Đồ án Các giải pháp kỹ thuật sử dụng trong WCDMA – HSDPA

phân tập: Phân tập thời gian Phân tập tần số Phân tập không gian Phân tập thời gian được thực hiện nhờ việc sử dụng phương pháp đan xen và các mã sửa lỗi. Pha định lựa chọn tần số thường chỉ có ảnh hưởng trong một độ rộng băng tần 200-300kHz và trong hệ thống WCDMA thực hiện phân tập tần số bằng cách trải năng lượng tín hiệu ra một băng tần rộng (5Mhz). Phân tập không gian hay phân tập theo đường truyền có thể được thực hiện theo 3 cách: Đặt nhiều anten tại BS Thiết lập nhiều đường tín hiệu (chuyển giao mềm)để kết nối máy di động với hai hay nhiều BS Sử dụng môi trường truyền làn đa đường nhờ chức năng trải phổ như máy thu quét (RAKE receiver) sẽ thu và tổ hợp các tín hiệu phát với các thời gian trể phát khác nhau. Hình 3.8 Các loại phân tận trong WCDMA Phạm vi rộng của phân tập không gian có thể được cung cấp bởi đặc tính duy nhất của chuỗi trực tiếp ở hệ thống WCDMA và mức độ phân tập cao sẽ đem lại chất lượng tốt hơn trong môi trường nhiễu di động (EMI) lớn. Bộ điều khiển đa đường tách ra dạng sóng PN nhờ sử dụng bộ tương quan song song. Máy di động sử dụng ba bộ tương quan, còn BS sử dụng bốn bộ tương quan. Máy thu có bộ tương quan song song gọi là máy thu quét (máy thu RAKE), nó tìm thu tín hiệu qua mỗi đường, tổ hợp và giải điều chế tất cả các tín hiệu thu được. Hiện tượng phadinh có thể xảy ra trong mỗi tín hiệu thu nhưng không có sự tương quan giữa các đường thu. Vì vậy, tổ hợp của các tín hiệu thu được có độ tin cậy rất cao, vì khả năng xảy ra hiện tượng pha đinh đồng thời trong tất cả các tín hiệu thu là cực kỳ thấp. Nhiều bộ tách tương quan cho phép thông tin đồng thời với hai BS để quá trình chuyển giao mềm có sự hỗ trợ của máy di động có thể thực hiện được. Phần dưới đây sẽ giới thiệu chi tiết hơn về kỹ thuật phân tập không gian được sử dụng trong WCDMA là kỹ thuật thu RAKE . 3.6.1 Kỹ thuật thu RAKE Trong các hệ thống WCDMA, đường truyền từ trạm gốc trong ô tới máy di động sử dụng một máy thu quét gồm các bộ tương quan song song và đường truyền từ máy di động đến trạm gốc cũng sử dụng một máy thu như vậy nhưng có số bộ tương quan song song nhiều hơn. Thuật ngữ quét "n bộ tương quan " (n finger ), cho biết số các đường truyền có thể được tổng hợp là n. Các máy thu quét làm nhiệm vụ phát hiện và đo các thông số của các tín hiệu đa đường để có thể được sử dụng cho thu phân tập hoặc cho các mục đích chuyển giao và kết hợp các đường tín hiệu một cách nhất quán (tức là đồng bộ tín hiệu) sau khi giải điều chế mỗi tín hiệu truyền theo một đường riêng (tổng hợp sau khi tách sóng). Việc tách và đo các thông số của các tín hiệu đa đường được thực hiện bởi một " bộ thu tìm kiếm " (searcher receiver) đã được lập trình để so sánh các tín hiệu thu với các phần của các mã PN kênh I và kênh Q. Các sóng nhiều tia tới máy thu gây ra