TẮT………… .2 

ABSTRACT…… 3 

CHƯƠNG 1.  CẤU HÌNH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG HỖN HỢP 2G/3G 4 

1.1  Cấu hình và sơ đồ đấu nối mạng 4 

1.1.1  Cấu trúc mạng GSM 4 

1.1.2  Cấu trúc mạng UMTS 5 

1.1.2.1  Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 7 

1.1.2.2  Tổng quan cấu trúc mạng lõi 12 

CHƯƠNG 2.  PHÂN TÍCH CÁC VẤN ĐỀ KĨ THUẬT VÀ CÁC CÔNG CỤ HỖ TRỢ TỐI ƯU CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 18 

2.1  Tổ chức kênh trong hệ thống UMTS 18 

2.2  Điều khiển công suất 20 

2.2.1  Điều khiển công suất vòng hở 20 

2.2.2  Điều khiển công suất vòng kín 21 

2.2.2.1  Điều khiển công suất vòng ngoài 21 

2.2.2.2  Điều khiển công suất vòng trong 22 

2.3  Quản lí, điều khiển chuyển giao 23 

2.3.1  Phân loại chuyển giao 24 

2.3.2  Thủ tục chuyển giao 24 

2.3.3  Chuyển giao trong cùng tần số (Intra HO) 26 

2.3.4  Chuyển giao khác tần số trong cùng hệ thống 30 

2.3.5  Chuyển giao liên hệ thống (Inter-RAT) 31 

2.3.6  Xây dựng danh sách neighbor cell 36 

2.4  Các vấn đề kĩ thuật khác 37 

2.4.1  Thủ tục lựa chọn mạng PLMN, RAT và cell 37 

2.4.1.1  Lựa chọn mạng PLMN và công nghệ RAT 39 

2.4.1.2  Lựa chọn cell trong UTRAN 40 

2.4.1.3  Lựa chọn lại cell 41 

2.5  Một số công cụ hỗ trợ tối ưu 3G 44 

2.5.1  Yêu cầu chung đối với máy đo phủ sóng 45 

2.5.2  Một số loại thiết bị đo 45 

2.5.2.1  TEMS 45 

2.5.2.2  Nemo 46 

2.5.2.3  Qvoice Companion/Symphony 47 

CHƯƠNG 3.  XÂY DỰNG HÀM MỤC TIÊU CỦA TỐI ƯU 48 

3.1  Các tham số sử dụng trong tối ưu 48 

3.1.1  Nguyên tắc lựa chọn tham số tối ưu 48 

3.1.2  Tham số tối ưu 49 

3.1.2.1  Vị trí và cấu hình Node B 49 

3.1.2.2  Các thông số anten 50 

3.1.2.3  Công suất kênh CPICH 52 

3.2  Mục tiêu tối ưu 53 

3.2.1  Vùng phủ (dịch vụ 3G) 54 

3.2.2  Dung lượng 55 

3.2.3  Giảm thiểu số cell tới hạn 57 

3.3  Các tham số KPI 57 

CHƯƠNG 4.  XÂY DỰNG CÁC BƯỚC THỰC HIỆN TỐI ƯU 3G 63 

4.1  Các bước thực hiện tối ưu 63 

4.1.1  Xác nhận và kiểm tra tham số hiện tại của các BTS/Node B 63 

4.1.2  Xác nhận tham số chất lượng hiện tại của mạng và của các BTS/Node B 65 

4.1.3  Lập báo cáo hiện trạng và chất lượng mạng trước khi tối ưu 66 

4.2  Trình tự thực hiện tối ưu trong hệ thống 3G 67 

4.2.1  Tổng quan các quá trình 67 

4.2.2  Quá trình chuẩn bị 67 

4.2.3  Quá trình điều chỉnh Cluster 70 

4.2.4  Quá trình tối ưu Cluster 74 

4.2.5  Quá trình kiểm tra mạng 78 

4.3  Xử lí, điều chỉnh tối ưu tham số phần vô tuyến để nâng cao chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ 3G 80 

4.3.1  Điều chỉnh các tham số cấu hình anten và cấu hình phần cứng 80  4.3.2  Điều chỉnh tham số hệ thống 82 

4.3.2.1  Phân tích vùng phủ 82 

4.3.2.2  Phân tích vấn đề nhiễu pilot 91 

4.3.2.3  Phân tích vấn đề chuyển giao 96 

4.3.3  Đề xuất lắp mới/nâng cấp các phần tử trong hệ thống 99 

4.4  Lập báo cáo 99 

CHƯƠNG 5.  QUÁ TRÌNH ĐO KIỂM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ

THỰC TẾ 100 

5.1  Thiết lập máy đo theo yêu cầu của bài đo 100 

5.1.1  Thiết lập TEMS 100 

5.1.2  Thiết lập NEMO 101 

5.2  Phân tích kết quả đo kiểm 102 

KẾT LUẬN……… .111 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 

DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1 Cấu trúc mạng GSM 5 

Hình 1-2 Cấu trúc mạng UMTS 6 

Hình 1-3 Cấu trúc mạng RAN của hệ thống UMTS 7 

Hình 1-4 Các giao diện trong mạng UTRAN 10 

Hình 1-5 Cấu trúc mạng lõi UMTS 12 

Hình 1-6 Cấu trúc chức năng MSC 14 

Hình 2-1 Mối quan hệ ánh xạ giữa các loại kênh trong hệ thống WCDMA 19 

Hình 2-2 Hiện tượng can nhiễu gần xa trong hệ thống WCDMA 20 

Hình 2-3 Chuyển giao dựa trên chênh lệch giá trị tương đối 27 

Hình 2-4 Chuyển giao dựa trên ngưỡng giá trị tuyệt đối (kích thước tập kích hoạt bằng 2) 28 

Hình 2-5 Các bước thực hiện chuyển giao từ UTRAN sang GSM 32 

Hình 2-6 Chuyển giao từ UTRAN sang GSM 34 

Hình 2-7 Thủ tục đổi kết nối 35 

Hình 2-8 Thủ tục lựa chọn mạng PLMN, RAT và cell 38 

Hình 3-1 Bức xạ theo phương nằm ngang của anten BTS (theo dB) 51 

Hình 3-2 Góc ngẩng của anten Node B 52 

Hình 4-1 Các bước thực hiện tối ưu hóa 64 

Hình 4-2 Các khu vực có mức tín hiệu pilot thấp 86 

Hình 4-3 Các cell có tín hiệu pilot tốt nhất 87 

Hình 4-4 So sánh vùng phủ giữa UE và Scanner 89 

Hình 4-5 Phân bố công suất phát UE 91 

Hình 5-1 Giao diện phần mềm TEMS 9.02 101 

Hình 5-2 Giao diện phần mềm NEMO Outdoor 4 102 

Hình 5-3 Giao diện Analyzer Classic của Actix 103 

Hình 5-4 Cửa sổ chức năng Query và Filter của Actix 103 

Hình 5-5 Các chức năng xử lý chính của Actix 104 

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2-1 Các kênh vật lí trong hệ thống UMTS 18 

