›
›

Bài giảng Công nghệ 3G WCDMA UMTS - TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng

pdf 122 trang phuongnguyen 2620
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công nghệ 3G WCDMA UMTS - TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_cong_nghe_3g_wcdma_umts_ts_nguyen_pham_anh_dung.pdf

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ 3G WCDMA UMTS - TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng

  1. BÀI GIẢNG KHOÁ HỌC CÔNGCÔNG NGHNGHỆỆ 3G3G WCDMAWCDMA UMTSUMTS TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng 1
  2. NNỘỘII DUNGDUNG ¾ Chương 1. TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA UMTS ¾ Chương 2. CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP CỦA WCDMA ¾ Chương 3. GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CỦA WCDMA ¾ Chương 4. TRUY NHẬP GÓI TỐC ĐỘ CAO (HSPA) ¾ KẾT LUẬN 2
  3. CHCHƯƠƯƠNGNG II TTỔỔNGNG QUANQUAN 3G3G WCDMAWCDMA UMTSUMTS 3
  4. PHPHÁÁTT TRITRIỂỂNN TTDTTDĐĐ LÊNLÊN 4G4G 4
  5. LLỊỊCHCH TRÌNHTRÌNH NGHIÊNNGHIÊN CCỨỨUU PHPHÁÁTT TRITRIỂỂNN TRONGTRONG 3GPP3GPP 5
  6. QUQUÁÁ TRÌNHTRÌNH NGHIÊNNGHIÊN CCỨỨUU TTĂĂNGNG TTỐỐCC ĐĐỘỘ SSỐỐ LILIỆỆUU TRONGTRONG 3GPP3GPP 6
  7. KIKIẾẾNN TRTRÚÚCC CHUNGCHUNG CCỦỦAA MMỘỘTT MMẠẠNGNG 3G3G RAN: Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến, BTS: Base Transceiver Station: trạm thu phát gốc, BSC: Base Station Controller: bộ điều khiển trạm gốc, RNC: Rado Network Controller: bộ điều khiển trạm gốc. CS: Circuit Switch: chuyển mạch kênh, PS: Packet Switch: chuyển mạch gói, SMS: Short Message Servive: dịch vụ nhắn tin. Server: máy chủ. PSTN: Public Switched Telephone Network: mạng điện thoại chuyển mạch công cộng, PLMN: Public Land Mobile Network: mang di động công cộng mặt đất 7
  8. CHUYCHUYỂỂNN MMẠẠCHCH KÊNHKÊNH (CS)(CS) VVÀÀ CHUYCHUYỂỂNN MMẠẠCHCH GGÓÓII (PS)(PS) 8
  9. DDỊỊCHCH VVỤỤ CSCS VVÀÀ DDỊỊCHCH VVỤỤ PSPS ¾ Dịch vụ chuyểnmạch kênh (CS Service) là dịch vụ trong đómỗi đầucuối đượccấp phát một kênh riêng và nó toàn quyểnsử dụng tài nguyên của kênh này trong thờigiancuộcgọituynhiênphảitrả tiềncho toàn bộ thời gian này dù có truyền tin hay không. ¾ Dịch vụ chuyểnmạch gói (PS Service) là dịch vụ trong đó nhiều đầucuối cùng chia sẻ một kênh và mỗi đầucuốichỉ chiếmdụng tài nguyên của kênh này khi có thông tin cầntruyềnvànóchỉ phảitrả tiền theo lượng tin đựơctruyềntrênkênh. 9
  10. ATMATM VVÀÀ IPIP SWITCHSWITCH ¾ ATM (Asynchronous Transfer Mode: chếđộtruyên dẫndị bộ) là công nghệ thựchiện phân chia thông tin cầnphát thành các tế bào 53 byte để truyềndẫnvàchuyểnmạch. Một tế bào ATM gồm 5 byte tiêu đề (có chứa thông tin định tuyến) và 48 byte tảitin (chứasố liệucủangườisử dụng). ¾ Chuyểnmạch hay Router IP (Internet Protocol) cũng là một công nghệ thựchiện phân chia thông tin phát thành các gói đựơcgọilàtải tin (Payload). Sau đómỗigóiđựơc gán mộttiêuđề chứa các thông tin địachỉ cầnthiếtchochuyển mạch. Trong thông tin di động do vị trí của đầucuốidiđộng thay đổi nên cầnphảicóthêmtiêuđề bổ sung để đinh tuyến theo vị trí hiệnthờicủa máy di động. Quá trình định tuyếnnày đựơcgọilàtruyền đường hầm (Tunnel). Có hai cơ chếđể thựchiện điều này: MIP (Mobile IP: IP di động) và GTP (GPRS Tunnel Protocol: giao thức đường hầm GPRS). 10
  11. TRUYTRUYỀỀNN TUNNELTUNNEL ¾ Đóng bao gói IP tại đầu vào tunnel vào mộttiêuđề mới chứa địachỉ hiệnthờicủamáydiđộng ¾ Tháo bao gói IP tại đầu ra tunnel bằng cách loạibỏ tiêu đề tunnel 11
  12. CHUYCHUYỂỂNN MMẠẠCHCH TUNNELTUNNEL THEOTHEO GTPGTP TRONGTRONG 3G3G UMTSUMTS 12
  13. CCÁÁCC LOLOẠẠII LLƯƯUU LLƯƯỢỢNGNG VVÀÀ DDỊỊCHCH VVỤỤ ĐƯĐƯỢỢCC 3GWCDMA3GWCDMA UMTSUMTS HHỖỖ TRTRỢỢ ¾ Loạihộithoại (Conversational, rt): Thông tin tương tác yêu cầutrễ nhỏ (thoạichẳng hạn). ¾ Loạiluồng (Streaming, rt): Thông tin mộtchiều đòi hỏidịch vụ luồng vớitrễ nhỏ (phân phối truyền hình thờigianthựcchẳng hạn: Video Streaming) ¾ Loạitương tác (Interactive, nrt): Đòi hỏitrả lời trong mộtthờigiannhất định và tỷ lệ lỗithấp (trình duyệt Web, truy nhậpserver chẳng hạn). ¾ Lọai nền (Background, nrt): Đòi hỏicácdịch vụ nỗ lựcnhất đượcthựchiệntrênnềncơ sở (e-mail, tải xuống file: Video Download) 13
  14. CCÁÁCC TTỐỐCC ĐĐỘỘ BITBIT ĐƯĐƯỢỢCC 3G3G WCDMAWCDMA UMTSUMTS HHỖỖ TRTRỢỢ • Vùng 1: trong nhà, ô pico, Rb ≤ 2Mbps • Vùng 2: thành phố, ô micro, Rb ≤ 384 kbps • Vùng 2: ngoại ô, ô macro, Rb ≤ 144 kbps • Vùng 4: Toàn cầu, Rb = 12,2 kbps 14
  15. 3G3G WCDMAWCDMA UMTSUMTS R3R3 (1999)(1999) 15
  16. THIÊTTHIÊT BBỊỊ NGNGƯƯỜỜII SSỬỬ DDỤỤNGNG UE:UE: USERUSER EQUIPMENTEQUIPMENT ¾ THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI (TE: TERMINAL EQUIPMENT) ¾ THIẾT BỊ DI ĐỘNG (ME: MOBILE EQUIPMENT) ¾ MODUL NHẬN DẠNG THUÊ BAO UMTS (USIM: UMTS SIM) LÀ MỘT ỨNG DỤNG CHẠY TRÊN UICC 16
  17. MMẠẠNGNG TRUYTRUY NHNHẬẬPP VÔVÔ TUYTUYẾẾNN MMẶẶTT ĐĐẤẤTT UMTSUMTS UTRAN:UTRAN: UMTSUMTS TERRESTRIALTERRESTRIAL RADIORADIO ACCESSACCESS NETWORKNETWORK ¾ NÚT B (NODE B) ¾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MẠNG VÔ TUYẾN (RNC: RADIO NETWORK CONTROLLER) 17
