Tài liệu Đồ án HSDPA cho hệ thống UMTS: Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Họ và tên: Nguyễn Thị Ngân
Lớp: Điện tử 8_K49
Đề tài: HSDPA cho hệ thống UMTS
Nội dung đề cương
Chương 1: Giới thiệu
Công nghệ WCDMA và tình trạng triển khai
WCDMA(wideband code division multiple access) là chuẩn liên lạc 3G song hành cùng với chuẩn GSM. WCDMA là công nghệ nền tảng cho các công nghệ 3G khác như là UMTS và FOMA.WCDMA được tập đoàn EITS NTT Docomo Nhật bản phát triển riêng cho mạng 3G FOMA. Sau đó NTT đã trình đặc tả này lên liên hiệp truyền thông quốc tế ITU và xin công nhận dưới danh nghĩa là một thành viên của chuẩn 3G có tên gọi IMT2000. ITU đã chấp nhận và công nhận WCDMA là giao diện nền tảng cho UMTS. FOMA được NTT Docomo đưa vào ứng dụng từ năm 2001 và được coi là dịch vụ 3G thương mại đầu tiên trên thế giới.Mặc dù cũng dựa vào nền tảng WCDMA song FOMA lại không tương thích với UMTS.
Tình hình triển khai:
Tiến trình triển khai công nghệ và tiêu chuẩn hóa HSPA, HSDPA.
HSPA (High-Speed Packet Access: Truy cập tốc độ cao) là...
158 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1319 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đồ án HSDPA cho hệ thống UMTS, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Họ và tên: Nguyễn Thị Ngân
Lớp: Điện tử 8_K49
Đề tài: HSDPA cho hệ thống UMTS
Nội dung đề cương
Chương 1: Giới thiệu
Công nghệ WCDMA và tình trạng triển khai
WCDMA(wideband code division multiple access) là chuẩn liên lạc 3G song hành cùng với chuẩn GSM. WCDMA là công nghệ nền tảng cho các công nghệ 3G khác như là UMTS và FOMA.WCDMA được tập đoàn EITS NTT Docomo Nhật bản phát triển riêng cho mạng 3G FOMA. Sau đó NTT đã trình đặc tả này lên liên hiệp truyền thông quốc tế ITU và xin công nhận dưới danh nghĩa là một thành viên của chuẩn 3G có tên gọi IMT2000. ITU đã chấp nhận và công nhận WCDMA là giao diện nền tảng cho UMTS. FOMA được NTT Docomo đưa vào ứng dụng từ năm 2001 và được coi là dịch vụ 3G thương mại đầu tiên trên thế giới.Mặc dù cũng dựa vào nền tảng WCDMA song FOMA lại không tương thích với UMTS.
Tình hình triển khai:
Tiến trình triển khai công nghệ và tiêu chuẩn hóa HSPA, HSDPA.
HSPA (High-Speed Packet Access: Truy cập tốc độ cao) là một công nghệ truyền dẫn không dây đang được ứng dụng cho các thiết bị thông tin di động. Hiện HSPA đã có hơn 130 mạng đang hoạt động trên toàn cầu và khoảng 50 mạng đang được xây dựng. HSPA hiện đang hỗ trợ tốc độ dữ liệu 14.4 Mbps cho đường xuống (HSDPA) và 1.4 Mbps cho đường lên (HSUPA). Công nghệ này giúp tăng gấp đôi dung lượng mạng và giảm thời gian trễ đối với các dịch vụ tương tác. Tính trung bình, người sử dụng có thể download với tốc độ nhanh gấp 20 lần so với kết nối GPRS đang được các nhà khai thác tại Việt Nam cung cấp hiện nay. Trong tương lai gần, HSPA sẽ được nâng cấp lên Release 8 với tốc độ 42 Mbps cho đường xuống và 12 Mbps cho đường lên
Giới thiệu HSDPA
HSDPA là một phương thức truyền tải dữ liệu theo phương thức mới. Đây được coi là sản phẩm của dòng 3.5G. Công nghệ này cho phép dữ liệu download về máy điện thoại có tốc độ tương đương với tốc độ đường truyền ADSL, vượt qua những cản trở cố hữu về tốc độ kết nối của một chiếc điện thoại thông thường. Đây là giải pháp mang tính đột phá về mặt công nghệ và được phát triển trên cơ sở của hệ thống 3G W-CDMA.
HSDPA có tốc độ truyền tải dữ liệu lên tối đa gấp 5 lần so với khi sử dụng công nghệ W-CDMA. Về mặt lý thuyết, HSDPA có thể đạt tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 8-10 Mbps (Megabit/giây). Mặc dù có thể truyền tải bất cứ dạng dữ liệu nào, song mục tiêu chủ yếu của HSDPA là dữ liệu dạng video và nhạc.
HSDPA được phát triển dựa trên công nghệ W-CDMA, sử dụng các phương pháp chuyển đổi và mã hóa dữ liệu khác. Nó tạo ra một kênh truyền dữ liệu bên trong W-CDMA được gọi là HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel), hay còn gọi là kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao. Kênh truyền tải này hoạt động hoàn toàn khác biệt so với các kênh thông thường và cho phép thực hiện download với tốc độ vượt trội. Và đây là một kênh chuyên dụng cho việc download. Điều đó cũng có nghĩa là dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp từ nguồn đến điện thoại. Song quá trình ngược lại, tức là truyền dữ liệu từ điện thoại đến một nguồn tin thì không thể thực hiện được khi sử dụng công nghệ HSDPA. Công nghệ này có thể được chia sẻ giữa tất cả các user có sử dụng sóng radio, sóng cho hiệu quả download nhanh nhất.
Ngoài HS-DSCH, còn có 3 kênh truyền tải dữ liệu khác cũng được phát triển, gồm có HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel – kênh điều khiển dùng chung tốc độ cao), HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel – kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao) và HS-PDSCH (High Speed Downlink Shared Channel – kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao). Kênh HS-SCCH thông báo cho người sử dụng về thông tin dữ liệu sẽ được gửi vào các cổng HS-DSCH.
Trong năm 2007, một số lượng lớn các nhà cung cấp dịch vụ di động trên toàn thế giới đã bắt đầu bán các sản phẩm USB Modem có chức năng kết nối di động băng thông rộng. Ngoài ra, số lượng các trạm thu phát HSDPA trên mặt đất cũng tăng nhanh để đáp ứng nhu cầu thu phát dữ liệu. Được giới thiệu là có “tốc độ lên tới 3.6 Mbit/giây”, song đây chỉ là con số có thể đạt được trong điều kiện lý tưởng. Do vậy, tốc độ đường truyền sẽ không nhanh như mong đợi, đặc biệt là trong điều kiện phòng kín.
Tình hình triển khai của HSDPA
Theo số liệu của Nghiệp đoàn di động toàn cầu (GSA) công nghệ 3,5G (HSDPA) chiếm đến 69% trong tổng số mạng di động. trên toàn cầu. Nếu như 2006, có 166 mạng di động hỗ trợ HSDPA tại 75 nước, thì kết thúc năm 2007, số nhà mạng sử dụng công nghệ này là 204, ở 89 quốc gia. Các nhà mạng trang bị công nghệ này được phân bố tại nhiều vùng khác nhau trên thế giới, Tây Âu (61 mạng), tiếp đó là Nam Á (35), Đông Âu (34), Trung Đông và châu Phi (20), châu Mỹ và vùng Caribbe (16).HSDPA tại nhiều vùng có tốc độ download lên tới 7,2 MB/giây, còn bình thường cũng đạt từ 800 KB/giây đến 3 MB/giây. Tuy nhiên, tốc độ giữa các mạng cũng không đều nhau. Có tới 62% số mạng có tốc độ download cao nhất là 3,6 MB/giây, trong khi đó chỉ có 21% số mạng đạt 7,2 MB/giây.GSA cho rằng, sự phát triển của mạng 3,5G ảnh hưởng đến các dịch vụ băng tần trên toàn cầu, nhiều nhà mạng đang thêm HSPA (bao gồm HSDPA và HSUPA). Số lượng các nhà mạng sử dụng HSPA chỉ mới bắt đầu trong năm vừa rồi, và lên tới con số 26, tại 22 quốc gia.
Giải pháp dung lượng vô tuyến với HSPA
Chất lượng của một hệ thống vô tuyến được xác định thông qua việc các chương trình ứng dụng được sử dụng thông qua mạng vô tuyến như thế nào.Thuật ngữ khóa để có thể xác định chất lượng các chương trình ứng dụng bao gồm tốc độ dữ liệu và thời gian trễ mạng. Các chương trình ứng dụng đó vẫn có thể được đón nhận với tốc độ bít chậm với vài chục kbps nhưng yêu cầu độ trễ phải thấp, giống như kiểu VoIP và các trò chơi hành động thời gian thực. Mặt khác, thời gian tải xuống của số lượng lớn các file chỉ được xác định bởi tốc độ dữ liệu lớn nhất, và thời gian chờ không đóng vai trò gì. GPRS Re’99 cung cấp 30-40kbps với thời gian chờ là 600ms.EGPRS Re’4 không chỉ tăng tốc độ bít lên cao hơn từ 3-4 lần mà còn giảm thời gian chờ xuống còn 300ms.Tốc độ dữ liệu và thời gian chờ cho phép cho phép chất lượng các chương trình ứng dụng đều đặn đối với các chương trình ứng dụng di động cơ sở bao gồm duyệt giao thức ứng dụng không dây(WAP) và ấn để nói (push to talk).
WCDMA cho phép tốc độ dữ liệu là 384kbps với thời gian chờ là từ 100-200ms,nó cũng làm cho việc truy nhập Internet gần như nhanh nhất đến kết nối đường dây thuê bao số và cung cấp chất lượng tốt đối với các chương trình ứng dụng giao thức Internet độ trễ thấp.
HSPA đạt đến tốc độ bít 1-2Mbps trong thực tế và có thể lên đến 3 Mbps trong điều kiện tốt. HSPA cũng làm cho thời gian chờ mạng giảm xuống dưới 100ms, và người sử dụng cuối cùng có thể được thưởng thức chất lượng chương trình giống như đối với các kết nối đường dây DSL.Không hoặc chỉ có một vài việc được yêu cầu để đưa các chương trình ứng dụng trên mạng tới môi trường di động. Chủ yếu HSPA là truy nhập băng rộng với khả năng liền mạch và độ bao phủ rộng rãi. Giải pháp dung lượng vô tuyến từ GPRS tới HSPA được minh họa trong hình 1.9
HSPA hiện tại đang được thiết kế để tạo ra tốc độ bít cao không chỉ đối với các ứng dụng thời gian thực.Kết quả tính toán trên hình vẽ đã chỉ ra,tuy nhiên, HSPA có thể đáp ứng dung lượng hoạt động cũng như là đối với các chương trình ứng dụng có thời gian trễ và tốc độ bít thấp như VoIP. 3GPP Re’6 và 7 cũng đã cải thiện được hiệu suất của HSPA đối với VoIP và các ứng dụng tương tự khác.
Hiệu suất trải phổ cao và dung lượng tế bào cao được yêu cầu để đáp ứng tốc độ bít cao hơn và một vài thiết bị mới với cùng những vị trí trạm gốc hiện tại. Hình 1.10 minh họa cho dung lượng tế bào dự tính trên một sector trên 5MHz với WCDMA, với HSPA cơ sở và với HSPA được cải tiến trong môi trường vĩ mô tế bào.HSPA cơ sở bao gồm có một anten nhận Rake trong thiết bị đầu cuối và 2 an ten nhánh đa dạng trong các trạm gốc.HSPA cải tiến thì bao gồm 2 anten điều chỉnh di dộng và bộ khử nhiễu ở trong trạm gốc.Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng HSPA có thể đem lại lợi ích về chất lượng và dung lượng. HSDPA cơ sở có dung lượng tế bào cao gấp 3 lần của WCDMA và HSDPA cải tiến thì có dung lượng tế bào cao gấp 6 lần WCDMA.
Hiệu suất trải phổ của HSDPA cải tiến bị giới hạn là 1bit/s/Hz/cell.Mức độ cải thiện dung lượng đường lên của HSDPA được dự đoán là trong khoảng từ 30% đến 70%.Dung lượng HSPA không chỉ thích hợp đối với các dịch vụ đối xứng mà còn với cả dịch vụ không đối xứng với tốc độ dữ liệu và dung lượng đường xuống cao.
Chương 2. Khái quát và tiêu chuẩn hóa HSPA
2.1 3GPP
3GPP là tổ chức chuẩn hóa các công nghệ mạng thông tin di động tế bào cho cả HSDPA và HSUPA và đã đạt được kết quả rất tốt như đối với bản phát hành công nghệ đa truy cập phân chia theo mã băng rộng WCDMA. Hơn thế, 3GPP còn chịu trách nhiệm cho việc chuẩn hóa giải pháp toàn cầu về tốc độ dữ liệu cải tiến và hệ thống di động cho hệ thống toàn cầu (GSM/EDGE).Nền của 3GPP ngày nay khi mà công nghệ WCDMA đang được chuẩn hóa theo việc lựa chọn công nghệ kỹ thuật từ các khu vực khác nhau trong năm 1997.Theo đó, WCDMA đã được lựa chọn ở một vài khu vực như là cơ sở cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3, và trở thành nguyên lý công nghệ cho hoạt động ở một vài khu vực lân cận. Do đó, đến cuối năm 1998, Mỹ, châu Âu, Hàn Quốc và Nhật Bản đã lựa chọn và tạo ra 3 GPP. Trung Quốc sau đó cũng lựa chọn.
Mốc đầu tiên đạt được là vào cuối năm 1999 khi Re’99 được công bố, bao hàm được đầy đủ các đặc tính kỹ thuật của các bản đã phát hành WCDMA. Re’4 phát hành vào đầu năm 2001.
Chu trình của các phiên bản thường chỉ là 1 năm với việc cho phép các phiên bản lớn hơn thì có cự ly tần số giảm đi. Điều này cũng cho phép có được sự chú ý nhiều hơn tới mức độ cần thiết về nội dung bản phát hành hơn là sự ra đời các phiên bản dữ liệu cần thiết. Phiên bản5 ra đời năm 2002 và phiên bản 6 ra đời năm 2004. Đặc tính kỹ thuật của Re’7 đã được chấp nhận vào nửa cuối năm 2006.
2.1.1 Sự chuẩn hóa HSDPA trong 3GPP
Khi mà bản phát hành 99 ra đời, HSDPA và HSUPA đã không còn phải bàn cãi. Trong suốt năm 2000, trong khi vừa hiệu chỉnh với Re’99 thì cũng đồng thời làm việc kết hợp với Re’4, ví dụ, TD-SCDMA, nó đã trở lên hiển nhiên đối với sự cần thiết cải thiện truy nhập gói. Để đưa ra một giải pháp, một nghiên cứu có tính khả thi về HSDPA đã bắt đầu vào tháng 3 năm 2000.Các công ty nhận bắt đầu công việc với HSDPA là Motorola và Nokia từ bên cung ứng, còn phía bên hoạt động thì có BT/Cellnet, T-Mobile và NTT DoCoMo.
Việc nghiên cứu tính khả thi đã được xác định là cho TSG RAN vào tháng 3 năm 2001 và các kết luận được công bố đã chỉ ra những lợi ích rõ rệt trong việc nghiên cứu giải pháp này. Trong các vấn đề nghiên cứu HSDPA, có sự thảo luận về việc làm thế nào để cải thiện việc truyền dẫn dữ liệu gói đường xuống trong Re’99. Vấn đề đưa ra là việc truyền dẫn qua lớp vật lý và tiến trình cơ sở BTS cũng được nghiên cứu đề cập đến đó là điều chế và mã hóa,kỹ thuật thu nhận và truyền dẫn nhiều ănten, vấn đề nhiều đầu vào nhiều đầu ra(MIMO) cũng như là việc lựa chọn cell nhanh nhất (FCS).
Khi mà Re’5 được phát hành 1 năm sau đó, vào tháng 3 năm 2002, đây rõ ràng đã có sự hiệu chỉnh để có thể làm với HSDPA, nhưng chức năng chính vẫn là những kỹ thuật của lớp vật lý.Công việc phần nào đó đã bị chậm lại vì những hoạt động hiệu chỉnh cần thiết diễn ra song song đối với thiết bị đầu cuối Re’99 và mạng đang bị chuyển ra. Đặc biệt là phương diện giao thức, việc kiểm tra độ nhạy cho thấy sự cần thiết hiệu chỉnh chi tiết và làm sáng tỏ vấn đề kỹ thuật và đây là vấn đề đối với những thiết bị đi trước Re’99 và sự bắt đầu của các tổ chức thương mại ở Châu Âu vào nửa cuối năm 2002.
Từ những vấn đề liên quan đến HSDPA, khái niệm MIMO vẫn chưa thể thực hiện được trong Re’5 và thứ 6, mà vẫn được đem ra thảo luận sau này khi mà đây là ưu điểm được giới thiệu cho sự ra đời của Re’7.