Bảng 2-2 Giá trị tham số Qsearch_I 43 

Bảng 3-1 Bộ tham số KPI chất lượng mạng của mạng 3G 58 

Bảng 3-2 Bộ tham số KPI chất lượng dịch vụ của mạng 3G 61 

Bảng 4-1 Đánh giá RSCP kênh CPICH trong hệ thống UMTS 85 

Bảng 4-2 Yêu cầu đối với công suất phát UE 90 

LỜI NÓI ĐẦU

Thông tin di động thế hệ 3 (3G) đang ngày một hoàn thiện và trở nên phổ biến trên toàn thế giới Tại Việt Nam, cả ba nhà khai thác GSM lớn (Mobifone, Vinaphone, Viettel) đều đã xây dựng và chính thức cung cấp dịch vụ 3G tới khách hàng

Một trong những vấn đề sống còn đối với mạng thông tin di động nói chung và 3G nói riêng là chất lượng, bao gồm cả chất lượng dịch vụ và chất lượng mạng Để nâng cao chất lượng chung của toàn hệ thống, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, nhà khai thác phải có các phương án, giải pháp kĩ thuật đúng đắn, thích hợp Cùng với qui hoạch mạng, tối ưu hóa mạng vô tuyến là công tác thường xuyên cần được thực hiện để đáp ứng yêu cầu nói trên

Xuất phát từ thực tiễn, tôi chọn đề tài “Tối ưu hóa mạng vô tuyến trong hệ thống thông tin di động 3G” làm đề tài tốt nghiệp cao học Luận văn này thực hiện tổng hợp các vấn đề liên quan đến tối ưu mạng 3G Ngoài ra, luận văn cũng phân tích một số trường hợp tối ưu điển hình, hay gặp như cell reselection, chuyển giao, nhiễu pilot… đồng thời đưa ra được các bước thực hiện tối ưu mạng vô tuyến 3G

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Chí Quỳnh và các thầy cô giáo trong khoa Điện tử - Viễn thông đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để tôi hoàn thành luận văn này

CHƯƠNG 1 CẤU HÌNH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG HỖN HỢP 2G/3G

1.1 Cấu hình và sơ đồ đấu nối mạng

và modun nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identity Module);

• Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem) bao gồm một nhóm các phần

tử mạng cung cấp chức năng thông tin vô tuyến giữa MS và mạng cố định BSS bao gồm trạm gốc BTS (Base Transceiver Station) và bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller);

• Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem) là phần tử mạng cung cấp khả năng chuyển mạch và quản lý thuê bao NSS bao gồm tổng đài di động MSC (Mobile Services Switching Centre), bộ định vị tạm trú VLR (Visitor Location Register), bộ định vị thường trú HLR (Home Location Register), bộ nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identification Register), trung tâm nhận thực AuC (Authentication Centre)

Hình 1-1 Cấu trúc mạng GSM

1.1.2 Cấu trúc mạng UMTS

Cấu trúc mạng UMTS dựa trên cấu trúc chung của mạng thế hệ thứ 2 như được biểu diễn trên Hình 1-2

Theo chức năng, cấu trúc mạng UMTS được chia làm 3 nhóm:

• Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment): là thiết bị đầu cuối vô tuyến, cung cấp giao diện người sử dụng tới mạng thông qua kênh vô tuyến;

• Mạng truy nhập vô tuyến RAN (Radio Access Network) hoặc Mạng truy nhập

vô tuyến mặt đất UTRAN (Terrestrial Radio Access Network): là nhóm phần tử mạng cung cấp tất cả các chức năng vô tuyến;

• Mạng lõi CN (Core Network): là nhóm phần tử mạng cung cấp chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi và kết nối dữ liệu tới mạng bên ngoài (như mạng PSTN hay mạng Internet) HSS (Home Subcriber Server) là máy chủ thuê bao thường trú

Hình 1-2 Cấu trúc mạng UMTS

Thiết bị người sử dụng UE bao gồm 2 phần tử:

• Thiết bị di động ME (Mobile Equipment): thiết bị vô tuyến vật lý thực hiện truyền thông vô tuyến qua giao diện mở Uu Giao diện Uu là một đặc tính kỹ thuật mới dựa trên giao thức được sử dụng bởi công nghệ vô tuyến WCDMA

• Modun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM): card đặc biệt chứa những thông tin nhận dạng, chi tiết thuê bao, xác thực và thuật toán mật mã hóa Nó tương đương với SIM GSM

Giữa ME và USIM có thể định nghĩa một giao diện mới, được gọi là giao diện Cu

Đó là giao diện điện giữa USIM và ME và theo chuẩn định nghĩa cho GSM

Mạng truy nhập vô tuyến RAN thực hiện tất cả các chức năng vô tuyến trong việc kết nối thiết bị người sử dụng tới mạng lõi, bao gồm:

• Điều khiển và quản lý kênh vô tuyến;

• Quản lý kết nối và vị trí;

• Quản lý kết nối và điều khiển cuộc gọi không phải là chức năng của RAN và được thực hiện bởi mạng lõi

Hình 1-3 Cấu trúc mạng RAN của hệ thống UMTS 1.1.2.1 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN

Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN) được biểu diễn trên Hình 1-3 UTRAN bao gồm một số phân hệ mạng vô tuyến RNS (Radio Network Subsystems) Mỗi RNS được tạo bởi một hay nhiều phần tử Node B, tương đương với một trạm BTS của mạng GSM Node B thực hiện truyền phát và nhận sóng vô tuyến tới hoặc từ UE

RNC kiểm soát tài nguyên vô tuyến của những Node B được kết nốt tới RNC và cung cấp kết nối tới mạng lõi RNC tương ứng logic với BSC trong mạng GSM

Số lượng Node B tối đa có thể kết nối với RNS cụ thể gần như biến đổi giữa thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau và phụ thuộc vào cấu hình phần tử cũng như sự phát triển của sản phẩm