hiện tượng tự khuếch đại tạo thành các đỉnh tương quan xảy ra tại các thời điểm khác nhau. Một giá trị biên độ của đỉnh tỷ lệ với đường bao của tín hiệu trên đường truyền và thời gian của mỗi đỉnh liên quan tới tín hiệu đến đầu tiên, những yếu tố này đem lại một phép đo về độ trễ của đường truyền. Bởi vậy, trong thiết kế tiêu chuẩn bao giờ cũng đề cập tới việc xác định bất cứ đường truyền nào đang tồn tại. Vì tất cả các trạm gốc sử dụng cùng các mã PN I và Q chỉ khác nhau về bù pha của mã nên không chỉ các tín hiệu đa đường mà còn cả các trạm gốc khác sẽ được phát hiện bởi sự tương quan (trong một "cửa sổ tìm kiếm " khác nhau của các thời điểm đến) với các phần trong các mã tương ứng với các trạm gốc đã được chọn. Như vậy, bộ thu tìm kiếm có thể lưu giữ một bảng các tín hiệu đa đường mạnh và các tín hiệu trạm gốc để có thể kết hợp phân tập hoặc để cho các mục đích chuyển giao. Để hữu dụng, bảng này cần phải ghi thời gian đến, cường độ tín hiệu và bù mã PN tương ứng. Trên đường truyền về, máy thu của trạm gốc được ấn định để bám theo một máy phát di động nhất định sử dụng các thời điểm đến và chuỗi bù 0 (zero-offset) trên kênh mã I và Q để xác định việc tìm kiếm các tín hiệu di động từ các thuê bao liên lạc với trạm gốc đó. Bộ thu tìm kiếm tại trạm gốc có thể nhận biết tín hiệu của máy di động cần thu bằng chuỗi bù mã PN dài ngẫu nhiên hoá duy nhất của nó, trước khi bắt đầu quá trình truyền dẫn số liệu hoặc thoại trên đường truyền một đoạn bít mở đầu đặc biệt được sử dụng cho mục đích đó. Khi tiến hành cuộc gọi, bộ thu tìm kiếm có khả năng giám sát cường độ của các tín hiệu đa đường từ máy di động đến trạm gốc và sử dụng nhiều hơn một đường nhờ việc kết hợp phân Bộ thu tương quan 1 Bộ thu tương quan 2 Bộ thu tương quan 3 Bộ tìm kiếm Trễ Trễ Bộ tổng hợp Trễ tập. Hình 3.9 Máy thu quét (Rake receiver) Cấu trúc phân kênh của WCDMA Cũng như trong các hệ thống thông tin di động thế hệ hai, các kênh thông tin trong WCDMA được chia ra làm hai loại tuỳ thuộc vào quan điểm nhìn nhận. Theo quan điểm truyền dẫn ta sẽ có các kênh vật lý còn theo quan điểm thông tin ta sẽ có các kênh truyền tải. Lớp vật lý ảnh hưởng lớn đến sự phức tạp của thiết bị về mặt đảm bảo khả năng xử lý băng tần cơ sở cần thiết ở trạm gốc và trạm đầu cuối. Trên quan điểm các hệ thống thông tin di động thế hệ ba là các hệ thống băng rộng, vì vậy không thể thiết kế lớp vật lý chỉ cho một dịch vụ thoại duy nhất mà cần đảm bảo tính linh hoạt cho các dịch vụ tương lai. 3.7.1 Kênh vật lý 3.7.1.1 Kênh vật lý riêng đường lên Kênh vật lý đường lên gồm một hay nhiều kênh số liệu vật lý riêng (DPDCH) và một kênh điều khiển vật lý (DPCCH). — Kênh điều khiển vật lý (DPCCH) Kênh điều khiển vật lý đường lên được sử dụng để mang thông tin điều khiển lớp vật lý. Thông tin này gồm: các bit hoa tiêu để hỗ trợ đánh giá kênh cho tách sóng nhất