Đề tài Thông tin di động thế hệ ba-3G với công nghệ W-CDMA

đến 120 kbit/s. Phần điều khiển gồm 8 bit hoa tiêu biết trước để hỗ trợ đánh giá kênh cho tách sóng nhất quán và 2 bit TFCI tương ứng với hệ số trải phổ 256 và tốc độ bit là 15 kbit/s. Tổng sổ bit trong bản tin truy nhập ngẫu nhiên là 15x2=30. Giá trị của TFCI tương ứng với một khuôn dạng truyền tải nhất định của bản tin truy nhập hiện thời. Mẫu hoa tiêu 8 bit thay đổi theo từng khe và lặp lại theo khung. Sau khi các tiền tố RACH được phát hiện, nó được công nhận bằng kênh chỉ thị bắt (AICH) được phát xuống từ BTS. Sau đó phần bản tin của RACH (10 ms hoặc 20 ms ) mới được phát. Số liệu Nsố liệubit Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Tkhe = 2560 chip, 10x2k bit (k= 0…3) 1 khung vô tuyến: TRACH = 10 ms Hình 3.1111: Cấu trúc khung vô tuyến phần bản tin RACH. Hoa tiêu Nhoa tiêubit TFCI NTFCIbit Số liệu Điều khiển 3.3. Kênh vật lý gói chung đường lên, PCPCH 3.3.1. Sơ đồ trải phổ và ghép các kênh PCPCH PCPCH cũng gồm hai phần: phần tiền tố và phần bản tin. Phấn tiền tố Phần tiền tố có thể là tiền tố truy nhập hoặc tiền tố phát hiện xung đột (CD). Tiền tố truy nhập và CD gồm một mã giá trị phức được xác định theo các phương trình: Cpre,n,s(k) = Sc-acc,n(k) x Csig,s(k) x ej(π/4 + π/2k) k = 0, 1, 2, 3, …, 4095. Cpre,n,s(k) = Sc-cd,n(k) x Csig,s(k) x ej(π/4 + π/2k) k = 0, 1, 2, 3, …, 4095. Trong đó k=0 tương ứng với chíp được phát đầu tiên, Csig,s là chữ ký tiền tố giồng như ở phần PRACH, còn Sc-acc,n(k) và Sc-cd,n(k) là mã ngẫu nhiên hóa tiền tố truy nhập và CD được xác định như sau: Sc-acc,n(k) = Clong,1,n(i) , i = 0, 1, 2, 3, …, 4095 Sc-cd,n(k) = Clong,1,n(i + 4096) , i= 0, 1, 2, …, 4096 Trong đó Clong,1,n(i) được xác định như Clong,1,n(i) của mã ngẫu nhiên dài ở đường lên như đã trình bày ở phần trên. Phần số liệu của PCPCH Phần điều khiển của PCPCH Cd βd βc Cc j I Q I + jQ Sc-msg,n Hình 3.12: Phần bản tin của kênh vật lý PCPCH. Ngẫu nhiên hóa phức Sơ đồ kênh PCPCH cho phần bản tin Cũng giống như kênh vật lý PRACH gồm phần số liệuvà phần điều khiển. Các bit của hai phần này trước khi trải phổ được sắp xếp sao cho: giá trị ‘0’ được đặt vào ‘+1’, còn giá trị ‘1’ được đặt vào ‘-1’. Phần điều khiển được trải phổ đến tốc độ chip bằng mã định kênh Cc, còn phần số liệu được trải phổ bằng mã định kênh Cd. Mã định kênh cho phần bản tin của PCPCH luôn luôn được dùng với hệ số trải phổ 256. Phần số liệu cao có thể sử dụng các mã định kênh có hệ số SF từ 4 đến 256. Sau khi định kênh, các tín hiệu giá trị thực được đánh trọng số bằng các hệ số khuếch đại. Sau khi đánh trọng số, các tín hiệu luồng chip được xử lý như luồng chip phức và được ngẫu nhiên hóa bằng mã ngẫu nhiên hóa phức Sc-msg,n. Mã ngẫu nhiên hóa 10 