Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 (third generation – 3G)

S. Có một giải pháp là ATM và IP được kết hợp cho các lưu lượng gói, trong đó giao thức IP sẽ được sử dụng ở trên đỉnh của ATM. Giải pháp kết hợp này sẽ kết hợp được ưu điểm của cả hai giao thức là IP sẽ đảm bảo việc kết nối còn ATM sẽ đảm bảo chất lượng kết nối và định tuyến. Do nhược điểm của IPv4 nên giải pháp thoả hiệp là trong mạng 3G một số phần tử mạng nhất định sử dụng các địa chỉ IPv4 cố định, còn các lưu lượng thuê bao còn lại sử dụng các địa chỉ IPv6 được phân bổ động. Trong trường hợp này, để thích ứng mạng 3G với các mạng khác, mạng lõi Ip 3G phải có thiết bị chuyển đổi giữa các địa chỉ IPv4 và IPv6 bởi vì các mạng khác có thể không hỗ trợ IPv6. Các nút mạng lõi cũng cần phải được chuyển đổi về mặt kỹ thuật. Các phần tử chuyển mạng kênh cần phải xử lý được cho cả hai loại thuê bao 2G và 3G. Yêu cầu này đòi hỏi phải thay đổi trong MSC/VLR và HLR/AC/EIR. Ví dụ, cơ chế bảo mật trong khi thiết lập cuộc gọi là hoàn toàn khác nhau trong mạng 2G và 3G và như vậy các phần tử chuyên mạch kênh phải được nâng cấp để xử lý cho cả hai trường hợp này. Các phần tử chuyển mạch gói thực chất sẽ được nâng cấp từ GPRS. Trong trường hợp này, về tên vẫn giữ nguyên như trong mạng 2G song chức năng sẽ có những khác biệt. Thay đổi lớn nhất đối với các SGSN là chức năng của nó gần như hoàn toàn khác với trong mạng 2G. Trong mạng 2G, chức năng chính của các SGSN là quản lý di động cho các kết nối gói. Sang mạng 3G, chức năng quản lý di động được phân chia giữa RNC và SGSN. Điều này có nghĩa là khi thuê bao trong mạng 3G chuyển cell thì các phần tử chuyển mạch gói không nhất thiết can thiệp, song RNC thì phải quản lý quá trình này. Mạng 3G triển khai theo 3GPP R99 cung cấp các loại dịch vụ giống với mạng 2,5G. Trong giai đoạn này hầu hết các dịch vụ được chuyển đổi sang dạng gói khi ứng dụng có yêu cầu. WAP là một trong các ứng cử viên thuộc loại này, bởi vì về bản chất thông tin truyền đi thì WAP là loại chuyển mạch gói. Các dịch vụ chuyển mạch gói chia làm các nhánh dịch vụ, trong đó mỗi nhánh sẽ gồm nhiều loại dịch vụ khác nhau và là các dịch vụ trên cơ sở cơ chế định vị vị trí thuê bao đã sẵn có trong mạng 3G. Bước phát triển tiếp sau 3GPP R99 hiện nay còn chưa đạt mức cụ thể mà chỉ được xác định các xu hướng chung. Các xu hướng chính đó là việc tánh biệt phần kết nối cuộc gọi, phần điều khiển và phần dịch vụ, đồng thời yêu cầu chuyển đổi mạng theo hướng hoàn toàn trên cơ sở IP. Trên quan điểm phát triển dịch vụ, các bước phát triển này phải làm cho mạng 3G có thể cung cấp tốt các dịch vụ đa phương tiện, ví dụ các dịch vụ kết hợp đồng thời thoại và hình ảnh. Tiêu chuẩn 3GPP R4 Trong giai đoạn 3GPP R4 mới chỉ triển khai việc tách biệt phần kết nối cuộc gọi, phần điều khiển và phần dịch vụ cho phần mạng lõi chuyển mạch kênh. Trong mạng lõi này, lưu lượng dữ liệu thuê bao sẽ đi qua MGW (Media Gateways) là phần đảm bảo kết nối và các chức năng chuyển mạch khi có yêu cầu. Toàn bộ quá trình này được quản lý bởi một MSC Server được nâng cấp từ MSC/VLR. Một MSC server có thể điều khiển nhiều MGW và do vậy mạng lõi chuyển mạch kênh có thể mở rộng