TÌM HIỂU VỀ CÁC HÀNH ĐỘNG CỦA MS

TRONG IDLE MODE

Một máy MS khi bật nguồn mà không được cấp phát kênh riêng thì đều được coi là đang

ở chế độ rỗi (Idle Mode). Khi ở trong idle mode, có một điều quan trọng là mobile có thể

truy nhập vào mạng cũng như được truy vấn bởi mạng.

NỘI DUNG:

MS trong IDLE MODE:

- Lựa chọn mạng PLMN

- Lựa chọn Cell

- Lựa chọn lại Cell

- Location Update

- Paging

- MS đo trong Idle Mode

PHẦN 1: LỰA CHỌN MẠNG PLMN

Hành động lựa chọn mạng PLMN xảy ra khi:

- MS bật nguồn

- MS trở lại vùng có sóng.

Ưu tiên lựa chọn mạng PLMN:

- Mạng PLMN gần nhất mà MS sử dụng

- Nếu không tồn tại mạng PLMN gần nhất, MS sẽ lựa chọn lại mạng PLMN khác

theo 1 trong 2 chế độ: bằng tay hay tự động.

Lựa chọn mạng tự động :

Khi không tồn tại mạng PLMN gần nhất, MS sẽ lựa chọn mạng PLMN có sẵn và được

phép truy cập theo thứ tự ưu tiên từ 1 đến 4 như sau:

1. Home PLMN

2. Mạng PLMN với thứ tự ưu tiên được lưu trong SIM

3. Các mạng PLMN khác có mức thu trên -85 dBm trong thứ tự xếp hạng ngẫu

nhiên.

4. Tất cả các mạng PLMN hợp lệ có mức cường độ tín hiệu giảm dần.

Lựa chọn mạng bằng tay :

1. MS sẽ ưu tiên lựa chọn mạng PLMN mà MS đã đăng ký hoặc mạng Home PLMN

khi không tồn tại mạng PLMN đã đăng ký.

2. Nếu đăng ký với mạng PLMN trên không thành công hoặc người sử dụng khởi

phát việc lựa chọn lại mạng PLMN, MS sẽ chỉ cho người sử dụng những mạng

PLMN có sẵn. Khi người sử dụng chọn mạng PLMN nào thì MS khởi phát thủ tục

đăng ký với mạng PLMN đó. Nếu đăng ký đó không thành công thì MS sẽ thông

báo tới người sử dụng lựa mạng PLMS khác.

Roaming:

1. MS có thể lựa chọn 1 mạng PLMN khác khi mạng Home PLMN không có sẵn và

Roaming được cho phép.

2. MS sẽ định kỳ có gắng trở về mạng Home PLMN . Sau khoảng thời gian T (từ 6

phút đến 8 giờ với bước nhảy 6 phút) MS sẽ cố gắng trở về mạng Home PLMN

hoặc T chỉ ra rằng không có 1 cố gắng định kỳ nào được thực hiên, nếu T được

khai trong SIM. Nếu T không được khai trong SIM một thời gian mặc định 30’ sẽ

được sử dụng.

Câu hỏi

1. Khi MS bật nguồn hoặc trở lại vùng phủ mà mạng PLMN trong lần sử dụng gần

nhất của nó và mạng Home PLMN khác nhau thì MS sẽ cư xử thế nào?

Khi MS bật nguồn hoặc trở lại vùng phủ mà mạng PLMN trong lần sử dụng gần

nhất của nó và mạng Home PLMN khác nhau -> Khi lựa chọn mạng, đầu tiên MS

vẫn chọn mạng PLMN trong lần sử dụng trước, rồi sau đó sẽ cố gắng chọn lại

mạng Home PLMN theo thời gian định kỳ T – giá trị T này do nhà cung cấp dịch

vụ quy định.