ms được đồng bộ với các khung 10 ms của phần bản tin. Sc-msg,n được xác định như sau: Sc-msg,n (i) = Slong,n(i + 8192) , i= 0, 1, 2, …, 38399 Trong đó chỉ số thấp nhất tương ứng với chip được phát đầu tiên của khung vô tuyến 10 ms. Trong trường hợp tài nguyên truy nhập được dùng chung cho cả PRACH và PCPCH, thì Sc-msg,n được xác định như sau: Sc-msg,n (i) = Sr-msg,n (i) = Slong,n (i + 4096) , i= 0, 1, 2, …, 38399 Trong đó chỉ số thấp nhất tương ứng với chip được phát đầu tiên của khung vô tuyến 10 ms. 3.3.2. Cấu trúc khung và hoạt động của kênh vật lý gói chung đường lên, PCPCH Kênh PCPCH dùng để mang kênh truyền tải CPCH. Kênh gói chung đường lên CPCH là một mở rộng của kênh RACH để mang số liệu của người sử dụng được phát các cụm số liệu ở đường lên mà không cần sử dụng DCH. CPCH thường được sử dụng cho các cụm số liệu ngắn ít xảy ra, còn DCH thích hợp cho các cụm số liệu dài hoặc các cụm số liệu ngắn thường xảy ra. Phát CPCH dựa trên nguyên tắc phát hiện xung đột (DSMA-CD). Cấu trúc của phát truy nhập ngẫu nhiên CPCH gồm một hay nhiều tiền tố truy nhập (A-P: Access Preamble) dài 4096 chip, một tiền tố phát hiện xung đột (CD-P: Collision Detection Preamble) dài 4096 chip, một tiền tố điều khiển công suất (PC-P: Power – Control Preamble) dài từ 0 đến 8 khe và một bản tin có độ dài khả biến N x 10 ms. Tiền tố phát hiện xung đột để tông báo cho các UE khác không phát các gói của mình trên cùng PCPCH tại thời điểm này. 0 hay 8 khe N x 10 ms 4096 chip P0 P1 Pj Pj Phần bản tin Tiền tố truy nhập Tiền tố phân giải xung đột DPCCH DPDCH Hình 3.13: Cấu trúc truy nhập ngẫu nhiên CPCH. Số liệu Nsố liệubit Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Tkhe = 2560 chip, 10x2k bit (k= 0…6) 1 khung vô tuyến: Tf = 10 ms Hình 3.14: Cấu trúc khung vô tuyến phần bản tin CPCH. Hoa tiêu Nhoa tiêubit TFCI NTFCIbit FBI NFBIbit TPC NTPCbit Số liệu Điều kihển Phần bản tin CPCH Mỗi khung 10 ms chia thàn 15 khe dài Tkhe = 2560 chip, mỗi khe chia làm hai phần: phần số liệu mang thông tin lớp cao và phần điều khiển mang thông tin lớp thấp. Các phần số liệu và điều khiển được phát đồng thời. Phần số liệu gồm 10 x 2k bit, trong đó k = 0, 1, …, 6, tương ứng với các hệ số trỉ phổ 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4. hệ số trải phổ của phần điều khiển bản tin là 256. 3.4. Sơ đồ điều chế sóng mang cho các kênh vật lý đường lên Ở đường lên các chuỗi chip giá trị phức nhậän được sau ngẫu nhiên hóa phức được đưa lên điều chế sóng mang QPSK. Chuỗi phức nhận được sau trải phổ và ngẫu nhiên hóa Phân chia phần thực và ảo Tạo dạng xung Tạo dạng xung Cos (Tt) -sin (Tt) S Hình 3.15: Điề chế QPSK đường lên. Re(S) Im(S) 4. Các kênh vật lý đường xuống Kênh vật lý đường xuống (DPCH) Kênh