Node B

Node B là nút logic chịu trách nhiệm phát và nhận sóng vô tuyến trong một cell 3GPP định nghĩa một cell là một vùng địa lý được phủ bởi một Node B Trong một cell có thể có một hoặc nhiều hơn một sector Một sector là một vùng nhỏ nằm trong một cell Chức năng chính của Node B là thực hiện xử lý giao diện vô tuyến lớp 1 và quản lý cơ bản về tài nguyên vô tuyến, bao gồm:

• Mã hóa kênh và đan xen;

• Thích ứng tốc độ;

• Trải phổ;

• Giám sát hiệu suất;

• Điều khiển công suất vòng trong

Thuật ngữ Node B được thông qua trong quá trình chuẩn hóa UMTS, nó tương tự như BTS trong GSM

Phần tử chức năng - RNC

RNC là phần tử trung tâm của mỗi RNS trong một mạng Chức năng chính của RNC là điều khiển, quản lý lưu lượng và điều khiển kênh được sử dụng bởi những Node B kết nối với nó Quản lý tài nguyên vô tuyến của cell Node B bao gồm:

• Điều khiển cấp phép (Admission Control);

• Cấp phát mã

• Điều khiển chuyển giao

• Điều khiển tắc nghẽn và tải

• Điều khiển công suất vòng ngoài

Chuyển giao được điều khiển bởi RNC nhưng có thể được khởi tạo bởi RNC hoặc mạng lõi

Phân tập RNC

Để giảm thiểu ảnh hưỡng của nhiễu trong UTRAN, UMTS sử dụng phân tập macro Phân tập macro cho phép truyền phát tín hiệu của cùng một UE qua 2 hay nhiều Node B Khi Node B đang cung cấp chức năng phân tập macro thuộc RNS khác nhau, tính lưu động của thiết bị đầu cuối trong RAN được hỗ trợ bởi giao diện Iur giữa các RNC Trong tình huống này, các RNC liên quan có hai vai trò logic:

• RNC gốc (Serving RNC): Mỗi kết nối giữa UE tới RAN đều có một SRNC SRNC được định nghĩa là RNC có giao diện Iu và đường báo hiệu cho UE

• RNC tạm thời (Drift RNC): Một RNC là DRNC nếu nó cung cấp tài nguyên vô tuyến để hỗ trợ SRNC kết nối với UE

Tất cả dữ liệu cần thiết để hỗ trợ tính lưu động được truyền tải giữa SRNC và DRNC qua giao diện Iur

Các giao diện trong mạng UTRAN

Hình 1-4 Các giao diện trong mạng UTRAN

Hình 1-4 biểu diễn các giao diện trong mạng UTRAN, bao gồm:

• Uu (UMTS User): giao diện vô tuyến WCDMA giữa UE và Node B, qua đó UE truy nhập vào mạng;

• Iu (Interface UMTS): giao diện giữa mạng lõi và RAN, tương đương với giao diện A trong GSM;

• Iub (Interface UMTS Node B): giao diện giữa Node B và RNC gốc, nó tương đương với giao diện Abis trong GSM Tuy nhiên, khác với Abis, giao diện Iub

là giao diện mở;

• Iur (Interface UMTS RNC): giao diện giữa 2 RNS để hỗ trợ chức năng kết nối liên RNS mà không cần qua mạng

Công nghệ truyền tải trong UTRAN

ATM là công nghệ truyền tải được định nghĩa trong tiêu chuẩn UMTS cho giao diện phạm vi mạng truy nhập vô tuyến RAN Nó được chọn bởi vì khả năng cung cấp những đặc tính truyền tải khác nhau phụ thuộc vào từng loại lưu lượng được truyền:

• Lớp thích ứng ATM loại 2 (AAL-2) được sử dụng trên giao diện Iub, Iur và Iu

để truyền tải lưu lượng thoại Nó còn được sử dụng trên Iub để mang lưu lượng

dữ liệu;

• Lớp thích ứng ATM loại 5 (AAL -5) được sử dụng trên giao diện Iu để truyền tải lưu lượng dữ liệu Nó cũng được sử dụng trên tất cả các giao diện ( Iub, Iur, Iu) để mang thông tin báo hiệu)

1.1.2.2 Tổng quan cấu trúc mạng lõi

Hình 1-5 Cấu trúc mạng lõi UMTS

Mạng lõi (Core Network – CN) bao gồm những thực thể vật lý cung cấp chức năng như sau:

• Chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi;

• Quản lý thông tin người sử dụng cho thuê bao và tính lưu động;

• Điều khiển tính năng mạng và dịch vụ;

• Cơ cấu chuyển mạch, truyền phát cho báo hiệu và thông tin

Mạng lõi cũng cung cấp kết nối hướng tới mạng ngoài như mạng PSTN, mạng Internet và một số mạng dữ liệu hoặc thoại khác

Để hỗ trợ cả thoại và dữ liệu trong mạng lõi, 2 vùng logic được định nghĩa:

• Vùng chuyển mạch kênh: bao gồm tất cả các phần tử mạng lõi hỗ trợ kết nối chuyển mạch kênh Nó gồm MSC, GMSC dựa trên mạng lõi GSM hiện tại

• Vùng chuyển mạch gói: bao gồm tất cả các phần tử mạng lõi hỗ trợ kết nối chuyển mạch gói và được dựa trên tiến trình của chuẩn GPRS cho truyền tải gói trong mạng GSM

mã hóa tới RAN MSC cũng kết hợp với VLR có chức năng như một cơ sở dữ liệu vị trí cho dịch vụ chuyển mạch kênh và lưu giữ vị trí hiện thời của UE trong vùng phục vụ của MSC;

• GMSC (Gateway MSC): chuyển mạch kênh tại điểm mạng UMTS được kết nối tới mạng chuyển mạch kênh bên ngoài (ví dụ, mạng PSTN) GMSC quản lý kết nối chuyển mạch kênh, bao gồm cả chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi tới MSC phục vụ

• Khối thích ứng tốc độ và chuyển mã chuyển đổi lưu lượng thoại (TRAU) được

mã hóa để truyền dẫn trong RAN thành chuẩn lưu lượng 64kbps TDM cho chuyển mạch kênh trong MSC hay GMSC

Máy chủ MSC/GMSC và Media Gateway tạo nên một khối chức năng hoàn chỉnh cho từng MSC hay GMSC riêng biệt

Phần tử chuyển mạch gói SGSN và GGSN

Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (Serving GPRS Support Node - SGSN) thực hiện các chức năng trong vùng chuyển mạch gói tương tự chức năng MSC thực hiện trong vùng chuyển mạch kênh SGSN có nhiệm vụ phân phát gói dữ liệu tới UE trong vùng phụ vụ và thực hiện những chức năng sau:

• Giao thức và giao diện hội thoại giữa mạng vô tuyến - phần tử chuyển mạch gói trong mạng lõi;

• Quản lý xác định thẩm quyền và di động, bao gồm chuyển giao SGSN;

• Định tuyến dữ liệu tới RNC thích hợp có yêu cầu kết nối tới UE trong vùng phục vụ;

• Định tuyến dữ liệu tới GGSN khi có yêu cầu kết nối tới mạng ngoài

Chức năng đăng kí vị trí cho phép lưu trữ thông tin thuê bao và thông tin vị trí cho dịch vụ chuyển mạch gói của thuê bao đã đăng ký với SGSN

GGSN (Gateway GPRS Support Node) cung cấp tính năng tương tự như GMSC và thực hiện hoạt động với các mạng chuyển mạch gói bên ngoài, kết nối lõi UMTS tới mạng Internet, ISP và Intranet Chức năng GGSN bao gồm:

• Định tuyến gói dữ liệu ngoài tới SGSN phục vụ;

• Báo hiệu và truyền tải dữ liệu từ mạng lõi UMTS;

• Bảo mật, an ninh

Chức năng đăng kí vị trí của GGSN cho phép lưu trữ thuê bao và định tuyến thông tin để chuyển lưu lượng gói dữ liệu thoại tới SGSN phục vụ

Phần tử chung – HSS và AuC

HSS (Home Subscriber Server): chứa cơ sở dữ liệu trong mạng chủ lưu trữ tất cả các thông tin cụ thể về thuê bao Thông tin thuê bao gồm hiện trạng thuê bao và hệ thống MSC/SGSN phục vụ hiện thời cho mỗi thuê bao, do đó thông tin đến UE có thể được định tuyến trực tiếp

HSS dựa trên việc nâng cấp HLR trong GSM, có khả năng điều khiển quá trình cập nhật vị trí khi một UE chuyển vùng xung quanh mạng, cập nhật vị trí phục vụ mới

và yêu cầu bộ nhớ xóa bản ghi vị trí cũ

Trung tâm nhận thực AuC có nhiệm vụ bảo mật thuê bao, giữ khóa và thuật toán mật mã hóa AuC được kết hợp với HSS và lưu trữ khóa nhận dạng cho từng thuê bao đã đăng ký trong HSS Khóa nhận dạng được sử dụng để đảm bảo các chức năng sau:

• Tạo ra dữ liệu được dùng để nhận thực UE;

• Mã hóa thông tin được truyền qua đường vô tuyến giữa UE và mạng

AuC truyền dữ liệu cần thiết để nhận thực và mã hóa/giải mã qua HSS đến bộ nhớ

vị trí trong MSC và SGSN

Giao diện CN

Với yêu cầu hỗ trợ cả 2 lưu lượng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh, giao diện

Iu giữa CN và RAN bao gồm 2 loại:

• Iu-CS: giao diện được sử dụng để hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch kênh IuCS mang thông tin về tiến trình cuộc gọi, quản lý di động và quản lý RNS giữa một RNC và MSC gốc;

• Iu-PS: giao diện được sử dụng để hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch gói IuPS mang thông tin về truyền phát dữ liệu gói, quản lý di động giữa RNC và SGSN gốc

Các giao diện khác trong mạng lõi UMTS bao gồm:

• Giao diện Gc: được sử dụng bởi GGSN để truy tìm vị trí thuê bao và thông tin thuê bao cho dịch vụ chuyển mạch gói từ HSS;

• Giao diện Gn: trao đổi thông tin giữa SGSN và GGSN;

• Giao diện Gr: kết nối SGSN và HSS để truyền tải vị trí, thông tin thuê bao Trao đổi thông tin có thể xảy ra khi UE yêu cầu dịch vụ hay khi UE di chuyển tới vùng phục vụ của SGSN khác;

• Giao diện C: Giao diện chuẩn GSM cho kết nối của GMSC tới HSS;

• Giao diện D: Giao diện chuẩn GSM cho kết nối của MSC tới HSS;

• Giao diện E: Giao diện chuẩn GSM cho kết nối của GMSC tới MSC

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CÁC VẤN ĐỀ KĨ THUẬT VÀ

CÁC CÔNG CỤ HỖ TRỢ TỐI ƯU CHẤT LƯỢNG MẠNG

THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G

2.1 Tổ chức kênh trong hệ thống UMTS

Hệ thống UMTS sử dụng 3 loại kênh để truyền thông tin và báo hiệu như sau:

• Kênh vật lí (Lớp 1);

• Kênh truyền tải (giao diện Lớp 1 và Lớp 2);

• Kênh logic (giao diện giữa Lớp 2 và Lớp 3)

Kênh vật lí là kênh thật sự được truyền đi trong không gian giữa các thực thể Kênh

vật lí mang kênh truyền tải trong các khung và khe thời gian Bảng 2-1 tổng hợp các

kênh vật lí của hệ thống UMTS

Bảng 2-1 Các kênh vật lí trong hệ thống UMTS

kênh

DPCCH Dedicated Physical Control Channel DL & UL DPDCH Dedicated Physical Data Channel DL & UL

Channel

Hình 2-1 Mối quan hệ ánh xạ giữa các loại kênh trong hệ thống WCDMA

2.2 Điều khiển công suất

Điều khiển công suất đóng vai trò quan trong trong hệ thống UMTS để tránh hiện tượng can nhiễu do các UE gần Node B gây ra đối với các thuê bao xa Node B đang cùng hoạt động (hiện tượng can nhiễu gần – xa) như được minh họa trên Hình 2-2

Hình 2-2 Hiện tượng can nhiễu gần xa trong hệ thống WCDMA

Khác với hệ thống GSM, trong đó mỗi thuê bao được kết nối tới BTS trong các khe thời gian khác nhau, có thể có một hoặc nhiều thuê bao cùng kết nối với BTS trong cùng thời điểm Số thuê bao kết nối đến BTS càng nhiều, khả năng gây nhiễu sang nhau càng lớn do các thuê bao cùng dùng chung tần số Do đó, điều khiển công suất trong hệ thống UMTS không dựa trên mức công suất mà dựa trên mức tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SIR – Signal to Interference Ratio)

Một trong các mục đích quan trọng của điều khiển công suất là duy trì chất lượng kết nối vô tuyến ở một mức xác định

Có hai loại điều khiển công suất chính:

• Điều khiển công suất vòng hở: áp dụng đối với các kênh chung;