  18. VAIVAI TRÒTRÒ LOGICLOGIC CCỦỦAA SRNCSRNC VVÀÀ DRNCDRNC 18
  19. MMẠẠNGNG LÕILÕI (CN:(CN: CORECORE NETWORK)NETWORK) ¾ MIỀN CS: MSC+GMSC 9 MSC (MOBILE SERVICES SWITCHING CENTER: TRUNG TÂM CHUYỂN MẠCH CÁC DỊCH VỤ DI ĐỘNG 9 GMSC (GATEWAY MSC: MSC CỔNG) 9 VLR (VISITER LOCATION REGISTER: BỘ GHI NHẬN DẠNG THIẾT BỊ) ¾ MIỀN PS: SGSN+GGSN 9 SGSN (GPRS SUPPORT NODE: NÚT HỖ TRỢ GPRS 9 GGSN (GATEWAY GSN: GSN CỔNG) 19
  20. MÔIMÔI TRTRƯƯỜỜNGNG NHNHÀÀ HE:HE: HOMEHOME ENVIRONMENTENVIRONMENT ¾ HLR (HOME LOCATION REGISTER: BỘ GHI ĐỊNH VỊ THƯỜNG TRÚ) ¾ AUC (AUTHENTIFICATION CENTER: TRUNG TÂM NHẬN THỰC) ¾ EIR (EQUIPMENT IDENTITY REGISTER: BỘ GHI NHẬN DẠNG THIẾT BỊ) 20
  21. TTỔỔNGNG KKẾẾTT GIAOGIAO DIDIỆỆNN ¾ Giao diệnCu. Giao diện Cu là giao diệnchuẩn cho các card thông minh. Trong UE đây là nơikếtnốigiữaUSIM vàUE ¾ Giao diẹnUu. Giao diệnUulàgiaodiệnvôtuyếncủa WCDMA trong UMTS. Đây là giao diện mà qua đó UE truy nhập vào phầncốđịnh của mạng. Giao diện này nằmgiữa nút B và đầucuối. ¾ Giao diệnIu. Giao diệnIukếtnốiUTRAN vàCN. Nógồm hai phần, IuPS cho miền chuyểnmạch gói, IuCS cho miền chuyểnmạch kênh. CN có thể kếtnối đếnnhiềuUTRAN chocả giao diện IuCS và IuPS. Nhưng một UTRAN chỉ có thể kếtnối đếnmột điểmtruynhậpCN. ¾ Giao diệnIur. Đây là giao diện RNC-RNC. Ban đầu đượcthiếtkếđểđảm bảo chuyểngiaomềmgiữa các RNC, nhưng trong quá trình phát triểnnhiều tính năng mới đượcbổ sung. Giao diện này đảmbảobốntínhnăng nổibật sau: 9 Di động giữa các RNC 9 Lưu thông kênh riêng 9 Lưu thông kênh chung 9 Quản lý tài nguyên toàn cục ¾ Giao diệnIub. Giao diệnIubnối nút B và RNC. Khác vớiGSM đây là giao diệnmở. 21
  22. KIKIẾẾNN TRTRÚÚCC 3G3G WCDMAWCDMA UMTSUMTS R4R4 22
  23. MIMIỀỀMM CSCS CHUYCHUYỂỂNN THTHÀÀNHNH CHUYCHUYỂỂNN MMẠẠCHCH MMỀỀMM ¾ MSC SERVER ¾ GMSC SERVER (MSC SERVER CỔNG) ¾ MGW (MEDIA GETWAY: CỔNG PHƯƠNG TIÊN ¾ SS7GW (SS7 GATEWAY: CỔNG BÁO HIỆU SỐ BẨY) ¾ HSS (HOME SUBSCRIBER SERVER: MÁY CHỦ THUÊ BAO THƯỜNG TRÚ) 23
  24. KIKIẾẾNN TRTRÚÚCC 3G3G WCDMAWCDMA UMTSUMTS R5R5 VVÀÀ R6R6 24
  25. PHÂNPHÂN HHỆỆ ĐĐAA PHPHƯƠƯƠNGNG TIÊNTIÊN IPIP IMS:IMS: IPIP MULTIMEDIAMULTIMEDIA SUBSYSTEMSUBSYSTEM • CSCF (CONNECTION STATE CONTROL FUNCTION: CHỨC NĂNG TRẠNG THÁI KẾT NỐI) • MGCF (MEDIA GATEWAY CONTROL FUNCTION: CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG PHƯƠNG TIỆN) • MGW (MEDIA GATEWAY: CỔNG PHƯƠNG TIỆN) • MRF (MULTIMEDIA RESOURCE FUNCTINON: CHỨC NĂNG TÀI NGUYÊN ĐA PHƯƠNG TIỆN) • T-SGW (TRANSPORT SIGNALLING GATEWAY: CỔNG BÁO HIỆU TRUYỀN TẢI) • R-SGW (ROAMING SIGNALLING GATE WAY: CỔNG BÁO HIỆU CHUYỂN MẠNG) 25
  26. SSƠƠ ĐĐỒỒ CHUYCHUYỂỂNN TTỪỪ R4R4 SANGSANG R5R5 26
  27. CHIẾN LƯỢC DỊCH CHUYỂN GSM SANG UMTS: 3GR1.1 - ĐỒNG TỒN TẠI GSM/GPRS/UMTS 27
  28. CHIẾN LƯỢC DỊCH CHUYỂN GSM SANG UMTS: 3GR2.1 - TÍCH HƠP GSM/GPRS/UMTS 28
  29. CHIẾN LƯỢC DỊCH CHUYỂN GSM SANG UMTS: 3GR3.1 – CẤU TRÚC RAN THỐNG NHẤT 29
  30. CCẤẤUU HÌNHHÌNH ĐĐỊỊAA LÝLÝ CCỦỦAA 3G3G PHÂNPHÂN CHIACHIA THEOTHEO VVÙÙNGNG MSC/VLRMSC/VLR VVÀÀ SGSNSGSN 30
  31. PHÂNPHÂN CHIACHIA THEOTHEO LALA VVÀÀ RARA 31
  32. PHÂNPHÂN CHIACHIA THEOTHEO ÔÔ b) Phân chia vùng các vùng định a) Phân chia vùng các vùng định vị thành các ô tuyến thành các ô LA1 LA2 LA3 RA1 RA2 RA3 VLR MSC SGSN LA6 RA6 LA4 LA5 RA4 LA5 ô1 ô1 ô2 ô3 ô2 ô3 ô4 ô5 ô6 ô4 ô5 ô6 32
  33. MMẪẪUU ÔÔ 33
  34. TTỔỔNGNG KKẾẾTT PHÂNPHÂN CHIACHIA ĐĐỊỊAA LÝLÝ 34
  35. CHCHƯƠƯƠNGNG 22 CÔNGCÔNG NGHNGHỆỆ ĐĐAA TRUYTRUY NHNHẬẬPP CCỦỦAA WCDMAWCDMA 35
  36. TRTRẢẢII PHPHỔỔ CHUCHUỖỖII TRTRỰỰCC TITIẾẾPP DSSS:DSSS: DIRECTDIRECT SEQUENCESEQUENCE SPECTRUMSPECTRUM SPREADINGSPREADING 36
  37. MÃMÃ TRTRỰỰCC GIAOGIAO ¾ Tích hai mã giống nhau bằng 1: ci×ci=1 ¾ Tích hai mã khác nhau sẽ là mộtmãmới trong tập mã: ci×cj=ck ¾ Thí dụ bộ mã trựcgiaobaogồmtámmã: 9 C0= +1+1+1+1+1+1+1+1 9 C1= +1+1+1+1-1-1-1-1 9 C2= +1+1-1-1+1+1-1-1 9 C3= +1+1-1-1-1-1+1+1 9 C4= +1-1+1-1+1-1+1-1 9 C5= +1-1+1-1-1+1-1+1 9 C6= +1-1-1+1+1-1-1+1 9 C7= +1-1-1+1-1+1+1-1 37
  38. TTííchch haihai mãmã trtrựựcc giaogiao ¾ Hai mã giống nhau: c1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 × × × × × × × × × c1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 c1×c1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 ¾ Hai mã khác nhau: c1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 × × × × × × × × × c3 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 = c2 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 38
  39. GIGIẢẢII TRTRẢẢII PHPHỔỔ Processing Gain= Rc/Rb 39
  40. ĐĐIIỀỀUU KHIKHIỂỂNN CÔNGCÔNG SUSUẤẤTT ¾ Điềukhiển công suất vòng hở: 9 Dựa trên đánh giá công suất thu đựơc từ UE ¾ Điềukhiển công suất vòng kín: 9 Điều khiển công suất vòng trong: 1500 lần/s theo SIR đích tại nút B 9 Điều khiển công suất vòng ngoài: theo BLER đích tại RNC ¾ WCDMA có thể thựchiện điềukhiển công xuấtcả ởđường xuống 40