2.1.2 Tiêu chuẩn hóa HSUPA trong 3GPP
Mặc dù HSUPA là một thuật ngữ được sử dụng rộng rãi trên thị trường, trong tiêu chuẩn hóa 3 GPP cho HSUPA vẫn được thực hiện dưới tên ‘kênh dành riêng đường lên cải tiến’(E-DCH).Công việc bắt đầu với sự hiệu chỉnh pha đối với HSDPA, bắt đầu với việc nghiên cứu thuật ngữ ‘sự cải tiến đường lên cho kênh truyền dẫn dành riêng’ vào tháng 12 năm 2002. Từ những bên cung ứng như Motorola, Nokia, Ericsson là những công ty trụ cột để bắt đầu nghiên cứu trong 3 GPP.
Sự đầu tư về công nghệ trong việc nghiên cứu HSUPA được chỉ ra trong hình sau:
Sau khi nghiên cứu chi tiết và giới thiệu về báo cáo vấn đê nghiên cứu đã cho thấy những lợi ích rõ ràng từ sự đầu tư công nghệ. Bản báo cáo cũng chỉ ra không cần phải khuếch đại điện áp khi sử dụng bậc điều chế cao hơn trong kết nối đường lên trực tiếp, kết quả đó cũng chỉ ra việc điều chế thích hợp không bao gồm các công việc như hiện tại.
Vấn đề nghiên cứu kết thúc vào tháng 3 năm 2004, với việc bắt đầu của 3GPP với lớp vật lý HARQ và kỹ thuật dựa vào node B đối với đường lên cũng như là độ dài TTI đường lên ngắn hơn. Do đó,chi tiết hình thành nhanh hơn đối với DCH sẽ được đưa ra bên cạnh công việc của 3GPP, nhưng việc thảo luận vẫn được đưa ra dưới dạng các vấn đề khác nhau trong Re’6 của 3GPP, dựa trên những phát hiện trong suốt thời kỳ nghiên cứu.
3GPP đã bắt đầu công việc với tiêu đề ‘Cải tiến đường lên FDD’ để nhấn mạnh cấu trúc HSUPA theo yêu cầu của báo cáo nghiên cứu. Nội dung TDD vẫn chưa được tiến triển gì vào thời điểm này nhưng nó đã bắt đầu được thực hiện trong Re’7.
Vào tháng 3 năm 2005, những công việc đã hoàn thành cho các chức năng về kỹ thuật, cấu trúc sẽ được chuyển đổi để hiệu chỉnh và bảo dưỡng. Trong suốt năm 2005,việc thảo luận mở cũng như các yêu cầu thực hiện đã được xác định. Quá trình tiêu chuẩn hóa 3GPP đối với HSUPA là một ví dụ được chỉ ra trong hình 2.5. Bước cuối cùng đối với HSUPA là hoàn thành khả năng tương thích phía sau giao thức, với việc cho phép giới thiệu thiết bị trên thị trường.
`
2.1.3 Đẩy mạnh sự phát triển của HSUPA và HSDPA.
Trong khi HSUPA đang được thiết lập thì đã diễn ra sự phát triển trong việc cải tiến Re’6 HSDPA cũng như một vài khu vực, cụ thể như:
Hiệu quả của những đặc tính kỹ thuật đối với tính năng đầu cuối với sự đa dạng về bộ thu và những ưu điểm bộ thu sẽ chỉ ra trong chương 11.
Cải thiện phạm vi đường lên với tối ưu hóa tín hiệu quay lại đường lên, sẽ chỉ ra trong chương 4.
Sự cải tiến trong khu vực di động HSDPA bằng tín hiệu nhanh hơn và thời gian xử lý ngắn đi, được mô tả ở chương 4.
Đối với Re’7, một công việc được xác định đó là ‘kết nối liên tiếp đối với những người sử dụng gói dữ liệu’, với việc giảm bớt bit trên đầu trong quá trình phục vụ mà yêu cầu là giữ nguyên kết nối nhưng không cần thiết tiếp nối dòng dữ liệu.
Khái niệm thuật ngữ MIMO cũng được đưa ra thảo luận ở đây trước với nguyên lý là khi có hai hoặc nhiều anten cùng phát với các phần cuối khác nhau dòng thông tin và sau đó lại dùng 2 hoặc nhiều anten thu và ưu điểm của quá trình xử lý tín hiệu trong thiết bị đầu cuối để có thể chia sẻ được dòng con khác nhau với nguyên lý được mô tả trong hình 2.6.
Thử thách chính là chứng minh được đây là ảnh hưởng của việc gia tăng khuếch đại vẫn cho phép khi mà tạo thành tài khoản bên thu thực hiện được cải tiến chạy trên Re’6 hay những khả năng khác để cải tiến dung lượng được đưa vào bên phát ví dụ như việc đi từ cấu hình 3 thành phần đến cấu hình 6 thành phần. Nhưng kết quả đã không nằm trong dự báo của 3GPP khi môi trường macro-cell HSDPA và MIMO dường như không mang lại bất kỳ lợi ích nào về mặt dung lượng qua bộ thu đa dạng và những ưu điểm của nó ở các thiết bị đầu cuối.
Các công việc liên quan đến hoạt động của HSDPA và HSUPA bao gồm có chuyển mạch kênh(CS) và chuyển mạch gói(PS), độ trễ thực hiện cuộc gọi-đang được giữ mức thấp hơn về thời gian để chuyển từ trạng thái nghỉ sang hoạt động (Cell-DCH).Hầu hết tất cả các bước trong vWCDMA vẫn được giữ nguyên, bất chấp là cuộc gọi cs hay ps. Việc cải tiến sẽ có ích đối với việc sử dụng HSDPA/HSUPA cũng như thiết lập cuộc gọi thông thường. Công việc này sẽ tập trung đầu tiên vào việc làm thế nào để cải thiện sự thiết lập một cuộc gọi thoại Re’99 và sự bắt đầu cũng như phương pháp đưa vào đối với các thiết bị đã tồn tại. Bây giờ phải tập trung vào điều chỉnh lớn hơn mà không làm việc được với thiết bị đã tồn tại, nhưng lại có tiềm năng cho việc cải thiện bởi vì sự thay đổi với các thiết bị đầu cuối cũng có thể được thực hiện. Điều đó có nghĩa là việc cải tiến đầy đủ sẽ diễn ra ở Re’7 với các thiết bị ở tất cả vấn đề.
Tham khảo.
Chương 3: Các giao thức và cấu trúc HSPA
3.1 Hệ thống quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến.
Chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến với HSDPA và HSUPA được rút ra từ những chuyển đổi so với Re’99. Trong Re’99 việc điều khiển kế hoạch đều dựa hoàn toàn vào bộ điều khiển mạng vô tuyến(RNC) trong khi trong trạm cơ sở hay node B trong công nghệ 3GPP đây chính là điều khiển công suất liên kết chức năng. Trong Re’99 nếu như có đến 2 RNC xung quanh mối nối thì sơ đồ đó đã được phân phối lại. RNC cung cấp_SRNC là cái đang được kết nối tới mạng lõi kết nối kia có thể điều khiển sơ đồ đối với kênh dành riêng DCH và nó cũng được kết nối tới trạm thu nhận cơ sở BTS cũng cho phép điều khiển kênh chung(giống như FACH).
Khi sự sắp xếp dịch chuyển tới BTS, ở đây có một sự thay đổi trên toàn bộ kiến trúc của RRM. SRNC vẫn sẽ giữ điều khiển chuyển giao và đây là một điểm sẽ thích ứng với việc ánh xạ đối với tham số chất lượng dịch vụ(QoS). Với HSDPA, vấn đề này rất đơn giản vì ở đây không có chuyển giao mềm đối với dữ liệu HSDPA, do đó không cần chạy dữ liệu người sử dụng qua nhiều hành trình Iub và giao diện Iur và mặc dù HSDPA được truyền dẫn qua Iur trong quy trình kỹ thuật, thì việc sử dụng của giao diện Iur có thể bị phá hủy bởi việc thực hiện định vị lại SRNC, khi mà việc cung cấp cell kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao(HSDSCH) nằm dưới một điều khiển khác RNC(CRNC). Với Re’99 điều này không bị phá hủy tại biên vùng RNC khi chuyển giao mềm được sẻ dụng giữa hai trạm cơ sở dưới các RNC khác nhau. Cuối cùng thì diễn tiến của HSDPA có thể được trình bày bởi chỉ một RNC đơn.
3.1.1 Kiến trúc giao thức phẳng người sử dụng HSDPA và HSUPA.
Chức năng cơ sở của các lớp giao thức khác nhau có hiệu lực với HSDPA và HSUPA giống với Re’99. Kiến trúc có thể được xác định đối với từng phần phẳng người sử dụng thực hiện dữ liệu người sử dụng và điều khiển phần phẳng. Lớp RRC trong việc điều khiển từng phần phẳng thực hiện tất cả các tín hiệu liên quan đến việc cấu hình các kênh, thiết bị quản lý di động,.. điều này được ẩn từ đầu cuối sử dụng và được chỉ ra thông qua kiến trúc giao thức trong hình 3.3.
Giao thức chuyển đổi dữ liệu gói (PDCP) có một bộ nén tiêu đề chức năng chính và nó không thích hợp đối với các dịch vụ chuyển mạch. Điều quan trọng của việc nén tiêu đề là hiểu khi nào thì tiêu đề của giao thức Internet không được nén có thể là 2 hay 3 lần kích thước của chính trọng tải gói thoại của nó.
Việc điều khiển kết nối vô tuyến(RLC) thực hiện phân đoạn và truyền dẫn lại đối với cả dữ liệu người sử dụng và dữ liệu điều khiển. RLC có thể hoạt động trong ba chế độ khác nhau:
Chế độ trong suốt, khi mà không có bit trên đầu được đưa vào lớp RLC, ví dụ như âm thanh AMR, và không thể dùng được khi mà các kênh truyền dẫn của HSDPA và HSUPA được sử dụng.
Chế độ không báo nhận, khi không có việc thực hiện truyền dẫn lại lớp RLC. Điều này được sử dụng đối với các yêu cầu mà có thể cho phép việc mất một vài gói, như trường hợp đối với VoIP, và không thể cho phép sự thay đổi độ trễ theo mức độ truyền lại RLC.
Hoạt động theo chế độ báo nhận, khi mà việc phân phối dữ liệu được thực hiện được đảm bảo với việc những lần truyền lại lớp RLC với đầu vào yêu cầu tất cả các gói đều được phân phối.
Lớp điều khiển truy nhập trung bình (MAC) trong Re’99 tập trung vào ánh xạ giữa các kênh lôgic và thực hiện quyền ưu tiên giống như lựa chọn của tốc độ dữ liệu đang được sử dụng, ví dụ như việc lựa chọn của định dạng truyền dẫn đang được đưa vào. Chuyển mạch kênh truyền dẫn cũng là một chức năng của lớp MAC.
Cả HSDPA và HSUPA đều giới thiệu những thành phần mới trong kiến trúc. Các chức năng lớp MAC đối với HSDPA và HSUPA có thể hoạt động độc lập trong hoạt động của DCH Re’99, nhưng lại chiếm một account khắp cả giới hạn tài nguyên của giao diện. Hình 3.4 môt tả toàn bộ kiến trúc giao diện vô tuyến đối với HSDPA và dữ liệu người sử dụng HSUPA, làm rõ giao thức mới phân phối với dữ liệu người sử dụng. Tín hiệu điều khiển phẳng- xuất hiện trong hình 3.4 có thể kết nối đơn giản đến RLC và có thể mang dữ liệu qua DCH hay qua HSDPA/HSUPA.
Đối với dữ liệu người sử dụng, PDCP thực hiện nén tiêu đề IP. Ở đây có một vài PDCP và RLC đầy đủ được chỉ ra trong hình để chỉ dẫn khả năng chạy các dịch vụ song song.
Chức năng sắp xếp trạm BTS là một chức năng lớp MAC, và kết quả bây giờ đây là một giao thức mới đầy đủ, MAC-hs(hs đối với tốc độ cao) trong BTS. Đây là một phần trong kiến trúc giao thức phẳng người sử dụng trong hình 3.5, nó bao phủ HSDPA, kỹ thuật đưa vào, và việc định vị của nó trong các thành phần của mạng. RNC giữ lại MAC-d(dành riêng) nhưng chỉ chức năng giữ lại là chuyển mạch kênh truyền dẫn như các chức năng khác ví dụ như việc sắp xếp và thực hiện ưu tiên, được dịch chuyển tới MAC-hs. Chú ý rằng lớp trên của lớp MAC có tên là lóp RLC vẫn giữ không đổi, nhưng có một vài tối ưu hóa đối với các dịch vụ RT như là VoIP được giới thiệu trong chế độ báo không nhận(UM) trong Re’99.
Như đã đề cập trong phần giới thiệu, ngoại trừ nếu như HSDPA giới thiệu truyền dẫn lại lớp vật lý, thì lớp RLC vẫn thực hiện truyền lại có thể hoạt động lớp vật lý bị lỗi hoặc đặc biệt thì trong kết nối với các hoạt động di động khác giống như chuyển đổi cell HSDSCH phục vụ. Điều này đang giả thiết chế độ báo nhận RLC hoạt động. Trong trường hợp của UM-RLC, việc truyền dẫn lại lớp vật lý chỉ có một khả năng duy nhất. Một ví dụ có thể là cuộc gọi VoIP khi mà truyền lại lớp RLC từ RNC có thể quá chậm.
Với HSUPA, đây giống như kiểu một lớp MAC mới đầy đủ được đưa đến BTS,như chỉ ra trong hình 3.6. Tuy nhiên, đây không phải là nơi duy nhất mà các đầu vào được làm thành kiến trúc giao thức. Thiết bị đầu cuối có một lớp MAC mới đầy đủ như thế, đây là một phần chức năng sắp xếp được chuyển tới nút B, mặc dù dựa trên thông tin điều khiển từ RNC và yêu cầu dung lượng trực tiếp từ thiết bị người sử dụng UE tới nút B. Đây là toàn bộ giao thức mới đối với RNC. Điều này dẫn đến chuyển giao mềm HSUPA có ảnh hưởng đến sự định vị gói đầu ra. Khi mà dữ liệu được nhận trên một vài vị trí BTS, đây là một khả năng khi hoạt động trong chuyển giao mềm khi mà các gói từ các BTS khác nhau tới, như là sắp xếp của các gói không được giữ, và để cho phép việc sắp xếp lại được thực hiện dối với dòng gói đơn, thì chức năng sắp xếp lại yêu cầu để được kết hợp với bộ kết hợp đa dạng macro trong MAC-es. Do đó chức năng phân phối không theo thứ tự MAC-es mới đảm bảo rằng các lớp trên gói được cung cấp trong sắp xếp được phát đi từ thiết bị đầu cuối. Cũng có thể việc sắp xếp được thực hiện tại BTS, và độ trễ không cần thiết có thể xuất hiện ở BTS có thể phải được chờ đối với các gói lỗi cho đến khi chúng có thể được xác định là được thu chính xác bởi một BTS khác trong chu trình hoạt động.
Không giống như HSDPA, lớp RLC trong HSUPA thực hiện truyền dẫn lại các gói nếu như lớp vật lý lỗi để phân phối chính xác chúng sau số lượng tối đa lần truyền lại bị vượt quá hay kết nối với các biến cố di động.
3.1.2 Sự tác động của HSDPA và HSUPA trong giao diện UTRAN.
Trong tác động của HSDPA và HSUPA trong giao diện thì thường tập trung thảo luận về tốc độ dữ liệu thì các giao diện khác lại yêu cầu khác ví dụ như an ten. Đối với giao diện giữa trạm cơ sở và RNC, giao diện Iub, ở đây tốc độ dữ liệu bây giờ là lớn hơn so với đầu cuối Re’99.