dễ dàng. Khi nhà khai thác muốn tăng thêm phần dung lượng cho điều khiển thì có thể thiết lập thêm một MSC server, ngược lại khi muốn tăng dung lưọng chuyển mạch thì thiết lập thêm các MGW. Khi đã thiết lập một mạng như trên thì các bước phát triển về công nghệ và yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật sẽ xác định giới hạn tiếp theo của mạng này. Khi IPv6 càng được triển khai nhiều trên mạng 3G thì số kết nối của mạng 3G có thể chuyển đổi sang IPv6 càng tăng và do vậy sẽ làm giảm yêu cầu chuyển đổi giữa IPv4 và IPv6. Trong giai đoạn này, tỷ trọng lưu lượng giữa dữ liệu chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói sẽ thay đổi đáng kể. Hầu hết lưu lượng sẽ là chuyển mạch gói, và một số dịch vụ chuyển mạch kênh truyền thống ví dụ như thoại ít nhất sẽ một phần trở thành gói (VoIP, Voice over IP). Ví dụ một cuộc gọi GSM truyền thống được thay bằng một cuộc gọi VoIP qua MGW mà BSS kết nối tới. Trên thực tế có nhiều cách để triển khai các cuộc gọi VoIP song người ta sẽ thêm vào một phân hệ mạng lõi mới có tên là IMS (IP Multimedia Subsystem) bởi vì nó sẽ cung cấp các phương pháp thống nhất để xử lý cuộc gọi VoIP. Ngoài ra, IMS còn đồng thời được sử dụng cho các dịch vụ đa phương tiện trên cơ sở IP. Đương nhiên phân hệ BSS cũng phải được triển khai nâng cấp để sử dụng IP song thời điểm còn chưa xác định. Trong trường hợp này, vai trò của CAMEL cũng sẽ thay đổi. Bởi vì rất nhiều dịch vụ sử dụng CAMEL được chuyển từ phần mạng chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói nên ở giai đoạn này, CAMEL phải được thiết lập kết nối với phần mạng chuyển mạch gói, đồng thời là phần tử kết nối giữa phần dịch vụ và mạng. Tiêu chuẩn 3GPP R5 Trong 3GPP R5, công nghệ sẽ tiếp tục chuyển đổi và toàn bộ các lưu lượng trong mạng 3G sẽ là lưu lượng IP. Lấy ví dụ một cuộc gọi từ thiết bị đầu cuối của mạng tới mạng PSTN thì nó phải chuyển qua mạng 3G theo dạng gói và từ GGSN cuộc gọi VoIP sẽ được định tuyến qua IMS có các chức năng chuyển đổi để tới PSTN. Trên quan điểm của đầu cuối di động thì mạng luôn luôn giống nhau trong các giai đoạn phát triển. Tuy nhiên, trong nội bộ mạng thì hầu như mọi thứ thay đổi. Thay đổi chính trước hết là công nghệ truyền tải mà trong triển khai 3GPP R99 là ATM và sau này 3GPP R4 và R5 chuyển sang IP. Bởi vì hệ thống cần phải tương thích ngược nên nhà khai thác luôn có một lựa chọn là sử dụng công nghệ truyền tải ATM hoặc IP, hoặc là có giải pháp cho cả hai công nghệ này. Như đã giải thích trước đây, ATM có thế mạnh là hỗ trợ QoS ngay từ đầu, sau đó công nghệ IP sẽ có cơ chế bảo đảm QoS triển khai cho không chỉ cho ATM mà còn cho nhiều loại phân hệ mạng khác nhau. Sang giai đoạn này, dịch vụ và mạng trở nên quan trọng hơn là bản thân công nghệ, và do vậy loại công nghệ truy nhập vô tuyến được sử dụng sẽ gỉam ý nghĩa quan trọng của mình. Tiêu chuẩn để lựa chọn loại công nghệ truy nhập vô tuyến sử dụng là khả năng cung cấp đủ băng thông cho các dịch vụ yêu cầu. Trong tương lai, các mạng lõi 3G sẽ có các giao diện cho một vài công nghệ truy nhập vô tuyến, ví dụ như GSM, EDGE, cdma2000, WCDMA và WLAN. Đương nhiên nó sẽ đặt ra nhiều yêu cầu cho các nhà chế tạo thiết bị