  41. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO HANDOVERHANDOVER ¾ HO nộihệ thống xẩy ra bên trong mộthệ thống WCDMA. Có thể chia nhỏ HO này thành 9 HO nộihệ thống giữa các ô thuộc cùng môt tầnsố sóng mang WCDMA 9 HO giữacáctầnsố (IF-HO) giữa các ô hoạt động trên các tầnsố WCDMA khác nhau ¾ HO giữa các hệ thống (IS-HO) giữa các ô thuộc hai công nghệ truy nhậpvôtuyến (RAT) khác nhau hay các chếđộtruy nhậpvô tuyến (RAM) khác nhau. Trường hợpthường xuyên xẩyranhất đốivớikiểuthứ nhấtlàHO giữa các hệ thống WCDMA và GSM/EDGE. Tuy nhiên cũng có thể là IS-HO giữa WCDMA và hệ thống các hệ thống CDMA khác (cdma2000 1x chẳng hạn). Thí dụ về HO giữa các RAM là HO giữacácchếđộUTRA FDD và UTRA TDD. 41
  42. CCÁÁCC THTHỦỦ TTỤỤCC CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO • Chuyểngiaocứng (HHO) là các thủ tục HO trong đótất cả các đường truyềnvôtuyếncũ củamộtUE đượcgiải phóng trướckhithiếtlậpcácđường truyềnvôtuyến mới • Chuyểngiaomềm (SHO) và chuyểngiaomềmhơn(xem hình vẽ) là các thủ tụctrongđó UE luôn duy trì ít nhất một đường vô tuyếnnối đến UTRAN. Trong chuyểngiao mềmUE đồng thời đượcnối đếnmột hay nhiềuô thuộc các nút B khác nhau của cùng mộtRNC (SHO nộiRNC) hay thuộc các RNC khác nhau (SHO giữa các RNC). Trong chuyểngiaomềmhơnUE đựơcnối đếnítnhấtlà hai đoạnô của cùng một nút B. SHO và HO mềmhơnchỉ có thể xẩy ra trên cùng mộttầnsố sóng mang và trong cùng mộthệ thống 42
  43. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO MMỀỀMM VVÀÀ MMỀỀMM HHƠƠNN ¾ SHO là mộttínhnăng chung củahệ thống WCDMA trong đó các ô lân cậnhọat động trên cùng mộttầnsố. Trong chế độ kết nối, UE liên tục đo các ô phụcvụ và các ô lân cận (do RNC chỉ dẫn) trên tầnsố sóng mang hiệnthời. UE so sánh các kếtquả đovớicácngưỡng HO do RNC cung cấpvàgửi báo cáo kết quả đo đếnRNC khithựchiện các tiêu chuẩn báo cáo. Vì thế SHO là kiểu chuyểngiaođược đánh giá bởi đầucuốidiđộng (MEHO: Mobile Estimated HO). Tuy nhiên giảithuật quyết định SHO được đặt trong RNC. Dựatrêncácbáocáokếtquả đo nhận đượctừ UE (hoặc định kỳ hoặc đượckhởi động bởimộtsố các sự kiệnnhất định), RNC lệnh cho UE bổ sung hay loạibỏ mộtsố ô khỏitập tích cựccủa mình (ASU: Active Set Apdate: cậpnhậttập tích cực). 43
  44. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO MMỀỀMM VVÀÀ MMỀỀMM HHƠƠNN 44
  45. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO MMỀỀMM VVÀÀ MMỀỀMM HHƠƠNN ¾ Phụ thuộcsự tham gia trong SHO, các ô trong một hệ thống WCDMA đượcchiathànhcáctậpsauđây: 9 Tậptíchcực bao gồmcácô (đoạnô) hiện đang tham gia vào mộtkếtnốiSHO củaUE 9 Tậplâncận/ tập đựơcgiámsát(cả hai từđượcsử dụng như nhau). Tập này bao gồmtấtcả các ô đượcgiámsát/đo liên tụcbởiUE vàhiệnthời không có trong tậptíchcực 9 Tập được phát hiện. Tập này bao gồm các ô đựơc UE phát hiệnnhưng không thuộctậptíchcựclẫntậplâncận. ¾ Dựa trên các báo cáo kếtquả đonhận đượctừ UE (hoặc định kỳ hoặc đượckhởi động bởimộtsố các sự kiệnnhất định), RNC lệnh cho UE bổ sung hay loạibỏ mộtsố ô khỏitậptíchcựccủa mình (ASU: Active Set update: cậpnhậttậptíchcực). 45
  46. TRUYTRUYỂỂNN SSÓÓNGNG ĐĐAA ĐƯĐƯỜỜNGNG VVÀÀ LÝLÝ LLỊỊCHCH TRTRỄỄ CÔNGCÔNG SUSUẤẤTT 46
  47. MMÁÁYY THUTHU PHÂNPHÂN TTẬẬPP ĐĐAA ĐƯĐƯỜỜNGNG HAYHAY MMÁÁYY THUTHU RAKERAKE 47
  48. CCÁÁCC MÃMÃ TRTRẢẢII PHPHỔỔ SSỬỬ DDỤỤNGNG TRONGTRONG WCDMAWCDMA ¾ MÃ ĐỊNH KÊNH (CHANNELIZATION CODE) DỰA TRÊN MÃ HỆ SỐ TRẢI PHÔ KHẢ BIẾN TRỰC GIAO (OVSF: ORTHOGONAL VARIABLE SPECTRUM SPREADING), TỐC ĐỘ CHIP RC =3,84Mcps ¾ MÃ NHẬN DẠNG NGUỒN PHÁT DỰA TRÊN MÃ GOLD PHỨC, TỐC ĐỘ CHIP Rc = 3,84Mcps 48
  49. MÃMÃ HHỆỆ SSỐỐ TRTRẢẢII PHPHỔỔ KHKHẢẢ BIBIẾẾNN TRTRỰỰCC GIAOGIAO (OVSF)(OVSF) SF=Rs/Rc, trong đó Rs là tốc độ ký hiệu và Rc là tốc độ chip 49
  50. MÃMÃ NGNGẪẪUU NHIÊNNHIÊN HHÓÓAA PHPHỨỨCC ¾ ĐƯỢC XÂY DỰNG TRÊN MÃ GOLD ¾ ĐƯỜNG XUỐNG CÓ 2 18 -1= 262.143 MÃ, TRONG ĐÓ 512 MÃ ĐƯỢC CHỌN ĐỂ NHẬN DẠNG NÚT B ¾ ĐƯỜNG LÊN CÓ 2 25 -1=16.777.232 MÃ ĐỂ NHẬN DẠNG UE 50
  51. TRTRẢẢII PHPHỔỔ VVÀÀ ĐĐIIỀỀUU CHCHẾẾ CHOCHO CCÁÁCC KÊNHKÊNH RIÊNGRIÊNG ĐƯĐƯỜỜNGNG LÊNLÊN 51
  52. TRTRẢẢII PHPHỔỔ VVÀÀ ĐĐIIỀỀUU CHCHẾẾ KÊNHKÊNH CHUNGCHUNG PRACHPRACH ĐƯĐƯỜỜNGNG XUXUỐỐNGNG 52
  53. TRTRẢẢII PHPHỔỔ VVÀÀ ĐĐIIỀỀUU CHCHẾẾ ĐƯĐƯỜỜNGNG XUXUỐỐNGNG 53
  54. PHÂN NHÓM 8192 MÃ NGẪU NHIÊN ĐƯỜNG XUỐNG THÀNH 512 NHÓM ĐỂ TĂNG TỐC TÌM Ô 54
  55. GHGHÉÉPP KÊNHKÊNH ĐĐAA MÃMÃ ĐƯĐƯỜỜNGNG XUÔNGXUÔNG 55
  56. CHCHƯƠƯƠNGNG 33 GIAOGIAO DIDIỆỆNN VÔVÔ TUYTUYẾẾNN CCỦỦAA WCDMAWCDMA UMTSUMTS 56
  57. KIKIẾẾNN TRTRÚÚCC NGNGĂĂNN XXẾẾPP GIAOGIAO THTHỨỨCC CCỦỦAA GIAOGIAO DIDIỆỆNN VÔVÔ TUYTUYẾẾNN WCDMA/FDDWCDMA/FDD 57
  58. CCÁÁCC THÔNGTHÔNG SSỐỐ LLỚỚPP VVẬẬTT LÝLÝ W-CDMA Sơđồ đatruynhập DS-CDMA băng rộng Độ rộng băng tần(MHz) 5/10/15/20 Mành phổ 200 kHz Tốc độ chip (Mcps) (1,28)/3,84/7,68/11,52/15,36 Độ dài khung 10 ms Đồng bộ giữa các nút B Dị bộ/đồng bộ Mã hóa sửalỗi Mã turbo, mã xoắn Điềuchế DL/UL QPSK/BPSK Trảiphổ DL/UL QPSK/OCQPSK (HPSK) Bộ mã hóa thoại CS-ACELP/(AMR) Tổ chứctiêuchuẩn 3GPP/ETSI/ARIB DL: Downlink: đường xuống; UL: Uplink: đường lên OCQPSK (HPSK): Orthogonal Complex Quadrature Phase Shift Keying (Hybrid PSK) = khóa chuyển pha vuông góc trựcgiao CS-ACELP: Conjugate Structure-Algebraic Code Excited Linear Prediction = Dự báo tuyến tính kích thích theo mã lđạisố cấu trúc phứchợp 3GPP: Third Generation Parnership Project: Đề án củacácđốitácthế hệ ba ETSI: European Telecommunications Standards Institute: Việntiêuchuẩnviễn thông Châu Âu ARIB: Association of Radio Industries and Business: Liên hiệp công nghiệp và kinh doanh vô tuyến 58