Trong khi đầu cuối của Re’99 hầu hết là ở 384kbps, thì tốc độ dữ liệu trên giao diện khác bao gồm giao diện Iups tới nút cung cấp GPRS dịch vụ(SGSN) mạng lõi gói, là bằng để sử dụng đối với vô tuyến. Với HSDPA tình hình đã chuyển đổi. Thông qua giao diện không khí, nghĩa là Uu trong thuật ngữ 3GPP, nó có thể đạt đến tốc độ dữ liệu là 14.4Mbps qua các chu kỳ ngắn 2ms. Điều này không có nghĩa là tốc độ dữ liệu tương tự có thể sử dụng trên giao diện Iub và Iu-ps đối với người sử dụng riêng lẻ. Từ vị trí người sử dụng đơn, tài nguyên là thời gian và mã được chia sẻ tới những người sử dụng khác nhau trong một cell. Do đó tốc độ trung bình đối với người sử dụng trong một cell có tải rõ ràng là thấp hơn. Hơn nữa tốc độ cực đại đạt đến 10Mbps yêu cầu tình trạng vô tuyến cực tốt và nó không giống đó là tất cả người sử dụng trong cell đều có thể đạt tốc độ dữ liệu cao. Do đó, lưu lượng trung bình trong giao diện Iub cũng giảm so với tốc độ đạt được đối với vô tuyến. Một ví dụ được miêu tả trong hình 3.7, nó chỉ ra một so sánh với Re’99 384kbps đường xuống và HSDPA đối với trường hợp 7.2Mbps. Đường xuống 384kbps có tốc độ dữ liệu bằng nhau dự trữ trong tất cả các giao diện và nó không vượt quá giới hạn 384kbps. Với HSDPA, tốc độ đỉnh của giao diện vô tuyến cung cấp bởi đầu cuối trong ví dụ là 7.2Mbps. Tốc độ dữ liệu cung cấp qua giao diện Iu-ps và Iub có thể bị giới hạn, ví dụ tới 1Mbps. Việc sử dụng các bộ đệm trong các BTS khiến cho nó có thể có tốc độ đỉnh đối với các kết nối đầu cuối cao như thiết bị đầu cuối và dung lượng BTS cho phép, trong khi việc giữ tốc độ bit tối đa trên giao diện Iub và Iu-ps trên đường với tham số QoS thu nhận từ phần chính gói.
Các bộ đệm trong BTS cùng với sự sắp xếp mà thời gian chia sẻ tài nguyên- cho phép đạt tốc độ đỉnh cao hơn đối với vô tuyến so với tốc độ trung bình trong Iub/hs. Bộ đệm truyền dẫn trong BTS cũng yêu cầu dòng điều khiển để được đưa vào để tránh tràn bộ đệm. Trong cách này, dưới điều kiện kỹ thuật vô tuyến tốt hơn, người sử dụng có nhiều tài nguyên Iub hơn. Nguyên lý hoạt động điều khiển dòng được chỉ ra trong hình 3.8.
Những người dùng dưới điều kiện vô tuyến tốt sẽ có sự phân phối Iub nhiều hơn cũng như dữ liệu chuyển dịch nhanh hơn từ điểm vô tuyến. Cách khác, khi mà bộ đệm bắt đầu đầy dẫn đến tình trạng vô tuyến kém đi, thì điều khiển dòng sẽ chậm, dòng dữ liệu giảm đối với loại người sử dụng(hình 3.8).
Đối với các thành phần mạng và bản thân thiết bị đầu cuối thì việc sử dụng HSDPA và HSUPA là nguyên nhân của một vài chuyển đổi, đặc biệt trong lớp vật lý như trong lớp MAC và RLC. Đối với điểm RLC thì đây là một tác động mà không chỉ kéo theo điều khiển dòng được nói đến mà còn có cả sự chuyển đổi RRM. Các biến cố di động gây nên một vài chuyển đổi trong đầu vào dẫn đến cơ hội để chia sẻ tài nguyên Iub động giữa những người sử dụng. Hơn nữa tốc độ dữ liệu tăng từ thực tế tối đa là 384kbps đối với thiết bị Re’99 lên đến 10Mbps và lý thuyết là lên đến 14Mbps.
Đối với các BTS và thiết bị đầu cuối, chuyển đổi chính đối với HSDPA liên quan đến đầy vào của sự sắp xếp chức năng truyền lại ở tại BTS đặc biệt, chức năng kết hợp các gói cần thiết tại thiết bị đầu cuối. Các kênh thêm vào được yêu cầu đối với bản thân truyền dẫn dữ liệu hiện thời, bao gồm điều chế mới, giống như mục đích báo hiệu để tạo điều kiện chức năng mới.
Tương tự, với HSUPA, các chức năng mới được yêu cầu như chỉ ra trong hình 3.10. Ở đây, việc sắp xếp được điều khiển bởi BTS và chúng là các yêu cầu đối với thực hiện dòng dữ liệu trong cái khác như các kênh báo hiệu mới đối với HSUPA. Các chức năng kết hợp ở trạm gốc và chức năng sắp xếp lại mới được đưa thêm vào tới RNC. Sắp xếp đường lên được yêu cầu đưa thêm vào sắp xếp đường xuống đối với HSDPA.
3.1.3 Các trạng thái giao thức đối với HSDPA và HSUPA.
Các trạng thái [1],[3] RRC đối với HSDPA và HSUPA là giống so với trong Re’99. Cell DCH là trạng thái mà được sử dụng khi mà truyền dẫn dữ liệu hoạt động và từ các thiết bị đầu cuối trên DCH. Từ trạng thái cell DCH, đầu cuối có thể được dịch chuyển tới cell FACH hay trạng thái xa hơn, cũng trực tiếp từ trạng thái cell DCH hay thông qua trạng thái cell FACH nếu nó không có dữ liệu trong bộ đệm. Điều này xảy ra phụ thuộc vào sự điều chỉnh bộ định thời mạng sau một vài giây. Điều này cần thiết để là một cân bằng trước với thời gian đáp ứng mạng đối với truyền dẫn gói đầu tiên không đổi sau chu kỳ không hoạt động và đặt vào khóa bộ định thời. Sự chuyển tiếp lấy thời gian theo yêu cầu quá trình thiết lập hay cấu hình lại. Việc giữ một tài nguyên dự trữ người sử dụng HSDPA/HSUPA khi đây không có dữ liệu để truyền là không hiệu quả từ dung lượng hệ thống hay từ điểm sử dụng tài nguyên BTS của view.
Dữ liệu có thể được phát đi trong tình trạng cell FACH, nhưng không chỉ sử dụng kênh truy nhập chuyển tiếp đối với đường xuống và kênh truy nhập ngẫu nhiên đối với đường lên, nó giới hạn tốc độ dữ liệu như các kênh không mong muốn bất cứ cấu hình nâng cao nào của HSUPA và HSDPA. Thiết bị đầu cuối trong trạng thái cell FACH tiếp tục giải mã các kênh FACH và sau đó kích hoạt dữ liệu đáp ứng đường xuống trong RACH. Dựa trên lượng dữ liệu, thiết bị đầu cuối có thể dịch chuyển tới trạng thái cell DCH.
3.2 Tham khảo.
Chương 4 Nguyên lý HSDPA
4.1 Giới thiệu
HSDPA gồm các giải pháp: Thực hiện đan xen thời gian truyền dẫn ngắn TTI=2ms, mã hoá và điều chế thích ứng AMC, truyền dẫn đa mã, lớp vật lý tốc độ cao L1, yêu cầu lặp tự động lai H-ARQ. Trong giải pháp HSDPA, thiết bị sắp xếp gói tin sẽ được chuyển từ bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC tới Node-B nhằm giúp người sử dụng dễ dàng truy nhập vào các chức năng thống kê giao diện vô tuyến. Kỹ thuật sắp xếp gói tin tiên tiến sẽ giúp điều chỉnh được tốc độ dữ liệu người sử dụng sao cho thích hợp với các điều kiện kênh vô tuyến tức thời.
Hình 1- Tổng quan HSDPA
Trong quá trình kết nối, thiết bị người sử dụng (UE) sẽ định kỳ gửi một chỉ thị chất lượng kênh CQI tới Node-B cho biết tốc độ dữ liệu nào (bao gồm kỹ thuật điều chế và mã hoá, số lượng các mã đã sử dụng) mà thiết bị này có thể hỗ trợ khi ở dưới các điều kiện vô tuyến hiện thời. Đồng thời, UE gửi một báo nhận (ACK/NACK) ứng với mỗi gói giúp node-B biết được thời điểm lặp lại quá trình truyền dữ liệu. Cùng với chức năng thống kê chất lượng kênh tương ứng cho từng UE trong một cell, thiết bị sắp xếp gói tin sẽ thực hiện sắp xếp các gói của các UE một cách công bằng.
4.2 Thuật ngữ khóa với HSDPA.
4.3. Cấu trúc kênh HSDPA
Từ hình 2 cho thấy trong cấu trúc kênh của HSDPA có thêm một kênh vận tải mới, kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) để mang dữ liệu người dùng, kênh vật lý tương ứng được gọi là HS-PDSCH.
Hình 2. Cấu trúc kênh HSDPA
Mã nguồn kênh HS-DSCH bao gồm một hay nhiều mã kênh với các thông số hỗn hợp dàn trải tới 16 loại. Tối đa 15 mã như vậy có thể được sắp xếp trong kênh dành cho yêu cầu điều khiển và các sóng mang dữ liệu. Mã nguồn tương thích được chia sẻ trong miền thời gian, chẳng hạn, nó được sắp xếp dành cho một người sử dụng tại một thời điểm. Cũng có thể chia sẻ mã nguồn bằng cách thực hiện phân chia theo mã; trong trường hợp này, có thể có hai hoặc bốn người sử dụng cùng chia sẻ mã nguồn trong một khoảng đan xen thời gian truyền dẫn TTI (Sở dĩ HS-DSCH cung cấp khoảng thời gian đan xen truyền dẫn ngắn TTI=2ms nhằm giảm trễ thích nghi liên kết, tăng thời gian xử lý sắp xếp gói...)
Ngoài dữ liệu người sử dụng, Node-B còn thực hiện truyền dẫn báo hiệu điều khiển nhằm thông báo sắp xếp cho người dùng kế tiếp. Báo hiệu này được sắp xếp trong kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao (HS-SCCH), là kênh dùng chung cho các người sử dụng, và nó được thực hiện bằng cách truyền dẫn hai khe thời gian HS-SCCH TTI. Kênh HS-SCCH được mã hoá bởi một mặt nạ người dùng đặc trưng, đồng thời nó chứa đựng cả lớp điều khiển thông tin mức thấp hơn, bao gồm các chức năng điều chế, sắp xếp mã, mã hoá kênh và yêu cầu lặp tự động lai H- ARQ.
Trên mỗi cấu trúc kênh là liên kết kênh vật lý dành riêng tốc độ thấp (DPCH) cho cả hai hướng uplink và downlink. Kênh liên kết hướng downlink thực hiện tải tín hiệu sóng mang vô tuyến tới báo hiệu lớp 3 tương tự như nhiệm vụ yêu cầu điều khiển công suất ở kênh uplink. Thực chất, kênh uplink được sử dụng như một kênh phản hồi (feedback channel), có chức năng truyền tải các báo nhận TCP tức thời. Nếu cần thiết, một số dịch vụ khác như dịch vụ thoại cũng có thể được tải trên kênh DCCH.
Ngoài ra giải pháp HSDPA còn cung cấp thêm kênh điều khiển vật lý dành riêng (HS-DPCCH) trong hướng uplink nhằm tải thông tin chỉ thị chất lượng kênh CQI giống như đối với các báo nhận H- ARQ.
4.4 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao(HSDSCH).
HSDSCH là một kênh truyền dẫn mới mang dữ liệu người sử dụng hiện thời với HSDPA. Trong lớp vật lý HSDSCH được ánh xạ trong kênh chia sẻ vật lý đường xuống tốc độ cao(HSPDSCH). Điểm khác nhau chính so với DCH Re’99-dựa trên các hoạt động của gói dữ liệu như sau:
Thiếu điều khiển công suất nhanh. Sự điều chỉnh kết nối lựa chọn sự kết hợp giữa các mã thích hợp, tốc độ mã hóa, điều chế để được sử dụng.
Truyền dẫn với bậc điều chế cao hơn DCH. Với điều chế biên độ 16QAM, số lượng các bit được mang đi trong điều kiện thích hợp trên một tín hiệu bằng hai lần so với QPSK của Re’99.
Việc phân phối người sử dụng dựa trên sự sắp xếp trong suốt 2ms, với báo hiệu lớp vật lý nhanh. Khoảng thời gian truyền dẫn TTI cũng dài hơn DCH, cho phép các giá trị như là 10,20,40,80ms.
Sử dụng truyền dẫn lại lớp vật lý và kết hợp truyền dẫn lại, trong khi với DCH, nếu sử dụng truyền dẫn lại, chúng dựa trên truyền lại mức RLC.
Thiếu chuyển giao mềm. Dữ liệu chỉ được gửi đi từ một cell HSDSCH phục vụ.
Thiếu thông tin điều khiển lớp vật lý trên HSPDSCH. Điều này được mang đi thay cho HSSCCH đối với sử dụng HSDPA và trong DCH liên hợp.
Hoạt động đa mã với thành phần trải rộng cố định. Chỉ có thành phần trải rộng 16 được sử dụng trong khi DCH thành phần trải rộng có thể là tham số di động giữa 4 và 512.
Với HSDPA chỉ có mã hóa turbo được sử dụng,trong khi với DCH thì mã hóa chập cũng có thể được sử dụng.
Không có truyền dẫn gián đoạn(DTX) trên mức độ khe. HSPDSCH cũng được phát đầy đủ hay không phát trong suốt thời gian TTI 2ms.
Một đặc điểm quan trọng của HSDSCH là đặc tính động và khả năng chia sẻ tài nguyên bởi chu kỳ phân phối 2ms. Khi chúng là các dữ liệu đối với một người sử dụng được phân phối trên HSPDSCH, chúng sẽ được gửi đi liên tục trong suốt 2ms TTI. Sẽ không có truyền dẫn gián đoạn DTX trên mức độ khe giống như DCH,trong khi đó việc phân phối tài nguyên mã của mã đường xuống (với một thành phần trải rộng cố định) với DCH là cách bổ sung riêng với tốc độ dữ liệu thấp hơn. Trong hình 4.4, vị trí của DTX trong khe làm giảm phát sinh nhiễu đường xuống nhưng giữ tìa nguyên mã bị chiếm theo khả năng tốc độ dữ liệu cao hơn trong DCH. Ví dụ đối với 384kbps đường xuống, việc dự trữ nguồn mã không bị thay đổi khi dịch chuyển tới một tốc độ bit thấp hơn. Do đó, nếu cho phép tốc độ đỉnh là 384kbps, thì đầu thêm vào giảm xuống 16kbps, chỉ có một cách để giảm lượng tiêu thụ tài nguyên là cấu hình lại kết nối vô tuyến.
Điều này chiếm thời gian cả trong việc cấu hình lại và khóa, tốc độ dữ liệu tiến tới một giá trị mới nhỏ hơn cho đến khi việc cấu hình lại cái khác sẽ thực hiện để nâng cấp tốc độ dữ liệu một lần nữa. Với HSPDSCH, nếu không có dữ liệu để được truyền dẫn, nó sẽ không truyền dẫn trên tất cả HSDSCH đối với người sử dụng trong yêu cầu, nhưng tài nguyên đối với 2ms được phân phối tới người sử dụng khác thay thế.
HSPDSCH luôn luôn được phát trong kết nối với HSSCCH và thêm vào, thiết bị đầu cuối cũng luôn nhận DCH, mang các dịch vụ giống như chuyển mạch âm thanh AMR hay video như là SRB.
Những tài nguyên mã hoá HS-DSCH gồm có một hoặc nhiều bộ mã định hướng với hệ số phân bố cố định SF 16. Phần lớn 15 bộ mã này có thể phân bổ cho những yêu cầu về truyền dẫn dữ liệu và điều khiển. Các tài nguyên mã hoá sẵn sàng được chia sẻ chủ yếu trong miền thời gian nhưng nó có thể chia sẻ tài nguyên mã hoá bằng cách dùng mã hoá đa thành phần. Khi cả thời gian và bộ mã được chia sẽ, từ hai đến bốn người sử dụng có thể chia sẽ tài nguyên mã hoá trong cùng một TTI.
Hình 3: Thời gian và bộ mã được chia sẻ trong HS-DSCH
4.4.1 HS-DPCCH:
Đây là kênh đường lên, được sử dụng mang tín hiệu báo nhận (ACK) đến Node-B trên mỗi khối (block). Nó cũng được dùng để chỉ thị Chất lượng kênh CQI (Channel Quality), là yếu tố được sử dụng trong AMC.
Hình 4 : Cơ cấu truyền dẫn HS-DSCH
4.4.2 Mã hóa HSDSCH.
Như đã giới thiệu về HSDSCH, chỉ có mã hóa turbo là được sử dụng đối với HSDSCH. Nó được hoạt động bởi trên thực tế thì mã hóa turbo hoạt động tốt hơn mã hóa chập khác sự chờ đợi đối với tốc độ dữ liệu cực nhỏ. Chuỗi mã hóa kênh được đơn giản hóa từ một DCH tương ứng, ở đây không yêu cầu thực hiện phát ra như DTX hay chế độ nén đối với HSDSCH. Ở đây chỉ có một hoạt động kênh truyền dẫn tại một thời điểm, do đó, một vài bước trong ghép kênh và giải ghép kênh được yêu cầu. Bản phát hành mới thêm vào là hoạt động của QAM16 và kết quả của việc biến thiên số lượng bit mang đi bởi các kênh vật lý trừ khi số lượng các mã sử dụng được giữ cố định. Một chức năng khác là sự xáo trộn bit trong lớp vật lý đối với HSDSCH.
Đối với 16QAM, đây là một chức năng kỹ thuật của sự sắp xếp lại chòm điểm, với ánh xạ các bit với các ký hiệu khác nhau phụ thuộc vào số lượng truyền dẫn. Đây chính là một ưu điểm khi mà đối với 16QAM, tất cả các ký hiệu đều không có khả năng lỗi bằng trong chòm điểm. Điều này dẫn đến các ký hiệu khác nhau có số lượng của các ký hiệu bên cạnh với vị trí kí hiệu theo trục, với số lượng lớn nhất của ký hiệu hàng xóm càng lớn thì bị giải mã không chính xác so với các kí hiệu khác trên đường trục.
Chức năng xáo trộn trong hình 4.5 được đưa ra để tránh có trình tự dãy khi kết thúc lặp các ký hiệu giống nhau. Điều này có thể xuất hiện trong một vài kiểu nội dung, và đặc biệt khi không sử dụng sự mã hóa ở các lớp cao hơn. Trong trường hợp mà thiết bị đầu cuối có một vài điểm khó khăn với ước lượng mức công suất HSDSCH và do đó,lý do cho hoạt động xáo trộn lớp vật lý được đưa ra. Hoạt động này giống nhau đối với tất cả mọi người sử dụng và do đó nó hoàn toàn đảm bảo tính chất báo hiệu và giải điều chế tốt.
Chức năng Hybrid ARQ(HARQ) được chỉ ra như là một block đơn trong dãy mã hóa trong hình 4.5 có thể được chia thành các phần khác nhau(như chỉ ra trong hình 4.6). Chức năng HARQ bao gồm chức năng ánh xạ tốc độ hai trạng thái với việc cho phép điều chỉnh độ dư thừa của các lần truyền lại khác nhau khi sử dụng truyền lại không đồng nhất.
Bộ đệm chỉ ra có thể là một bộ đệm ảo, việc thực hiện thực tế bao gồm một block ánh xạ tốc độ đơn. HARQ có thể được hoạt động trong hai cách khác nhau với các lần truyền lại đồng nhất hay không đồng nhất.
Trong trường hợp chức năng ánh xạ tốc độ được đồng nhất giữa các lần truyền dẫn và luôn luôn giữ các bit giống nhau sau hoạt động ánh xạ tốc độ được gửi. Nguyên lý này được mô tả trong hình 4.7. Bất chấp số lượng lần truyền lại, hoạt động ánh xạ tốc độ luôn được giữ không đổi đối với mọi lần truyền của các gói tương tự.
Bộ thu đầu cuối phải lưu các mẫu thu được như là các giá trị mềm. Điều này yêu cầu bộ nhớ hơn là bộ đệm chỉ có đầu ra của giải mã turbo. Khi mà bộ nhớ nhanh, chúng sẽ giới hạn bao nhiêu bộ nhớ như thế có khả năng có trong một thiết bị đầu cuối. Trên thực tế việc truyền dẫn lại được thực hiện bởi các trạm cơ sở tạo thành giải pháp toàn diện khả thi từ điểm đầu cuối của view.Với việc thực hiện truyền lại từ RNC, ở đây có quá nhiều độ trễ và sự kết hợp mềm với tốc độ dữ liệu lớn có thể dễ dàng yêu cầu bộ nhớ lớn hơn.
Đối với truyền lại không đồng nhất hay còn gọi là số dư gia tăng sử dụng một ánh xạ tốc độ khác nhau giữa các lần truyền lại. Giải pháp này yêu cầu bộ nhớ lớn hơn trong bộ thu và phải được thích ứng với dung lượng thiết bị người sử dụng. Thiết bị đầu cuối với các tham số đồng nhất nhưng dung lượng bộ nhớ mềm lớn hơn có thể quản lý khác với số dư gia tăng trừ ở tốc độ dữ liệu tối đa. Chức năng ánh xạ tốc độ được đa dạng giữa các lần truyền lại khác nhau và trong việc giải mã kênh thực hiện hiện thời có thể được thực hiện đối với mỗi lần truyền dẫn hoặc dữ liệu có thể được giữ trong các bộ đệm ảo.
Nếu lần truyền lại lớp vật lý sai hoặc vượt quá số lượng lần truyền lại thì lớp kết nối vô tuyến RLC sẽ thực hiện truyền lại đầy đủ. Điều này xảy ra với sự chuyển đổi cell HSDSCH dịch vụ hoặc đôi khi khả năng bao phủ kém hay theo lỗi báo hiệu mà có thể đầy bộ đệm với dữ liệu không mong muốn. Trường hợp hiếm sau là do kiểm tra lỗi trong báo hiệu, được đề cập trong kết nối với các chi tiết HSDSCH.
Phân đoạn kênh vật lý trong hình 4.5 ánh xạ dữ liệu đan xen giữa các kênh vật lý. Có hai sự đan xen được đồng nhất trong Re’99 ‘QPSK và trong trường hợp 16QAM khi có hai khối đan xen được sử dụng.
4.4.3Điều chế HSDSCH.
Trong khi DCH chỉ sử dụng điều chế QPSK,HSDSCH có thể thêm vào sử dụng điều chế bậc cao hơn:16 QAM, trong quá trình nghiên cứu tính khả thi của HSDPA có rất nhiều phương án lựa chọn khác nhau ví dụ như 8PSK hay 16QAM cũng được thảo luận nhưng chưa được đưa vào hệ thống tới các phạm vi thích ứng kết nối cho phép đối với QPSK và 16QAM và tốc độ lặp lại/đánh thủng khác nhau đối với mã hóa turbo. Chòm điểm 16QAM và QPSK được minh họa trong hình 4.9. Với nhiều điểm trong chòm điểm,16 thay thế cho 4, tức là có tới 4 bit có thể được mang trên cùng một ký hiệu thay thế cho 2 bit trên một ký hiệu với QPSK.
Như chỉ ra trong hình 4.9, việc sử dụng điều chế bậc cao hơn đưa ra quyết định bổ sung đường biên. Với 16QAM, nó không có hiệu quả hơn để không chỉ có cấu hình pha đầu ra chính xác mà những yêu cầu biên độ còn được dự tính đối với dự đoán pha đúng hơn. Điều này giải thích tại sao chất lượng tín hiệu được yêu cầu tốt hơn khi sử dụng 16 QAM thay thế cho QPSK. Trong đường xuống, kênh pilot chung chất lượng tốt (CPICH) cho phép việc dự đoán của kênh tối ưu mà không cần quá bit trên đầu pilot đặc trưng người sử dụng. CPICH đưa ra thông tin pha trực tiếp, nhưng đây là yêu cầu để dự đoán công suất khác nhau giữa mức công suất của CPICH và HSDSCH để dự tính biên độ thông tin đúng nhất. Điều này cho thấy ở phía cuối của trạm cơ sở cũng có sự chuyển đổi công suất trong suốt quá trình truyền dẫn 2ms.
HSDSCH có thể sử dụng một số lượng bộ mã ghép với thành phần trải rộng của 16. Số lượng tối đa lý thuyết của mã cho phép trong một cây mã với thành phần trải rộng là 16, nhưng với các kênh chung và các kênh DCH kết hợp cần một vài không gian, số lượng thích hợp tối đa là 15. Khi mà một thiết bị đầu cuối đơn có thể thu tới 15 mã trong suốt TTI 2ms phụ thuộc vào khả năng của thiết bị đầu cuối, được mô tả trong phần 4.5. Trong hệ thống này có thể có các lưu lượng khác là các khoảng mã hóa tiêu thụ như là âm thanh CS hay các cuộc gọi video, mà không được ánh xạ trong HSDPA. Do đó quản lý tài nguyên vô tuyến sẽ quyết định khoảng mã cho phép đối với sự sắp xếp trong BTS.
Về nguyên lý, một cái có thể tạo lên khoảng mã nhiều hơn với các mã xáo trộn phụ nhưng khi chúng không phải trực giao với các mã dưới các mã xáo trộn chính, kết quả là tổng dung lượng không vượt quá để tăng. Do đó, việc sử dụng của các mã xáo trộn khác được hạn chế với chế độ nén. HSDSCH trải rộng và điều chế được chi tiết hơn trong [4].
Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao.
HSSCCH có hai khe so sánh với HSDSCH như được chỉ ra trong hình 4.10. Nó cho phép HSSCCH mang thông tin báo hiệu thời gian giới hạn với việc cho phép thiết bị đầu cuối giải điều chế mã được đúng. Một thành phần trải rộng của 128 cho phép 40 bit trên một khe được mang đi(với điều chế QPSK). Ở đây không có bit điều khiển công suất hay pilot trên HSSCCH và do đó, pha chuẩn giống như đối với HSDSCH. Với một phần của thông tin, giống như các mã để được trải rộng trong HSDSCH, yêu cầu cho phép trước khi bắt đầu để sử dụng HSDSCH, HSSCCH được phân thành 2 phần:
Phần thứ nhất mang thông tin yêu cầu để cho phép khả năng giải trải rộng của các mã đúng và cũng chứa đựng thông tin điều chế. Điều này cho phép có truyền dẫn đầu cuối chỉ với 5 hoặc 10 mã, ngoại trừ việc phân phối khoảng mã trên 15 mã. Do đó với một đầu cuối truyền dẫn một số lượng nhỏ các mã, các mã trong sử dụng có thể được giải mã từ HSSCCH và yêu cầu đối với giải trải rộng được giới hạn chỉ đối với các mã kia nhằm mục đích đối với đầu cuối. Việc sắp xếp này không vượt quá giới hạn định sẵn bởi khả năng của đầu cuối.
Phần thứ hai chứa ít thông tin khẩn ví dụ như khi quá trình ARQ được phát. Một báo hiệu về một gói truyền dẫn mới hoặc liên quan tới một gói được phát sớm hơn cũng có được bao gồm trong đó. Trừ trường hợp lần truyền trước đối với một gói không thu được chính xác, thì báo hiệu dữ liệu mới báo cho đầu cuối là việc truyền dẫn cũ có thể bị xóa từ bộ đệm. Điều này có nghĩa là sự phụ thuộc vào thiết bị, rằng có thể đây là lần truyền dẫn lại mức RLC(chế độ báo nhận RLC) hoặc đơn giản dữ liệu bị hủy bỏ và đầu vào được chấp nhận một lượng dư lỗi(chế độ không báo nhận). Thông tin kiểu dư thừa và chòm điểm cũng được mang trong phần 2, như là kích thước block truyền dẫn.
Thời gian giữa HSSCCH và HSDSCH cho phép thiết bị đầu cuối để có một khe thời gian để cấu hình ngoài với các mã để giải trải rộng và thiết lập điều chế. Đối với các tham số giữ lại, thời gian xử lý khe phải được xét đến trước khi truyền dẫn qua và một TTI mới 2ms có thể bắt đầu.
Khi mà HSDPA được hoạt động sử dụng nguyên lý ghép kênh phân thời,thì chỉ có duy nhất một HSSCCH có thể được cấu hình. Trong trường hợp này chỉ có một người sử dụng thu dữ liệu tại một thời điểm. Hình 4.11 minh họa trường hợp này với một HSSCCH đơn.
Khi đây là một yêu cầu để có được ghép kênh phân mã, thì sẽ có nhiều hơn một HSSCCH được yêu cầu bao gồm, như chỉ trên hình 4.12. Một thiết bị đầu cuối đơn có thể xét tại hầu hết 4 HSSCCH, bản thân hệ thống cũng có thể cấu hình trừ trường hợp nhiều hơn. Một trong những hoạt động đối với ghép kênh phân mã là trường hợp khi mà có nhiều hơn 5 mã có thể được dành cho HSDPA sử dụng. Đặc biệt, khi xét đến thiết bị một pha dự kiến, chúng có thể trở thành thiết bị đầu cuối mà có thể thu tối đa chỉ 5 hoặc là 10 mã. Tốc độ dữ liệu cao hơn và dung lượng đầu cuối thấp hơn là yêu cầu đối với ghép kênh phân mã.
Việc sử dụng ghép kênh phân mã là yêu cầu không cần thiết khi các bộ mang được chia sẻ với lưu lượng DCH, hay khi đây là một mong muốn để có những người sử dụng dữ liệu HSDPA hoạt động với tốc độ dữ liệu cho phép-384kbps hoặc cao hơn. Nhìn chung, tốc độ dữ liệu cho phép đối với mỗi người sử dụng trong các trường hợp khác nhau sẽ phụ thuộc vào cả việc phân phối công suất và môi trường và kiểu thiết bị đầu cuối đang sử dụng, như mô tả ở các phần sau.
Mã hóa kênh chỉ là một phần ba mã hóa chập( với mã hóa turbo không nhận được đối với lượng thông tin nhỏ). Trong phần thứ 2, đây là sự kiểm tra dư thừa tuần hoàn(CRC) để đảm bảo rằng ở đây không có sự sai lệch thông tin. Một tín hiệu lỗi với một số lượng quá trình HARQ có thể gây ra vấn đề như nó có thể làm sai lệch bộ đệm, dó đó, một 16-bit CRC được sử dụng để đảm bảo an toàn hiệu quả. Đối với phần thứ nhất, ở đây không có CRC và khó khăn đặt ra là tách biệt được các HSSCCH khác nhau với việc là mỗi cái nhằm vào yêu cầu của UE. Điều này được thực hiện bởi một thiết bị đầu cuối đặc trưng hoạt động với việc cho phép dò tìm HSSCCH phục vụ cho yêu cầu của thiết bị đầu cuối trong khi vẫn giữ thông tin thời gian giới hạn trong các khoảng nhỏ của mỗi khe.
Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao.
Hoạt động của HSDPA cần thông tin phản hồi lớp vật lý đường lên từ thiết bị đầu cuối đến trạm cơ sở để cho phép các kết nối thích nghi và truyền dẫn lại lớp vật lý.
Các tín hiệu được cung cấp trong kênh mã song song,hoạt động DCH đầu ra không đổi, điều này cho phép hoạt động trong chuyển giao mềm cũng như trong trường hợp khi mà tất cả các BTS trong dãy hoạt động chưa nâng cấp để truyền dẫn HSDPA. Đây là một khả năng khi mà cell HSDSCH phục vụ gửi các kênh HSSCCH và HSDSCH và tương ứng, chỉ có một cell HSDSCH phục vụ yêu cầu để giải mã phản hồi đường lên. Với việc giữ sự tồn tại DPCCH đường lên và DPDCH không đổi,dãy hoạt động có thể phù hợp với Re’99 dựa trên các trạm gốc. Kết quả trả giá cho việc đưa vào các kênh mã song song là tỉ số trung bình của dạng sóng tín hiệu đường lên(PAR) tăng lên, với kết quả là tổng công suất truyền dẫn trong các trường hợp đã biết thấp hơn.
Thông tin phản hồi đường lên được mang trên HSDPCCH. Phản hồi HARQ thông báo cho trạm gốc gói được giải mã chính xác hay không. Thông tin chất lượng kênh (CQI),tương ứng, báo cho trạm gốc sắp xếp tốc độ dữ liệu thiết bị đầu cuối chờ đợi để có thể thu được một điểm đã gửi đúng thời gian.
HSDPCCH sử dụng một thành phần trải rộng của 256 và có một cấu trúc 2ms/3khe. Khe đầu tiên được sử dụng đối với thông tin HARQ. Hai khe còn lại được dùng cho CQI. Thông tin HARQ luôn luôn được gửi khi có một HSSCCH giải mã chính xác thu trực tiếp đường xuống trong khi tần số truyền dẫn CQI được điều khiển bởi tham số hệ thống k. Đối với tất cả các khe thì đây là tham số chia sẻ để điều khiển việc lặp lại. Việc lặp lại quá chu kỳ 2ms ghép được yêu cầu trong một số trường hợp, ví dụ hoạt động ở cạnh cell, khi mà công suất cho phép không đảm bảo hiệu quả chất lượng đối với việc chấp nhận phản hồi. Điều khiển công suất từ cell HSDPA không phục vụ cũng có thể giảm mức công suất HSDPCCH thu trong vùng chuyển giao mềm khi các thiết bị đầu cuối phải giảm mức công suất truyền dẫn đường lên nếu một vài cell trong dãy hoạt động gửi một lệnh hạ công suất.
HSDPCCH chỉ là một kí hiệu đặt thẳng hàng với DPCCH/DPDCH. Điều này liên quan đến việc cần thiết để tránh sự sai lệch quá lớn trong thời gian khi mà cả thiết bị đầu cuối và quá trình xử lý nút B được phân ra đối với tất cả các trường hợp yêu cầu. Thời gian tỉ đối được minh họa trong hình trên 4.14,thời gian HSSCCH/HSDSCH đường xuống sẽ quyết định lúc truyền dẫn HSDPCCH.
