Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G và 4G (Tập 2): Phần 2

Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G và 4G (Tập 2): Phần 2 trình bày các nội dung chính sau: Quản lý tài nguyên vô tuyến; Tổng quan quản lý tài nguyên vô tuyến HSUPA; VoIP trong HSPA; Động lực VoIP. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G và 4G (Tập 2): Phần 2 Chương 8 QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN Các giải thuật quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM: Radio Resource Management) chịu trách nhiệm chuyển đổi các tăng cường lớp vật lý của HSDPA và HSUPA thành độ lợi dung lượng trong khi vẫn đảm bảo hiệu năng người sử dụng đầu cuối và tính ổn định của hệ thống. Các chủ đề được trình bày trong chương này bao gồm: Tổng quan quản lý tài nguyên vô tuyến của HSDPA Các giải thuật RNC cho HSDPA Các giải thuật nút B cho HSDPA Tổng quan quản lý tài nguyên vô tuyến HSUPA Các giải thuật RNC cho HSUPA Các giải thuật nút B cho HSUPA Mục đích chương nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức về các giải thuật quản lý tài nguyên cho HSDPA và HSUPA bao gồm các giải thuật dựa trên RNC (Radio Network Controller) và dựa trên nút B. Để hiểu được chương này sinh viên cần đọc kỹ tư liệu được trình bày trong chương, tham khảo thêm các tài liệu [1], [9], [10], [11], [14], [15] và trả lời các câu hỏi cuối chương. 236 Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G 8.1. TỔNG QUAN QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN CỦA HSDPA Hình 8.1. Tổng quan các giải thuật HSDPA RRM Hình 8.1 trình bày tổng quan các giải thuật HSDPA RRM quan trọng nhất tại RNC và nút B. Tại RNC, các giải thuật HSDPA mới bao gồm ấn định tài nguyên, điều khiển cho phép và quản lý di động. Trong ngữ cảnh này, ấn định tài nguyên là chức năng ấn định công suất và các mã định kênh cho nút B để truyền dẫn HSDPA trong từng ô. Điều khiển cho phép của HSDPA khác với điều khiển cho phép của R3 DCH vì HSDPA dựa trên khái niệm kênh chia sẻ. Quản lý di động cho HSDPA cũng là một chức năng mới, vì số liệu chỉ được phát trong một ô đến UE tại một thời điểm và cần có quản lý bộ đệm hiệu dụng của nút B trong các chuyển giao do kiến trúc phân bố. Các giải thuật HSDPA RRM sẽ được trình bày kỹ hơn trong phần 8.1.1. Tại nút B, cần có một chức năng thích ứng đường truyền HS-DSCH mới để điều chỉnh tốc độ bit của HS-DSCH trong từng TTI phụ thuộc vào chất lượng thu của người sử dụng. Điều khiển công suất kênh HS- SCCH cần thiết để giảm thiểu chi phí công suất trong khi vẫn đảm bảo thu tin cậy. Cuối cùng, bộ lập biểu gói của MAC-hs trong nút B điều khiển tần suất phục vụ các người sử dụng dược phép trên kênh HS- DSCH. Một bộ lập biểu gói MAC-hs được thiết kế tốt có khả năng Chương 8: Quản lý tài nguyên vô tuyến 237 cực đại hóa dung lượng hệ thống trong khi vẫn đảm bảo trải nghiệm thú vị của người sử dụng đầu cuối. Các giải thuật HSDPA RRM mới tại nút B được trình bày trong phần 8.1.2. Lưu ý rằng 3GPP chỉ định nghĩa các giao diện và các yêu cầu hiệu năng tối thiểu của UE. Vì thế các nhà sản suất thiết bị mạng có thể tự mình thiết kế các nút B và các giải thuật RRM dựa trên nút B và dựa trên RRC theo yêu cầu thị trường. 