đầu cuối và yêu cầu thị trường sẽ phải có các đầu cuối xử lý được nhiều loại công nghệ truy nhập vô tuyến. Đầu cuối 3G dần dần sẽ trở thành vật bất ly thân với nhiều chức năng như một điện thoại, ví, card ID và hộ chiếu, … Chương 2. Cấu trúc kênh Mô hình phân lớp Xét tổng thể, các hệ thống cdmaOne, cdma2000, W-CDMA đều xây dựng dựa trên mô hình OSI, trợ giúp chức năng của lớp vật lý, lớp tuyến và lớp mạng. Lớp vật lý có nhiệm vụ truyền dẫn từng bit qua kênh vô tuyến. Lớp tuyến thực hiện việc chuyển không có lỗi các bit 0 và 1 từ lớp vật lý lên lớp mạng. Lớp tuyến phân dữ liệu thành các khung (độ dài khung tuỳ thuộc chuẩn của cdmaOne, cdma2000 hay W-CDMA) rồi truyền theo trình tự, phát hiện lỗi khi nhận khung từ phía đối phương để yêu cầu đối phương truyền lại khung và thực hiện truyền lại khung nếu được đối phương yêu cầu. Lớp mạng nhận thông tin từ các host, biến đổi chúng thành các gói và định hướng các gói tới đích. Lớp mạng còn làm nhiệm vụ điều khiển tuyến cho các gói, đảm trách xử lý cuộc gọi. Trong các hệ thống này, các ứng dụng báo hiệu thông tin trực tiếp với lớp ba (lớp mạng). Các lớp trên là rỗng. Tương tự các ứng dụng lưu lượng (thoại hoặc số liệu) thông tin trực tiếp với lớp một (lớp vật lý ). Do đó, chỉ có lớp vật lý là trợ giúp cho ứng dụng lưu lượng. Xét cụ thể, cấu trúc phân lớp của W-CDMA được xây dựng dựa trên cơ sở của hệ thống UMTS. Lớp vật lý . Lớp kết nối số liệu được chia thành các lớp con: MAC (Medium Access Control), RLC (Radio Link Control), PDP (Packet Data Convergence Protocol) và BMC (Broadcast / Multicast Control). Lớp mạng. Trong các lớp được chia như trên thì lớp vật lý là lớp quan trọng nhất vì nó trực tiếp trợ giúp ứng dụng lưu lượng. Cấu trúc kênh Kênh logic Người ta định nghĩa một bộ các kênh logic khác nhau sử dụng cho các dịch vụ truyền số liệu khác nhaủơ phân lớp MAC các kênh logic có thể được chia thành hai nhóm chủ yếu là: nhóm kênh điều khiển và nhóm kênh lưu lượng. Nhóm kênh điều khiển: Kênh điều khiển quảng bá BCCH. Kênh điều khiển nhắn tin PCCH. Kênh điều khiển dành riêng DCCH. Kênh điều khiển chung CCCH. Kênh điều khiển phân chia kênh SHCCH. Kênh điều khiển riêng cho ODMA – ODCCH. Kênh điều khiển chung cho ODMA – OCCH. Nhóm kênh lưu lượng: Kênh lưu lượng dành riêng DTCH. Kênh lưu lượng dành riêng cho ODMA – DTCH. Kênh lưu lượng chung CTCH. Kênh truyền dẫn Các kênh truyền dẫn có nhiệm vụ truyền thông tin giữa phân lớp MAC và lớp vật lí. Các kênh truyền dẫn được phân loại thành hai nhóm: các kênh riêng và các kênh chung. Các kênh truyền dẫn dành riêng DCH là một kênh thực hiện truyền thông tin điều khiển và thông tin người sử dụng giữa UTRAN va UE. DCH được truyền trên toàn bộ cell hoặc chỉ truyền trên một phần cell đang sử dụng. Thông thường chỉ có một kênh truyền dẫn dành riêng sử dụng cho đường lên hoặc đường xuống ở chế độ TDD hoặc FDD. Các kênh truyền dẫn chung UTRAN định nghĩa 6 kiểu kênh truyền tải chung. Các kênh này có một số điểm khác với các kênh trong GSM chẳng hạn như truyền dẫn gói ở các kênh chung và một số kênh dùng chung đường xuống để phát số liệu gói Các kênh truyền tải chung không có khả năng chuyển giao mềm nhưng một số kênh có điều khiển công