DPCH riêng Kênh DPCH chung Kênh hoa tiêu chung (CPICH) Kênh điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH) Kênh điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH) Kênh đồng bộ (SCH) Kênh chia sẻ đường xuống (PDSCH) Kênh chỉ thị bắt (AICH) Kênh chỉ thị tìm gọi (PICH) Kênh chỉ thị trạng thái CPCH (CSICH) Kênh chỉ thị phát hiện xung đột hoặc ấn định kênh (CD/CA-ICH) Hình 3.16: Tổng kết các kiểu kênh đường xuống. Các kiểu kênh vật lý đường xuống được chỉ ra ở hình dưới. 4.1. Trải phổ đường xuống và ngẫu nhiên hóa đường xuống cho các kênh vật lý 4.1.1. Trải phổ đường xuống và ngẫu nhiên hóa đường xuống cho các kênh vật lý trừ kênh đồng bộ SCH S P I j Q Cch,SF,m I + jQ Sdl,n Mọi kênh vật lý trừ kênh SCH S/P: biến đổi nối tiếp thành song song Hình 3.17: Sơ đồ tổng quát trải phổ kênh vật lý đường xuống trừ SCH. S Hình 3.17 ở dưới mô tả sơ đồ tổng quát cho tất cả các kênh vật lý đường xuống trừ kênh đồng bộ SCH. Trứơc hết mỗi cặp ký tự liên tiếp được bộ biến đổi nối tiếp thành song song (S/P) và được sắp xếp lên các nhánh I và Q, quá trình náy thực hiện sao cho các ký hiệu chẳn được đặt lên I và lẻ đặt lên Q. Đối với tất cả các kênh trừ kênh AICH ký hiệu số ‘0’ được định nghĩa như là ký hiệu đầu tiên trong mỗi khe thời gian truy nhập. Sau đó các nhánh I và Q được trải phổ đến tốc độ chip bằng cùng một mã định kênh Cch,SF,n. Các chuỗi chip giá trị thực ở các nhánh T và Q sau đó được xử lý như là một chuỗi chip giá trị phức. Chuỗi chip này được ngẫu nhiên hóa phức bằng một mã ngẫu nhiên hóa phức Sdl,n. 3 3 G1 G2 Gp Gs P-SCH S-SCH Các kênh vật lý đường xuống Hình 3.18: Sơ đồ ghép kênh vật lý đường xuống. Các kênh sau trải phổ giá trị phức được đánh trọng số bởi hệ số Gi . Các kênh giá trị phức P-SCH (kênh SCH sơ cấp) và S-SCH (kênh SCH thứ cấp) được đánh trọng số bởi các hệ số Gp và Gs như hình dưới. 4.1.2. Các mã của kênh đồng bộ SCH Kênh đồng bộ đường xuống là trường hợp đạt biệt của kênh vật lý không thể nhìn thấy ở lớp trên. Nó chứa hai kênh SCH sơ cấp (P-SCH) và thứ cấp (S-SCH). Đàu cuối cần sử dụng kênh này để tìm các ô. Các kênh này không chịu sự điều khiển của mã ngẫu nhiên hóa đặc thù ô. Đầu cuối phải có khả năng đồng vộ với ô trước khi biết được mã ngẫu nhiên hóa đường xuống. SCH chứa từ mã 256 chip như nhau cho tất cả các ô. Kênh SCH được phát không điều chế mã. Từ mã đưỡc kết cấu từ các chuỗi có độ dài ngắn hơn 16 chip để tối ưu phần cứng của đầu cuối. Còn các từ mã thứ cấp là các chuỗi tương tự nhưng khác nhau ở các BS khác nhau. 16 chuỗi này được sử dụng để tạo ra 64 từ mã khác nhau cho phép nhận dạng 64 nhóm mã mà BS trực thuộc. Dưới đây là hình mô tả cấu trúc khung vô tuyến SCH acp acp acp acpi,0 acpi,1 acpi,14 Khe #0 Khe #1 Khe #14 SCH sơ cấp SCH