2. Tại sao cần giá trị T? Giá trị T này lớn hay nhỏ sẽ tốt hơn?

Qúa trình Roaming thực ra rất tốn tiền. Nếu đặt giá trị T nhỏ thì quá trình trở lại

mạng Home PLMN sẽ nhanh hơn nhưng rất tốn pin điện thoại và ngược lại.

3. Làm sao để các thuê bao roaming vào mạng mình nhiều nhất?

- Cố gắng thực hiện 1 thoả thuận giữa 2 nhà cung cấp mạng để mạng mình

được đặt mức ưu tiên đầu tiên trong SIM thuê bao của đối tác.

- Cố gắng để cường độ tín hiệu mạng mình đạt >85dB để lọt vào thứ tự xếp

hạng ngẫu nhiên.

- Trên thực tế thì các trạm 900MHz có tỉ lệ roaming từ mạng khác vào nhiều

hơn so với các trạm 1800MHz.

4. Khi MS trở lại vùng phủ, làm sao để nó biết mạng nào là mạng Viettel, Mobi hay

Vina?

- Đầu tiên MS sẽ quét các tần số trong BA list để lựa chọn mạng PLMN gần

nhất. (Khi MS quét các tần số trong dải 900MHZ và 1800MHz thì có vẻ MS

quét dải 900MHz trước). Nếu không có BA list thì MS sẽ phải quét toàn dải.

- Để xác định được đó là mạng Viettel, Mobi hay Vina thì MS cần giải mã

tham số MNC (Mobile Network Code) – là mã mạng được truyền trên bản tin

thông tin hệ thống số 3 trên kênh BCCH (MNC của Mobi là 01, Vina là 02 và

Viettel là 04).

PHẦN 2: LỰA CHỌN CELL

1. Cell selection : Tìm cell thích hợp nhất của mạng PLMN đã chọn theo các tiêu chí

khác nhau.

2. Nếu không chọn được cell thích hợp trong tất cả các mạng PLMN có sẵn được

cho phép MS sẽ lựa chọn 1 cell bất kể sự cho phép của mạng PLMN. Khi đó MS

đi vào trạng thái giới hạn dịch vụ và chỉ có thể thực hiện cuộc gọi khẩn cấp.

3. Có 2 cách lựa chọn cell:

- Lựa chọn cell thông thường.

- Lựa chọn cell theo danh sách đã lưu sử dụng BA list.

Câu hỏi :

1. Khi lựa chọn cell, làm sao để MS nhận ra cụm đồng bộ FCCH:

Mục đích việc lựa chọn cell là MS tìm được cụm đồng bộ FCCH, cụm đồng bộ

phát một dãy bít toàn 0, nghĩa là sóng mang không bị điều chế, không có biến

thiên và có lượng dịch tần nhất định (chỉ sử dụng dịch tần dương, không dùng

dịch tần âm) -> khi MS bắt được cụm có những đặc trưng này thì nó biết đó chính

xác là cụm FCCH.

Thuật toán l ựa chọn cell thông thường:

Lựa chọn cell thông thường: Được thực hiện khi không có sẵn danh sách BA list. MS sẽ

cố gắng lựa chọn cell thích hợp nhất để “Camp on”.

Một cell được xem là thích hợp nếu:

- Thuộc mạng PLMN đã lựa chọn.

- Nó không chặn (chỉ xảy ra trong Idle mode)

- Nó không thuộc vùng định vị nằm trong danh sách cấm

- Tiêu chuẩn lựa chọn cell được thỏa mãn.

Câu hỏi :

2. Cell thế nào thì bị chặn?

Cell bị chặn khi nghẽn hoặc thuộc khu vực quân sự (do nhà cung cấp dịch vụ quy

định), khi đó MS không thể camp vào trong idle mode nhưng MS trong chế độ

dedicated có thể thực hiện handover sang nó.

Quy trình lựa chọn cell khi MS không có thông tin về các tần số trong mạng sử dụng:

- MS sẽ search tât cả các kênh RF trong dải tần số mà nó hỗ trợ.