  59. QUYQUY HOHOẠẠCHCH TTẦẦNN SSỐỐ 59
  60. CCẤẤPP PHPHÁÁTT BBĂĂNGNG TTẦẦNN FDDFDD 60
  61. CCẤẤPP PHPHÁÁTT TTẦẦNN SSỐỐ 3G3G TTẠẠII VIVIỆỆTT NAMNAM Khe tầnsố FDD TDD BSTx* BSRx BSTx/BSRx A 2110-2125 MHz 1920-1935 MHz 1915-1920 MHz B 2125-2140 MHz 1935-1950 MHz 1910-1915 MHz C 2140-2155 MHz 1950-1965 MHz 1905-1910 MHz D 2155-2170 MHz 1965-1980 MHz 1900-1905 MHz 61
  62. CCÁÁCC KÊNHKÊNH CCỦỦAA WCDMAWCDMA ¾ Các kênh logic (LoCH: logical channel): Kênh đượclớpcon MAC củalớp 2 cung cấpcholớpcaohơn. Kênh LoCH được xác định bởikiểu thông tin mà nó truyền ¾ Các kênh truyềntải (TrCH: Transport Channel): Kênh do lớp vật lý cung cấpcholớp2 để truyềnsố liệu. Các kênh TrCH đượcsắpxếp lên các PhCH ¾ Các kênh vật lý (PhCH: Physical Channel): Kênh mang số liệutrêngiaodiệnvôtuyến. MỗiPhCHcómộttrảiphổ mã định kênh duy nhất để phân biệtvới kênh khác. Mộtngườisử dụng tích cựccóthể sử dụng các PhCH riêng, chung hoặccả hai. Kênh riêng là kênh PhCH dành riêng cho một UE còn kênh chung đượcchiasẻ giữa cácUE trong mộtô. 62
  63. CCÁÁCC KÊNHKÊNH LOGICLOGIC LoCHLoCH CCHCCH (KÊ(KÊNHNH ĐĐIIỀỀUU KHIKHIỂỂNN CHUNG)CHUNG) 9 BCCH (Broadcast Control Channel: Kênh điềukhiểnquảng bá). Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin hệ thống 9 PCCH (Paging Control Channel: Kênh điềukhiểntìmgọi). Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin tìm gọi 9 CCCH (Common Control Channel: Kênh điềukhiển chung). Kênh hai chiều để phát thông tin điềukhiểngiữamạng và các UE. Đượcsử dụng khi không có kếtnốiRRC hoặckhi truy nhậpmộtô mới 9 DCCH (Dedicated Control Channel: Kênh điềukhiển riêng). Kênh hai chiều điểm đến điểm để phát thông tin điềukhiển riêng giữaUE vàmạng. Đượcthiếtlậpbởithiếtlậpkếtnối củaRRC 63
  64. CCÁÁCC KÊNHKÊNH LOGICLOGIC LoCHLoCH TCHTCH (KÊ(KÊNHNH LLƯƯUU LLƯƯỢỢNG)NG) 9 DTCH (Dedicated Traffic Channel: Kênh lưulượng riêng). Kênh hai chiều điểm đến điểm riêng cho mộtUE để truyền thông tin củangườisử dụng. DTCH có thể tồntạicảởđường lên lẫn đường xuống 9 CTCH (Common Traffic Channel: Kênh lưulượng chung). Kênh mộtchiều điểm đa điểm để truyền thông tin củamộtngườisử dụng cho tấtcả hay một nhóm ngườisử dụng quy định hoặcchỉ cho mộtngườisử dụng. Kênh này chỉ có ởđường xuống. 64
  65. CCÁÁCC KÊNHKÊNH TRUYTRUYỀỀNN TTẢẢII TrCHTrCH 9 DCH (Dedicated Channel: Kênh riêng). Kênh hai chiều đượcsử dụng để phát số liệucủangườisử dụng. Được ấn định riêng cho ngườisử dụng. Có khả năng thay đổitốc độ và điềukhiển công suất nhanh 9 BCH (Broadcast Channel: Kênh quảng bá). Kênh chung đường xuống để phát thông tin quảng bá (chẳng hạn thông tin hệ thống, thông tin ô) 9 FACH (Forward Access Channel: Kênh truy nhập đường xuống). Kênh chung đường xuống để phát thông tin điềukhiểnvàsố liệucủangườisử dụng. Kênh chia sẻ chung cho nhiềuUE. Đượcsử dụng để truyềnsố liệu tốc độ thấpcholớpcaohơn 9 PCH (Paging Channel: Kênh tìm gọi). Kênh chung đường xuống để phát các tín hiệu tìm gọi 9 RACH (Random Access Channel). Kênh chung đường lên để phát thông tin điềukhiểnvàsố liệungườisử dụng. áp dụng trong truy nhậpngẫu nhiên và đượcsử dụng để truyềnsố liệuthấpcuả ngườisử dụng 9 CPCH (Common Packet Channel: Kênh gói chung). Kênh chung đường lên để phát số liệungườisử dụng. áp dụng trong truy nhậpngẫunhiênvà đượcsử dụng trướchết để truyềnsố liệucụm. 9 DSCH (Dowlink Shared Channel: Kênh chia sẻđường xuống). Kênh chung đường xuống để phát số liệu gói. Chia sẻ cho nhiều UE. Sử dụng trước hết cho truyền dẫn số liệu tốc độ cao. 65
  66. SSẮẮPP XXẾẾPP CCÁÁCC KÊNHKÊNH LoCHLoCH LÊNLÊN CCÁÁCC KÊNHKÊNH TrCHTrCH 66
  67. CCÁÁCC KÊNHKÊNH VVẬẬTT LÝLÝ PhCHPhCH 9 DPCH (Dedicated Physical Channel: Kênh vật lý riêng). Kênh hai chiều đường xuống/đường lên được ấn định riêng cho UE. Gồm DPDCH (Dedicated Physical Control Channel: Kênh vậtlýđiềukhiển riêng) và DPCCH (Dedicated Physical Control Channel: Kênh vậtlýđiềukhiển riêng). Trên đường xuống DPDCH và DPCCH được ghép theo thời gian còn trên đường lên được ghép theo pha kênh I và pha kênh Q sau điềuchế BPSK 9 DPDCH (Dedicated Physical Data Channel: Kênh vậtlýsố liệu riêng. Khi sử dụng DPCH, mỗiUE được ấn định ít nhấtmột DPDCH. Kênh đượcsử dụng để phát số liệungườisử dụng từ lớpcaohơn 9 DPCCH (Dedicated Physical Control Channel: Kênh vậtlýđiềukhiển riêng). Khi sử dụng DPCH, mỗiUE chỉ được ấn định một DPCCH. Kênh đượcsử dụng để điều khiểnlớpvậtlýcủa DPCH. DPCCH là kênh đikèmvới DPDCH chứa: cáckýhiệu hoa tiêu, các ký hiệu điềukhiểncôngsuất (TPC: Transmission Power Control), chỉ thị kếthợp khuôn dạng truyềntải. Các ký hiệu hoa tiêu cho phép máy thu đánh giá hưởng ứng xung kim củakênhvôtuyếnvàthựchiệntáchsóngnhất quán. Các ký hiệunàycũng cần cho hoạt động của anten thích ứng (hay anten thông minh) có búp sóng hẹp. TPC để điềukhiển công suất vòng kín nhanh cho cảđường lên và đường xuống. TFCI thông tin cho máy thu về các thông số tứcthờicủa các kênh truyềntải: các tốc độ số liệuhiệnthời trên các kênh số liệu khi nhiềudịch vụđược sử dụng đồng thời. Ngoài ra TFCI có thể bị bỏ qua nếutốc độ số liệucốđịnh. Kênh cũng chứa thông tin hồitiếphồitiếp (FBI: Feeback Information) ởđường lên để đảm bảovònghồitiếp cho phân tập phát và phân tậpchọnlựa. 67