• Điều khiển công suất vòng kín: áp dụng đối với kênh dành riêng

DPCCH/DPDCH và kênh chia sẻ đường xuống DSCH

2.2.1 Điều khiển công suất vòng hở

Điều khiển công suất vòng hở thực hiện điều khiển công suất kết nối đường lên (DL) hoặc đường xuống (UL) dựa trên kết quả đo chất lượng của kết nối hướng ngược lại Như vậy, điều khiển vòng hở thực hiện nhanh nhưng độ chính xác bị hạn chế do chất lượng kết nối đường lên và đường xuống không giống nhau

Trong hệ thống UMTS, điều khiển công suất vòng hở được áp dụng đối với các kênh vật lí hỗ trợ kênh truyền tải chung, cụ thể là kênh UL PRACH Trên kênh BCCH, Node B sẽ qui định công suất phát của kênh PCCPCH và mức SIR tương ứng Bằng cách đo mức công suất thu được, UE có thể xác định được mức suy hao đường xuống bao gồm cả ảnh hưởng của pha-đinh Từ mức suy hao nói trên và thông tin về mức can nhiễu đường lên, mức SIR cần thiết, UE sẽ xác định được mức công suất phát trên kênh PRACH

2.2.2 Điều khiển công suất vòng kín

Điều khiển công suất vòng kín đối với một kết nối được thực hiện dựa trên kết quả

đo chất lượng của kết nối này do phía đối diện phản hồi Ví dụ, UE đo chất lượng của một kênh DL xác định, sau đó gửi báo cáo kết quả đo về Node B Trên cơ sở báo cáo nhận được từ UE, Node B sẽ thực hiện điều chỉnh công suất thích hợp Như vậy, điều khiển công suất vòng kín thực hiện chính xác nhưng thời gian thực hiện khá lâu Điều khiển công suất vòng kín được áp dụng đối với các kênh hỗ trợ kênh truyền tải DCH và DSCH

Điều khiển công suất vòng kín bao gồm 2 quá trình: điều khiển công suất vòng ngoài và điều khiển công suất vòng trong

2.2.2.1 Điều khiển công suất vòng ngoài

Điều khiển công suất vòng ngoài được sử dụng để làm cơ sở quyết định điều khiển công suất vòng trong Hai tham số được xác định bởi điều khiển công suất vòng ngoài là mức SIR ngưỡng và kích thức bước điều khiển công suất

Nguyên tắc chung của thuật toán xác định bit điều khiển công suất phát (TPC – Transmit Power Control) như sau:

• Nếu SIR ước lượng ≥ SIR ngưỡng: lệnh TPC = “giảm công suất đi 01 bước”;

• Nếu SIR ước lượng < SIR ngưỡng: lệnh TPC = “tăng công suất lên 01 bước” Tần suất vòng lặp điều khiển công suất ngoài thường nằm trong khoảng từ 10-100

Hz Nói cách khác, giá trị SIR ngưỡng và bước điều khiển công suất thường được cập nhật 10-100 lần trong một giây

2.2.2.2 Điều khiển công suất vòng trong

Điều khiển công suất vòng trong có tần suất thực hiện cao (1500 Hz) nên còn được gọi là điều khiển công suất nhanh, được sử dụng để khắc phục các biến đổi nhanh của tín hiệu do ảnh hưởng của môi trường truyền sóng (pha-đinh nhanh) và can nhiễu Điều khiển công suất nhanh có thể được sử dụng cả Node B và UE trong hệ thống UMTS

Trong giao diện vô tuyến WCDMA, các bit TPC sẽ được gửi 1 lần trong mỗi khe thời gian Các bit TPC sẽ yêu cầu phía đối diện (Node B hoặc UE) tăng hoặc giảm công suất trên cơ sở ước lượng SIR của kênh

Điều khiển công suất vòng kín được thực hiện khác nhau tại UE và Node B

Điều khiển công suất vòng kín UL

Nhiệm vụ chính của điều khiển công suất đường lên trong hệ thống WCDMA là chống lại ảnh hưởng của hiện tượng can nhiễu gần – xa

Điều khiển công suất UL điều chỉnh công suất phát của UE sao cho giá trị SIR thu được tại Node B tiến đến giá trị SIR ngưỡng

Cell phục vụ (nằm trong danh sách cell kích hoạt - AS) ước lượng tỉ số của kênh DPCH UL và thiết lập lệnh điều khiển công suất của từng khe thời gian theo qui tắc sau:

• Nếu : TPC được đặt bằng “1”

Trong một khe thời gian, UE có thể thu được một hoặc nhiều hơn lệnh TPC Do đó, một trong những nhiệm vụ của UE là tổ hợp các lệnh TPC để quyết định thành lệnh duy nhất TPC_cmd trong mỗi khe thời gian UE hỗ trợ việc sử dụng hai thuật toán

để quyết định giá trị TPC_cmd Thuật toán cụ thể sẽ được hệ thống UTRAN qui

định bởi tham số lớp trên “PowerControlAlgorithm” Nếu

“PowerControlAlgorithm” chỉ thị thuật toán “1”, tham số PCA của Lớp 1 sẽ lấy giá trị 1 và nếu “PowerControlAlgorithm” chỉ thị thuật toán “2”, tham số PCA của Lớp

1 sẽ lấy giá trị 2 Các thuật toán “1” và “2” được qui định trong tiêu chuẩn 3GPP TS 25.214 [4]

Bước điều khiển công suất TPC là tham số Lớp 1 được qui định bởi tham số lớp

trên “TPC-StepSize” do hệ thống UTRAN điều khiển Nếu “TPC-StepSize” có giá

trị “dB1”, bước điều khiển công suất TPC = 1 dB Nếu “TPC-StepSize” có giá trị

“dB2”, bước điều khiển công suất TPC = 2 dB

UE sẽ điều chỉnh mức chênh lệch công suất phát trên kênh DPCCH UL giá trị bằng

Điều khiển công suất vòng kín DL

Ở đường xuống, điều khiển công suất vòng kín và vòng hở đều được thực hiện tại

UE UE sẽ tạo ra lệnh điều khiển công suất phát TPC để điều khiển công suất phát của Node B và gửi về Node B bằng trường TPC trong kênh DPCCH UL UE sẽ kiểm tra chế độ điều khiển công suất DL (DPC_MODE) trước khi tạo ra lệnh TPC theo qui tắc sau:

• Nếu DPC_MODE = 0: UE gửi lệnh TPC duy nhất trong trường TPC còn rỗi đầu tiên trong mỗi khe thời gian trên kênh DPCCH UL;