quán, các lệnh điều khiển công suất (TCP: Transmit Control Power), thông tin hồi tiếp (FBI: Feedback Information) và một chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải (TFCI). Hoa tiêu TFCI FBI TCP Npilot bit NTFCI bit NFBI bit NTPC bit Số liệu Ndata bit Tkhe = 2560 chip, 10.2k bit (k = 0…6) Khe #0 Khe #1 Khe #14 Khe #i Một khung vô tuyến : Tf = 10ms DPDCH DPCCH Hình 3.10. Cấu trúc khung vô tuyến của DPDCH/DPCCH đường lên Thông số k xác định số bit trên khe của DPDCH/DPCCH đường lên. Mỗi khung có độ dài 10ms được chia thành 15 khe, mỗi khe dài Tslot = 2560 chip ứng với 666μs, tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất. Như vậy độ rộng khe gần bằng với độ rộng khe ở GSM (577μs). Các bit FBI được sử dụng khi sử dụng phân tập phát vòng kín ở đường xuống. Có tất cả 6 cấu trúc khe cho DPCCH đường lên. Có các tuỳ chọn sau: 0, 1 hay hai bit cho FBI và có hoặc không các bit TFCI. Các bit hoa tiêu và TPC luôn luôn có mặt và số bit của chúng được thay đổi để luôn sử dụng hết khe DPCCH. Bảng 3.2 Cấu trúc các trường của DPCCH : Khuôn dạng tại #i Tốc độ bit kênh (kbit/s) Tốc độ ký hiệu kênh SF Số bit /khung Số bit /khe Npilot NTPC NTFCI NFBI Số khe được phát trên khung vô tuyến 0 15 15 256 150 10 6 2 2 0 15 0A 15 15 256 150 10 5 2 3 0 10 – 14 0B 15 15 256 150 10 4 2 4 0 8 – 9 1 15 15 256 150 10 8 2 0 0 8 – 16 2 15 15 256 150 10 5 2 2 1 15 2A 15 15 256 150 10 4 2 3 1 10 – 14 2B 15 15 256 150 10 3 2 4 1 8 – 9 3 15 15 256 150 10 7 2 0 1 8 – 15 4 15 15 256 150 10 6 2 0 2 8 – 15 5 15 15 256 150 10 5 1 2 2 15 5A 15 15 256 150 10 4 1 3 2 10 – 14 5B 15 15 256 150 10 3 1 4 2 8 – 9 — Kênh số liệu vật lý riêng DPDCH Kênh truyền số liệu cho người sử dụng, tốc độ số liệu của DPDCH có thể thay đổi theo khung. Thông thường đối với các dịch vụ số liệu thay đổi, tốc độ số liệu của kênh DPDCH được thông báo trên kênh DPCCH. DPCCH được phát liên tục và thông tin về tốc độ trường được phát bằng với chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải (TFCI), là thông tin DPCCH về tốc độ số liệu ở khung DPDCH hiện hành. Nếu giải mã TCFI không đúng thì toàn bộ khung số liệu bị mất. Tuy nhiên độ tin cậy của TCFI cao hơn số liệu nên ít khi xảy ra mất TCFI. Bảng 3.3 Cấu trúc các trường của DPDCH như sau : Khuôn dạng tại #i Tốc độ bit kênh (kbit/s) Tốc độ ký hiệu kênh SF Số bit /khung Số bit /khe Ndata 0 15 15 256 150 10 10 1 30 30 128 300 20 20 2 60 60 64 600 40 40 3 120 120 32 1200 80 80 4 240 240 16 2400 160 160 5 480 480 8 4800 320 320 6 960 960 4 9600 640 640 Kênh vật lý chung đường lên: — Kênh truy cập ngẫu nhiên PRACH: Kênh truy cập ngẫu nhiên vật lý (PRACH) được sử dụng để mang RACH. - Phát RACH: Phát truy nhập ngẫu nhiên dựa vào phương pháp ALOHA theo phân khe với chỉ thị bắt nhanh. Cứ hai khung thì có 15 khe truy nhập và khoảng cách giữa chúng là là 5120 chip. Các lớp cao cung cấp