  68. PhCHPhCH ((titiếếpp)) 9 PRACH (Physical Random Access Channel: Kênh vậtlýtruynhậpngẫu nhiên). Kênh chung đường lên. Đượcsử dụng để mang kênh truyềntảiRACH 9 PCPCH (Physical Common Packet Channel: Kênh vật lý gói chung). Kênh chung đường lên. Đượcsử dụng để mang kênh truyềntảiCPCH 9 CPICH (Common Pilot Channel: Kênh hoa tiêu chung). Kênh chung đường xuống. Có hai kiểu kênh CPICH: P-CPICH (Primary CPICH: CPICH sơ cấp) và S-CPICH (Secondary CPICH: CPICH thứ cấp). P-CPICH đảmbảothamchuẩn nhất quán cho toàn bộ ô để UE thu được SCH, P-CCPCH, AICH và PICHvì các kênh nay không có hoa tiêu riêng nhưởcác trường hợp kênh DPCH. Kênh S- CPICH đảmbảothamkhảonhất quán chung trong mộtphầnô hoặc đoạn ô cho trường hợpsử dụng anten thông minh có búp sóng hẹp. Chẳng hạncóthể sử dụng S-CPICH làm tham chuẩn cho S-CCPCH (kênh mang các bản tin tìm gọi) và các kênh DPCH đường xuống. 9 P-CCPCH (Primary Common Control Physical Channel: Kênh vậtlýđiềukhiển chung sơ cấp). Kênh chung đường xuống. Mỗi ô có một kênh để truyềnBCH 9 S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel: Kênh vậtlýđiềukhiển chung thứ cấp). Kênh chung đường xuống. Mộtô cóthể có một hay nhiệuS- CCPCH. Đượcsử dụng để truyền PCH và FACH 9 SCH (Synchrronization Channel: Kênh đồng bộ). Kênh chung đường xuống. Có hai kiểu kênh SCH: SCH sơ cấp và SCH thứ cấp. Mỗiô chỉ có mộtSCH sơ cấp và thứ cấp. Đượcsử dụng để tìm ô 68
  69. PhCHPhCH ((titiếếpp)) 9 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel: Kênh vậtlýchiasẻ đường xuống). Kênh chung đường xuống. Mỗi ô có nhiều PDSCH (hoặc không có) . Đượcsử dụng để mang kênh truyềntảiDSCH 9 AICH (Acquisition Indication Channel: Kênh chỉ thị bắt). Kênh chung đường xuống đi cặpvới PRACH. Đượcsử dụng để điềukhiểntruynhậpngẫu nhiên của PRACH. 9 PICH (Page Indication Channel: Kênh chỉ thị tìm gọi)Kênh chung đường xuống đi cặpvới S-CCPCH (khi kênh này mang PCH) để phát thông tin kếtcuốicuộcgọi cho từng nhóm cuộcgọikếtcuối. Khi nhận được thông báo này, UE thuộc nhóm kếtcuốicuộcgọithứ n sẽ thukhungvôtuyếntrênS-CCPCH 9 AP-AICH (Access Preamble Acquisition Indicator Channel: Kênh chỉ thị bắttiềntố truy nhập)Kênh chung đường xuống đicặpvớiPCPCH để điềukhiểntruynhập ngẫu nhiên cho PCPCH 9 CD/CA-ICH (CPCH Collision Detection/ Channel Assignment Indicator Channel: Kênh chỉ thị phát hiệnvachạm CPCH/ấn định kênh) Kênh chung đường xuống đi cặpvới PCPCH. Đượcsử dụng để điềukhiểnvachạm PCPCH 9 CSICH (CPCH Status Indicator Channel: Kênh chỉ thị trạng thái CPCH)Kênh chung đường xuống liên kếtvới AP-AICH để phát thông tin về trạng thái kếtnốicủa PCPCH 69
  70. SSẮẮPP XXẾẾPP CCÁÁCC KÊNHKÊNH TRUYTRUYỀỀNN TTẢẢII LÊNLÊN CCÁÁCC KÊNHKÊNH VVẬẬTT LÝLÝ 70
  71. QUQUÁÁ TRÌNHTRÌNH TRUYTRUY NHNHẬẬPP NGNGẪẪUU NHIÊNNHIÊN CCỦỦAA RACHRACH VVÀÀ CPCHCPCH 71
  72. THTHÍÍ DDỤỤ VVỀỀ BBÁÁOO HIHIỆỆUU KKẾẾTT NNỐỐII CUCUỘỘCC GGỌỌII 72
  73. CCẤẤUU TRTRÚÚCC KÊNHKÊNH VVẬẬTT LÝLÝ RIÊNGRIÊNG 73
  74. SSƠƠ ĐĐỒỒ TTỔỔNGNG QUQUÁÁTT MMÁÁYY PHPHÁÁTT VVÀÀ MMÁÁYY THUTHU WCDMAWCDMA 74
  75. PHÂNPHÂN TTẬẬPP PHPHÁÁTT VÒNGVÒNG HHỞỞ 75
  76. PHÂNPHÂN TTẬẬPP PHPHÁÁTT VÒNGVÒNG KKÍÍNN 76
  77. ĐĐIIỀỀUU KHIKHIỂỂNN CÔNGCÔNG SUSUẤẤTT TRONGTRONG WCDMAWCDMA ¾ Điềukhiểncôngsuấtvònghở: cho các kênh chung. Điều khiển công suất vòng hở thường đượcUE trước khi truy nhậpmạng và nút B trong quá trình thiếtlập đường truyền vô tuyếnsử dụng để ướclượng công suấtcầnpháttrên đường lên dựatrêncáctínhtoántổnhaođường truyềntrên đường xuống và tỷ số tín hiệutrênnhiễuyêucầu. ¾ Điềukhiển công suất vòng kín: cho các kênh riêng DPDCH/DPCCH và chia sẻ DSCH. Điềukhiển công suất vòngkíncónhiêmvụ giảmnhiễu trong hệ thống bằng cách duy trì chấtlượng thông tin giữa UE và UTRAN (đường truyềnvôtuyến) gầnnhấtvớimứcchấtlượng tốithiểuyêu cầu đốikiểudịch vụ mà ngườisử dụng đòi hỏi ¾ Điềukhiển công suất vòng kín bao gồm hai phần: điềukhiển công suất nhanh vòng trong tốc độ 1500 Hz và điềukhiển công suấtchậm vòng ngoài tốc độ 10-100Hz. 77
  78. ĐĐIIỀỀUU KHIKHIỂỂNN CÔNGCÔNG SUSUẤẤTT VÒNGVÒNG KKÍÍNN ULUL 78
  79. ĐĐKK CSCS VÒNGVÒNG KKÍÍNN DLDL 79
  80. ĐĐIIỀỀUU KHIKHIỂỂNN CSCS VÒNGVÒNG HHỞỞ PRACHPRACH ™ Trong thủ tụctruynhậpngẫu nhiên, UE thiếtlậpcôngsuấtphát tiềntốđầutiênnhư sau: Preamble _Initial_power =CPICH_Tx_power – CPICH _RSCP + UL_interference + UL_required_CI trong đó CPICH_Tx-power là công suất phát của P-CPICH, CPICH _RSCP là công suất P-CPICH thu tạiUE, CPICH_Tx_power – CPICH _RSCP là ước tính suy hao đơừng truyềntừ nút B đếnUE. UL_interferrence (đượcgọilà ‘tổng công suấtthubăng rộng’) được đotạinútB vàđược phát quảng bá trên BCH, UL_required_CI là hằng số tương ứng với tỷ số tín hiệutrênnhiễu đượcthiếtlập trong quá trình quy hoạch mạng vô tuyến. 80