thứ cấp 256 chip 2560 chip Một khung vô tuyến 10 ms Hình 3.19: Cấu trúc khung vô tuyến của SCH Tạo mã -Mã đồng bộ sơ cấp (PSC) Cpsc được cấu trúc như là chouỗi Golay phân cấp tổng quát. Ta có chuỗi sau: a = = PSC được tạo ra bằng cách lặp chuỗi a sau khi được điều chế bằng chuỗi Golay. Vậy Cpsc có dạng sau: Cpsc = (1 + j) x Trong đó chuỗi ngoài cùng bên trái là chuỗi được phát trứơc tiên. - 16 mã đồng bộ thứ cấp Cssc,k , với k=1,2,…, 16. là mã phức tạo ra bằng cách nhân theo vị trí bit giữa một chuỗi Hadamard và chuỗi z Cách xác định chuỗi z: z = trong đó b = Các chỗui Hadamard nhận được từ ma trận H256 H1 = (1) H2N = HN Hn , N $ 2 HN -HN Trong đó N = 2j với j là số nguyên dương. Giả sử hn(i) và z(i) ký hiệu cho ký hiệu thứ I của chuỗi hn vá z, trong đó i= 0, 1, 2, …, 255 vá i= 0 tương ứng với ký hiệu ngoài cùng bên trái. Khi đó Cssc,k được xác định như sau Cssc,k = (1 + j)x . Trong đó m = 16 x (k-1) và chip ngoài cùng bên trái là chip được phát đầu tiên. Phân bổ mã SSC Phân bổ mã SSC được cho ở bảng phía dưới. Các giá trị trong bảng biểu thị SSC nào được sử dụng ở các nhóm khe khác nhau cho các nhóm mã nhẫu nhiên khác nhau. Chẳng hạn giá trị ‘7’ nghĩa là SSC thứ 7, CSSC,7 sẽ được sử dụng cho nhóm mã ngẫu nhiên và khe tương ứng. Nhóm mã ngẫu nhiên hóa Số thứ tự khe #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 Nhóm 1 1 1 2 8 9 10 15 8 10 16 2 7 15 7 16 Nhóm 2 1 1 5 16 7 3 14 16 3 10 5 122 14 12 10 Nhóm 3 1 2 1 15 5 5 12 16 6 11 2 16 11 15 12 Nhóm 4 1 2 3 1 8 6 5 2 5 8 4 4 6 3 7 Nhóm 5 1 2 16 6 6 11 15 5 12 1 15 12 16 11 2 Nhóm 6 1 3 4 7 4 1 5 5 3 6 2 8 7 6 8 Nhóm 7 1 4 11 3 4 10 9 2 11 2 10 12 12 9 3 Nhóm 8 1 5 6 6 14 9 10 2 13 9 2 5 14 1 13 4.2. Kênh vật lý số liệu riêng (DPDCH) và điều khiển riêng (DPCCH) đường xuống Kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH) bao gồm hai kênh DPDCP và DPCCH đường xuống ghép theo thời gian để mang kênh đường xuống (DCH). Trong một kênh DPCH đường xuống, số liệu riêng được tạo ra bởi lớp 2 và các lớp trên được ghép kênh theo thời gian với thông tin điều khiển được tạo ra ở lớp 1 (các bit hoa tiêu, các lệnh điều khiển công suất phát, và một TFCI tùy chọn). Cấu trúc khung ở hình dưới dài 10 ms được chia thành 15 khe , mỗi khe dài Tkhe = 2560 chip tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất. Thông số k xác định tổng số bit trên một khe của DPCH đường xuống. Quan hệ của nó với hệ số trải phổ là: SF = 512/2k , k= 0, 1, .., 7 nên hệ số trải phổ có thể thay đổi từ 512 đến 4. Có hai loại kênh vật lý riêng đường xuống : kênh chứa TFCI ( cho nhiều dịch vụ đồng thời, và kênh không chứa TFCI (cho các dịch vụ bit cố định). UTRAN sẽ quyết định có phát TFCI hay không, nếu có thì tất các UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI ở đường xuống. Số liệu 1 Nsố liệu1bit Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Tkhe = 2560 chip, 10x2k bit (k= 0…6) 1 khung vô tuyến: Tf = 10 ms Hình 3.20: Cấu trúc khung vô tuyến cho DPCH đường xuống. Hoa tiêu Nhoa tiêubit TFCI NTFCIbit TPC NTPCbit DPDCH DPCCH Số liệu 2 Nsố liệu1bit DPDCH DPCCH 4.3. Kênh vật lý hoa tiêu chung (CPICH) CPICH là kênh vật lý đường xuống có tốc độ cố định là 30 kbit/s , hệ số trải phổ SF = 256 để mang chuỗi bit/ký hiệu được định nghĩa trước. Cấu trúc của nó cho ở hình dưới. Chuỗi ký hiệu được định nghĩa trước Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Tkhe = 2560 chip, 20 bit = 10 ký hiệu 1 khung vô tuyến: Tf = 10 ms Hình 3.21: Cấu trúc khung cho kênh hoa tiêu chung. Có hai kiểu kênh hoa tiêu chung: kênh hoa tiêu sơ cấp (P-CPICH) và kênh hoa tiêu thứ cấp (S-CPICH). Chúng khác nhau về lĩnh vực sử dụng và các hạn chế đối với các tính năng vật lý chung. 4.3.1. Kênh hoa tiêu sơ cấp , P-CPICH Kênh hoa tiêu sơ cấp P-CPICH có các đặc tính sau: - Luôn luôn được sử dụng một mã định kênh Cch,256,0. - Được ngẫu nhiên hóa bởi mã ngẫu nhiên hóa sơ cấp. - Mỗi một ô có một kênh. - Phát quảng bá trên toàn bộ ô. CPICH tham chuẩn pha cho các kênh đường xuống sau: SCH, CCPCH sơ cấp, AICH, PICH, CPICH cũng là tham chuẩn pha mặc định cho tất cả các kênh đường xuống khác. UE đánh giá đáp ứng xung kim kênh từ tín hiệu hoa tiêu thu được và trên cơ sở đáp ứng này nó khôi phục lại số liệu. Như vậy hoa tiêu và số liệu phải được phát trên cùng một kênh vô tuyến. Vì P-CPICH được phát ttên toàn bộ ô nên không thể sử dụng nó để khôi phục số liệu từ một búp anten thông minh. 4.3.2. Kênh hoa tiêu thứ cấp, S-CPICH Khênh hoa tiêu thứ cấp có các đặc tính sau: - Có thể sử dụn một mã định kênh tùy ý với SF =256. - Được ngẫu nhiên hóa hoặc bởi mã ngẫu nhiên sơ cấp hoặc thứ cấp. - Một ô có thể không có, có một hoặc nhiều kênh. - Có thể chỉ được phát ở một phần ô. - CPICH thứ cấp có thể là tham chuẩn cho CCPCH thứ cấp cà DPCH đường xuống. Nếy xảy ra trường hợp này, báo hiệu lớp cao hơn phải thông báo cho UE. S-CPICH cung cấp chuẩn nhất quán chung trong một phần ô hoặc đoạn ô. Khi này có thể sử dụng nó cho một UE hoặc một nhóm UE gần nhau để khôi phục số liệu từ các búp hẹp của các anten thông minh. 4.4. Các kênh vật lý điều khiển chung đường xuống, CCPCH Kênh CCPCH đường xuống bao gồm hai kênh: kênh CCPCH sơ cấp (P-CCPCH) và CCPCH thứ cấp (S-CCPCH). 4.4.1. Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp, P-CCPCH Kênh P-CCPCH là kênh đường xuống 30 kbit/s, với hệ số trải phổ SF = 256 để mang kênh điều khiển quảng bá (BCH). Trong hình phía dưới cho thấy cấu trúc khung P-CCPCH 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. Trong khoảng thời gian này SCH sơ cấp và thứ cấp được phát. Số liệu 18 bit Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Tkhe = 2560 chip, 20 bit 1 khung vô tuyến: Tf = 10 ms Hình 3.22: Cấu trúc khung cho kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp P-CCPCH. (Tx tắt) 256 chip Kênh quảng bá (BCH) là một kênh truyền tải được sử dụng để phát ở đường xuống các thông tin đặc thù mạng UTRAN hoặc ô (thông tin hệ thống) trên toàn bộ ô cho tất cả UE trong một ô. Vì UE chỉ có thể đăng ký đến ô này nếu nó có thể giải mã kênh quảng bá, nên cần phát kênh này ở công suất khá cao để có thể truyền đến tất cả người sử dụng trong vùng phủ sóng yêu cầu. Khi phát ở giao diện vô tuyến thông tin của BCH được phát tại tốc độ cố định 30 kbit/s gồm cả thông tin bổ sung. Vì hai bit đầu (tương ứng với 256 chip) của khe không được phát nên tốc độ thực tế của BCH là 270 kbit/s. 4.4.2. Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp, S-CCPCH Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH) được sử dụng để mang thông tin FACH và PCH. Có hai kiểu S-CCPCH: kiểu có TFCI và kiểu không có TFCI, UTRAN sẽ xác định có phát TFCI hay không. Nếu có thì các UE phải hổ trợ việc sử dụng TFCI. Cấu trúc khung TFCI được cho ở hình 3.23 phía dưới. Với thông số k xác định tổng số bit trên khe thời gian kênh S-CCPCH đường xuống. Quan hệ giữa k và hệ số trải phổ: SF = 256/2k. Hệ số trải phổ thay đổi từ 256 đến 4. Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Tkhe = 2560 chip, 20x2k bit (k= 0…6) 1 khung vô tuyến: Tf = 10 ms Hình 3.23: Cấu trúc khung cho kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp S-CCPCH. Hoa tiêu Nhoa tiêubit TFCI NTFCIbit Số liệu Nsố liệu1bit Kênh FACH đường xuống Kênh truy nhập đường xuống FACH là một kênh truyền tải đường xuống mang thông tin điều khiển đến các UE nằm trong một ô cho trước, chẳng hạn sau khi BS thu được một bản tin truy nhập ngẫu nhiên. Các số liệu gói cũng có thể phát trên kênh FACH, trong một ô có thể có nhiều FACH và một trong các FACH phải có tốc độ bit đủ thấp để tất cả các UE đều thu được. Có thể truyền dẫn tốc độ cao hơn đến UE bằng cách sử dụng nhiều FACH. Kênh PCH đường xuống Kênh tìm gọi PCH là một kênh truyền tải đường xuống mang số liệu liên quan đến thủ tục tìm gọi, chẳng hạn khi muốn khởi đầu thông tin với UE. Mạng phát bản tin tìm gọi đến tất cả các ô thuộc vùng định vị nơi có UE cần tìm. Phụ thuộc vào cấu hình hệ thống, bản tin tìm gọi có thể được phát trong một ô hoặc trong hàng trăm ô. Hai kênh truyền tải 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 kênh S-CCPCH thì chúng có thể được sắp xếp trong cùng một khung. Sự khác biệt giữa P-CCPCH và S-CCPCH là P-CCPCH có tốc độ cố định còn S-CCPCH có thể hỗ trợ tốc độ thay đổi với sự giúp đỡ của TFCI. Ngoài ra P-CCPCH phát liên tục trên toàn bộ ô còn S-CCPCH chỉ phát khi có số liệu. 4.5. Kênh vật lý chia sẻ đường xuống, PDSCH Kênh vật lý chia sẻ đường xuống PDSCH được sử dụng để mang kêânh DSCH. Kênh này được nhiều người sử dụng dùng chung trên cơ sở ghép kênh theo mã. Vì DSCH luôn liên kết với DCH nên PDSCH luôn liên kết với DPCH. Cấu trúc của PDSCH cho ở hình 3.24. Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Tkhe = 2560 chip, 20x2k bit (k= 0…6) 1 khung vô tuyến: Tf = 10 ms Hình 3.24: Cấu trúc khung cho PDSCH. Số liệu Nsố liệu1bit Các tốc độ bit và ký hiệu kênh được cho ở bảng sau. Các hệ số trỉ phổ có thể thay đổi từ 256 đến 4. Khuôn dạng #i Tốc độ bit kênh (kbit/s) Tốc độ ký hiệu kênh (kbit/s) SF Số bit/khung Số bit/khe Nsố liệu 0 30 15 256 300 20 20 1 60 30 128 600 40 40 2 120 60 64 1200 80 80 3 240 120 32 2400 160 160 4 480 240 16 4800 320 320 5 960 480 8 9600 640 640 6 1920 960 4 19200 1280 1280 4.6. Kênh chỉ thị bắt, AICH Kênh chỉ thị bắt (AICH) là một kênh vật lý được sử dụng để mang chỉ thị bắt. Chỉ thị bắt AIs tương ứng với chữ ký s ở kênh PRACH hoặc PCPCH. Hình3.25 phía dưới minh họa cấu trúc khung của AICH. AICH có khung 20 ms, với 15 khe thời gian, tương ứng mỗi khe là 1,33 ms chứa 5120 chip và 40 bit. Mỗi khe gồm hai phần : phần chỉ thị bắt AI gồm 32 ký hiệu giá trị thực a0, a1, …, a31 (tương ứng 4096 chip) và một phần không sử dụng gồm 8 ký hiệu giá trị thực a32, …, a39 (tương ứng 1024 chip) . Kênh có hệ số trải phổ SF = 256. Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 5120 chip, 40 bit 20 ms Hình 3.25: Cấu trúc khung kênh chỉ thị bắt AICH. a0 a1 a2 a30 a31 a32 a33 a39 a38 a29 Phấn AI Phần không sử dụng Các ký hiệu giá trị thực a0, a1, …, a31 ở hình trên được xác định như sau: aj = 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 . Các ký hiệu giá trị thực a32, a33, …, a39 ở trên được sử dụng cho kênh chỉ thị trạng thái CSICH của CPCH. 4.7. Kênh chỉ thị tìm gọi PICH Kênh chỉ thịc tìm gọi PICH là kênh vật lý tốc độ cố định với SF=256 được sử dụng để mang các chỉ thị tìm gọi (PI). PICH luôn liên kết với S-CCPCH mà ở d0ó kênh truyền tải PCH được sắp xếp lên. Cấu trúc khun vô tuyến của PICH dài 10 ms chứa 300 bit (b0, b1,b2, …, b299). Trong đó 288 bit (b0, b1, …, b287) được sử dụng để mang các chỉ thị tìm gọi, 12 bit còn lại (b288, …, b299) không được định nghĩa. b0 b1 b2 b287 b288 b299 288 bit cho chỉ thị tìm gọi 12 bit (không định nghĩa) Một khung vô tuyến 10 ms Hình 3.26: Cấu trúc kênh chỉ thị tìm gọi. N chỉ thị tìm gọi (PI0, …, PIN-1) được phát từng khung PICH, trong đó N=18, 36, 72 hay 144. PI được tính toán ở lớp cao hơn cho từng UE, được sắp xếp vào chỉ thị tìm gọi PIp, trong đó p (ứng