Hoạt động HSDPCCH cải tiến trong Re’6 để cải thiện hoạt động cạnh cell. Sự cải thiện được hiệu quả bằng việc đưa vào pre/post-amble đối với kênh DPCCH. Khi mà HSSCCH được thu, thiết bị đầu cuối sẽ gửi một dãy các khoảng của báo hiệu ACK/NACK trong khung HSPDCCH 2ms trước, trừ khi đây là một gói trong TTI trước. Đây là nguyên nhân khiến các thiết bị đầu cuối không chỉ phát thường xuyên hơn mà còn cho phép các trạm thu BTS biết trước đó là ACK hay là NACK được phát đi. Với việc tránh phát hiện ‘không truyền dẫn’, thường được chú ý như DTX- ở đâykhông yêu cầu lựa chọn giữa ba giá trị mà chỉ giữa ACK và NACK. Hiệu quả lớn nhất khi đây là một dòng liên tục các gói nhưng trừ trường hợp của các gói tần số là yêu cầu công suất đỉnh giảm. Các thành phần khuếch đại thiết lập đối với HSDPCCH không yêu cầu sử dụng như là giá trị cao, và công suất truyền dẫn dùng cho hoạt động của DPCCH/DPDCH được giảm.
Việc mã hóa HARQ là đơn giản, trong Re’5 đây là một dãy của ‘1’ gửi đi đối với ACK và ‘0’ đối với NACK. Trong Re’6 các dãy khác nhau được đưa tới các pre amble và post amble nhưng ACK/NACK thì vẫn được giữ không đổi.
Đối với CQI, mã hóa được đưa vào, giống với mã hóa TFCI, với việc mang thông tin CQI từ thiết bị đầu cuối đến trạm gốc. Giá trị CQI mà thiết bị đầu cuối báo cáo không chỉ tương ứng tới hay tín hiệu tới tỉ số tạp âm(SIR) thiết bị đầu cuối đang thí nghiệm. Giá trị báo cáo là một chức năng của môi trường đa thành phần, kiểu thu đầu cuối, tỉ số nhiễu của trạm cơ sở được so sánh với các cái khác và công suất có sẵn của BTS HSDPA.
Lợi ích rõ ràng từ việc tiếp cận này là một giải pháp xác định sẽ tự động thích ứng với các việc thực hiện các bộ thu có khả năng khác nhau và sự biến đổi môi trường và do đó, đưa đến một báo hiệu với tốc độ dữ liệu tốt nhất yêu cầu bởi thiết bị đầu cuối để bao phủ với môi trường trong yêu cầu. Điều này xóa bỏ các yêu cầu từ mạng cuối để xét, đặc tính độ trễ của cell/thành phần trong vấn đề. Chỉ duy nhất giá trị đầu vào từ mạng là giá trị phân phối xác suất HSDSCH thiết bị đầu cuối có thể được sử dụng trong mạng.
Có thể với chuyển đổi này thì mạng có thể dễ dàng cân bằng với điều này khi giả thiết rằng trạm gốc biết trước thiết bị đầu cuối. Báo cáo CQI được minh họa trong hình 4.15, chỉ ra rằng khi thiết bị đầu cuối gần trạm gốc và giả thiết phân phối công suất HSDSCH cao, một giá trị CQI cao được thông báo. Tương ứng, khi mà thiết bị đầu cuối gần tới cạnh cell thì CQI báo cáo mức thấp hơn, nhất là khi phân phối công suất nút B HSDPA kì vọng thấp. Khi tại hoặc gần tới cạnh cell, thì hầu hết nhiễu đều đến từ các cell khác và do đó giá trị hình học biểu diễn là thấp-dưới 0dB hoặc trong một vài trường hợp thì giá trị này âm.
FDPCH
Đối với Re’6, việc tối ưu hóa thực hiện đối với trường hợp khi chỉ các gói dịch vụ hoạt động trong đường xuống khác hơn là SRB. Trong trường hợp này, đặc biệt là với tốc độ dữ liệu thấp, việc tối ưu hóa bị chịu ảnh hưởng khi mà DCH đường xuống đưa ra quá nhiều bit trên đầu và cũng có thể giả thiết có quá nhiều đoạn mã nếu tìm kiếm một số lượng lớn người đang sử dụng dịch vụ tốc độ bit thấp như VoIP. Giải pháp là để sử dụng trong các trường hợp như thế này một EDPCH, dựa trên phiên bản được tháo rời của DPCH mà thực hiện điều khiển công suất. Khi so sánh FDPCH với DPCH Re’99,chỉ có trường điều khiển công suất truyền dẫn(TPC) được giữ( như chỉ ra trong hình 4.16). Trong đó, bộ định thời gốc được giữ lại tránh yêu cầu điều chỉnh bộ định thời trong việc thực hiện chu trình điều khiển công suất Re’99.
Tài nguyên mã là thời gian chia sẻ,một vài người sử dụng có thể chia sẻ các đoạn mã giống nhau đối với thông tin điều khiển công suất. Mỗi người sử dụng nhìn thấy kênh mà có một ký hiệu trên một khe đối với thông tin điều khiển công suất truyền dẫn (TPC) và giả thiết không có sự truyền dẫn trong lúc nghỉ của các ký hiệu. Với một vài người sử dụng, mạng cấu hình mỗi người sử dụng có mã tương tự nhưng khác về thời gian khung và do đó, những người sử dụng có thể được phát trong nguồn mã đơn. Trên 10 người sử dụng có thể chia sẻ một mã SF256, do đó làm giảm việc sử dụng đoạn mã đối với DCH được liên kết đối với những người sử dụng với tất cả các dịch vụ ánh xạ tới HSDSCH.
Nguyên lý được mô tả trong hình 4.17, khi mà hai người sử dụng cùng chia sẻ một đoạn mã giống nhau trong hướng xuống. DCH đường lên không bị tác động. Trong trường hợp này, SRB phải nằm trên HSDSCH như khi đây không có chỗ đối với các bit dữ liệu trên FDPCH( không có DPDCH).
FDPCH có một vài hạn chế khi sử dụng. Trước tiên, nó không cho phép các dịch vụ yêu cầu dữ liệu phải được ánh xạ tới DCH, như là các cuộc gọi thoại AMR và CS video. Hơn nữa, việc thiếu các thông tin điều khiển có nghĩa đây là một phương pháp giống phản hồi-dựa trên sự phân tập bộ phát không thể sử dụng. Việc sử dụng sự phân tập theo chu trình đóng được dựa trên điều chỉnh pha đặc trưng cho người sử dụng,khi nào thì các ký hiệu điều khiển được yêu cầu đối với sự kiểm tra chiều quay pha đưa vào. Mặt khác, khi dùng FDPCH, SRB có thể lợi dụng từ tốc độ dữ liệu cao của HSDPA và giảm thời gian thiết lập dịch vụ.
Khi mà các SRB được ánh xạ tới HSDSCH sử dụng FDPCH,chất lượng kết nối từ cell HSDSCH phục vụ là giới hạn nhất. Để đảm bảo xấp xỉ giới hạn để phát hiện lỗi kết nối vô tuyến, thì tính năng của thiết bị đầu cuối đối với việc thiết lập các lệnh điều khiển công suất đường xuống trong DPCCH đường lên được thay đổi,chính vì thế FDPCH có thể bị phát hiện từ cell HSDSCH phục vụ. Do đó, lỗi kết nối vô tuyến được phát hiện trong thiết bị đầu cuối chỉ từ FDPCH của cell HSDSCH phục vụ, mà không phải từ DPCCH kết hợp mềm như trong Re’99.
Sự điều chỉnh kết nối HSDSCH.
Sự điều chỉnh kết nối là một hoạt động khi nó hoạt động với độ chi tiết 2ms với HSDSCH. Khi đưa vào quyết định sắp xếp, MAC-hs trong BTS cũng sẽ quyết định mỗi 2ms với bộ kết hợp điều chế và mã hóa để phát. Sự điều chỉnh kết nối được dựa trên CQI lớp vật lý đang được phục vụ bởi thiết bị đầu cuối.
Việc sử dụng điều chỉnh kết nối, mạng cũng sẽ khuếch đại từ giới hạn của hoạt động điều khiển công suất trong đường xuống. Khi các tín hiệu trên đường xuống không thể sử dụng quá lớn một phạm vi hoạt động để tránh vấn đề gần-xa giữa các tín hiệu từ nguồn giống nhau, hoạt động điều khiển công suất đường xuống bị giới hạn nhiều hơn. Trong khi trên đường lên một phạm vi hoạt động 71dB hoặc lớn hơn được sử dụng thì ở trên đường xuống chỉ có thể sử dụng ở khoảng 10-15dB.
Số lượng chính xác thì phụ thuộc vào việc thực hiện, môi trường kênh và các thành phần trải rộng đưa vào. Điều này có nghĩa là đối với những người sử dụng gần trạm gốc thì mức độ công suất phát là cao hơn mức cần thiết đối với khả năng phát hiện tín hiệu. Sự điều chỉnh kết nối đưa đến một dung sai chính xác trong sử dụng bằng việc lựa chọn tham số truyền dẫn trong cách là yêu cầu năng lượng ký hiệu tương ứng chính xác hơn với công suất ký hiệu cho phép. Điều này được minh họa trong hình 4.18, ở đây điều chỉnh kết nối như là một chức năng tỉ số sóng mang/nhiễu được minh họa.Bản thân điều chỉnh kết nối dựa trên thông tin CQI và nó cũng khiến những khía cạnh khác thành những account bên cạnh chiều dài tín hiệu hay C/I.
Bằng việc chuyển đổi từ QPSK thành16QAM, ở đây có khác một vài dB, phụ thuộc vào môi trường, việc thực hiện tốc độ mã hóa và số lượng mã đã khiến phạm vi hoạt động tổng cộng có thể đạt đến 30dB.
Dung dượng thiết bị đầu cuối tác động đến báo cáo như tất cả thiết bị, đặc biệt là trong pha trước, sẽ không hỗ trợ cần thiết điều chế 16QAM hay nhiều hơn 5 mã song song. Khi vượt quá phạm vi tốc độ dữ liệu mà thiết bị đầu cuối có thể truyền dẫn, nó sẽ chỉ báo cáo một độ lệch hơn là điểm điều chế/mã hóa cao nhất mà nó có thể chấp nhận. Bảng CQI có nhiều hoặc ít đi sự kết hợp cách quãng đều của quá trình điều chế, số lượng các mã, kích thước block truyền dẫn hay mã hóa. Bảng ví dụ CQI đơn giản trong hình 4.19 trình bày các khả năng đầu cuối khác nhau. Bảng phía bên phải hình 4.19 là dành cho các loại đầu cuối 11,12(Chỉ QPSK) và do đó, sau 5 mã chỉ có một độ lệch tốc độ dữ liệu 1.8Mbps đối với trạng thái được báo hiệu. Tương ứng, bảng CQI đối với loại 7(7.2Mbps) thực hiện trên tất cả các cách tới 10 mã trước khi sử dụng độ lệch ở đỉnh của nó. Đối với tất cả các loại khác, độ lệch được sử dụng sau một vài điểm, trừ trường hợp loại 10 với tất cả các cách tới 14.4Mbps và kết quả không yêu cầu độ lệch trên đỉnh. Tham số cự li liên TTI trong dung lượng đầu cuối không có một một tác động tới bảng CQI để sử dụng, chỉ có số lượng mã và điều chế mã hóa là tạo ra sự khác nhau. Ngoại trừ là lớp 14.4Mbps tại đó chỉ có một điểm khác là kích thước block truyền dẫn tối đa được chấp nhận khi so sánh với một dung lượng của đầu cuối 10Mbps. Giá trị CQI tương ứng với trường hợp khi 14.4Mbps có thể được thu mà không được kì vọng xuất hiện với tần số cao trong mạng thực.
4.6.2.1 Giới thiệu hoạt động lớp vật lý HSDPA
Hoạt động lớp vật lý HSDPA đi qua tất cả các bước dưới đây đôi khi một hoặc nhiều người sử dụng được cấu hình như đang sử dụng HSDSCH và dữ liệu bắt đầu đạt đến bộ đệm nút B.
Sự sắp xếp nút B ước tính-trên từng 2ms một- đối với mỗi người sử dụng với dữ liệu trong bộ đệm: tình trạng kênh, trạng thái bộ đệm, thời gian đối với lần truyền dẫn cuối cùng, trì hoãn phát lại và vv. Tiêu chuẩn chính xác trong sắp xếp là việc cấp phép thực hiện cung cấp đặc trưng hoàn toàn tự nhiên và không phải là một phần trong các đặc tính kỹ thuật của 3GPP. Các tham số để điều khiển tính năng sắp xếp đặc trưng hóa và được nói rõ hơn trong phần sau.
Chỉ có một thiết bị đầu cuối được quyết định như bộ cung cấp trong một TTI riêng lẻ,nút B sẽ nhận biết các tham số HSDSCH cần thiết, bao gồm số lượng mã, khả năng sử dụng 16QAM và giới hạn dung lượng đầu cuối.
Nút B sẽ bắt đầu phát đi HSSCCH hai khe trước TTI HSDSCH tương ứng. Việc lựa chọn HSSCCH là tự do( từ một dãy của 4 kênh) giả thiết là ở đây không có dữ liệu đối với thiết bị đầu cuối trong khung HSDSCH trước.
Thiết bị đầu cuối quản lý dãy đầu cuối đặc trưng của cả 4 HSSCCH đã cho bởi mạng. Chỉ có một đầu cuối được giải mã phần 1 từ một HSSCCH dành cho thiết bị đầu cuối đó, nó sẽ bắt đầu để giải mã phần còn lại của HSSCCH và sẽ đưa vào bộ đệm các mã cần thiết từ HSDSCH.
Sau khi giải mã các tham số HSDSCH từ phần 2, thiết bị đầu cuối có thể quyết định dữ liệu thuộc quá trình ARQ nào và chúng có cần được kết hợp với dữ liệu có sẵn trong bộ đệm mềm hay không.
Trong phiên bản Re’6, một pre-amble được gửi trong trường ACK/NACK nếu đặc tính được cấu hình để sử dụng bởi mạng(và nếu như không có gói nào trong TTI trước). Việc gửi đi của pre-amble dựa trên giải mã HSDSCH chứ không phải bản thân HSDSCH.
Nhờ giải mã khả năng kết hợp dữ liệu, thiết bị đầu cuối gửi trên hướng đường lên báo hiệu ACK/NACK, phụ thuộc vào đầu ra của CRC được dẫn trên dữ liệu HSDSCH.
Nếu mạng tiếp tục phát đi dữ liệu đối với các đầu cuối giống nhau trong các TTI liên tiếp, thì thiết bị đầu cuối sẽ nằm trên HSSCCH tương tự mà đã được sử dụng trong suốt TTI trước.
Trong Re’6, khi mà dòng dữ liệu kết thúc, thiết bị đầu cuối gửi một post amble trong một trường ACK/NACK, giả thiết các đặc tính đã được khởi động.
Hoạt động HSDPA đồng bộ trong điều kiện thiết bị đầu cuối chấp nhận một gói được phát đi trên đường xuống. Mạng bên cạnh, tuy nhiên đồng bộ trong điều kiện khi một gói hay một lần truyền dẫn lại đối với lần truyền dẫn sớm hơn được gửi đi. Điều này cho phép sự tự do cần thiết đối với việc thực hiện sắp xếp và được cho phép bởi thông tin quá trình ARQ trên HSSCCH.
Thời gian hoạt động của thiết bị đầu cuối giữa các sự việc được đặc trưng hóa chính xác từ bộ thu HSDSCH, cho phép bởi giải mã HSDSCH và kết thúc với truyền dẫn ACK/NACK đường lên. Như chỉ ra trong hình 4.20, có một khe thời gian phản ứng 7.5 từ đầu cuối của TTI HSDSCH tới bắt đầu của truyền dẫn ACK/NACK trong HSDPCCH trên đường lên.
Giá trị của các khe 7.5 là chính xác, chỉ có một vài biến thiên là do sự hiệu chỉnh ký hiệu giữa HSDPCCH đường lên và DPCCH/DPDCH đường lên, do đó giá trị thời gian nằm trong cửa sổ chip 256.
Trong Re’6, với pre và post-amble trong việc sử dụng bộ định thời là không thay đổi nhưng đối với gói đầu tiên của khe ACK/NACK trước được sử dụng đối với pre-amble như chỉ ra trong hình 4.21. Tương ứng, khi mà truyền dẫn kết thúc, post-amble được phát đi trong tình trạng khi mà một ACK/NACK có thể xuất hiện.
4.6.2.2 Tính di động
Khi so sánh với DCH thì điểm khác nhau lớn nhất trong thực hiện di động là thiếu chuyển giao mềm đối với HSDSCH. Trong khi đây chỉ là một cell HSDSCH phục vụ, thì bản thân DCH được liên kết có thể là trong chuyển giao mềm và duy trì dãy hoạt động như trong Re’99. Yêu cầu đối với thiết bị đầu cuối là cho phép để phủ lên với 6cell trong dãy hoạt động DCH. Khi mà hoạt động trong chuyển giao mềm với việc sử dụng HSDPA, ở đây có một yêu cầu để điều chỉnh các trường hợp đo để thu được thông tin về những chuyển đổi trong độ dài tỉ đối của các cell trong dãy hoạt động.