• Nếu DPC_MODE = 1: UE lặp lại lệnh TPC trong 3 khe thời gian Lệnh TPC mới được phát tại thời điểm bắt đầu mỗi khung Chế độ điều khiển công suất này gọi là điều khiển công suất chậm Ưu điểm của điều khiển công suất chậm

là độ chính xác của câu lệnh TPC sẽ cao hơn

Chế độ điều khiển công suất được điều khiển bởi UTRAN

Bước điều khiển công suất DL TPC có thể bằng 1 trong 4 giá trị: 0,5; 1; 1,5 hoặc

2 dB Mỗi UE đều phải hỗ trợ bước điều khiển công suất 1 dB và tùy chọn hỗ trợ các bước điều khiển công suất còn lại

Trong trường hợp có nghẽn, khi không thu được lệnh điều khiển công suất từ phía

UE, hệ thống UTRAN có thể bỏ qua lệnh này

2.3 Quản lí, điều khiển chuyển giao

Chuyển giao là thủ tục quan trọng trong mạng thông tin di động, cho phép các cuộc gọi (thoại và dữ liệu) được duy trì liên tục khi người dùng di chuyển giữa các cell trong vùng phủ sóng Chuyển giao được quyết định dựa trên kết quả đo đường xuống của UE và kết quả đo đường lên cũng như tình trạng mạng hiện tại từ phía mạng UTRAN Một điểm cần chú ý là chuyển giao không chỉ dựa trên các điều kiện

về vô tuyến mà còn dựa trên nhiều tham số khác Mỗi nhà khai thác có thể qui định các điều kiện và tham số chuyển giao khác nhau

2.3.1 Phân loại chuyển giao

Phần lớn các nhà khai thác (bao gồm cả VNP, VMS) đều có mạng thông tin di động

có đồng thời hai công nghệ vô tuyến GSM, WCDMA Như vậy, việc chuyển giao

có thể xảy ra trong các trường hợp dưới đây:

• Chuyển giao giữa các mạng khác nhau (Inter-RAT): chuyển giao xảy ra giữa mạng UTRAN và GSM, có thể theo hai hướng khác nhau;

• Chuyển giao trong nội bộ mạng (Intra-RAT): chuyển giao xảy ra trong bản thân

hệ thống GSM hoặc UTRAN Do mục tiêu của đồ án là mạng 3G UTRAN nên các chuyển giao Intra-RAT chỉ xét đến trong nội bộ mạng UTRAN Chuyển giao trong nội bộ mạng được phân loại tiếp thành chuyển giao mềm và chuyển giao cứng:

− Chuyển giao mềm: chuyển giao trong nội bộ mạng giữa các cell ở cùng tần

số Trong chuyển giao mềm, UE có thể kết nối với đồng thời với nhiều hơn

1 cell trong hệ thống Với chuyển giao mềm, kết nối giữa UE và hệ thống sẽ

có chất lượng cao hơn do phân tập;

− Chuyển giao cứng: chuyển giao trong nội bộ mạng giữa các cell ở tần số khác nhau hoặc giữa các cell ở cùng tần số, trong đó UE kết nối với duy nhất 1 cell trong hệ thống Như vậy, để thiết lập chuyển giao cứng thành công, UE phải ngắt kết nối với cell hiện tại trước khi thiết lập lại kết nối với cell khác

2.3.2 Thủ tục chuyển giao

Thủ tục chuyển giao bao gồm 3 phần chính:

• Đo các tham số phục vụ chuyển giao;

• Thuật toán chuyển giao;

• Thực hiện chuyển giao

Đo các tham số phục vụ chuyển giao

MT thực hiện đo các cell neighbor nằm trong danh sách Cell_Info_List được phát quảng bá trong bản tin System Information Block Type 11 hoặc Type 12 Ngoài ra, mạng có thể sử dụng bản tin RRC Measurement Control để qui định đo đối với một

UE xác định Các thông tin chủ yếu trong danh sách Cell_Info_List bao gồm:

• Thông tin cell cùng tần số: chứa danh sách các cell cần đo có cùng tần số hoạt động với cell đang kết nối Dưới đây là thông tin qui định với mỗi cell:

− Mã trộn kênh P-CPICH;

− Công suất phát kênh P-CPICH;

− Chỉ thị sử dụng hoặc không sử dụng phân tập phát;

− Độ lệch công suất ưu tiên: có giá trị cách nhau các bước 0,5 dB trong khoảng từ -10 dB đến 10 dB Tham số này được sử dụng để hỗ trợ việc qui định ưu tiên kết nối với các cell Giá trị mặc định của tham số bằng 0 dB, tương ứng với trường hợp không có ưu tiên khi kết nối với các cell;

− Thông tin lựa chọn và lựa chọn lại cell: chứa các tham số Qrxlevmin, Qqualmin, Pcompensation và Qoffset như được trình bày trong mục 2.4.1;

• Thông tin cell khác tần số: chứa danh sách các cell cần đo hoạt động ở tần số khác với tần số cell đang kết nối Ngoài thông tin về tần số UARFCN, các thông tin được qui định còn lại tương tự như thông tin cell cùng tần số;

• Thông tin cell khác RAT: chứa danh sách các cell cần đo sử dụng RAT khác Đối với cell GSM, các thông tin qui định bao gồm:

− Thông tin lựa chọn và lựa chọn lại cell: chứa các tham số Qoffset, RxLevel_Access_Min, MS_Txpwr_Max_CCH;

− Tần số kênh BCCH;

− BSIC

Ngoài ra, bản tin RRC Measurement Control có thể qui định thêm tham số liên quan

đến Lớp 3 trong quá trình lựa chọn cell hoặc chuyển giao Tuy nhiên, các tham số này không được qui định đối với quá trình lựa chọn lại cell

Việc xuất kết quả đo được thực hiện bằng bản tin RRC Measurement Report Bản

tin này có thể được tạo ra một cách định kì hoặc được tạo ra theo sự kiện nhất định Thời gian giữa hai bản tin xuất kết quả đo liên tiếp được qui định bởi tham số

Reporting Interval Trong trường hợp bản tin được tạo ra theo sự kiện, tham số Reporting Interval được đặt bằng 0 Số bản tin cần tạo ra được qui định bởi tham số Amount of Reporting Trong trường hợp tham số này được đặt bằng ∞, bản tin xuất

kết quả đo được tạo ra liên tục, không bị giới hạn về số lượng Nếu được tạo ra theo

sự kiện, báo cáo có thể được phát lại sau một khoảng thời gian nhất định nếu vẫn chưa đến được RNC Báo cáo sẽ bị hủy nếu sự kiện mất hiệu lực