- Thực hiện lấy các mẫu đo cường độ tín hiệu các tần số thu được

- Tính toán mức cường độ tín hiệu thu trung bình cho mỗi tần số (ít nhất 5 mẫu,

mỗi mẫu đo từ 3-5s)

- Thực hiện đồng bộ với sóng mang có cường độ tín hiệu mạnh nhất

- Xác định xem đây có phải là sóng mang BCCH không bằng cách search burst

hiệu chỉnh tần số gửi trên kênh FCCH. Nếu đó là sóng mang BCCH thì MS sẽ

chỉnh tới sóng mang đó, đọc kênh đồng bộ SCH để tìm BSIC và BCCH để tìm

các bản tin thông tin hệ thống, ví dụ BA list.

- Nếu dữ liệu được giải mã thành công và cell thích hợp, MS sẽ “camp on” vào cell

đó và thực hiện các thủ tục đăng ký cần thiết.

- Nếu MS tìm được 1 cell là thuộc mạng PLMN đã chọn nhưng không phù hợp,

MS sẽ sử dụng BA list nhận được từ cell đó và rồi chỉ việc search các sóng mang

BCCH có trong list. Điều này sẽ tăng tốc các thủ tục trong một vài phạm vi.

- BA list được xác định bằng tham số MBCCHNO. BA list được gửi tới MS, trong

idle mode, trong các bản tin thông tin hệ thống trên BCCH. Có tới 32 sóng mang

BCCH có thể được xác định bằng cách chỉ rõ ARFCN của nó sử dụng tham số

MBCCHNO. Chú ý rằng serving cell sẽ không có trong BA list.

- Các cell có thể có 2 mức ưu tiên, thông thường và thấp. Các cell phù hợp là ưu

tiên thấp và chỉ được camp on nếu không có cell phù hợp nào khác ở mức ưu tiên

bình thường. Mức ưu tiên của một cell được điều khiển bởi tham số CBQ liên kết

với tham số CB.

- Nếu BCCH của một cell có mức ưu tiên thấp được tìm thấy bởi MS khi lựa chọn

cell, MS sẽ liên tục search tìm cell có ưu tiên bình thường. Nếu không tìm được

cell có mức ưu tiên bình thường thì cell tốt nhất trong số các cell có mức ưu tiên

thấp sẽ được chọn. Cũng cần phải chú ý rằng nếu CBQ đặt ở mức thấp, các cell

bị nghẽn (CB = Yes) có thể được camp vào khi lựa chọn hoặc lựa chọn lại cell.

Câu hỏ i:

3. Mạng có biết đâu là Serving Cell của MS?

Serving Cell là do MS tự nhận, còn mạng thì không biết đó là serving cell của MS

nào.

L ựa chọn cell trong BA list:

- MS có thể lưu các tần số trong BA list gần nhất nó sử dụng khi nó tắt máy.

Thông tin này được lưu trong SIM.

- Sau đó, nếu MS nhập mạng, nó sẽ quét những tần số nằm trong BA list để tìm cell

thích hợp.

- Nếu lựa chọn cell trong BA list không thành công MS sẽ lựa chọn cell theo cách

thông thường.

Thuật toán:

- Trong Idle mode, MS liên tục giám sát thông số lựa chọn cell C1 (C1 – tiêu chuẩn

dựa trên cường độ tín hiệu, không phải path loss):

C1 = (received signal level - ACCMIN) - max(CCHPWR - P, 0) (1)

Với ACCMIN: Mức SS nhỏ nhất cần thiết để MS truy cập vào mạng

CCHPWR: Công suất phát tối đã để MS có thể truy cập mạng.