8.2. CÁC GIẢI THUẬT RNC CHO HSDPA 8.2.1. Ấn định tài nguyên Trước khi nút B có thể truyền dẫn số liệu trên HS-DSCH, RNC điều khiển cần ấn định các mã điều khiển và công suất cho truyền dẫn HSDPA. Ít nhất, một mã HS-SCCH với hệ số trải phổ SF=128 và một mã HS-DPSCH với hệ số trải phổ SF=16 phải được ấn định cho nút B. Sử dụng giao thức NBAP (Node B Application Part) được định nghĩa trong 3GPP, RNC và nút B thông báo cho nhau. Các tài nguyên được ấn định bằng các gửi đi một bản tin ‘NBAP: yêu cầu lập lại cấu hình kênh chia sẻ vật lý’ từ RNC điều khiển đến nút B (hình 8.2). Vì thế việc ấn định các mã định kênh cho truyền dẫn HSDPA chỉ yêu cầu báo hiệu giữa RNC và nút B. Nói chung nên ấn định càng nhiều mã HS-DSCH cho nút B càng tốt vì điều này cho phép cải thiện hiệu suất sử dụng phổ tần của HS-DSCH. Tuy nhiên việc ấn định quá nhiều mã HS-DSCH có thể dẫn đến chặn các người sử dụng R3 DCH vì không còn mã để truyền đồng thời các kênh R3 DCH. Rất may là nếu nghẽn mã định kênh bị phát hiện, RNC điều khiển có thể nhanh chóng giải phóng một số mã đã ấn định cho HS-DSCH để ngăn chặn nghẽn các kết nối thoại hay video R3. Hình 8.2. Báo hiệu để ấn định tài nguyên HSDPA 238 Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G Truyền dẫn HS-DSCH đến nhiều người sử dụng đồng thời trong một TTI đòi hỏi nhiều mã HS-SCCH và nhiều mã HS-PDSCH. Thông thường ghép kênh mã là giải pháp hữu ích đối với các kịch bản trong đó một nút B ấn định nhiều mã HS-PDSCH hơn so với số mã được hỗ trợ bởi các đầu cuối HSDPA. Nút B có thể hỗ trợ 10-15 mã HS- PDSCH trong khi đầu cuối HSDPA thường chỉ có thể hỗ trợ 5 mã HS- PDSCH. Giải thuật để ấn định các mã HS-SCCH cho nút B vì thế có thể được rút ra như là một hàm phụ thuộc vào các mã HS-PDSCH được ấn dịnh và các loại HSDPA UE trong ô. Trong hầu hết các trường hợp, tài nguyên đường xuống khan hiếm nhất là công suất. Hình 8.3 cho thấy quỹ công suất đường xuống cho một ô có cả truyền dẫn HSDPA lẫn các kênh R3. Quỹ công suất bao gồm công suất cần cho các kênh chung như P-CPICH, công suất cho các truyền dẫn R3 DCH và công suất cho truyền dẫn HSDPA. Công suất cho các DCH thời gian thực được quản lý bởi điều khiển cho phép của RNC còn công suất DCH phi thời gian thực được điều khiển bởi bộ lâp biểu gói của RNC. Công suất cho DCH phi thời gian thực được đặc trưng như là công suất khả điều khiển, nghĩa là có thể được điều chỉnh thông qua thay đổi tốc độ bit, trong khi công suất cho các kênh chung và cho DCH thời gian thực được coi là không thể điều khiển. Thí dụ về trường hợp ấn định công suất được minh họa trên hình 8.3. Giả thiết là mô hình RRM theo công suất, giải thuật RNC RRM có nhiệm vụ duy trì tổng công suất cho tất cả các kênh R3 thấp hơn PtxTarget (đích công suất phát). Để có thể thực hiện các sơ đồ này với cả HSDPA, nút B có thể được lập cấu hình để báo cáo các kết quả đo công suất trung bình trên một sóng mang không dùng cho HSDPA (như minh họa trên hình 8.3). Dựa trên cá ...