thông tin về khe truy nhập sử dụng ở hiện thời. Kênh truy nhập #0 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #0 Khung vô tuyến 10ms Khung vô tuyến 10ms 5120 chip Phát truy cập ngẫu nhiên Kênh truy nhập #1 Kênh truy nhập #7 Kênh truy nhập #8 Kênh truy nhập #14 Hình 3.11. Số thứ tự các khe truy nhập RACH và khoảng cách giữa chúng Phát truy cập ngẫu nhiên Phát truy cập ngẫu nhiên Phát truy cập ngẫu nhiên - Phần tiền tố của RACH: Phần tiền tố của cụm truy nhập ngẫu nhiên gồm 256 lần lặp một chữ ký. Tiền tố Tiền tố Tiền tố Tiền tố Tiền tố Phần bản tin Phần bản tin 4096 chip 4096 chip 10ms (Một khung vô tuyến) 20ms (Hai khung vô tuyến) Hình 3.12. Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên Tiền tố - Phần bản tin của RACH: Khung vô tuyến phần bản tin 10ms 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. Cả hai phần được phát đồng thời. Phần số liệu gồm 10.2k bit với k = 0, 1, 2, 3. Phần điều khiển gồm 8 bit hoa tiêu để hỗ trợ sự đánh giá cho tách sóng nhất quán và hai bit TFCI. Tổng số bit TFCI trong bản tin truy nhập ngẫu nhiên là 30. Giá trị của TFCI tương ứng với một khuôn dạng truyền tải nhất định của bản tin truy nhập hiện thời. Số liệu Ndata bit Khe #0 Khe #1 Khe #14 Khe #i Khung vô tuyến phần bản tin TRACH = 10 Hoa tiêu Npilot bit Tslot = 2560 chip, 10.2k bit (k=0..3) Số liệu Điều khiển Hình 3.13. Cấu trúc khung vô tuyến phần bản tin RACH Bảng 3.4 Các trường số liệu của phần bản tin RACH : Khuôn dạng khe #i Tốc độ bit kênh (kbit/s) Tốc độ ký hiệu kênh (kbit/s) SF Số bit/ khung Số bit/ khe Ndata 0 15 15 256 150 10 10 1 30 30 128 300 20 20 2 60 60 64 600 40 40 3 120 120 32 1200 80 80 Bảng 3.5 Trường điều khiển phần bản tin RACH : Khuôn dạng khe #i Tốc độ bit kênh (kbit/s) Tốc độ ký hiệu kênh (kbit/s) SF Số bit/khung Số bit/ khe Npilot NTFCI 0 15 15 256 150 10 8 2 — Kênh gói chung PCPCH Kênh gói chung vật lý được sử dụng để mang CPCH. PCPCH thực chất là sự mở rộng của RACH. Sự khác nhau cơ bản so với RACH là kênh này có thể dành trước nhiều khung và có sử dụng điều khiển công suất. - Phát CPCH: Phát CPCH dựa trên nguyên tắc DSMA – CD (DSMA – Collision Detection) với chỉ thị bắt nhanh. Phát truy nhập ngẫu nhiên CPCH gồm một hay nhiều tiền tố truy nhập (AP: Access Preamble) dài 4096 chip, một tiền tố phát hiện tranh chấp (CDP: Collisiion Detection Preamble) dài 4096 chip, một tiền tố điều khiển công suất (PCP: Power Control Preamble) dài từ 0 đến 8 khe và một bản tin có độ dài khả biến Nx10ms. Phần bản tin 0 hay 8 khe N.10ms Tiền tố truy nhập Tiền tố phân giải va chạm DPCCH DPDCH Hình 3.14: Cấu trúc phát đa truy nhập ngẫu nhiên CPCH - Phần tiền tố truy nhập CPCH: Phần tiền tố truy nhập ngẫu nhiên CPCH tương tự như của RACH. Số chuỗi được sử dụng ở đây có thể nhỏ hơn số chuỗi được sử dụng ở tiền tố RACH. - Phần tiền tố phát hiện tranh chấp: Phần này giống như phần