  81. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO MMỀỀM/M/ MMỀỀMM HHƠƠNN (SOFT/(SOFT/ SOFTERSOFTER HANDOVER)HANDOVER) 81
  82. SOFT/SOFT/ SOFTERSOFTER HANDOVERHANDOVER (TI(TIẾẾP)P) ¾ Lúc đầu. Chỉ có ô 1 và ô 2 nằm trong tập tích cực ¾ Tại sự kiện A. (Ec/I0)P-CPICH1 > (Ec/I0)P-CPICH3- (R1a-H1a/2) trong đó (Ec/I0)P-CPICH1 là tỷ số tín hiệu trên nhiễu kênh hoa tiêu của ô 1 mạnh nhất, (Ec/I0)P-CPICH3 là tỷ số tín hiệu trên nhiễu kênh hoa tiêu của ô 3 nằm ngoài tập tích cực và R1a là hằng số dải báo cáo (do RNC thiết lập, H1a/2 là thông số trễ và (R1a-H1a/2) là cửa sổ kết nạp cho sự kiện 1a. Nếu bất đẳng thức này tồn tại trong khoảng thời gian ∆T thì ô 3 được kết nạp vào tập tích cực ¾ Tại sự kiện C. (Ec/I0)P-CPICH4 > (Ec/I0)P-CPICH2 +H1c/2, trong đó (Ec/I0)P- CPICH4 là tỷ số tín hiệu trên nhiễu của ô 4 nằm ngoài tập tích cực và (Ec/I0)P- CPICH2 là tỷ số tín hiệu trên nhiễu của ô 2 tồi nhất trong tập tích cực, H1C là thông số trễ. Nếu quan hệ này tồn tại trong thời gian ∆T và tập tích cực đã đầy thì ô 2 bị loại ra khỏi tập tich cực và ô 4 sẽ thế chỗ của nó trong tập tích cực ¾ Tại sự kiện B. (Ec/I0)P-CPICH1 < (Ec/I0)P-CPICH3- (R1b+H1b/2) trong đó (Ec/I0)P-CPICH1 là tỷ số tín hiệu trên nhiễu kênh hoa tiêu của ô 1 yếu nhất trong tập tích cực, (Ec/I0)P-CPICH3 là tỷ số tín hiệu trên nhiễu của ô 3 mạnh nhất trong tập tích cực,R1b hằng số dải báo cáo (do RNC thiết lập), H1b/2 là thông số trễ và (R1b+H1b/2) là cửa sổ loại cho sự kiện 1B. Nếu quan hệ này tồn tại trong khoảng thời gian ∆T thì ô 3 bị loại ra khỏi tập tích cực 82
  83. CCÁÁCC THÔNGTHÔNG SSỐỐ VÔVÔ TUYTUYẾẾNN CCỦỦAA UEUE Các thông số chung Tầnsố công tác Băng tần I: 2110-2170 MHz Băng tần II: 1930-1990 MHz Băng tần III: 1805-1880 MHz Phân cách song công chuẩn Băng tần I: 190 MHz Băng tần II: 80 MHz Băng tần III: 95 MHz Các thông số máy thu Dải mức công tác -25 dBm đến – 106,7dBm Độ nhạy Băng tần 1: -117dBm Băng tần II: -115dBm Băng tần III: - 114dBm Các thông số máy phát Công suất phát cực đai và độ chính Loại 1: +33dBm +1/-3dB xác Loại 1: +33dBm +1/-3dB Loại 2: +27dBm +1/-3dB Loại 1: +24dBm +1/-3dB Loại 1: +21dBm ±2dB Điều khiển công suất phát vòng hở Bình thường: ±9dB Cực đai: ±12dB 83
  84. AMRAMR CODECCODEC CHOCHO WCDMAWCDMA ¾ Cung cấp 8 chế độ mã hoá từ 12,2 bps đến 4,75kbps. ¾ 12,2kbps, 7,4 kbps và 6,7 kbps có chung một giải thuật với các sơ đồ mã hoá tiếng được tiêu chuẩn hoá ở các tiêu chuẩn của các vùng khác trên thế giới ¾ Cung cấpgiảithuật VAD (phát hiện tích cựctiếng) và DTX ¾ Che dấulỗikhixẩyralỗi ¾ Lựachọntốc độ tùy theo chấtlượng đường truyền 84
  85. CHCHƯƠƯƠNGNG 44 TRUYTRUY NHNHẬẬPP GGÓÓII TTỐỐCC ĐĐỘỘ CAOCAO HSPAHSPA (High(High SpeedSpeed PacketPacket Access:Access: truytruy nhnhậậpp ggóóii ttốốcc đđộộ caocao)) 85
  86. TTỔỔNGNG QUANQUAN HSPAHSPA HSPA (High Speed Packet Access) là kết hơpcủa: ™HSDPA (High Speed Downlink Packet Access: truy nhậpgóitốc độ cao đường lên) hỗ trợ tốc độ đỉnh R6 14,4 Mbps (tốc độ trung bình vào khoảng 2-3Mbps) ™HSUPA (High Speed Uplink Packet Access: truy nhậpgóitốc độ cao đường lên) hỗ trợ tốc độ đỉnh R6 5,7 Mbps (tốc độ trung bình vào khoảng 1Mbps) 86
  87. NGHIÊNNGHIÊN CCỨỨUU TTĂĂNGNG TTỐỐCC ĐĐỘỘ TRONGTRONG 3GPP3GPP R6 R7 R8 Tốc độ đỉnh 14,4 Mbps 28 Mbps 42 Mbps HSDPA Tốc độ đỉnh 5,7 Mbps 11Mbps HSUPA 87
  88. PHPHƯƠƯƠNGNG ÁÁNN TRITRIỂỂNN KHAIKHAI HSPAHSPA ¾¾ TrênTrên ccùùngng mmộộtt ssóóngng mangmang vvớớii WCDMA:WCDMA: ff1 ¾¾ TrênTrên ssóóngng mangmang riêngriêng:: ff 2 88
  89. KIẾN TRÚC NGĂN XẾP GIAO THỨC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN HSPA CHO SỐ LIỆU NGƯỜI SỬ DỤNG (nhìn từ nút B) 89
  90. CCÁÁCC CHCHỨỨCC NNĂĂNGNG MMỚỚII TRONGTRONG CCÁÁCC PHPHẦẦNN TTỬỬ WCDMAWCDMA KHIKHI ĐƯĐƯAA RARA HSPAHSPA 90
  91. MÃMÃ ĐĐỊỊNHNH KÊNHKÊNH CHIACHIA SSẺẺ HSHS DSCHDSCH CCỦỦAA HSDPAHSDPA 91
  92. LLẬẬPP BIBIỂỂUU (SCHEDULER)(SCHEDULER) PHPHỤỤ THUTHUỘỘCC KÊNHKÊNH Nguyên tắc lập biểu: người sử dụng có đường truyền tốt nhất được phân bổ toàn bộ tài nguyên để có thể truyền dẫn tốc độ số liệu cao nhất, tuy nhiên cần đảm bảo tính công bằng có nghĩa là nếu xét thấy lưu lượng được truyền của người này vượt ngưỡng thì tài nguyên vô tuyến được dành cho người có đường truyền tốt thứ hai Trong HSDPA tài nguyên vô tuyến là khe thời gian (TTI=2ms) và mã SF=16) 92
  93. LLẬẬPP BIBIỂỂUU NHANHNHANH HSDPAHSDPA 93
  94. ĐĐIIỀỀUU CHCHẾẾ,, MÃMÃ HHÓÓAA KÊNHKÊNH VVÀÀ TRUYTRUYỀỀNN DDẪẪNN THTHÍÍCHCH ỨỨNGNG HSDPAHSDPA ¾ HSDPA sử dụng hai sơđồđiềuchế: QPSK và 16 QAM, trong đó QPSK cho phép truyền2 bit trênmộtkýhiệucònsơđồđiềuchế bậc cao 16QAM cho phép truyền4 bit trênmộtkýhiệu ¾ HSDPA sử dụng mã hóa kênh turbo để sửalỗi, trong đócứ mộtbit thông tin đượctruyền thì có hai bit dưđikèmđể sửalỗivàtỷ lệ cực đạilàr=1/3 ¾ HSDPA hỗ trợ truyềndẫnthíchứng theo tình trạng kênh bằng các thay đổisơđồtruyềndẫnhay còngọi là AMC (Adaptive Modulation and Coding: mã hóa và điềuchế thích ứng): 9 Nếu đường truyền tốt sơ đồ điều chế 16QAM và tỷ lệ mã r<1/3 được chọn để truyền dẫn tốc độ số liệu cao 9Nếu đường truyền dẫn xấu sơ đồ điều chế QPSK và tỷ lệ mã r=1/3 được chọn để truyền dẫn tốc độ số liệu thấp hơn nhưng đảm bảo chất lượng 94