suất nhanh. Kênh quảng bá (BCH- Broadcast Channel) Được sử dụng để phát các thông tin đặc thù UTRAN hoặc ô. Trong một mạng, thường thì số liệu quan trọng nhất là các mã truy nhập ngẫu nhiên và các khe thời gian có thể cấp phát hay các kiểu phân tập phát được sử dụng bằng các kênh khác đối với một ô cho trước.Vì UE chỉ có thể đăng ký đến ô này nếu nó có thể giải mã được kênh quảng bá nên cần phải phát kênh này ở công suất khá cao để có thể phủ sóng đến tất cả các thuê bao trong vùng phủ yêu cầu. Tốc độ thông tin ở kênh quảng bá bị giới hạn bởi khả năng giải mã số liệu kênh quảng bá của các UE tốc độ thấp. Vì vậy kênh quảng bá phải có tốc độ số liệu thấp và cố định. Kênh truy nhập đường xuống (FACH- Forward Access Channel) Kênh truy nhập là một kênh truyền tải đường xuống mang thông tin điều khiển đến các UE nằm trong một ô cho trước. Các số liệu gói cũng có thể phát trên kênh FACH và trong mỗi ô có thể có nhiều kênh FACH. Một kênh FACH phải có tốc độ bit đủ thấp để tất cả các UE đều thu được. Trong trường hợp có nhiều kênh FACH thì các kênh bổ xung có thể có tốc độ bit cao hơn. Kênh FACH không sử dụng điều khiển công suất nhanh và để thu đúng các bản tin được phát phải chứa thông tin nhận dạng trong băng. Kênh tìm gọi (PCH- Paging Channel) Kênh tìm gọi là một kênh truyền tải đường xuống mang số liệu liên quan đến thủ tục tìm gọi, chẳng hạn khi mạng muốn khởi đầu thông tin với UE. Việc thiết kế kênh tìm gọi ảnh hưởng đến mức tiêu thụ công suất của UE ở chế độ chờ. UE càng ít thường xuyên điều chỉnh máy thu của mình để thu đúng các bản tin tìm gọi thì acquy của nó càng tồn tại lâu ở chế độ chờ. Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH- Random Access Channel) Kênh truy nhập ngẫu nhiên là kênh truyền tải đường lên được sử dụng để mang thông tin điều khiển từ UE như: yêu cầu thiết lập một kết nối. Kênh này cũng có thể được sử dụng để phát đi các cụm nhỏ số liệu gói từ UE. Để có thể hoạt động đúng thì hệ thống phải thu được kênh RACH từ mọi vị trí trong vùng phủ của ô. Do vậy tốc độ số liệu thực tế phải đủ thấp. Kênh gói chung đường lên (CPCH- Common Packet Channel) Kênh gói chung đường lên là mở rộng của kênh RACH để mang số liệu của người sử dụng được phát theo gói ở đường lên. FACH ở đường xuống cùng với kênh này tạo thành một cặp kênh để truyền số liệu. Khác với RACH, kênh này sử dụng điều khiển công suất nhanh, cơ chế phát hiện tranh chấp trên cơ sở vật lý và thủ tục giám sát trạng thái CPCH. So với một hoặc hai khung của bản tin RACH, truyền dẫn CPCH đường lên có thể kéo dài nhiều khung. Kênh đường xuống dùng chung (DSCH- Dedicated Shared Channel) Kênh đường xuống dùng chung là kênh truyền tải được sử dụng để mang thông tin của người sử dụng và/ hoặc thông tin điều khiển chung cho nhiều người. Nó gần giống kênh FACH nhưng hỗ trợ điều khiển công suất nhanh cũng như tốc độ bit thay đổi theo khung. Không cần thiết phải thu được kênh này trong toàn bộ vùng phủ của ô và có thể sử dụng các chế độ khác nhau của các phương pháp phân tập phát được sử dụng cho kênh DCH đường xuống. Kênh dùng chung đường xuống luôn liên kết với kênh DCH đường xuống. Cấu trúc kênh vật lí Các kênh vật lý đường lên Các kênh