Công nghệ VAMOS và giải pháp tối ưu dung lượng với chất lượng mạng vô tuyến 2G

 Giới thiệu công nghệ VAMOS và đưa giải pháp để đảm bảo hài hòa giữa dung lượng với chất lượng mạng vô tuyến 2G.

Trong bối cảnh lưu lượng thoại tiếp tục tăng trưởng mạnh ở các thị trường, tần số sử dụng trong 2G bị cắt giảm để nhường tần cho 4G. Để đảm bảo được 2 nhu cầu trên, thì giải pháp phải là chia nhỏ mắt lưới, đặt thêm trạm 2G, kéo theo chi phí về CAPEX, OPEX, trong khi hiệu quả từ kinh doanh thoại ngày một suy giảm, thì với chi phí lớn tăng thêm là điều khó được chấp nhận. Từ đó công nghệ VAMOS ra đời( Voice services over adaptive multi-user Channels on One Slot(VAMOS).

1.Những cải tiến về công nghệ 2G cho VAMOS

Tăng gấp đôi User/ Time Slot

VAMOS là công nghệ cho phép ghép 2 người sử dụng vào cùng 1 Time slot của khung TDMA. Bằng phương pháp này ta đã làm cho khả năng đáp ứng của hệ thống lên gấp đôi, hay dung lượng tăng gấp đôi so với ban đầu.

Với tính năng VAMOS, thì 1 Time Slot trong khung TDMA ta có các khả năng ghép như sau:1 thuê bao Full Rate/ Time slot, 2 thue bao HR/ Time slot, 2 thuê bao Vamos Full rate/ Time slot, 4 thuê bao Vamos HR/ Time slot, 1 Thuê bao HR với 2 thuê bao Vamos HR/Time slot, 1 thuê bao Vamos Ful rate với 2 thuê bao Vamos HR/Time slot.

Việc lựa chọn cấu hình ghép thuê bao/ Time slot sẽ tùy thuộc vào điều kiện chất lượng kênh, chất lượng tín hiệu và tải của Cell. Việc điều khiển quá trình này hoàn toàn được thực hiện bởi nhà vận hành mạng lưới.

Tăng Training Sequency Code(TSC)

Hình: Phương pháp phân biệt các MS cùng 1 Timeslot trong công nghệ VAMOS

Với VAMOS, việc phân biệt 2 User trong cùng 1 Time slot là một yêu cầu mới. Trong công nghệ 2G thông thường, với mỗi cụm thông tin người dùng người ta phải sử dụng 26 bits dữ liệu để sửa tần số, cụm thông tin này được gọi là TSC( Training Sequence Code), mỗi cell 2G chỉ có 1 giá trị TSC duy nhất, giá trị này được quy hoạch trùng với giá trị BCC(Base station Color Code). Khi mạng phục vụ VAMOS thì mỗi cell phải được gán thêm 1 TSC, tức là có 2 TSC/ Cell. 2 TSC này được sử dụng để phân biệt 2 User trong cùng 1 Time slot khi sử dụng VAMOS.

Thay đổi kiểu điều chế cho đường DL( từ BTS xuống MS)

Hình: Xử lý tín hiệu đường lên trong công nghệ VAMOS

Hình: xử lý tín hiệu đường xuống trong công nghệ VAMOS

Trên đường DL(BTS tới MS), thì tín hiệu được điều chế bởi aQPSK thay vi GMSK như trươc đây. Pha tín hiệu của 2 MS vuông góc, công suất của MS1 và MS2 ràng buộc với nhau theo hệ số góc ɑ

Thay đổi vị trí kênh báo hiệu liên kết SACCH trong cấu trúc đa khung 26( cải tiến này chỉ cho những dòng máy hỗ trợ VAMOS II)

Hình: Cấu trúc đa khung trong công nghệ VAMOS

Kênh báo hiệu liên kết chậm SACCH phát vào các khoảng thời gian được chỉ định. Nhằm cung cấp thông tin hệ thống, thông tin chất lượng kênh vô tuyến khi User thực hiện cuộc gọi. Thông tin này là độc lập với từng User, được miêu tả chi tiết như hình trên. Nếu kênh SACCH của User 2 không phát lệch đi 1 khung so với kênh SACCH của User 1 thì chúng sẽ gây nhiễu cho nhau, vì 2 kênh này luôn phát vào thời điểm định trước. Vì thế kênh SACCH của User 2 được phát dịch đi để có thể KHÔNG bị nhiễu, do thời điểm phát kênh SACCH của User 2, thì kênh TCH của User 1 CÓ THỂ không phát, có thể đang ở chế độ DTX với xác suất là 50%.