Những thông tin này không kích hoạt các hoạt động trong DCH nhưng có thể kích hoạt sự chuyển đổi trong cell HSDSCH phục vụ với hoạt động HSDPA. Để cho phép các thông tin này có khả năng đối với RNC, trường hợp đo 1D được điều chỉnh để cho phép trường hợp- dựa trên báo cáo khi mà độ dài tỉ đối của các cell trong dãy hoạt động thay đổi, hoặc chính xác hơn khi cell với độ dài CPICH tối ưu trong những thay đổi dãy hoạt động. Khi mà những chỉ tiêu báo cáo đã đầy đủ, thì thiết bị đầu cuối sẽ gửi- như là một phần của báo hiệu điều khiển tài nguyên vô tuyến- một báo cáo đo tới RNC.
Trong bản Re’5,cell HSDSCH phục vụ chỉ có thể được chuyển đổi bên trong dãy hoạt động của thiết bị đầu cuối bằng việc sử dụng một biện pháp cấu hình lại kênh vật lý. Theo đó, khi mà thiết bị đầu cuối phát hiện ra rằng một cell bên cạnh có đầy đủ tiêu chuẩn cho việc đưa thêm cell tới dãy hoạt động, thì đầu tiên, cell yêu cầu để được đưa vào dãy hoạt động trước khi hoạt động HSDSCH phục vụ có thể bị chuyển đổi tới cell khác. Trong Re’6, tình trạng này đã bị chuyển đổi, chính vì thế, biện pháp update dãy hoạt động cũng có thể thực hiện bên ngoài sự chuyển đổi cell HSDSCH phục vụ.
Khi một chuyển đổi của cell HSDSCH diễn ra, thiết bị đầu cuối sẽ xóa sạch tất cả các bộ đệm tại thời gian chuyển giao và dịch chuyển theo trạm gốc mới như được cấu trúc trong báo hiệu RRC đường xuống. Tương ứng, tại thời điểm đó,chuyển giao sẽ chiếm nút B cũng như xóa các gói vẫn nằm trong bộ đệm của nó, bao gồm các quá trình HARQ chưa kết thúc một cách hợp lý. Mạng sẽ phải phân loại các gói không gửi(khi sử dụng chế độ báo nhận RLC). Trong chế độ báo không nhận, các gói không được phát đi, nếu như có một vài gói trong số chúng bị mất trong quá trình hoạt động chuyển đổi cell, nhưng các gói bị mất có thể là nhỏ nhất bằng việc tính toán cẩn thận RNC khi chuyển giao sẽ thực hiện và không gửi- ở thời điểm trước đó- các gói tới cell HSDSCH phục vụ đang được thay thế.Trong suốt quá trình đồng bộ chuyển đổi cell HSDSCH phục vụ, một vài sự ngắt quãng truyền dẫn gói có thể nhỏ nhất khi các thành phần thiết bị đầu cuối và mạng biết chính xác khi nào chuyển giao thực hiện. Để tối thiểu dữ liệu bị mất tới mức có thể, việc truyền dẫn của đơn vị dữ liệu phụ tải có ích bên ngoài dãy (PDU) phải được đưa ra trong chế độ báo không nhận RLC trong Re’6, cho phép mạng truy nhập vô tuyến trên mặt đất UMTS(UTRAN) để sử dụng 2 casting trong suốt chuyển đổi cell HSDSCH phục vụ, với việc đảm bảo rằng các gói có khả năng bị mất ở nguồn của nút B có thể đạt được ở đích nút B.
HSDSCH dựa trên việc sử dụng chế độ nén đối với thiết bị đầu cuối liên hệ thống và tính toán liên tần số. Mặc dù bản thân HSDSCH không thể thực hiện chế độ nén, việc truyền dẫn dữ liệu hiện thời và điều khiển báo hiệu đều bị treo(như chỉ ra trên hình 4.24) khi đây là một khoảng trống trên đường xuống mà phủ lên bất kỳ phần nào của truyền dẫn HSSCCH hay HSDSCH. Trong trường hợp này thì thiết bị đầu cuối sẽ bỏ qua toàn bộ truyền dẫn. Tương ứng, báo hiệu đường lên sẽ không thực hiện khi đây là một sự sắp xếp lỏng lẻo trên đường lên. Khi cả thông tin kiểu chế độ nén và sự sắp xếp nằm trong nút B, đây là một khả năng để kết hợp thông tin. Một phương án khác là để sử dụng truyền dẫn DCH đối với dữ liệu trong khi vẫn có hoạt động của chế độ nén. Khi các tham số chính xác, chế độ nén không được kì vọng để được sử dụng trong bất kì trường hợp nào gần với trạm gốc, nhưng lại thực hiện khi khả năng bao phủ vWCDMA là kém hoặc khi lớp cell HSDPA ví dụ trong lớp micro cell, cần thiết để chuyển đổi khi vào khu vực bao phủ của macro cell. Sự chuyển đổi đối với hệ thống truyền thông di động toàn cầu gây ra một sụt giảm tốc độ dữ liệu người sử dụng, sự khác nhau hiện tại phụ thuộc vào dung lượng mạng GSM.
Tốc độ dữ liệu cho phép về mặt lý thuyết lên đến 384kbps phụ thuộc vào ở đây chỉ có một dịch vụ cơ sở được cho phép hay tốc độ dữ liệu cải tiến đối với giải pháp toàn cầu cũng được chấp nhận. Tình trạng kênh và số lượng khe được chấp nhận trong thiết bị đầu cuối đa mã giới hạn tốc độ dữ liệu thực hành từ khoảng 200 đến 300kbps.
Đối với chuyển giao từ các mạng GSM đến các mạng GSM, các đặc tính kỹ thuật Re’6 bao gồm cả việc chấp nhận đối với chuyển giao gói. Điều này cho phép giảm thời gian ngắt quãng chuyển giao để giống với mức đã đạt được trong Re’99 dựa trên chuyển giao cuộc gọi thoại, khi mà đầu cuối người sử dụng trong một mạng tham số hóa thực sự không phát hiện chuyển đổi của hệ thống. Trong Re’5, đây là một mạng tồn tại chuyển đổi cell khi chuyển thành GSM để tăng tốc độ xử lý trong khi trong Re’99 dựa trên các mạng chỉ lựa chọn lại cell từ vWCDMA được cho phép tới GSM.
4.7 Tính toán BTS cho sự hoạt động của HSDPA
Ở đây có 3 phép tính toán mới được xác lập trong bản phát hành5 mà mà được công nhận là làm giảm mức độ thông tin cần thiết về tổ chức của HSDPA trong RNC.Đối với lớp vật lý thì tính toán như sau:
Công suất mà không phải là của HSDPA cái làm cơ sở làm rõ công suất được sử dụng cho tất cả kênh khác hơn là HSDPA(HSDSCH và HSSCCH).Trong phiên bản phát hành thứ 6 này,phép đo này sẽ tính phủ lên tất cả kênh đường xuống mà không sử dụng cho mục đích HSDPA hay HSUPA.Ở đây không có điểm nào trong phép đo công suất thực tế HSDPA và đó cũng không khác giữa công suất không phải HSDPA và công suất truyền dẫn tối đa BTS,hay vị trí công suất HSDPA sẽ được cung cấp bởi RNC.
Đây chỉ là một tiến trình, là phần mà lớp MAC được bao phủ khi mà HSDSCH cung cấp phép đo tốc độ bít. Phép đo này cũng đem lại thông tin trong việc tính trung bình tốc độ dữ liệu trên lớp ưu tiên qua chu kỳ đo.
Hơn nữa, một phép trong Iub[8] được định nghĩa là công suất yêu cầu đối với HSDSCH. Cái này sẽ đưa ra những thông tin về công suất ước lượng trên lớp ưu tiên yêu cầu để đạt được giá trị tốc độ bit đảm bảo.Nút B có thể liệt kê ra danh sách thiết bị đầu cuối mà yêu cầu công suất rất cao để đạt được tốc độ bít đảm bảo cho kết nối.
4.8 Tính năng đầu cuối
Dựa vào cấu hình của HSDPA thì bản thân các thiết bị đầu cuối là mang tính ngẫu nhiên. Khi dựa vào hoạt động của HSDPA, các thiết bị đầu cuối sẽ chỉ ra khoảng 12 hạng mục kỹ thuật khác nhau. Phụ thuộc vào các hạng mục được cung cấp,tốc độ dữ liệu đường xuống tối đa tính toán là nằm giữa 0.9-14.4Mbps. Dung lượng HSDPA là độc lập với dung lượng của bản phát hành cơ sở 99, nhưng nếu như HSDSCH được cấu hình cho các thiết bị đầu cuối,thì dung lượng DCH đường xuống bị giới hạn tới giá trị của thiết bị đầu cuối. Một thiết bị đầu cuối có thể có dung lượng DCH là từ 32,64,128,384kbps. Nói chung, khả năng bình thường thiết bị đầu cuối có thể đạt đến 384
4.8.1 L1 và số lượng RNC đưa vào.
Tốc độ dữ liệu lớp vật lý được xác định dựa theo các tham số sau:
Số lượng mã sử dụng
Điều chế
Tốc độ mã hóa hiệu dụng.
Ví dụ về tốc độ bít đối với sự kết hợp tham số khác nhau mà không có sự liên quan đối với định dạng truyền dẫn khác nhau và sự kết hợp nguồn (TFRC) được chỉ ra trong bảng 4.4
Sơ đồ BTS có thể cấp phát tốc độ dữ liệu đối với người sử dụng riêng lẻ để đạt được sự kết hợp tốc độ bít cao liên tục hay đa người sử dụng khi mà tốc độ dữ liệu trung bình người sử dụng được phân chia theo số lượng người sử dụng cùng chia sẻ nguồn. Do đó mà tốc độ dữ liệu ở cạnh cell thường hạn chế nhiều so với các vị trí trạm gốc.
Khi mà chúng ta xét đến những đầu RLC/MAC và cố định kích thước PDU để là320bit, sau đó chúng ta lấy tốc độ dữ liệu lớp RLC đối với từng đầu cuối khác nhau trong bảng 4.5.Đối với các yêu cầu có mức độ khác nhau là giảm đi 5% theo giao thức IP.
4.8.2 Tham số Iub.
Hoạt động của HSDPA cần số lượng lớn tham số mà phải được căn giữa các thiết bị đầu cuối và nút B. Nó được cung cấp từ node B tới RNC như chỉ ra trong hình 4.25 dựa trên một thuật toán cung cấp đặc biệt và báo hiệu dung lượng đầu cuối bằng một thiết bị tới RNC sử dụng tín hiệu RRC trong suốt quá trình thiết lập bộ nối.
Các tham số có thể được phân chia thành các loại như sau:
Tham số đối với việc cấp phát nguồn nút B để chỉ dẫn.
Tham số kế hoạch.
Tham số đầu cuối đặc trưng.
Node B cần được nhận biết dung lượng đầu cuối. Điều này có nghĩa là cần xét đến thuật ngữ số lượng mã cung cấp và sự điều chế như điện áp giữa các giới hạn TTI.Đó là sự cần thiết khi mà sử dụng hơn 4 mã HS_SCCH, sau đó các đầu cuối khác nhau có thể điều khiển các cụm HS_SCCH khác nhau từng phần một.
Việc điều khiển theo lịch trình có thể cho phép quản lý chất lượng dịch vụ(QoS) ở nodeB theo sơ đồ.Mỗi sơ đồ chỉ dẫn ưu điểm khác nhau lại có thể được dùng đối với người sử dụng hay là đối với dịch vụ. Ví dụ,dịch vụ IP có ưu điểm lập biểu quá trình cao hơn là dịch vụ dữ liệu kiểu số liệu cơ bản bất chấp những dịch vụ này là dùng cho những người sử dụng giống nhau hay khác nhau. Hơn nữa kế hoạch quản lý các bộ đệm có thể được điều khiển bởi thời gian hủy bỏ với việc chỉ ra những gói thời gian tối đa có thể bị giữ lại trong bộ đệm và thời gian hết hiệu lực, số lượng bị loại bỏ.
Các tham số đầu cuối đặc trưng trở thành một phần giao diện Iur giống như đây là sự cần thiết để chạy HSDPA thông qua Iur.
4.9Tổ chức lớp MAC của HSDPA
Trong HSDPA, việc sắp xếp các gói tin được thực hiện tại lớp truy nhập trung bình, MAC-hs. Chức năng điều khiển truy nhập trung bình MAC-hs được đặt tại Node-B, tại đây các quyết định sắp xếp gói tin sẽ được thiết lập tức thời. Mặt khác, đan xen thời gian TTI là 2ms. Một chương trình sắp xếp gói tin điển hình tên là Round-Robin trong chương trình sắp xếp thời gian nơi người sử dụng được phục vụ tuần tự sẽ đề nghị tất cả đều nhận được thời gian cấp phát trung bình như nhau.
Tuy nhiên, tỉ lệ sắp xếp cao kết hợp với dãy các điều chế và mã hoá thích ứng AMC lại thích hợp với giải pháp HSDPA. Một phương pháp sắp xếp gói tin phổ biến là chương trình sắp xếp gói cân đối. Với chương trình sắp xếp này, yêu cầu phục vụ được xác định bởi chất lượng kênh lân cận tức thời cao nhất. Chẳng hạn, chương trình sắp xếp sẽ cố gắng dò theo fading nhanh của kênh vô tuyến. Khi quá trình lựa chọn dựa trên các điều kiện liên quan, người sử dụng vẫn nhận được một thời gian định vị xấp xỉ bằng nhau, tuy nhiên khả năng hệ thống có thể dễ dàng nâng lên ở mức 50%..
Như vậy, với những ưu điểm về kỹ thuật, giải pháp HSDPA do Nortel Network đề xuất đã được một loạt các công ty hàng đầu về truyền thông như Nokia, LG, SAMSUNG, Ericsson, Alcatel… ứng dụng cho các sản phẩm của mình. Trong tương lai không xa, HSDPA sẽ là sự lựa chọn hàng đầu cho WCDMA.
4.10 Tham khảo.
Chương 5: Nguyên lý HSUPA
5.1 HSUPA với DCH phiên bản 99.
Các công tác kỹ thuật với HSUPA được tiến hành sau thành công phiên bản đầu tiên của truy cập gói đường xuống tốc độ cao HSDPA của 3GPP phiên bản 5 vào giữa năm 2002.HSDPA đã được nâng cao dung lượng đường xuống nhưng dung lượng đường lên đã không phù hợp với đường xuống HSDPA. Do đó, công việc cải thiện đường lên đã bắt đầu được thực hiện bởi 3GPP.Rõ ràng là phải lựa chọn để khảo sát kỹ thuật sử dụng đối với HSDPA và nếu phù hợp thì chấp nhận với đường lên xem có tương thích không.
HSUPA không phải là một tính năng chuẩn,nhưng sử dụng hầu hết những đặc điểm cơ bản của vWCDMA phiên bản 99 để làm việc. Việc lựa chọn cell và đồng bộ hóa,truy nhập ngẫu nhiên… đều cần thiết và được giữ không đổi với hoạt động của HSUPA.Chỉ có một sự thay đổi duy nhất là cách cấp phát dữ liệu người sử dụng từ thiết bị người sử dụng tới node B,còn lại tất cả những chi tiết kỹ thuật khác được giữ không thay đổi.
Ví dụ những chức năng điều khiển chu trình công suất trong phiên bản 99 là bản chất đối với hoạt động của HSUPA. HSUPA cung cấp một cách linh hoạt cao hơn với tốc độ đường lên là 384kbps có thể được xem là tối đa có thể thực hiện đối với vWCDMA trước HSUPA. Một kỹ thuật tương tự đối với HSDPA đang được sử dụng bằng việc giới thiệu bộ ghép lại ARQ(HARQ) với tốc độ đường lên rất cao. Node B sẽ dựa trên sơ đồ đường lên (như đã chỉ ra trên hình 5.1) và dễ dàng truyền dẫn đa mã hơn so với phiên bản 99.
5.2 Thuật ngữ chính với HSUPA.
5.2.1 Giới thiệu
Tính năng chính HSUPA của hệ thống vWCDMA 3GPP trên thực tế là kênh truyền dẫn đường lên mới EDCH-mang một vài đặc điểm tương tự đối với đường lên như HSDPA với kênh truyền dẫn mới_ kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS DSCH) cung cấp cho đường xuống. Kênh truyền dẫn E_DCH cung cấp cố định node B dựa trên sơ đồn. lớp vật lý cố định HARQ với số dư gia tăng và cự ly thời gian truyền dẫn ngắn hơn 2ms.Mặc dù vậy, không giống như HSDPA, HSUPA không phải là kênh chia sẻ, nhưng là một kênh dành riêng, bằng cấu trúc E-DCH là giống với DCH của phiên bản 99 nhưng với lịch trình nhanh hơn và HARQ hơn là đường lên HSDPA,với mỗi UE có một kênh dành riêng E_DCH, phần dữ liệu tới nút B sẽ được tiếp tục và độc lập với DCH và E_DCH của các UE khác. Bảng 5.1 liệt kê ra các yêu cầu đối với DCH,HSDPA,HSUPA.