với UE đặc thù) được tính toán như hàm của PI tính từ lớp cao hơn. Nếu chỉ thị tìm gọi trong một khung nào đó được đặt vào ‘1’ thì có nghĩa là các UE liên kết với chỉ thị tìm gọi này phải đọc khung tương ứng liên kết với S-CCPCH. Khi phân tập phát được sử dụng cho PICH, mã hóa STTD được sử dụng cho các bit PICH. 4.8. Kênh đồng bộ SCH Kênh đồng bộ SCH được các UE sử dụng để tìm kiếm ô ban đầu. SCH được phát trong khoảng thời gian 256 chip trống của P-CCPCH (hình 3.22) mang BCH. Có hai kênh SCH: kênh SCH sơ cấp (PSC) và kênh SCH thứ cấp (SSC). PSC như nhau cho tất cả các khe và mọi nút B, mặc dù các nút này không đồng bộ với nhau. PSC và SSC được tao ra như phần trình bày mã của SCH. Máy thu cuả UE sử dụng PSC để khởi đầu tìm kiếm một BS ở gần và sau đó xác định khởi đầu khe thời gian. SSC và PSC được phát đồng thời. SSC cho pép UE xác định nhóm mã ngẫu nhiên sơ cấp chứa mã ngẫu nhiên của ô cần tìm. Từ cấu trúc khung SCH cho ở hình 3.19, có 15 mã đồng bộ sơ cấp khác nhau trong mỗi khe của một khung và các mã này tạo nên một chuỗi cố định trước liên kết với một nhóm mã sơ cấp. Có tất cả 64 nhóm mã ngẫu nhiên sơ cấp và với sự giúp đỡ của SSC, UE tìm được nhóm mã chứa mã ngẫu nhiên sơ cấp của ô. Nhóm tìm được có 8 tập mã gồm 16 mã, mỗi tập chỉ có một mã nẫu nhiên sơ cấp. Mã này cũng chính là mã hoa tiêu. Máy thu UE tính toán tương quan chéo với tất cả 8 mã ngẫu nhiên sơ cấp của 8 tập để tìm ra mã ngẫu nhiên sơ cấp của ô. Sau khi tìm được mã này máy thu UE có thể tìm được BCH. Số liệu của BCH chứa mã ngẫu nhiên thứ cấp được sử dụng trong ô. Bảng phân bố mã SSC trong các khe thời gian cho các nhóm mã ngẫu nhiên hóa từ 1 đến 8. Sự phân bốâ này cho phép máy thu UE dễ dàng tìm được khởi đầu khung và nhóm mã. 4.9. Điều chế đường xuống Chuỗi phức nhận được Phân chia phần thực và ảo Tạo dạng xung Tạo dạng xung Cos (Tt) -Sin (Tt) S Hình 3.27: Điều chế QPSK đường xuống. Re(S) Im(S) Ở đường xuống các chuỗi chip giá trị phức nhậän được sẽ được điều chế sóng mang QPSK. CHƯƠNG 4: CẤU TRÚC MẠNG W-CDMA UMTS 1. Mở đầu UMTS là sự phát triển của GSM để cung cấp các khả năng cho thế hệ ba. Mạng W-CDMA UMTS sử dụng mạng đa truy nhập vô tuyến trên sơ sở CDMA băng rộng, W-CDMA, và mạng lõi được phát triển từ từ GSM. Giao diện vô tuyến của W-CDMA có thể có hai giải pháp: . FDD ( Frequency Division Duplex): ghép song công phân chia theo tần số. . TDD ( Time Division Duplex): ghép song công phân chia theo thời gian. Cả hai giao diện này đều sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA). Giải pháp thứ nhất là FDD sẽ được triển khai rộng rãi còn giải pháp TDD chủ yếu sẽ được triển khai cho các ô nhỏ (micro và pico). Giải pháp ghép song công phân chia theo mã FDD sử dụng hai băng tần 5 MHz