Thuật toán chuyển giao

Dựa trên kết quả đo thu được từ MT, mạng UTRAN sẽ xác định thuật toán chuyển giao để thực hiện

Thực hiện chuyển giao

Sau khi quyết định sẽ thực hiện chuyển giao, giai đoạn thực hiện sẽ bao gồm toàn

bộ thủ tục báo hiệu cần thiết để kích hoạt hoặc loại bỏ kết nối vô tuyến từ các cell liên quan theo các thủ tục RRC thích hợp theo từng loại chuyển giao

2.3.3 Chuyển giao trong cùng tần số (Intra HO)

Chuyển giao cùng tần số trong mạng UTRAN có thể là chuyển giao cứng hoặc chuyển giao mềm Tại mỗi đầu cuối, các cell UTRAN được phân loại thành 3 tập:

• Tập kích hoạt (Active Set): chứa các cell đang kết nối với MT;

• Tập giám sát (Monitor Set): chứa các cell không nằm trong tập kích hoạt nhưng được MT đo để trở thành các cell ứng cử vào tập kích hoạt;

• Tập nhận biết (Detected Set): chứa các cell còn lại mà MT có thể nhận biết (tức

là có mức thu RSCP và lớn hơn mức ngưỡng) Các cell thuộc tập nhận biết

không nằm trong danh sách Cell_Info_List nên không được đưa vào báo cáo kết

nối

Chuyển giao trong cùng tần số qui định cách các cell được thêm hoặc loại bỏ khỏi tập kích hoạt dựa trên báo cáo kết quả đo Chuyển giao cùng tần số có thể là chuyển giao cứng hoặc chuyển giao mềm tương ứng với trường hợp số cell tối đa trong tập kích hoạt bằng 1 hoặc lớn hơn 1

Báo cáo kết quả đo có thể chứa tham số RSCP, Ec/No của kênh CPICH hoặc suy hao đường truyền của từng cell Nói chung, tham số được sử dụng là RSCP khi tải trong mạng thấp hoặc Ec/No khi tải trong mạng lớn hoặc khi mạng cần được tối ưu Nếu báo cáo đo được kích hoạt theo sự kiện, hệ thống phải thiết lập các mức ngưỡng kích hoạt tương ứng với giá trị đo

Các sự kiện kích hoạt báo cáo đo bao gồm:

• 1A: kênh CPICH chính mới được xuất báo cáo đo;

• 1B: kênh CPICH chính bị loại khỏi danh sách được xuất báo cáo đo;

• 1C: kênh CPICH chính không nằm trong tập kích hoạt tốt hơn so với kênh CPICH chính nằm trong tập kích hoạt;

• 1D: cell tốt nhất thay đổi;

• 1E: kênh CPICH chính có chỉ tiêu cao hơn mức ngưỡng;

• 1F: kênh CPICH chính có chỉ tiêu thấp hơn mức ngưỡng

Để tránh ảnh hưởng của các sự kiện liên tục được tạo ra, việc kích hoạt bản tin báo cáo chỉ được thực hiện nếu sự kiện tồn tại liên tục ít nhất trong khoảng thời gian

nhất định gọi là thời khoảng kích hoạt

Việc thêm cell hoặc loại bỏ cell khỏi tập kích hoạt được thực hiện theo thuật toán chuyển giao xác định Thủ tục loại bỏ hoặc thêm cell được RNC khởi tạo bằng bản

tin Active Set Update và được xác nhận bằng bản tin Active Set Update Complete được UE tạo ra

Dưới đây là 02 trường hợp chuyển giao điển hình, tương ứng với kiểu ngưỡng kích hoạt ở dạng giá trị chênh lệch tương đối và giá trị tuyệt đối

Hình 2-3 Chuyển giao dựa trên chênh lệch giá trị tương đối

Hình 2-3 trình bày sơ đồ chuyển giao dựa trên mức chênh lệch tín hiệu giữa các cell Các giá trị được sử dụng bao gồm:

• : dải giá trị tương ứng với sự kiện 1A, [dB];

• : dải giá trị tương ứng với sự kiện 1B, [dB];

• : giá trị bảo vệ áp dụng với sự kiện 1A, [dB];

• : giá trị bảo vệ áp dụng với sự kiện 1B, [dB];

• : giá trị bảo vệ áp dụng với sự kiện 1C, [dB];

• : ngưỡng thời gian kích hoạt

Hình 2-4 biểu diễn trường hợp chuyển giao dựa trên giá trị ngưỡng tuyệt đối

Hình 2-4 Chuyển giao dựa trên ngưỡng giá trị tuyệt đối (kích thước tập kích

hoạt bằng 2)

Các tham số được sử dụng trong trường hợp chuyển giao dựa trên ngưỡng giá trị tuyệt đối báo bao gồm:

• T_ADD: giá trị ngưỡng tương ứng với sự kiện 1E, [dB];

• T_DROP: giá trị ngưỡng tương ứng với sự kiện 1F, [dB];

• : giá trị bảo vệ áp dụng với sự kiện 1E, [dB];

• : giá trị bảo vệ áp dụng với sự kiện 1F, [dB];

• : giá trị bảo vệ áp dụng khi thay thế cell (xảy ra khi có chuyển giao khi tập kích hoạt đã đầy), [dB];

• : ngưỡng thời gian kích hoạt

2.3.4 Chuyển giao khác tần số trong cùng hệ thống

Chuyển giao giữa các cell ở tần số khác nhau trong mạng UMTS xảy ra trong hai trường hợp dưới đây:

• Các cell tham gia sử dụng nhiều sóng mang: các cell sử dụng nhiều sóng mang

là một trong những giải pháp được triển khai khi cần nâng cao dung lượng phục

vụ của Node B Trong một số trường hợp nhất định, mạng cho phép thiết lập dịch vụ trên các sóng mang khác nhau Khi có sự chênh lệch về tải giữa các sóng mang khác nhau, hệ thống có thể cho phép chuyển giao giữa các sóng mang khác nhau theo hướng cân bằng tải;

• Chuyển giao trong hệ thống có cấu trúc cell phân lớp (Hierarchical Cell Structure – HCS): trong hệ thống WCDMA có cấu trúc phân lớp, để giảm nhiễu gây ra do sự chồng lấn vùng phủ sóng, các lớp cell khác nhau phải sử dụng tần

số khác nhau Chuyển giao xảy ra giữa các cell ở lớp khác nhau sẽ là chuyển giao liên tần số

Để chuyển giao liên tần, mạng UTRAN và MT cần thực hiện đo trên các tần số khác nhau để quyết định thời điểm thực hiện chuyển giao thích hợp Khi được yêu cầu chuyển giao giữa các cell có tần số khác nhau, MT phải gửi các báo cáo Ec/No, RSCP của kênh CPICH và độ suy hao đường truyền, đồng thời, phải giám sát độ chênh lệch thời gian giữa các khung vô tuyến của cell khác nhau Nếu được kích hoạt bởi sự kiện, chuyển giao liên tần sẽ sử dụng các sự kiện sau:

• 2A: thay đổi tần số tốt nhất;

• 2B: chất lượng được ước lượng trên tần số hiện tại thấp hơn ngưỡng yêu cầu và chất lượng được ước lượng trên tần số chưa sử dụng cao hơn mức yêu cầu;

• 2C: chất lượng được ước lượng trên tần số chưa được sử dụng cao hơn mức ngưỡng yêu cầu;

• 2D: chất lượng được ước lượng trên tần số hiện tại thấp hơn ngưỡng yêu cầu;

• 2E: chất lượng được ước lượng trên tần số chưa được sử dụng thấp hơn mức ngưỡng yêu cầu;

• 2F: chất lượng được ước lượng trên tần số hiện tại cao hơn ngưỡng yêu cầu

Tương tự như chuyển giao cùng tần số, chuyển giao liên tần trong cùng hệ thống UTRAN cũng sử dụng giá trị bảo vệ kết hợp với ngưỡng thời gian kích hoạt chuyển giao để tránh chuyển giao liên tục

Chuyển giao liên tần, thực hiện qua các thủ tục RRC Hard Handover, sẽ loại bỏ

toàn bộ tập kích hoạt hiện tại và thay thế bằng tập kích hoạt mới của cell ở tần số khác

2.3.5 Chuyển giao liên hệ thống (Inter-RAT)

Trong trường hợp MT hỗ trợ đồng thời GSM/UTRAN, chuyển giao có thể được thực hiện giữa các cell UTRAN và GSM do yêu cầu về vùng phủ hoặc dịch vụ

Để chuyển giao Inter-RAT, RNC phải xác định mức ngưỡng bắt đầu đo cell GSM

Các ngưỡng này tương ứng với mức ngưỡng sRATsearch của các sự kiện 2D, 2F

(xem chuyển giao liên tần), trong đó, RNC sẽ quyết định thực hiện hoặc dừng đo các cell GSM Để thực hiện chuyển giao Inter-RAT hợp lí, nhà khai thác cần chú ý các điểm sau:

• Xác định giá trị ngưỡng sRATsearch để UT dừng đo cell GSM Nếu giá trị này

được đặt quá nhỏ, MT có thể nằm ngoài vùng phủ sóng của UTRAN trong khi vẫn chưa thực hiện đo cell GSM, dẫn tới bị mất dịch vụ Ngược lại, nếu giá trị

sRATsearch được đặt quá lớn, số lượng cell GSM được đo nhiều, có thể dẫn tới

có nhiều chuyển giao Inter-RAT không cần thiết, gây ảnh hưởng tiêu cực đến

• 3B: chất lượng được ước lượng của hệ thống khác thấp hơn mức yêu cầu;

• 3C: chất lượng được ước lượng của hệ thống khác cao hơn ngưỡng yêu cầu;

• 3D: thay đổi cell tốt nhất của hệ thống khác

Nếu được thực hiện, chuyển giao Inter-RAT từ UTRAN sang GSM được thực hiện theo các bước trong sơ đồ trên Hình 2-5

Hình 2-5 Các bước thực hiện chuyển giao từ UTRAN sang GSM

Ban đầu, các bản tin Measurement Control được RNC sử dụng để cấu hình theo các

sự kiện 2D hoặc 2F Khi chất lượng trong mạng UTRAN thấp hơn mức ngưỡng xác

định (sự kiện 2D), MT sẽ gửi bản tin Measurement Report và RNC sẽ kích hoạt đo

để chuyển giao Inter-RAT theo sự kiện 3A Chuyển giao sẽ bắt đầu khi MS gửi báo

cáo xác định sự kiện 3A Sau đó, RNC gửi bản tin Relocation Request đến mạng lõi

(MSC) để thiết lập tài nguyên GSM trong cell được yêu cầu chuyển giao Khi tài

nguyên yêu cầu sẵn sàng để sử dụng, lệnh Handover from UTRAN được gửi đến

MT để khởi tạo phát trên tần số GSM và khe thời gian tương ứng bởi các bản tin

HO Access Thủ tục chuyển giao được hoàn thành khi tài nguyên được sử dụng

trong giao diện Iu giữa RNC và MSC được giải phóng

Quan hệ giữa các mức ngưỡng tương ứng với các sự kiện 2D, 2F và 3A cần được xác định một cách thích hợp

Sự kiện 2D kích hoạt đo cell GSM, dẫn tới MT phải hoạt động ở chế độ nén (compressed mode: chế độ nén tín hiệu để dành một khoảng thời gian cho MT thực hiện đo trên tần số khác và báo cáo kết quả đo) Giá trị ngưỡng sự kiện 2D thấp sẽ hạn chế kích hoạt sự kiện này, làm giảm sự xuất hiện chế độ nén không cần thiết Tuy nhiên, ngưỡng sự kiện 2D thấp cũng có thể dẫn tới chất lượng dịch vụ bị suy giảm, thậm chí có thể dẫn tới mất kết nối Ngưỡng sự kiện 2D cần cao hơn ngưỡng

sự kiện 3A – được sử dụng để kích hoạt chuyển giao từ UTRAN sang GSM Ngưỡng kích hoạt của sự kiện 2F phải cách ngưỡng kích hoạt sự kiện 2D một giá trị

đủ lớn để tránh việc bắt đầu và kết thúc đo GSM liên tục

Ngưỡng kích hoạt của sự kiện 3A phải đủ lớn để MS không bị mất vùng phủ UTRAN do suy hao tín hiệu bất thường Giá trị này cần được xác định kết hợp với ngưỡng kích hoạt chuyển giao theo hướng từ GSM sang UTRAN Hai mức ngưỡng trên có giá trị gần nhau có thể dẫn tới hiện tượng ping-pong giữa các hệ thống Hình 2-6 minh họa chuyển giao từ UTRAN sang GSM trong trường hợp điển hình Các mức ngưỡng tương ứng với các sự kiện 2D, 2F, 3A được kí hiệu bằng ,

và Các khoảng giá trị bảo vệ lân cận được biểu diễn bằng , và