P: Công suất phát tối đa của MS theo lớp của nó

Câu hỏi :

4. Tại sao phải sử dụng tham số C1?

Tiêu chuẩn C1 được sử dụng để đảm bảo cân bằng vùng phủ của đường uplink và

đường downlink, tham số C1 sẽ giới hạn truy nhập với các MS nhận cường độ tín

hiệu đủ cao cho liên lạc đường downlink thành công, nhưng lại yếu trên đường

uplink. Nếu trong trường hợp này, cell có lẽ không được thiết kế cho các MS của

lớp đó

Với GSM 1900, phần thứ 2 của phương trình 1 luôn bằng 0. Lý do là chỉ các

mobile class 1 được sử dụng trong các hệ thống GSM1900.

5. Tại sao phải sử dụng tham số CCHPWR?

Tham số CCHPWR là khác nhau với mỗi dải băng tần khác nhau: 900MHz là

33dB và 1800MHz là 30dB, mục đích chính là cho ta biết mạng được thiết kế

cho loại MS nào (thuộc Class mấy) (Aircom – GSM Overview / MS Power

Classes).

Thực tế trong TKTƯ, để cân bằng vùng phủ chỉ cần dùng tham số ACCMIN.

PHẦN 3: LỰA CHỌN LẠI CELL

- Sau khi lựa chọn cell thành công, MS sẽ liên tục đo SS của cell phục vụ và

neighbour cell để sẵn sàng lựa chọn lại cell nếu cần thiết.

- Có ít nhất 5 mẫu cường độ tín hiệu SS được đo cho mỗi cell, MS tính toán mức

SS trung bình cho mỗi cell thu được trong BA list.

- Các bản tin thông tin hệ thống trên BCCH phải được đọc ít nhất 1 lần trong 30s

để giám sát dự thay đổi tham số của cell.

- Các thông tin về tham số lựa chọn lại cell cho 6 sóng mang mạnh nhất phải được

nghe ít nhất 5 phút 1 lần, để theo dõi các thông số còn phục vụ việc tính toán C1,

C2.

- MS sẽ giải mã BSIC của 6 sóng mang mạnh nhất ít nhất 30s một lần để đảm bảo

rằng nó vẫn theo dõi cùng 1 cell. Nếu một BSIC khác được dò ra, nó sẽ được xem

xét như một sóng mang mới và dữ liệu BCCH cho sóng mang này sẽ được xác

định

Giải mã dữ liệu BCCH và BSIC

BSIC BCCH data

Serving cell - at least every 30 s

Six neighbours at least every 30 s at least every 5 min

Các tiêu chuẩn lựa chọn lại cell (GSM phase 2) :

Thuật toán lựa chọn lại cell bao gồm 5 tiêu chuẩn khác nhau. Nếu bất kỳ tiêu chuẩn nào

trong đó thoả mãn thì việc lựa chọn lại cell sẽ xảy ra. Quá trình lựa chọn lại cell sử dụng

tham số C2. Bất cứ khi nào một tiêu chuẩn lựa chọn lại cell được thoả mãn, MS pha 2 sẽ

chuyển sang cell có giá trị C2 lớn nhất. C2 được tính toán như sau:

T là thời gian, còn CRO, TO và PT là các tham số

CRO sử dụng khoảng bù cho tham số lựa chọn lại cell C2. TO sử dụng khoảng bù âm

tạm thời với C2 cho khoảng thời gian của PT. Điều này ngăn chặn các MS di chuyển

nhanh lựa chọn cell. Giá trị 31 của tham số PT được dành riêng để thay đổi dấu của

CRO. Trong trường hợp này, giá trị TO bị bỏ qua, như trong phương trình 3. T được bắt

đầu từ 0 khi MS đặt cell lân cận trong list 6 sóng mang mạnh nhất. T sẽ reset về 0 bất cứ

khi nào cell không còn trong list đó nữa.

Câu hỏi :

1. Tham số CRO để làm gì?

CRO là lượng thưởng hay phạt đối với các MS di chuyển nhanh hay chậm.