Tương ứng, những kênh báo hiệu mới được yêu cầu (như chỉ ra trong hình 5.2), tất cả các kênh (loại trừ kênh quảng bá) được chỉ ra trong đồ hình đều cần thiết đối với hoạt động HSUPA. Trong hình 5.2, giả sử rằng đường xuống là trên DCH trong tất cả các trường hợp dự tính rằng HSDPA đều có thể được sử dụng nhưng độ rõ ràng chỉ đường xuống DCH được chỉ ra trong việc đưa thêm vào kênh liên kết HSUPA.
Những kênh điều khiển kế hoạch E_DCH chấp nhận kênh độc lập E_AGCH và E_DCH chấp nhận kênh tương đối E_RGCH tốt như cung cấp truyền dẫn lại trên E_DCH HARQ kênh báo hiệu(E_HICH) được đề cập đến trong toàn bộ phần tiếp theo.Dữ liệu người sử dụng được mang trên kênh dữ liệu vật lý dành riêng cải tiến(E_DPDCH) trong khi đó thông tin điều khiển mới lại nằm trên E_DPCH,sẽ được nói đến ở phần sau.Theo DCH phiên bản 99 thì kênh điều khiển vật lý dành riêng (DPCCH) không có gì thay đổi và yêu cầu đối với DPDCH phụ thuộc vào khả năng dịch vụ đường xuống ánh xạ tới DCH.
Không giống như HSDPA, HSUPA không được cung cấp bộ điều chế thích ứng bởi vì nó không cung cấp biểu đồ điều chế cao hơn. Điều này cũng dẫn đến là trong thực tế có rất nhiều biểu đồ điều chế phức yêu cầu năng lượng trên bit lớn hơn để được truyền dẫn hơn là việc truyền dẫn đơn giản thường với những kênh đa mã song song sử dụng điều chế BPSK .
Ở đường xuống theo đó phạm vi hoạt động của công suất kênh phát sẽ nhỏ đi, đấy là trường hợp khi mà tín hiệu đường xuống được phát đi với năng lượng nhiều hơn mức cần thiết để có thể có được chất lượng tốt.
Do đó việc sử dụng điều chế bậc cao hơn có thể cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn mà không cần yêu cầu cao hơn với công suất phát đối với HSDPA. Với tình trạng đường lên khác và tốc độ dữ liệu đủ cao yêu cầu tất cả công suất phát của UE thậm chí gần bằng node cũng được cho phép với điều chế và truyền dẫn đa mã.
5.2.2 Cố định L1 HARQ cho HSUPA
Giao thức yêu cầu lặp tự động hỗn hợp HARQ là dạng giao thức tái truyền dẫn, được ứng dụng để cải thiện tính chất chống chịu các lỗi tương thích liên kết. Node B có thể yêu cầu tái truyền dẫn các gói dữ liệu đã nhận bị lỗi, đồng thời gửi cho mỗi gói một báo nhận (ACK) hoặc hồi âm báo nhận các gói dữ liệu không nguyên vẹn (NACK) tới UE. Hơn nữa, Node B có thể thực hiện phối hợp mềm (soft combine), chẳng hạn phối hợp các quá trình tái truyền dẫn với quá trình truyền dẫn gốc trong bộ thu dữ liệu. Trong đó Node B thực hiện gửi lặp các gói giống nhau, ngoài ra Node B còn thực hiện mã hóa bằng cách gửi đi các bit chẵn lẻ (parity bits).
Giao thức HARQ trong HSUPA thuộc dạng giao thức Dừng lại và đợi (Stop and Wait) giữa Node B và UE. Điều này làm giảm thời gian trễ tái truyền dẫn xuống mức thấp nhất so với RLC tại RNC trong các hệ thống Rel’99. Kết quả của việc khởi tạo tỷ lệ lỗi truyền dẫn trong lớp vật lý có thể thiết lập ở mức tương đối: từ 10 tới 20 %. Giảm trễ truyền dẫn sẽ cải thiện được thông lượng. Tuy nhiên vẫn có một số khác biệt trong giao thức HARQ của HSUPA và HSDPA. HARQ trong HSUPA dựa trên quá trình tái truyền dẫn đồng bộ tại đường lên. Không tồn tại giới hạn mã hóa tài nguyên đường lên giống như ở đường xuống. Biểu đồ sau đây cho chúng ta thấy quá trình xử lý HARQ
Hình 2. Quá trình xử lý HARQ
Nguyên lý cơ bản cho HARQ đối với HSUPA cũng tương tự như đối với HSDPA. Sau mỗi TTI phát đi node B báo hiệu tới UE phát nơi mà các gói sẽ được nhận đúng hay không. Trong trường hợp phía thu nhận không đúng thì UE sẽ phát lại gói. Nút B sẽ cố gắng để khôi phục lại gói bằng việc kết hợp năng lượng truyền lại với truyền trước cho đến khi gói đấy được thu đúng hoặc giá trị truyền lại là tối đa.Với HSUPA, HARQ có thể sử dụng sự kết hợp Chase nơi mà mỗi một lần phát lại là một bản sao chép chính xác của việc truyền ban đầu hoặc gia tăng số dư khi phát lại bao gồm số bít dư đưa vào đối với số bit phát ban đầu.
Điểm khác nhau chính giữa HARQ HSUPA và HARQ HSDPA là HSUPA HARQ là tính đồng bộ đầy đủ và với số dư gia tăng trừ ấn bản số dư được phát có thể được xác định trước, nó cũng hoạt động trong chuyển giao mềm.
5.2.3 Sắp xếp với HSUPA
Trong phiên bản 5, HSDPA đã thay đổi sự sắp xếp đường xuống từ RNC tới node B để tạo ra quyết định sắp xếp với thời gian chờ là tối thiểu gần với giao diện vô tuyến có thể. Sơ đồ với HSUPA có những điểm giống đối với đường lên và thay đổi sự sắp xếp với nút B nhưng sự tương tự giữa sự sắp xếp của HSDPA và HSUPA là ở cuối. Với HSDPA, tất cả nguồn cung cấp cell có thể được đưa trực tiếp tới người sử dụng riêng lẻ trên từng chu kỳ thời gian ngắn, và bằng cách này có thể đạt đến tốc độ gói dữ liệu rất cao đối với mỗi UE riêng biệt, nhưng lại tương thích đầu ra với tất cả các cái khác với tốc độ dữ liệu bằng 0.Trong khoảng thời gian tiếp theo khi mà nguồn node B được dùng để cung cấp một vài UE khác vân vân. Hiển nhiên là với HSUPA thì không thể, bởi vì HSDPA là một tới nhiều kiểu sắp xếp còn HSUPA là sự sắp xếp từ nhiều cái tới một cái. Nguồn công suất truyền dẫn đường lên của một cell được phân bố tới từng người sử dụng, để thực hiện một cách đơn giản, mỗi UE có một bộ phát của chính nó và chỉ có thể phát đi dữ liệu từ UE riêng biệt đó. Chính vì thế, hiển nhiên, trong đường lên thì nguồn công suất truyền dẫn đường lên của cell không chỉ được đưa đến từng UE đơn lẻ tại một thời điểm và tới các UE khác ở một vài thời điểm khác, nhưng người sử dụng phải có nguồn công suất phát của riêng họ và chắc chắn là không thể chia sẻ. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có mức độ cao hơn của sự sắp xếp đường lên song song, và do đó, việc tiếp cận kênh dành riêng đã được nhìn thấy có tính khả thi đối với HSUPA, ngược lại với việc tiếp cận kênh chia sẻ ở HSDPA.
Khi nghiên cứu những cái trên, cân nhắc về sắp xếp HSUPA có thể quên lịch biểu HSDPA, và thay thế, suy nghĩ về sắp xếp DCH nhanh nhất. Nguồn chia sẻ của đường lên là nhiễu đường lên tăng lên hay tổng công suất thu thấy trong đầu thu node B. Mỗi UE, trừ khi phát với công suất đầy đủ, đều không thể dùng mà chỉ thực hiện mình nguồn đó, nhưng đây lại là ích lợi rất lớn để biết được số lượng nguồn ở mỗi một thời điểm mà mỗi UE đã dùng để cố gắng giữ nguyên mức độ ảnh hưởng của nhiễu tới mức tối đa.
Nếu như chúng ta giả sử rằng tất cả các UE hoạt động nếu như muốn phát đi tại tất cả các thời điểm với tốc độ dữ liệu cao nhất có thể, sau đó bộ lập lịch biểu sẽ làm việc với đường lên. Một công việc đơn giản để nhận vào một người sử dụng mới và trong khi đó phải thu nhỏ việc phân phối(cấp phát) đối với người sử dụng cũ. Do đó nó rất là khác so với lịch biểu của HSDPA, nhưng trên thực tế vẫn còn rất nhiều hệ thống phiên bản 99 đang hoạt động. Khi chưa sẵn sàng cho phép đối với RNC để lập lịch biểu hoạt động dựa theo yêu cầu của UE và chuyển đổi để phát, đơn giản nó chỉ dự phòng tất cả những người sử dụng với tốc độ dữ liệu tối đa cố định và chúng được cho phép để sử dụng khi nào họ có thể. Nếu như sự sử dụng tối đa là thấp hơn hoặc việc thực hiện không tồn tại, nếu như tải đường lên tăng lên quá cao, hoặc những người sử dụng mới bị đưa vào cell, sau đó việc cấp phát bị thấp hơn.
Hình 5.3 cũng chỉ ra biểu đồ tải đường lên ở những mối liên kết cell đưa đến công suất nhiễu đường lên như đã được chỉ ra. Phía trên điểm cố định, cell trở lên không bền khi thí nghiệm tất cả người sử dụng sinh ra nhiễu quá lớn từ những người sử dụng khác và do đó yêu cầu tăng công suất truyền dẫn để được nghe và bắt đầu tạo ra nhiễu lớn hơn tới cell ảnh hưởng ngược trở lại những người sử dụng khác vân vân. Điều này cũng được biết đến như là hiệu ứng riêng phần khi mà ở tại đầu cuối nó không phải là vấn đề bạn nói to như thế nào, bạn vẫn không thể được nghe. Hiển nhiên, tình trạng này không tương thích cao trong hệ thống WCDMA và công việc chính của việc lập lịch biểu đường lên là chắc chắn rằng sự quá tải là không xảy ra. Thứ hai, quan trọng đối với đầu cuối người sử dụng là phải cố gắng và sử dụng dung lượng đường lên có thể mà không cần phải lo nguy cơ về sự quá tải trong cell.
Sự sắp xếp HSUPA tiến gần hơn với giao diện vô tuyến,sẽ có nhiều thông tin tức thời về tình trạng nhiễu đường lên và có thể điều khiển tốc độ dữ liệu đường lên trong phương thức nhanh.
5.3 Kênh vật lý và kênh truyền dẫn E_DCH
Hình 5- Tổng quan các kênh HSUPA
5.3.1 Giới thiệu
Trong HSUPA, kênh dành riêng tăng cường E-DCH được giới thiệu như một kênh vận tải mới có chức năng truyền tải dữ liệu người dùng trên đường lên. Tại lớp vật lý, nó được biên dịch thành hai kênh đường lên mới sau đây:
- Kênh dữ liệu vật lý dành riêng E-DCH (E-DPDCH), và
- Kênh điều khiển vật lý dành riêng E-DCH (E-DPCCH).
Kênh E-DPCCH mang thông tin điều khiển liên kết với E-DPDCH. Trên đường xuống, 3 kênh mới giới thiệu sau đây có chức năng điều khiển:
- E-AGCH : Kênh cấp phát tuyệt đối E-DCH mang các tín hiệu cấp phát tuyệt đối.
- E-RGCH : Kênh cấp phát tương đối E-DCH mang các tín hiệu cấp phát tương đối.
- E-HICH: Kênh chỉ thị HARQ mang các tín hiệu ACK/NACK.
Kênh E-AGCH chỉ được truyền đi từ cell phục vụ. E-RGCH và E-HICH được truyền đi từ các tuyến liên kết vô tuyến chính là một phần của quá trình thiết lập tuyến liên kết vô tuyến phục vụ và từ các tuyến liên kết vô tuyến phi phục vụ.
Cần ghi nhớ rằng các kênh HSUPA được sắp xếp tại trên cùng của các kênh dành riêng đường lên/đường xuống, do đó mỗi UE có thêm một kênh vật lý dành riêng đường lên và đường xuống (DPCH). Tại đường lên, một phân kênh dành riêng (Factional Dedicated Channel F-DPCH) có thể tùy chọn sử dụng. Kênh F-DPCH được giới thiệu trong ấn bản R.6 của 3GPP nhằm tối ưu quá trình ứng dụng mã hóa kênh đường xuống. Theo đó, một số UE có thể chia sẻ cùng một mã kênh đường xuồng với thông số dãn SF 256. Để đạt được điều này, kênh F-DPCH sử dụng một cấu trúc khe mới chỉ chứa các bit điều khiển công suất truyền dẫn TPC mà không chứa các trường tiêu đề hay trường dữ liệu như cấu trúc khe DPCH đường xuống thông thường. Bằng cách gán cho mỗi UE một khoảng bù thời gian (Timing offset), có thể cho phép ghép tối đa 10 UE trên một mã kênh dành cho F-DPCH.
5.3.2 Quá trình xử lý của kênh truyền dẫn E_DCH
Thực hiện kênh truyền dẫn là một chức năng chuyển đổi sự cấp phát các block truyền dẫn bởi lớp MAC tới các bit được phát đi trong kênh vật lý.Hình 5.4 chỉ ra tổng quan về DCH và thực hiện EDCH từ lớp MAC tới kênh vật lý.
Một dãy quá trình thực hiện kênh truyền dẫn EDCH luôn luôn chiếm một block để thực hiện truyền dẫn trong một TTI, bởi vì đối với DCH, một nhóm các block truyền dẫn đối với mỗi cấu hình DCH sẽ được cấp phát tới dãy thực hiện. Hình 5.5 là sự khác nhau giữa các thành phần trong dãy quá trình thực hiện kênh truyền dẫn đối với EDCH và DCH được minh họa:
Phần kèm theo CRC dối với EDCH luôn chiếm 24 bit CRC để truyền các block thu từ lớp MAC. So sánh,chiều dài CRC đối với DCH được cấu hình có thể là 0,8,12,16 hay 24 bit.
Các đoạn mã block đối với EDCH chia đầu vào nó thành các mã block kích thước bằng nhau chính vì thế chiều dài của các block không vượt quá 5114bit. Đối với DCH, block đầu tiên sẽ ghép nối các block truyền dẫn thành một block dữ liệu đơn trước khi chia.
Mã hóa kênh đối với EDCH luôn là mã hóa tuabin với tốc độ mã của 1/3. Mã hóa kênh DCH có thể cũng nhân chập các mã với tốc độ mã ½ hoặc 1/3 hoặc mã tuabin với tốc độ mã của 1/3.
Sự phối hợp tốc độ và chức năng HARQ lớp vật lý đối với EDCH phối hợp các bít đầu ra các mã kênh tới bit kênh vật lý cho phép và giới thiệu phiên bản dư thừa khác nhau cần thiết cho HARQ gia tăng dư thừa.
Sự chia đoạn kênh vật lý đối với EDCH cấp phát các bit kênh giữa các EDPDCH nếu nhiều hơn một EDPDCH được yêu cầu. Chức năng này cũng tương tự trong các block cùng tính trong dãy quy trình xử lý DCH.
Sự ánh xạ của kênh vật lý và sự đan xen đối với EDCH, giống như đối với DCH, sự xen kẽ các bít trong khung vô tuyến và biểu đồ các bit để được truyền tới vị trí xác định trên kênh vật lý.
5.3.3 Kênh dữ liệu vật lý dành riêng.
EDPDCH là kênh vật lý đường lên mới sử dụng cho việc phát đi các bit, là kết quả của quá trình xử lý kênh truyền dẫn EDCH, từ thiết bị di động đến trạm cơ sở. Đây là một kênh mới tồn tại song song với tất cả kênh dành riêng đường lên của 3GPP phiên bản 5(DPDCH và DPCCH dùng đối với phát dữ liệu đường lên và HSDPCCH sử dụng đối với truyền tin phản hồi HSDPA). Với việc giới thiệu về HSUPA ở đây có 5 điều khác của việc phát song song các kênh dành riêng đường lên.
EDPCH có cấu trúc tương tự với DPDCH của phiên bản 99 với một vài bộ thu nhận. Chúng cùng truyền dẫn vuông góc các nhân tố biến đổi (OVSF)để hiệu chỉnh số lượng các bít kênh tới số lượng của dữ liệu được phát đi đồng thời.Chúng cùng sử dụng điều chế BPSK và cho phép mạch điều khiển công suất nhanh tương tự nhau.