  95. MÃMÃ HHÓÓAA KÊNHKÊNH TURBOTURBO TRONGTRONG HSDPAHSDPA 95
  96. ĐĐIIỀỀUU CHCHẾẾ TRONGTRONG HSDPAHSDPA 96
  97. PHPHÁÁTT LLẠẠII TTỰỰ ĐĐỘỘNGNG LAILAI GHGHÉÉPP HARQHARQ (HYBRID(HYBRID AUTOMATICAUTOMATIC REPEATREPEAT REQUEST)REQUEST) TRONGTRONG HSDPAHSDPA • UE tựđộng yêu cầuphátlạibảntin lỗi • Thựchiệnkếthợpmềmbảntin lỗi đượclưu trong bộ nhớđệmvớibảntin đượcphátlạitrướckhixử lý lỗi • Tồntạihaiphương pháp kếthợpmềm: 9 Sănbắt (Chase): toàn bộ bản tin bao gồm các bit thông tin và các bit dưđểsửalỗi đều đươc phát 9 Phầndư tăng (Incremental Redundance: phầndư tăng): lần phát đầuchỉ các bit thông tin và mộtphần các bit dư sử lỗi được phát; lần phát lạichỉ các bit dư chưa được phát trong các lầntrướclàđược phát. Phương pháp này tiếtkiệm dung lượng đường truyền. 97
  98. HARQHARQ TRONGTRONG HSDPAHSDPA 98
  99. KKẾẾTT HHỢỢPP MMỀỀMM PHPHẦẦNN DDƯƯ TTĂĂNGNG 99
  100. KIKIẾẾNN TRTRÚÚCC HSDPAHSDPA 100
  101. CCẤẤUU TRTRÚÚCC KÊNHKÊNH HSDPAHSDPA KKẾẾTT HHỢỢPP WCDMAWCDMA 101
  102. TTỔỔNGNG KKẾẾTT CCÁÁCC KÊNHKÊNH HSDPAHSDPA ¾ HS-DSCH (High Speed- Downlink Shared Channel) là kênh truyềntải đượcsắpxếp lên nhiều kênh vậtlýHS-PDSCH để truyềntảilưulượng gói chia sẻ cho nhiềungườisử dụng, trong đómỗi HS-PDSCH có hệ số trảiphổ không đổivàbằng 16. Cấuhìnhcực đạicủa HS-DSCH là 15SF16 (tương ứng vớitốc độ đỉnh khi điềuchế 16QAM và tỷ lệ mã 1/1 là 14,4Mbps). Các ngườisử dụng chia sẻ HS-DSCH theo số kênh vậtlý HS-PDSCH (số mã với SF=16) và khoảng thờigiantruyềndẫn TTI=2ms. ¾ HS-SCCH (High Speed-Shared Control Channel) sử dụng hệ số trải phổ 128 và có cấutrúcthờigiandựatrênmột khung con có độ dài 2ms bằng độ dài cuả HS-DSCH. Các thông tin sau đây đựơc mang trên HS- SCCH: 9 Số mã định kênh 9 Sơđồđiềuchế 9 Kích thướckhốitruyềntải 9 Gói được phát là gói mới hay phát lại (HARQ) hoặc HARQ theo RNC RLC 9 Phiên bảndư 9 Phiên bản chùm tín hiệu Khi HSDPA hoạt động trong chếđộghép theo thời gian, chỉ cầnlậpcấu hình mộtHS-SCCH, nhưng kho HSDPA hoạt động trong chếđộghép theo mã thì cần có nhiều HS-SCCH hơn. MộtUE cóthể xem xét được nhiềunhất là 4 HS-SCCH tùy vào cấuhìnhđựơclậpbởihệ thống. 102
  103. TTỔỔNGNG KKẾẾTT CCÁÁCC KÊNHKÊNH HSDPAHSDPA ((titiếếpp)) ¾ HS-DPCCH (High Speed- Dedicated Physical Control Channel) đườnglêncóhệ số trảiphổ 256 và cấutrúctừ 3 khe 2ms chứa các thông tin sau đây: 9 Thông tin phảnhồi (CQI: Channel Quality Indicator: chỉ thị chất lượng kênh) để báo cho bộ lậpbiểu nút B về tôc độ số liệumàUE mong muốn 9 ACK/NAK (công nhậnvàphủ nhận) cho HARQ ¾ DPCCH (Dedicated Physical Control Channel) đicùngvới HS-DPCCH đường lên chưá các thông tin giống nhưởR3. ¾ F-DPCH (Fractional- Dedicated Physical Channel) đường xuống có hệ số trảiphổ 256 chứa thông tin điềukhiển công suất cho 10 ngườisử dụng để tiếtkiệm tài nguyên mã trong truyềndẫngói 103
  104. HSDPAHSDPA MIMO:MIMO: DD TxAATxAA (Dual(Dual TransmitTransmit AdaptiveAdaptive Array)Array) ¾ Hai chếđộ: (2) hai luồng sử dụng khi chấtlượng kênh tốt; (2) mộtluồng sử dụng khi chấtlượng kênh xấu 104
  105. CCÁÁCC LOLOẠẠII ĐĐẦẦUU CUCUỐỐII HSDPAHSDPA Thể loại Số mã Điềuchê MIMO Tỷ lệ mã Tốc độ bit Phát hnàh hóa đỉnh của3GPP (Mbps) 12 5 QPSK - 3/4 1,8 R5 5/6 5 16QAM - 3/4 3,6 R5 7/8 10 16QAM - 3/4 7,2 R5 9 15 16QAM - 3/4 10,1 R5 10 15 16QAM - Gần1/1 14,0 R5 13 15 64QAM - 5/6 17,4 R7 14 15 64QAM - Gần1/1 21,1 R7 15 15 16QAM 2x2 5/6 23,4 R7 16 15 16QAM 2x2 1/1 28,8 R7 105
  106. LLẬẬPP BIBIỂỂUU TRONGTRONG HSUPAHSUPA ¾ Lậpbiểu trong HSUPA điềukhiểntốc độ phát UE dựatrên điềukhiển công suất theo quy định của nhiễu cho phép ¾ Bộ lậpbiểu được đặttại nút B ¾ Lậpbiểu đồng thời cho nhiềungườisử dụng 106
  107. HARQHARQ TRONGTRONG HSUPAHSUPA ¾ HARQ trong HSUPA đượcthựchiệngiống như trong HSDPA ¾ UE sử dụng chuyểngiaomềm trong đónókếtnối đến nhiều nút B, vì thế HARQ chỉ thựchiệnkhitấtcả các nút B kếtnối đếnUE đều không nhận được gói tín đàm bảochấtlượng 107
  108. KIKIẾẾNN TRTRÚÚCC HSUPAHSUPA 108
  109. CCẤẤUU TRTRÚÚCC KÊNHKÊNH HSUPA+HSDPAHSUPA+HSDPA 109
  110. TTỔỔNGNG KKẾẾTT KÊNHKÊNH HSUPAHSUPA ¾ E-DPCH (Enhanced-Dedicated Physical Channel) bao gôm hai kênh truyền đồng thời: E-DPDCH và DPCCH. EDPDCH có hệ số trảiphổ khả biếntừ 2 đến 256 vớicấuhìnhcực đại2xSF2+2SF4 (tốc độ số liệu đỉnh bằng 5,76 Mbps vớitỷ lệ mã hóa 1/1). Khoảng thờigiantruyềndẫn(TTI) của E-DPDCH có thể là 2ms (tốc độ số liệulớnhơn 2Mbps) hoặc 10ms (tốc độ số liệubằng hoặcthấp hơn 2Mbps). DPCCH truyền đồng thờivới E-DPDCH chứacác thông tin hoa tiêu và điềukhiển công suất(TPC). ¾ E-DPCCH (Enhanced-Dedicated Control Channel) là kênh vậtlý mới đường lên tồntại song song với E-DPDCH để truyền thông tin ngoài băng liên quan đếntruyềndẫn E-DPDCH. E-DPCCH có hệ số trảiphổ 256 chứa các thông tin sau: 9 E-TFCI (Enhanced-Transport Format Combination Indicator: chỉ thị kếthợp khuôn dạng truyềntải) để thông báo cho máy thu nút B về kích thướckhốitruyềntải được mang trên các E-DPDCH. Từ thông tin này máy thu rút ra số kênh E- DPDCH và hệ số trảiphổ đựơcsử dụng 9 Số thứ tự phát lại (RSN: Retransmission Sequence Number) để thông báo về số thứ tự củakhốitruyềntảihiệnthời đựơc phát trong chuỗi HARQ. 9 Bit hạnh phúc để thông báo rằng UE có hài lòng vớitốc độ hiệnthời (công suất tương đối ấn địnhchonó) hay khôngvànócóthể sử dụng được ấn định công suấtcaohơn hay không. 110