CRO có mối quan hệ Cell – Cell; TO có mối quan hệ Cell – MS.

Trong phương trình (2) mục đích là để mở rộng vùng phủ, còn ở phương trình (3)

là co vùng phủ. Nhưng nếu mở rộng vùng phủ không phải theo bản chất mà theo

công thức toán học thì sẽ đẩy nhiều MS vào vùng thăng giáng mạnh. Còn nếu co

vùng phủ thì vùng biên càng ổn định hơn so với biên thường (biên vật lý). Chính

vì vậy trong phương trình (3) không cần giá trị TO.

MS liên tục tính toán lại giá trị C1 và C2 với serving cell và các cell lân cận khi một đo

đạc mới được tiến hành. Nó sẽ lựa chọn lại và camp vào cell khác nếu bất kỳ tiêu chuẩn

nào sau đây được thoả mãn:

- Serving cell trở nên bị chặn

- MS truy cập vào mạng không thành công hết số lần cho phép. (MAXRET)

- MS phát hiện lỗi đường xuống

- C1 của serving cell xuống dưới 0 quá 5s

- C2 của cell neighbour lớn hơn C2 của cell serving quá 5s -> cho thấy có sự xuất

hiện của cell tốt hơn (nhưng nếu khác LAI thì tham số trễ lựa chọn lại cell CRH

được sử dụng).

Câu hỏi:

2. Nên đặt tham số MAXRET như thế nào?

Tham số MAXRET (hiện tại mạng Viettel đặt = 4): Nếu đặt tham số này lớn thì tỉ

lệ SD Congestion sẽ tăng lên rất mạnh (có thể tăng gấp 4 lần so với số liệu thực

tế). Còn nếu đặt MAXRET nhỏ thì khả năng truy cập mạng thành công của MS bị

giảm.

3. Tại sao phải sử dụng tham số CRH?

Tham số CRH được sử dụng để tránh việc Location Update nhiều trong vùng biên

của các LAC.

PHẦN 4: LOCATION UPDATE

Mạng quản lý tính di động của MS đến đơn vị LA. Mạng lưu LAI mà MS đang trong

vùng phục vụ đó. MS thông báo cho mạng vị trí qua LU. Có 3 loại LU cơ bản:

- Cập nhật thông thường: quyết định bởi việc thay đổi LAI.

- Cập nhật định kỳ:

MS quyết định LU định kỳ bởi tham số T3212 được phát quảng bá

Khi thay đổi giá trị T3212 thì thời gian để MS cập nhật định kỳ là: (thời

gian cũ hết hạn) mod (T3212 mới)

- IMSI attach/detach:

MS được quyết định có thủ tục này không bởi tham số ATT

Mạng không xác vị trí của MS sau khoảng thời gian: BTDM+GTDM

Giá trị T3212 đặt ở mức Cell còn BTDM + GTDM được đặt ở mức MSC.

Câu hỏi:

1. Giá trị T3212 đặt lớn hay nhỏ có tác động gì đến mạng?

Nếu đặt T3212 lớn, khi MS detach khỏi mạng hoặc ngoài vùng phủ sóng mà

mạng không biết, khi có cuộc gọi đến mạng vẫn phải tìm gọi MS -> tăng tải

paging không cần thiết.

Nếu đặt T3212 nhỏ, thì phải thực hiện cập nhật định kỳ nhiều -> tốn tài nguyên

mạng.

2. Biểu hiện trong cuộc sống khi MS detach khỏi mạng mà có thông báo hoặc

không thông báo với mạng?

Khi MS detach khỏi mạng mà có thông báo cho mạng biết nó đi vào trạng thái

inactive (tắt nguồn). Một cờ được đặt ở VLR để thông báo trạng thái hiện tại của

MS. Khi có cuộc gọi đến thì mạng không cần phải tìm gọi MS nữa mà sẽ thông

báo ngay cho người gọi biết “Thuê bao quý khách vừa gọi hiện không liên lạc

được...”.