vật lý riêng đường lên (DPDCH và DPCCH) Truyền dẫn đường lên gồm một hay nhiều kênh số liệu vật lý riêng DPDCH (Dedicated Physical Data Channel) với hệ số trải phổ thay đổi từ 256 đến 4 và một kênh điều khiển vật lý DPCCH (Dedicated Physical Control Channel) duy nhất với hệ số trải phổ cố định bằng 256. Tốc độ số liệu của DPDCH có thể thay đổi theo khung. Đối với tốc độ số liệu thay đổi thì thông thường tốc độ số liệu của kênh DPDCH được thông báo ở kênh DPCCH. DPCCH được phát liên tục và thông tin về tốc độ số liệu ở khung DPDCH hiện hành được phát bằng chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải TFCI (Tranfer Forming Composed Indicator). Do vậy, nếu giải mã TFCI không đúng thì toàn bộ khung số liệu bị mất và vì TFCI chỉ thị khuôn dạng số liệu của cùng khung nên việc mất TFCI không ảnh hưởng lên các khung khác. Độ tin cậy của TFCI cao hơn độ tin cậy của việc phát hiện số liệu của người sử dụng ở kênh DPDCH. Vì thế ít khi xảy ra mất TFCI. DPCCH đường lên có cấu trúc khe với 15 khe trên một khung vô tuyến 10 ms. Mỗi khe dài 2560 chip sẽ có độ rộng 666 ms tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất. Như vậy độ rộng khe rất rộng so với độ rộng khe bằng 577 ms ở GSM. Mỗi khe có 4 trường dành cho: các bit hoa tiêu hỗ trợ đánh giá kênh cho tách sóng nhất quán, một chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải TFCI, các bit điều khiển công suất phát TPC (Transmit Power Control) và các bit thông tin phản hồi FBI (Feedback Information). Các bit FBI được sử dụng khi sử dụng phân tập phát vòng kín ở đường xuống. Có sáu cấu trúc khe cho kênh DPCCH đường lên. Tồn tại các tuỳ chọn sau: 0, 1 hay hai bit cho FBI và có hoặc không có các bit TFCI. Các bit hoa tiêu và TPC luôn có mặt và số bit của chúng được thay đổi để luôn sử dụng hết khe DPCCH. Kênh DPDCH chỉ có một trường Ndata còn kênh DPCCH có 4 trường như hình B.13. Thông số k trong hình B.13 xác định số bit trên khe chứa kênh vật lý riêng đường lên. Nó liên quan đến hệ số trải phổ kênh vật lý như sau SF=256/2k và do vậy SF của kênh DPDCH có thể thay đổi từ 256 xuống 4. Lưu ý rằng DPDCH và DPCCH đường lên trên cùng một kết nối lớp 1 nói chung có các tốc độ bit khác nhau: có hệ số trải phổ khác nhau và các gía trị k khác nhau. Kênh vật lý chung đường lên Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý (PRACH) Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý PRACH (Physical Random Access Channel) được sử dụng để mang kênh truyền tải RACH. Kênh này gồm hai phần: phần tiền tố và phần bản tin. Phát RACH: RACH được phát truy nhập ngẫu nhiên dựa trên phương pháp ALOHA theo phân khe với chỉ thị bắt nhanh. UE có thể khởi đầu phát tại một số dịch thời quy định trước ký hiệu là các khe thâm nhập. Cứ hai khung thì có 15 khe truy nhập và chúng cách nhau 5120 chip. Hình B.14 cho thấy số thứ tự của khe truy nhập và khoảng cách giữa chúng. Các lớp cao cung cấp thông tin về các khe truy nhập sử dụng ở ô hiện thời. Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên được cho trong hình B.14. Phát truy nhập ngẫu nhiên gồm một hay nhiều tiền tố dài 4096 chip và một bản tin dài 10 hay 20 ms. UE thông báo độ dài của phần bản tin cho mạng bằng các chữ ký riêng và (hoặc) các khe truy nhập. Các lớp cao hơn sẽ quy định chữ ký và khe thời gian thâm nhập nào được sử dụng cho độ dài bản tin nào. Phần tiền tố của RACH Phần tiền tố của cụm truy nhập ngẫu nhiên gồm 256 lần lặp một chữ ký. Có 16 tổng số chữ ký được xây dựng trên tập mã Hadmard có độ dài 16. Phần bản tin của RACH Khung vô tuyến của phần bản tin dài 10 ms được chia thành 15 khe, mỗi khe dài Tslot = 2560 chip. Mỗi khe gồm hai phần: phần số liệu mang thông tin lớp 2 và phần điều khiển mang thông tin lớp 1, phần số liệu và phần điều khiển được phát đồng thời. Phần bản tin dài 20 ms gồm hai khung vô tuyến liên tiếp của phần bản tin. Phần số liệu gồm 10*2k bit với k= 0, 1, 2, 3 tương ứng với hệ số trải phổ SF = 256, 128, 64, 32 cho phần bản tin. Phần điều khiển gồm 8 bit hoa tiêu biết trước để hỗ trợ đánh giá kênh cho tách sóng nhất quán và hai bit TFCI, tương ứng với hệ số trải phổ bằng 256. Tổng số bit TFCI trong bản tin thâm nhập ngẫu nhiên là 15*2= 30. Giá trị của TFCI tương ứng với một khuôn dạng truyền tải nhất định của bản tin thâm nhập hiện thời. Hoạt động của RACH không bao hàm điều khiển công suất, vì thế để đảm bảo mức công suất hợp lý các tiền tố được phát với công suất tăng dần theo từng nấc, thủ tục này chỉ hợp lý cho một thời gian ngắn (một hoặc hai khung phụ thuộc vào môi trường) Sau khi các tiền tố RACH được BS phát hiện thì nó được công nhận bằng kênh chỉ thị bắt AICH (Acquistion Indicator Channel) được phát xuống từ BS. Sau đó phần bản tin của RACH (10 hoặc 20ms) mới được phát. Hệ số trải phổ được chọn theo nhu cầu nhưng phải được sự đồng ý trước của mạng. Kênh gói chung vật lý PCPCH Kênh gói chung vật lý PCPCH được sử dụng để mang kênh truyền tải CPCH và đây là sự mở rộng của RACH. Sự khác nhau cơ bản so với truyền số liệu ở RACH là kênh này có thể dành trước nhiều khung và có điều khiển công suất. CPCH đi cặp với DPCCH đường xuống để cung cấp thông tin điều khiển công suất nhanh. Ngoài ra, mạng cũng có một tuỳ chọn để thông báo cho các đầu cuối phát 4 tiền tố điều khiển công suất trước khi phát thực sự. Trong một số trường hợp điều này có lợi vì nó cho phép thực hiện điều khiển công suất trước khi phát số liệu thực sự. Phát CPCH Phát CPCH dựa trên nguyên tắc DSMA-CD với chỉ thị bắt nhanh. Cấu trúc và định thời khe truy nhập ngẫu nhiên giống như RACH. Phát truy nhập ngẫu nhiên CPCH gồm một hay nhiều tiền tố truy nhập (A-P) dài 4069 chip, một tiền tố phát hiện va chạm (CD-P) dài 4069 chip, một tiền tố điều khiển công suất DPCCH (PC-P) dài từ 0 đến 8 khe và một bản tin có độ dài khả biến N´10 ms. Phần tiền tố truy nhập CPCH: giống phần tiền tố của RACH. ở đây các chuỗi chữ ký tiền tố RACH được sử dụng. Số chuỗi được sử dụng có thể nhỏ hơn số chuỗi được sử dụng ở tiền tố RACH. Mã ngẫu nhiên có thể chọn hoặc là một đoạn mã của mã Gold khác được sử dụng để tạo ra mã ngẫu nhiên hoá cho tiền tố của RACH hoặc là cùng một mã ngẫu nhiên trong trường hợp tập chữ ký dùng chung. Phần tiền tố phát hiện tranh chấp CPCH: giống như phần tiền tố RACH. ở đây các chuỗi chữ ký tiền tố RACH được sử dụng. Mã ngẫu nhiên tiền tố phát hiện va chạm của PCPCH được rút ra từ cùng một mã ngẫu nhiên