2. Phương pháp áp dụng VAMOS để cân bằng giữa dung lượng và chất lượng.

Chất lượng và tín hiệu của MS cả đường DL và UL phải ở ngưỡng tốt

Hình: Các ngưỡng điều khiển để đảm bảo chất lượng khi sử dụng VAMOS

VAMOS là việc sử dụng 2 thuê bao trong cùng 1 Time Slot, 2 thuê bao này được gọi là cặp( Paired). Cặp thuê bao này sẽ sử dụng chung 1 Time slot, chúng sẽ ảnh hưởng nhiễu lên nhau. Vì vậy, việc lựa chọn 2 thuê bao phù hợp để bắt cặp là một việc quan trọng để đảm bảo chất lượng thuê bao VAMOS.

Với hình trên, thì các thuê bao thỏa mãn điều kiện trong các khoảng A, B, C, D là phù hợp bắt cặp cho dịch vụ VAMOS.

Điều kiện về tải( Traffic Load) của cell để kích hoạt dịch vụ VAMOS.

Trong điều kiện tải bình thường thì tính năng VAMOS không được kích hoạt, nó chỉ được kích hoạt theo thứ tự ưu tiên từ (1) tới (4) như sau:

(1) Kích hoạt Half rate ->(2) Kich hoạt Handover Full rate- Half rate ->(3) Kích hoạt Full rate VAMOS -> (4) Kích hoạt Half rate VAMOS. Với điều kiện này đảm rằng, chỉ những thời điểm xấu nhất, tính năng VAMOS mới được kích hoạt.

Hai thuê bao ghép cặp phải gần giống nhau về suy hao đường truyền.

Suy hao đường truyền được tính theo công thức: Path loss = Power transmit – rxlevel. Path loss của 2 thuê bao bắt cặp phải tương đương nhau, nhằm tránh cho một trong 2 thuê bao có công suất phát mạnh, gây nhiễu cho User còn lại.

Tổng công suất đường DL của thuê bao bắt cặp, không được vượt quá công suất phát của Cell và không khác biệt nhau quá lớn.

SCPIR( Subchannel Power Imbalance Ratio), là chỉ số để đánh giá sự khác biệt công suất đường DL giữa 2 User được bắt cặp. Mục tiêu của việc giữ giá trị này ở ngưỡng tối thiểu giúp cho công suất của 1 trong 2 User bắt cặp trở lên quá lớn, làm nguồn nhiễu gây mất dịch vụ của User còn lại.

          Công suất của Cell phải chia cho 2 User trong cùng 1 cặp, tổng công suất của 2 user này vì thế không được vượt quá công suất cho phát của Cell. Trong trường hợp cần điều khiển công suất phát DL của 1 User trong cặp thì phải thực hiện điều chỉnh để thỏa mãn cả 2 điều kiện nêu trên.

 Kết luận.

Hãy xem đặc tính của dịch vụ thoại, 1 người nói thì người còn lại sẽ nghe vì vậy khoảng trống DTX là 50% của thời gian đàm thoại. Thật là ý tưởng tốt nếu chúng ta tận dụng khoảng DTX này cho User khác sử dụng.

Việc sử dụng tính năng VAMOS, với những cải tiến tốt, cùng với việc kiểm soát tốt những điều kiện áp dụng, giúp ta tăng được dung lượng hệ thống mà không bị suy giảm chất lượng cuộc gọi.

Tham khảo thông tin thực tế của 1 Cell 2G phục vụ lễ hội(Mynamar)

Hình: Thống kê Traffic cell 2G khi sử dụng tính năng VAMOS

Tỉ lệ Traffic TCH VAMOS chiếm rất lớn, gần 50% tổng số traffic của cell tại giờ PEAK. Nếu không có VAMOS ta phải đầu tư gấp đôi số lượng TRX để mang về một lượng traffic như vậy. Từ dữ liệu trên thấy rằng khả năng hỗ trợ VAMOS của máy di động là lớn, chỉ cần hệ thống có VAMOS thì sẽ sãn sàng sử dụng.

Hình: Chất lượng KPI của cell khi sử dụng tính năng VAMOS.

Các chỉ số chất lượng, KPI tốt hơn nhiều CTKT yêu cầu. Cuộc gọi VAMOS có chất lượng tương đương với cuộc gọi thông thường.

Để ủng hộ tác giả bài viết, xin ủng hộ mua sản phẩm tại: Gốm lạc việt Bát tràng

Đọc tiếp