Khi MS detach khỏi mạng mà không có bất kỳ thông báo gì cho mạng (ngoài

vùng phủ sóng), thì mạng vẫn cho là MS đang active, khi có cuộc gọi đến, vẫn

tiến hành tìm gọi. Do đó người gọi phải đợi 1 khoảng thời gian nhất định mới

nhận được thông báo “Thuê bao quý khách vừa gọi hiện không liên lạc được...”

3. Nếu đặt T3212 khác BTDM thì sẽ có hiện tượng gì?

Thông thường hay đặt T3212 bằng với BTDM, nếu đặt T3212 > BTDM thì MS sẽ

bất ngờ bị rời khỏi mạng trước khi việc cập nhật định kỳ được thực hiện.

PHẦN 5: CẤU TRÚC KÊNH ĐIỀU KHIỂN

SDCCH/8

SDCCH/4

Trong việc kết hợp các kênh điều khiển, có 2 kiểu là Combined và Non-Combined. Khi

đó chỉ có các block CCCH là bị thay đổi, nghĩa là số kênh PCH bị thay đổi nên khả năng

paging của mạng cũng bị thay đổi.

Trong chế độ Combined, có 4 SDCCH và chỉ có 2 SACCH, như vậy chỉ có 2 MS gửi bản

tin đo đạc trên 2 kênh SACCH trong cùng một đa khung, còn 2 MS khác sẽ gửi bản tin đo

đạc trên 2 SACCH trong đa khung tiếp theo (như vậy chu kỳ của kênh SACCH sẽ là

235ms x 2 = 470ms – tương đương với chu kỳ của 2 đa khung).

Câu hỏi:

1. Tại sao phải dùng Combined và Non-Combined?

Tải Paging của mạng phụ thuộc vào lưu lượng mức LAC.

Trong quá khứ, khi số thuê bao còn ít, lưu lượng mạng chưa nhiều, dùng

Combined, như vậy chỉ có 3 block cho AGCH và PCH.

Nhưng khi lưu lượng mạng tăng lên nhiều, phải dùng Non-Combined để tăng

block cho AGCH và PCH (lên đến 9 block), vì cấu hình của cell trong trạm là 1,

2, 3 hay là 4 thì đều chịu tải paging như nhau; khi đó cấu hình 1 sẽ bị nghẽn PCH

trong khi cấu hình khác thì lại thừa.

PHẦN 6: PAGING GROUP

Việc chia các Paging group để MS biết là nó thuộc nhóm tìm gọi nào và trong khoảng

thời gian bao nhiêu lâu thì nó lắng nghe tìm gọi trên Paging group của nó trong đa khung

51 -> tiết kiệm pin cho MS.

Có thể paging bằng số IMSI hoặc TMSI. Nhưng do IMSI đòi hỏi mức bảo mật cao hơn

TMSI nên thường mạng paging bằng TMSI.

- Paging loại 1: 2MS đồng thời (2 IMSI)

- Paging loại 2: 3MS đồng thời (IMSI + 2 TMSI)

- Paging loại 3: 4MS đồng thời (4 TMSI)

Trong quá trình paging:

- Nếu paging lần một mà được cấp phát kênh RACH -> paging thành công

- Paging lần 1 mà chưa được cấp phát kênh RACH, đợi trong khoảng thời gian T,

paging lần 2 ... đợi hết thời gian T nếu MS không trả lời -> paging thất bại.

Khi chia Paging Group: Nếu PG nhỏ thì 1 PG sẽ chứa nhiều MS hơn, nhưng về mặt năng

lực paging của mạng thì vẫn không thay đổi.

Nếu đặt thời gian PG dài: quá trình paging rất mất thời gian -> người dùng phải chờ lâu.

Nếu đặt thời gian PG ngắn: phải paging liên tục -> MS rất tốn pin.