sử dụng ở tiền tố thâm nhập CPCH. Mã ngẫu nhiên được chọn khác với mã Gold được sử dụng để tạo ra các tiền tố phát RACH và CPCH. Phần tiền tố điều khiển công suất CPCH: là một tiền tố điều khiển công suất DPCCH. Độ dài tiền tố điều khiển công suất là một thông số có giá trị từ 0 đến 8 khe được thiết lập bởi các lớp cao. Phần bản tin CPCH: Mỗi bản tin gồm số khung 10 ms chia thành 15 khe dài 2560 chip. Mỗi khe gồm hai phần: phần số liệu mang thông tin lớp cao và phần điều khiển mang thông tin lớp thấp. Các phần số liệu và phần điều khiển được phát đồng thời. Phần số liệu gồm 10*2k bit, trong đó k = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 tương ứng với các hệ số trải phổ 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4. Hệ số trải phổ của phần điều khiển bản tin là 256. 2. Các kênh vật lý đường xuống Kênh vật lý riêng đường xuống Kênh truyền tải riêng đường xuống (DCH) được phát trên kênh vật lý riêng đường xuống. Chỉ có một kiểu kênh vật lý riêng: kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH). Trong một kênh DPCH đường xuống, số liệu riêng được tạo ra bởi lớp hai và các lớp trên, nghĩa là kênh truyền tải riêng DCH được ghép kênh theo thời gian với thông tin điều khiển được tạo ra ở lớp một (các bit hoa tiêu, các lệnh điều khiển công suất phát TPC và một TFCI tuỳ chọn). Do vậy, có hai loại kênh vật lý riêng đường xuống: kênh chứa TFCI và kênh không chứa TFCI. UTRAN sẽ quyết định có phát TFCI hay không và nếu phát thì các UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI ở đường xuống. Mỗi khung của DPCH đường xuống dài 10 ms được chia thành 15 khe, mỗi khe dài 2560 chip tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất. Hình 3.11 mô tả cấu trúc khung của kênh DPCH đường xuống. Thông số k xác định tổng số bit trên một khe của DPCH đường xuống. Quan hệ của nó với hệ số trải phổ như sau: SF = 512/2k. Hệ số trải phổ có thể thay đổi từ 512 đến 4. Kênh vật lý chung đường xuống Kênh hoa tiêu chung (CPICH) Kênh CPICH có tốc độ cố định (30 Kbps, SF=256) để mang chuỗi bit/ký hiệu được định nghĩa trước. Có hai loại kênh CPICH: kênh CPICH sơ cấp và thứ cấp. Chúng khác nhau về lĩnh vực sử dụng và các hạn chế đối với các tính năng vật lý của chúng. Hình B.18 mô tả cấu trúc khung của CPICH. Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH) Kênh P-CCPCH là kênh vật lý đường xuống có tốc độ cố định (30 Kbps, SF=256) được sử dụng để mang BCH. Cấu trúc khung của P-CCPCH được cho trong hình 3.13. Cấu trúc khung này khác với DPCH đường xuống ở chỗ không có lệnh TPC, TFCI và các bit hoa tiêu. P-CCPCH không được phát trong 256 chip đầu của từng khe vì trong khoảng thời gian này SCH sơ cấp và thứ cấp được phát. Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH) S-CCPCH được sử dụng để mang thông tin FACH và PCH. Có hai kiểu S-CPCH: kiểu có TFCI và kiểu không có TFCI. UTRAN xác định có phát TFCI hay không, nếu có các UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI. Tập các tốc độ cũng giống như đối với DPCH đường xuống. Cấu trúc khung của S-CCPCH được cho trong hình 3.14. FACH và PCH có thể được sắp xếp trên cùng một hay ở các kênh S-CCPCH khác nhau. Nếu FACH và PCH được sắp