  111. TTỔỔNGNG KKẾẾTT KÊNHKÊNH HSUPAHSUPA ((titiếếpp)) ¾ HICH (HARQ Indicator Channel: kênh chỉ thị HARQ) là kênh vậtlý đường xuống để truyềnACK hoặc NAK cho HARQ. ¾ E-RGCH (E-DCH Relative Grant Channel: kênh cho phép tương đốiE- DCH) là kênh vậtlýđường xuống mới để phát lệnh tăng/giảmmộtnấc công suấtcủalậpbiểu(thường chỉ 1dB) so vớigiátrị tuyệt đối được ấn định bởi kênh E-AGCH. E-RGCH đượcsử dụng cho các điềuchỉnh nhỏ trong khi đang xẩyratruyềnsố liệu. 20E-RGCH được ghép chung với 20HICH tren cơ sở 40 chữ ký vào một DPDCH có mã định kênh vớihệ số trảiphổ 128 ¾ E-AGCH (E-DCH Absolute Grant Channel: kênh cho phép tuyệt đối) là kênh vậtlýđường xuống mớicómãđịnh kênh vớihệ số trảiphổ 128 để chỉ thị mức công suất chính xác củaE-DPDCH so với DPCCH. E-AGCH chứa: 9 Giá trị cho phép tuyệt đốichỉ thị tỷ số công suất E-DPDCH/DPCCH mà UE có thể sử dụng 9 Phạm vi cho phép tuyệt đối để cho phép hoặccấm UE phát theo HARQ 9 Số nhậndạng UE sơ/thứ cấp cho phép UE xác định kênh E-AGCH này có dành cho nó hay không 111
  112. CCÁÁCC LOLOẠẠII ĐĐẦẦUU CUCUỐỐII R6R6 HSUPAHSUPA Thể loại Số mã cực đại TTI được Hệ số trải Tốc độ số Tốc độ số sử dụng đồng hỗ trợ phổ E- liệu đỉnh liệu đỉnh thờichoE- DPCH lớp1 với lớp1 với DPCH thấpnhất TTI=10ms TTI=2ms 1 1 10 4 0,72 N/A* 2 2 2,10 4 1,45 1,45 3 2 10 4 1,45 N/A 4 2 2, 10 2 2 2,91 5 2 10 2 2 N/A 6 4 (2SF4+2SF2) 2,10 2 2 5,76 * N/A: không áp dụng 112
  113. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO TRONGTRONG HSDPAHSDPA ¾ Trong HSDPA chỉ có chuyển giao cứng. Tồn tại các kiểu chuyển giao sau đây trong HSDPA: 9 Chuyển giao trong cùng mộtRNC 9 ChuyểngiaogiữacácRNC 9 Chuyểngiaotừ kênh HS-DSCH sang DCH 113
  114. XXÁÁCC ĐĐỊỊNHNH ÔÔ TTỐỐTT NHNHẤẤTT VVÀÀ CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO 114
  115. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO GIGIỮỮAA CCÁÁCC ÔÔ ((ĐĐOOẠẠNN Ô)Ô) TRONGTRONG CCÙÙNGNG MMỘỘTT SRNCSRNC 115
  116. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO GIGIỮỮAA CCÁÁCC ÔÔ ((ĐĐOOẠẠNN Ô)Ô) TRONGTRONG CCÙÙNGNG MMỘỘTT SRNCSRNC SRNC SRNC Iub Iub Nút B gồm Nút B gồm ba đoạn ba đoạn 1 23 1 23 Đoạn nguồn 1 Đoạn đích Chuyển giao từ đoạn ô này sang đoạn ô khác trong cùng một nút B UE 116
  117. CHUYÊNCHUYÊN GIAOGIAO GIGIỮỮAA CCÁÁCC ÔÔ ((ĐĐOOẠẠNN Ô)Ô) THUTHUỘỘCC CCÁÁCC RNCRNC KHKHÁÁCC NHAUNHAU 117
  118. CHUYCHUYỂỂNN GIAOGIAO HSHS DSCHDSCH SANGSANG ÔÔ ((ĐĐOOẠẠNN Ô)Ô) CHCHỈỈ CCÓÓ DCHDCH 118
  119. CCÁÁCC LOLOẠẠII ĐĐẦẦUU CUCUỐỐII CCỦỦAA R6R6 ¾ Thiết bị chỉ cho DCH ¾ Thiết bị có khả năng cả DCH và HSDPA ¾ Thiết bị có khả năng cả DCH, HSDPA và HSUPA 119
  120. MMỘỘTT SSỐỐ ĐĐIIỂỂMM KHKHÁÁCC BIBIỆỆTT GIGIỮỮAA HSDPAHSDPA VVÀÀ HSUPAHSUPA ¾ HSUPA chỉ sử dụng điềuchế BPSK vì thế không áp dụng AMC ¾ Khác HSDPA có sử dụng chuyểngiaomềmvà điềukhiển công suất ¾ Khác với HSDPA, trong khi bộ lậpbiểu trong HSUPA không được đặttại nút B, thì bộđệmphát được đặttại UE, nên nút B phải thông báo cho UE về quyết định lậpbiểu. 120
  121. KKẾẾTT LULUẬẬNN Các công nghệ thông tin di động 3G WCDMA UMTS kết hợpvới3G trêncơ sở HSPA +đã đượctriểnkhaitạinhiều nướctrênthế giới đặcbiệtlàÚcvàChâuÂu. Khóahọcnày đã cung cấp các khái niệmcơ bảnvề công nghệ 3G WCDMA UMTS cho các đốitượng họcviênbắt đầu nghiên cứuvề công nghệ này. Các vấn đề sâu hơncóthể tìm thấy trong các kháo học chuyên sâu hoặc trong các tài liêu tham khảo chuyên sâu. Các vấn đề nên nghiên cứutiếp sau khóa họcnày: -Tổng quan về quy hoạch mạng truy nhậpvôtuyếncủa UMTS -Quản lý tài nguyên vô tuyến trong mạng UMTS 121
  122. TTÀÀII LILIỆỆUU THAMTHAM KHKHẢẢOO CHUYÊNCHUYÊN SÂUSÂU 1. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Sách “Thông tin di động thế hệ ba”, Nhà xuất bản Bưu Điện, 2001 2. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Sách “cdmaOne và cdma2000”, Nhà xuất bản Bưu Điện, 2003 3. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Giáo trình “Thông tin di động thế hệ ba”, Học Viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông , Nhà xuất bản Bưu Điện, 2004 4. TS. NguyễnPhạmAnhDũng, Sách ‘Mạng riêng ảo MNPN”, Nhà xuất bảnBưu-Điện, 12/2005 5. TS. NguyễnPhạmAnhDũng, Sách ‘An ninh trong thông tin di động”, Nhà xuấtbảnBưu-Điện, 9/2006 6. TS. NguyễnPhạmAnhDũng, Bài giảng “Thông tin di động” cho đào tạo từ xa, HọcViệnCôngnghệ Bưu chính Viễn thông 2007 7. TS. NguyễnPhạmAnhDũng, Giáo trình “Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G”, Họcviện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, 12/2008 8. TS. NguyễnPhạmAnhDũng, “WiMAX”, HọcviệnCôngnghệ Bưu chính Viễn thông, 12/2008 122