Đặc điểm cần chú ý nhất của EDPDCH chính là EDPDCH truyền dẫn mức HARQ lớp vật lý nhanh và nút B nhanh dựa trên lịch biểu. Tuy nhiên, đây không phải là những tính chất của dãy quá trình xử lý và việc lập lịch biểu là nhìn thấy trong lớp MAC.
Điểm khác nhau lớn nhất đối với EDPDCH là truyền dẫn các thành phần trải dài(SF) là 2 với việc cho phép phân phát 2 lần với nhiều bit kênh trên mã hơn là số nhân tố trải dài nhỏ nhất là 4 mà DPDCH truyền dẫn.Tuy nhiên, đây không phải là tất cả sự thật khi DPDCH có thể truyền dẫn tới 6mã SF4 song song khi EDPDCH truyền dẫn đồng thời việc phát đi của 2mã SF2 và 2 mã SF4và dẫn đến tốc độ bit lớp vật lý tối đa là 5.76Mbps.
Tốc độ dữ liệu cho từng bước truyền dẫn là khác nhau. Cả DPDCH và EDPDCH truyền dẫn các nhân tố trải rộng 256,128,64,32,16,8 và 4 và tốc độ bit của kênh vật lý tương ứng là 15.20.60.120.240.480 và 960kbps với sự truyền dẫn mã đơn OVSF.
Nếu như tốc độ bit kênh là 960kbps dựa trên sự trải rộng thành phần4 thì sẽ không hiệu quả đối với việc truyền dẫn đi tất cả các dữ liệu từ bộ xử lý kênh truyền dẫn,sau đó tất cả chúng sẽ được chuyển đổi để sử dụng hai mã SF4 song song và đạt được tốc độ bit kênh vật lý là 1920kbps.Mọi thứ chỉ khác so với 2 kiểu kênh dữ liệu dành riêng ở điểm này. Sau hai mã song song SF4, DPDCH sẽ thực hiện các bước đối với mã song song 3,4,5,6,cho đến khi tốc độ bit đạt được là 5.76Mbps.EDPDCH có một vài bước và sử dụng 2 thành phần trải rộng.Sau hai mã SF4,EDPDCH sẽ thực hiện trực tiếp với hai mã SF2. Những bước này đã được chỉ ra trong bảng 5.2.Việc sử dụng hai mã SF2 cung cấp một vài dãy thông qua việc sử dụng ba hay bốn mã song song SF4 đối với tỉ số công suất phát cao nhất trên trung bình và cho phép thực hiện bộ khuyếch đại công suất nhiều ưu điểm đối với truyền dẫn UE tốc độ cao.
Điểm khác biệt chú ý lớn nhất lớp vật lý giữa hai kênh dữ liệu là chiều dài 2 ms TTI truyền dẫn bởi EDPDCH. Điều này đạt được bằng việc giữ nguyên cấu trúc khung vô tuyến 10ms luôn phù hợp với DPDCH, nhưng với TTI 2ms sử dụng khung vô tuyến 10ms được phân chia thành5 khung con nhỏ độc lập. Điểm khác nhau giữa DPDCH và EDPDCH được liệt kê trong bảng 5.3.Bảng 5.4 chỉ ra tốc độ dữ liệu kênh vật lý đối với các thành phần trải rộng khác nhau đối với cả DPDCH và EDPDCH.
Khi một TTI 10ms được sử dụng cho tất cả 15 khe của khung vô tuyến EDPDCH dùng để phân phối block truyền dẫn xử lý bởi dãy xử lý kênh truyền dẫn EDCH.Trong trường hợp TTI 2ms,mỗi khung con 2ms truyền một block truyền dẫn EDCH. Hình 5.6 minh họa cấu trúc khung EDPDCH.
EDPDCH không phải là một kênh độc lập nhưng yêu cầu truyền dẫn đồng thời của DPCCH.Bít điều khiển DPCCH được yêu cầu cho việc xác định kênh và báo hiệu để nhằm mục đích xác định tỉ số nhiễu(SIR) ở bộ thu và việc phân chia bit điều khiển công suất bởi DPCCH được yêu cầu đối với điều khiển công suất đường xuống. Khi đưa tới cái này thì các kênh điều khiển được yêu cầu song song với EDPDCH để phân phối thông tin bộ thu để biết những cái định dạng của bộ phát EDPDCH tới bộ thu. Kênh điều khiển mới này có tên là EDPCCH,EDPDCH không thể tồn tại nếu không có sự truyền dẫn đồng bộ EDPCCH.
5.3.4 Kênh điều khiển vật lý dành riêng.
EDPCCH là kênh vật lý đường lên mới sử dụng đối với việc phát thông tin ngoài băng về truyền dẫn EDPDCH từ thiết bị di động tới trạm gốc. EDPCCH cũng giống như EDPDCH là một kênh mới mà tồn tại song song với tất cả kênh dành riêng đường lên của 3GPP phiên bản5, và luôn luôn truyền dẫn đồng thời với EDPDCH.
Để mở rộng EDPCCH làm tương tự như đối với EDPDCH khi mà DPCCH thực hiện đối với truyền dẫn DPDCH, đó là kênh điều khiển sẽ phân phối thông tin cần thiết để giải mã truyền dẫn kênh dữ liệu tương ứng. Điểm khác nhau chính giữa 2 cái là khi đưa vào thông tin về DPDCH thì DPCCH cũng cung cấp thông tin chung liên quan đến,ví dụ, sự ước lượng kênh và điều khiển công suất,trong khi EDPDCH chỉ bao gồm thông tin về EDPDCH.
EDPDCH chỉ có duy nhất một định dạng khe(được chỉ ra trong bảng 5.5) với việc sử dụng 256 thành phần trải rộng và chứa dung lượng của 30 bit kênh phân phối trong một khung con 2ms.Nó được thiết kế để truyền 10bit thông tin cho mỗi một EDPDCH TTI phát.EDPCCH sử dụng kiểu mã hoá Reed Muller bậc hai dùng để truyền dẫn bộ chỉ báo kết hợp định dạng(TFCI) mã hóa trong DPCCH. Điều này có nghĩa là kết quả các bit thông tin có trong 30 bit được phát đi trong kênh vật lý.Số lượng các bit có thể được mang đi bởi EDPCCH 2ms. Nếu như chiều dài TTI của EDPDCH là 10ms thì khung con EDPCCH 30 bit sẽ được lặp lại 5 lần thoe chỉ mức công suất báo hiệu. Với việc giới thiệu cấu trúc khung EDPCCH tương tự có thể sử dụng bất chấp TTI dùng cho truyền dẫn EDPDCH. Cấu trúc khung của EDPCCH được minh hoạ trong hình 5.7 và sự mã hoá và sự ánh xạ của bit EDPCCH được mô tả chi tiết trong [3].
10bit thông tin trong EDPCCH bao gồm 3 đoạn khác nhau:
ETFCI. EDCH truyền dẫn định dạng bộ báo hiệu kết hợp gồm 7 bit báo hiệu, định dạng truyền dẫn được phát đi đồng bộ trong EDPDCH. Về bản chất, ETFCI nói cho bộ thu kích thước của block truyền dẫn mã hóa trong EDPDCH.Từ những thông tin này mà bộ thu có thể biết được bao nhiêu EDPDCH được phát đi song song và những thành phần trải rộng nào được sử dụng.
RSN. Việc truyền lại dãy 2 bit thông tin số lượng dãy HARQ của block truyền dẫn đang được gửi đi trên EDPDCH. Việc truyền dẫn ban đầu của một block truyền được gửi đi với RSN=0,đầu tiên RSN=1,thứ 2 thì RSN=2 và tất cả lần truyền dẫn tiếp theo thì RSN=3.
Happy bit: suy ra từ tên_là một bit duy nhất.Nó cho biết tốc độ dữ liệu hiện tại mà UE có( hay liên quan đến công suất cho phép được sử dụng đối với EDPDCH.) hoặc nó có thể sử dụng sự phân bố công suất cao hay không.
5.3.5 Kênh báo hiệu EDCH HARQ
EHICH là kênh vật lý đường xuống mới sử dụng đối với việc phát thuận và báo hiệu ngược đối với truyền dẫn gói đường lên. Nếu nút B thu được EDPDCH TTI phát một cách chính xác thì nó sẽ phản hồi lại báo hiệu dương(ACK) và nó thu TTI không chính xác thì nó sẽ phản hồi lại với thông tin báo hiệu âm(NACK).
Thông tin EHICH được điều chế BPSK với khóa tắt/mở và sự điều chế phụ thuộc vào cell đang phát EHICH. Nếu như EHICH đang đến từ dãy kết nối vô tuyến chứa trong kết nối vô tuyến EDCH cung cấp(phát từ trạm gốc mà có cell EDCH phục vụ), thì cả ACK và NACK đều được phát đi. EHICH phát bởi nút B mà không chứa cell EDCH thì chỉ phát đi ACK. Nếu với một cell mà không thu EDPDCH TTI chính xác thì nó sẽ không làm gì. UE sẽ tiếp tục phát lại cho đến khi cell phản hồi lại với một ACK.
Mục đích của sự phối hợp này là để lưu lại sự truyền dẫn đường xuống. Giả thiết rằng phía sau các phương pháp điều chế khác nhau là các nút B mà không có cell EDCH cung cấp là những cái không có kết nối tốt nhất tới UE và thường không nhận đúng EDPDCH TTI và có phần lớn tín hiệu là NACK hơn là ACK được phát đi. Trong cách này chỉ có duy nhất ACK là sử dụng dung lượng đường truyền xuống. Như đối với dãy kết nối vô tuyến EDCH cung cấp,giả thiết là tín hiệu ACK nhiều hơn tín hiệu NACK phát đi. Khi cả ACK và NACK dẫn đến truyền dẫn bit BPSK (+1 và -1,bộ thu cần phân chia từ +1 đến -1 và có thể là trường hợp nếu nó cần để phân chia từ +1 đến 0( khi không truyền).ACK/NACK sẽ được ánh xạ tới truyền dẫn EHICH từ rất nhiều loại cell khác nhau được liệt kê trong bảng 5.6
Tất cả các cell trong nút B tương tự cũng được giả thiết tới đường truyền EDPDCH đường lên bộ thu trong bộ kết hợp và kết quả là trừ trường hợp là nhiều cell trong nút B tham gia vào chuyển giao mềm thì bộ thu TTI thành công hoặc thất bại chỉ một lần mà không tách rời tất cả các cell.
Cấu trúc kênh của EHICH và ERGCH là giống nhau,và chúng được minh họa trong hình 5.8. Mỗi một bit thông tin lại được chia thành 3 khe. Trong trường hợp mà TTI 10ms thì 3 khe này sẽ được lặp lại 4 lần kết quả trong bản tin có chiều dài 8ms.Việc thu nhận ERGCH phát đi từ những cell đó không phụ thuộc vào sự cung cấp dãy kết nối vô tuyến EDCH. Kênh đó luôn luôn-bất chấp ERGCH TTI-phát đi bản tin dài 10ms.
Block xây dựng cơ sở của EHICH/ERGCH là một dãy thẳng góc có chiều dài 40 bit vơi việc cho phép đa truyền trực tiếp 40 bit trên cùng một khe trong một thành phần trải rộng đơn 128 kênh mã.Bit EHICH/ERGCH được lặp lại 3 lần thông qua 3 khe,nhưng lại sử dụng các báo hiệu khác nhau trong mỗi một khe theo kiểu di chuyển mã tất định.Điều này chính là nguyên nhân mà các cặp tín hiệu khác nhau có sự khử ghép trong môi trường vô tuyến thực và kết quả hiệu quả được tính trung bình theo cách này. Dãy tín hiệu và kiểu khử ghép được xác định trong phần [2].
Mỗi cell có thể sử dụng những mã để vượt qua giới hạn 40 tín hiệu với việc liên kết EHICH và ERGCH mục đích để mỗi UE phỉa được phát đi với một mã kênh tương ứng. Hình 5.9 minh họa hoạt động của nút B cho việc kết hợp 40 tín hiệu trong một mã kênh đường xuống đơn.
5.3.6 Kênh phụ cấp tỷ đối EDCH.
ERGCH là một kênh vật lý đường xuống mới sử dụng đối với việc phát đi từng bước đơn lên/xuống các sơ đồ lệnh mà hiệu quả công suất truyền dẫn tỉ đối UE cho phép để dùng đối với truyền dẫn kênh dữ liệu (EDPDCH),rút ra hiệu quả trong việc điều chỉnh lên xuống đối với tốc độ dữ liệu đường lên.
Chính xác giống như đối với EHICH,thông tin ERGCH được điều chế BPSK với khóa tắt/mở và sự cho phép truyền dẫn phụ thuộc vào cell được phát đi ERGCH.
Các cell này lại thuộc vào dãy kết nối vô tuyến EDCH cung cấp của một UE bằng việc xác định nội dung ERGCH tương ứng phát và do đó cho phép UE kết hợp mềm với các kênh.Các cell này không thuộc vào dãy kết nối vô tuyến cung cấp EDCH có thể chỉ phát giảm(cách khác là không truyền) và do đó chỉ có các cell cung cấp và các cell khác lại thuộc về dãy kết nối vô tuyến EDCH tương tự có thể tăng công suất truyền dẫn tỉ đối tối đa của kênh dữ liệu được UE cho phép.
Một điểm khác nhau giữa ERGCH và EHICH là sự kết hợp mềm. Tất cả EHICH phát đi bởi dãy liên kết vô tuyến tương ứng(các kết nối vô tuyến từ node B tương ứng va chứa lệnh điều khiển công suất tương ứng) phải mang nội dung tương ứng và là kết hợp mềm. ERGCH được phát đi từ dãy kết nối vô tuyến EDCH cung cấp phải mang nội dung tương ứng và là kết hợp mềm. Mục đích của dãy liên kết vô tuyến EDCH cung cấp là nền để khám phá ra mạng,sự tự do để khuếch đại kết hợp mềm đối với ERGCH phát từ node B và node B cũng có kết nối vô tuyến EDCH cung cấp,hoặc để có duy nhất một ERGCH UE đặc biệt từ cell EDCH cung cấp và sử dụng ERGCH đối với tất cả UE khác.
Với những dẫn chứng ở trên thì cấu trúc khung và nguồn tín hiệu của ERGCH giống đối với EHICH(Hình 5.8 và hình 5.9).Sự khác nhau là ở trong các lớp cao hơn,mạng thông báo UE bởi các ý nghĩa của tín hiệu RRC trong đó x là tín hiệu với mã kênh là EHICH và y là tín hiệu đối với mã kênh là ERGCH.
5.3.7 Kênh cấp phát tuyệt đối EDCH.
EAGCH là kênh vật lý đường xuống mới sử dụng đối với việc phát đi giá trị tuyệt đối của quyết định sắp xếp nút B mà theo đó UE biết công suất truyền tỉ đối,nó cũng được phép sử dụng đối với truyền dẫn kênh dữ liệu (EDPDCH) và do đó khiến cho UE có thể đạt được tốc độ truyền dẫn dữ liệu tối đa.
EAGCH sẽ phát đi 5 bit tới UE đối với giá trị tuyệt cấp phát tuyệt đối,sự báo hiệu mức công suất mà EDPDCH có thể sử dụng liên quan đến DPCCH.Khi đó thì EAGCH sẽ mang một bit báo hiệu đối với phạm vi cấp phát tuyệt đối.Đối với bit này thì sự sắp xếp nút B có thể cho phép/không cho phép truyền dẫn UE trong quá trình xử lý HARQ riêng biệt.Đây là bit duy nhất áp dụng được đối với sự hoạt động của TTI EDCH 2ms. Việc đưa tới EAGCH sử dụng UE-id thứ cấp và sơ cấp đối với việc xác định bộ thu và phân phối một bit thông tin đưa vào.Dãy mã hóa EAGCH được minh họa trong hình 5.10 và các chi tiết kỹ thuật đối với mỗi bước sẽ được đề cập trong [3].
Giá trị cấp phát tuyệt đối là một số nguyên 5 bit nằm trong phạm vi từ 0 tới 31 có ánh xạ đặc trưng tới tỉ số công suất EDPDCH/DPCCH mà UE có thể sử dụng.
Báo hiệu cấp phát tuyệt đối có thể được sử dụng để thực hiện hoặc không thực hiện một quá trình xử lý HARQ riêng (xác định bởi bộ định giờ EAGCH) hoặc tất cả HARQ.Báo hiệu cấp phát tuyệt đối có thể chỉ sử dụng với EDCH TTI 2ms.
UE-id thứ cấp và sơ cấp hay đồng nhất tạm mạng vô tuyến EDCH thứ cấp và sơ cấp được sử dụng để che CRC của EAGCH. Mỗi UE có thể có tới 2 UE-id và mỗi cái có thể kiểm tra từ mỗi EAGCH và nếu nó phát hiện một hoặc cái khác thích ứng với
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DATN HSDPAhsdpa for umts.doc