xếp trên cùng một kênh S-CCPCH thì chúng có thể được sắp xếp trên cùng một khung. Sự khác biệt chính giữa S-CCPCH và P-CCPCH là P-CCPCH có tốc độ định trước còn S-CCPCH có thể hỗ trợ tốc độ thay đổi với sự trợ giúp của TFCI. Ngoài ra P-CCPCH phát liên tục trên toàn bộ ô còn S-CCPCH chỉ phát khi có số liệu và có thể phát trong một búp hướng hẹp (chỉ đúng cho S-CCPCH mang FACH). Kênh đồng bộ (SCH) Kênh đồng bộ SCH là trường hợp đặc biệt của kênh vật lý không thể nhìn thấy ở lớp trên, kênh này được UE sử dụng để tìm ô, SCH gồm hai kênh con: SCH sơ cấp và thứ cấp. Các khung 10ms của SCH được chia thành 15 khe, mỗi khe dài 2560 chip. Hình 3.15 minh hoạ cấu trúc của khung vô tuyến SCH. UE phải có khả năng đồng bộ với ô trước khi biết được mã ngẫu nhiên đường xuống. SCH sơ cấp gồm một mã được điều chế 256 chip, mã đồng bộ sơ cấp (PSC) ký hiệu là cp. PSC như nhau cho mọi ô trong hệ thống. SCH thứ cấp gồm phát lặp 15 chuỗi các mã được điều chế có độ dài 256 chip. Các mã đồng bộ thứ cấp (SSC) được phát đồng thời với SCH sơ cấp. SSC được ký hiệu là Csi,k trong đó i=1, …, 64 là số của nhóm mã ngẫu nhiên và k = 0, 1, …, 14 là số của khe. Mỗi SSC được chọn từ tập của 16 mã dài 256 chip. Chuỗi này ở SCH thứ cấp chỉ thị mã ngẫu nhiên đường xuống của ô thuộc nhóm mã nào. Các mã đồng bộ sơ và thứ cấp được điều chế bởi ký hiệu a để chỉ thị sự có mặt của mã hoá STTD ở kênh P-CCPCH và được cho ở bảng sau: P-CCPCH được mã hoá STTD a=+1 P-CCPCH không được mã hoá a=-1 Kênh vật lý dùng chung đường xuống (PDSCH)  Kênh PDSCH được sử dụng để mang kênh dùng chung đường xuống. Kênh này được nhiều người sử dụng dùng chung trên cơ sở ghép kênh mã. Vì DSCH luôn liên kết với DCH nên PDSCH luôn liên kết với DPCH. Cấu trúc khung vô tuyến của PDSCH được cho trong hình B.22. Có hai phương pháp báo hiệu để thông báo cho UE về việc có số liệu cần giải mã trên DSCH: hoặc bằng trường TFCI hoặc bằng báo hiệu lớp cao. Kênh chỉ thị bắt (AICH) Kênh AICH là một kênh vật lý được sử dụng để mang các chỉ thị bắt. Chỉ thị bắt AIs tương ứng với chữ ký s ở kênh PRACH hoặc PCPCH. Hình B.23 minh hoạ cấu trúc của AICH. AICH gồm một chuỗi lặp của 15 khe thâm nhập liên tiếp AS (Access Slot), mỗi khe dài 40 bit và gồm 2 phần: phần chỉ thị bắt (AI) gồm 32 ký hiệu giá trị thực a0,…,a31và một phần không sử dụng gồm 8 ký hiệu giá trị thực a32,…,a39. Kênh có SF=256. Các ký hiệu giá trị thực a0,…,a31 được xác định như sau: Trong đó AIs nhận các giá trị +1, -1 và 0 là chỉ thị bắt tương ứng với chữ ký s và chuỗi bs,0,…, bs,31 được cho theo bảng. Kênh chỉ thị tìm gọi (PICH) Kênh PICH có tốc độ cố định (SF=256) được sử dụng để mang các chỉ thị tìm gọi (PI). PICH luôn liên kết với S-CCPCH mà ở đó kênh PCH được sắp xếp lên. Một khung PICH dài 10 ms chứa 300 bit (b0, b1,…,b299). Trong đó, 288 bit (b0, b1,…,b287) được sử dụng để mang các PI và các bit còn lại (b288, b289,….,b299) không được định nghĩa. N chỉ thị tìm gọi {PI0,…, PIN-1} (N=18, 36, 72 hay 144) được phát ở từng khung PICH. PI được tính toán ở lớp cao hơn cho từng UE và được sắp xếp vào chỉ thi tìm gọi PIp, trong đó: p được tính từ các lớp cao hơn, số khung hệ thống (SFN) của khung vô tuyến P-CCPCH khi xảy ra khung v