Quy hoạch PCI LTE và 5G NR: mod 3, mod 30, confusion

Quy hoạch PCI (Physical Cell Identity) là một trong những việc lặp lại nhiều nhất của kỹ sư tối ưu vô tuyến: mỗi lần thêm trạm, thêm lớp tần số, đổi azimuth hay chuyển cell sang băng mới đều phải kiểm tra lại PCI. Gán sai không làm mạng sập, nhưng gây ra các lỗi rất khó chịu: SINR thấp bất thường, đồng bộ chậm, chuyển giao sang nhầm cell hoặc rớt cuộc gọi ở vùng biên. Bài này đi qua phần lý thuyết cần nhớ và một quy trình soát có thể làm hằng tuần.

1. PCI là gì? Dải PCI của LTE và 5G NR

PCI được UE suy ra từ hai tín hiệu đồng bộ: PSS cho biết N_ID⁽²⁾ (0, 1 hoặc 2) và SSS cho biết N_ID⁽¹⁾. Công thức chung là PCI = 3 × N_ID(1) + N_ID(2), vì vậy PCI mod 3 chính là chỉ số PSS.

Vì số PCI có hạn, mỗi PCI sẽ được tái sử dụng nhiều lần trên toàn mạng. Bài toán quy hoạch là tái sử dụng sao cho hai cell trùng PCI cách nhau đủ xa và các cell chồng phủ không trùng các phép chia dư gây nhiễu.

2. Collision và confusion: hai lỗi phải loại bỏ trước

PCI collision xảy ra khi hai cell cùng tần số, cùng PCI và vùng phủ chồng lên nhau. UE ở vùng giao không thể phân biệt hai cell, tín hiệu tham chiếu của chúng chồng lên nhau và việc đo, đồng bộ đều bị ảnh hưởng.

PCI confusion xảy ra khi một cell phục vụ có hai lân cận cùng tần số mang cùng PCI. Hai lân cận có thể ở rất xa nhau, nhưng khi UE báo cáo đo PCI đó, eNB/gNB không biết UE muốn nói tới cell nào, dẫn tới chuẩn bị chuyển giao nhầm đích hoặc chuyển giao thất bại. Confusion thường được kiểm tra ở mức "hai bước": lân cận của lân cận không được trùng PCI với nhau.

• Tránh collision: đặt bán kính tái sử dụng (reuse distance) theo mật độ trạm, ví dụ nội thị dày đặt nhỏ hơn vùng nông thôn.
• Tránh confusion: soát dựa trên danh sách lân cận thực tế, không chỉ dựa vào khoảng cách.
• Hai lỗi này luôn xét theo từng lớp tần số: hai cell khác EARFCN / NR-ARFCN trùng PCI không bị collision.

3. Xung đột mod 3, mod 6 và mod 30 nghĩa là gì?

Mod 3 (LTE). Hai cell có cùng PCI mod 3 dùng cùng chuỗi PSS. Với cấu hình 2 hoặc 4 cổng anten, vị trí CRS trong miền tần số cũng lặp lại theo mod 3, nên các cell chồng phủ cùng mod 3 sẽ có CRS đè lên CRS. Hệ quả hay gặp là RSRQ và SINR thấp dù RSRP tốt. Quy tắc phổ biến: ba cell của cùng một trạm dùng ba giá trị mod 3 khác nhau, và các cell đối diện nhau giữa hai trạm gần cũng nên khác mod 3.

Mod 6 (LTE, 1 cổng anten). Khi chỉ có một cổng anten, độ dịch tần của CRS là PCI mod 6, nên ràng buộc chuyển thành mod 6.

Mod 30. Ở LTE, nhóm chuỗi DMRS đường lên (PUCCH, PUSCH) được suy ra từ PCI mod 30 khi không bật group hopping. Hai cell chồng phủ cùng mod 30 sẽ dùng chung chuỗi gốc DMRS, làm ước lượng kênh đường lên kém hơn. 5G NR cũng có quan hệ mod 30 với DMRS đường lên khi bật transform precoding.

Mod 3 và mod 4 (5G NR). NR không có CRS, nhưng PSS vẫn theo mod 3 nên tránh trùng mod 3 giữa các cell chồng phủ vẫn là khuyến nghị thường gặp. Ngoài ra vị trí DMRS của PBCH dịch theo PCI mod 4, một số tài liệu quy hoạch đưa thêm ràng buộc này.

Mức độ ưu tiên giữa các ràng buộc phụ thuộc cấu hình thực tế và hướng dẫn của nhà cung cấp thiết bị. Nên đối chiếu tài liệu quy hoạch của hãng (Nokia, Ericsson, Huawei, ZTE) đang dùng trên mạng của bạn.

4. Đừng quên RSI và danh sách lân cận

Cùng lúc với PCI, nên soát luôn RSI (root sequence index của PRACH). LTE có 838 chuỗi gốc (0–837) cho các định dạng PRACH 0–3; hai cell gần nhau dùng trùng dải chuỗi gốc có thể nhầm preamble của nhau khi truy nhập ngẫu nhiên.

Danh sách lân cận cũng cần soát song song vì nó quyết định confusion:

• Quan hệ một chiều: A khai báo B nhưng B không khai báo A.
• Thiếu lân cận cùng trạm hoặc cell rất gần.
• Lân cận quá xa so với bán kính hợp lý, cell tự trỏ chính nó, quan hệ khai báo trùng.

5. Quy trình soát PCI tự động từ bảng cell Excel

Làm tay trên Excel với vài trăm cell vẫn được, nhưng với vài nghìn cell thì gần như chắc chắn sót. Quy trình dưới đây có thể lặp lại mỗi khi có thay đổi:

1. Xuất bảng cell từ OSS (NetAct, U2020, ENM, NetNumen) hoặc lấy file CIQ / quy hoạch. Cần tối thiểu các cột: Site, Cell, Lat, Lon, Azimuth, PCI, EARFCN hoặc NR-ARFCN; thêm RSI nếu có.
2. Chuẩn hóa dữ liệu: kiểm tra tọa độ đảo lat/lon, PCI ngoài dải, cell trùng tên.
3. Tách theo lớp tần số rồi tìm cell trùng PCI trong bán kính tái sử dụng (collision).
4. Soát mod 3 / mod 30: trong cùng trạm và giữa các cell gần nhau có hướng anten đối diện.
5. Nạp danh sách lân cận để bắt confusion, quan hệ một chiều và thiếu lân cận.
6. Đề xuất PCI mới cho các cell lỗi, sau đó soát lại toàn bộ để chắc chắn PCI mới không sinh xung đột khác.
7. Xem trên bản đồ: xuất KML mở bằng Google Earth, tô màu sector theo mod 3 để nhìn ra cụm lỗi.
8. Tác động và kiểm chứng: đưa thay đổi vào CR, sau tác động chạy drive test hoặc theo dõi KPI chuyển giao ở các cell liên quan.

6. Làm nhanh bằng Multi-Tool For Network

Công cụ Soát PCI, RSI & Lân Cận làm các bước 2 đến 7 ở trên ngay trong trình duyệt, file được đọc trên máy của bạn:

• Tự nhận cột từ bảng cell Excel / CSV, soát theo từng lớp tần số với bán kính tái sử dụng tùy chỉnh.
• Báo trùng PCI, trùng mod 3 trong trạm và giữa cell gần đối hướng, mod 30, trùng RSI, PCI ngoài dải, tọa độ lỗi.
• Soát lân cận: một chiều, thiếu, quá xa, tự trỏ, trùng và PCI confusion.
• Đề xuất PCI không xung đột và tự kiểm tra lại trước khi hiển thị.
• Xuất bản đồ Google Earth KML (đường đỏ là xung đột, vàng là lỗi lân cận) và báo cáo Excel.

Sau khi đổi PCI, có thể nạp log đo vào Bản đồ Drive-Test để so RSRP, RSRQ, SINR trước và sau. Nếu cần quy đổi kênh sang tần số khi gom bảng cell nhiều băng, dùng công cụ đổi EARFCN, NR-ARFCN. Còn để lập hồ sơ tác động, xem Soạn CR tác động mạng.

Câu hỏi thường gặp