tiền tố RACH. - Phần tiền tố điều khiển công suất: Là các tiền tố điều khiển công suất có độ dài lấy giá trị từ 0 đến 8 khe được thiết lập bởi các bit cao. - Phần bản tin CPCH: Gồm các khung bản tin 10ms, số khung bản tin này do lớp cao hơn quy định. Mỗi khung 10ms được chia ra 15 khe dài 2560 chip, mỗi khe gồm hai phần: phần số liệu mang thông tin các lớp cao và phần điều khiển mang thông tin các lớp thấp. Phần số liệu và phần điều khiển được phát đồng thời. 3.7.1.3 Kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH) Kênh riêng đường xuống được tạo bởi lớp hai và các lớp trên. Một khung kênh riêng đường xuống dài 10ms được chia ra làm 15 khe, mỗi khe dài 2560 chip tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất. Cấu trúc khung của kênh riêng đường xuống được thể hiện ở hình sau : Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Số liệu 1 TPC TFCI Số liệu 2 Hoa tiêu Ndata bit NTPC bit NTFCI bit Ndata2 bit Npilot bit DPDCH DPCCH DPDCH DPCCH Tslot = 2560 chip, 10.2k bit (k = 0..7) Hình 3.15. Cấu trúc khung của DPCH đường xuống. Một khung vô tuyến Tf = 10ms Có hai kiểu kênh hoa tiêu chung là kênh hoa tiêu chung sơ cấp và kênh hoa tiêu chung thứ cấp, phân biệt về lĩnh vực sử dụng và các hạn chế đối với tính năng vật lý của chúng. - Kênh hoa tiêu chung sơ cấp: Được ngẫu nhiên hóa bởi mã ngẫu nhiên sơ cấp và luôn được sử dụng cùng một mã định kênh. Mỗi ô có một kênh và chúng được phát quảng bá trên toàn bộ ô. - Kênh hoa tiêu chung thứ cấp: Mã ngẫu nhiên hóa có thể là sơ cấp hoặc thứ cấp và sử dụng mã định kênh tuỳ ý. Một ô có thể không có hoặc có nhiều kênh. Chúng chỉ được phát trong một phần ô. — Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH) Là kênh vật lý đường xuống có tốc độ cố định (30 kbit/s) đưọc sử dụng để mang BCH. Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Số liệu 18 bit Tslot = 2560 chip, 20 bit Hình 3.16. Cấu trúc khung của kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp Một khung vô tuyến Tf = 10ms Tx tắt 256 chip — Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH) Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp sử dụng để mang thông tin FACH và PCH. Có hai kiểu kênh S-CCPCH là kiểu có mang TFCI và kiểu không mang TFCI. Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Số liệu Ndata bit Tslot = 2560 chip, 20.2k bit (k = 0..6) Hình 3.17 Cấu trúc khung của S-CCPCH Một khung vô tuyến Tf = 10ms TFCI NTFCI bit Hoa tiêu Npilot bit — Kênh đồng bộ (SCH) Kênh đồng bộ là kênh mang tín hiệu tìm ô ở đường xuống. SCH gồm hai kênh con là SCH sơ cấp và SCH thứ cấp. Các khung 10ms của SCH sơ cấp và thứ cấp được chia thành 15 khe, mỗi khe dài 2560 chip. acp acs1.0 acp acs1.1 acp acs1.14 SCH sơ cấp SCH thứ cấp 256 chip 2560 chip Một khung vô tuyến SCH 10ms Khe #0 Khe #1 Khe #14 . . . . Hình 3.18. Cấu trúc khung kênh đồng bộ acp : Mã đồng bộ sơ cấp (Primary Synchrization Code) acsi,k : Mã đồng bộ thứ cấp (Secondary Synchrization Code) SCH sơ cấp gồm một mã đồng bộ sơ cấp PSC (Primary Synchronization) được điều chế 256 chip, mã đồng bộ sơ cấp như nhau trong mọi ô hệ thống. SCH thứ cấp gồm 15 chuỗi mã được điều chế có độ dài 256 chip. Các mã đồng bộ thứ cấp (Secondary Synchrization Code) phát đồng thời với SCH sơ cấp. Mỗi SSC được chọn từ tập của 16 mã dài 256. Chuỗi này ở SCH thứ cấp chỉ thị mã ngẫu nhiên đường xuống của ô thuộc nhóm mã nào. — Kênh vật lý dùng chung đường xuống (PDSCH) Kênh vật lý dùng chung đường xuống (PDSCH) được sử dụng để mang kênh dùng chung đường xuống. PDSCH luôn được dùng chung với nhiều kênh khác trên cơ sở ghép kênh theo mã. Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14 Số liệu Ndata bit Tslot = 2560 chip, 20.2k bit (k=0..6) Hình 3.19. Cấu trúc khung của PDSCH Một khung vô tuyến Tf = 10ms — Kênh chỉ thị bắt (AICH) Kênh chỉ thị bắt được sử dụng để mang thông tin chỉ thị bắt. Chỉ thị bắt AIs tương ứng với một chữ ký s trên kênh PRACH hoặc PCPCH. AICH gồm một chuỗi lặp của 15 khe truy nhập liên tiếp (AS = Access Slot), mỗi khe dài 40 bit. Mỗi khe gồm hai phần: phần chỉ thị bắt (AI) gồm 32 giá trị thực a0,a1,..,a31 và một phần không sử dụng gồm 8 giá trị thực a32,a33,..a39. AS #0 AS #1 AS #0 AS #14 AS #i a1 a2 a30 a31 a32 a33 a38 a39 Phần AI Phần không sử dụng 5120 chip, 40 bit 20ms AS #0 AS #14 Hình 3.20. Cấu trúc kênh chỉ thị bắt AICH — Kênh chỉ thị tìm gọi (PICH) Kênh chỉ thị tìm gọi là kênh vật lý có tốc độ cố định được sử dụng để mang các chỉ thị tìm gọi (PI). Một khung PICH dài 10ms chứa 300 bit, trong đó 288 bit được sử dụng để mang thông tin, 12 bit còn lại không được định nghĩa. ……………………… ……………………… Một khung vô tuyến 10ms 288 bit chỉ thị 12 bit (không định nghĩa) b0 b1 b287 b288 b299 Hình 3.21. Cấu trúc kênh chỉ thị tìm gọi Kênh truyền tải Kênh truyền tải riêng Kênh truyền tải riêng duy nhất là kênh DCH được sử dụng để mang thông tin từ các lớp trên lớp vật lý riêng cho người sử dụng. Thông tin bao gồm số liệu cho dịch vụ hiện thời và các thông tin điều khiển lớp cao. Kênh truyền tải riêng có các tính năng đặc trưng sau: - Điều khiển công suất nhanh theo từng khung. - Thay đổi tốc độ số liệu theo từng khung và khả năng phát đến một phần ô hay một đoạn ô bằng cách thay đổi hướng anten của hệ thống anten thích ứng. - Hỗ trợ chuyển giao mềm. 3.7.2.2 Kênh truyền tải chung Có sáu kiểu kênh truyền tải chung được định nghĩa trong UTRA. Các kênh truyền tải chung không có chuyển giao mềm, tuy vậy một số kênh có điều khiển công suất. So với hệ thống thông tin di động thế hệ hai, các kênh này có một số điểm khác như truyền dẫn gói ở các kênh chung, dùng chung một kênh đường xuống để phát số liệu gói… — Kênh quảng bá (BCH) Kênh quảng bá BCH (Broadcast Channel) là một kênh truyền tải được sử dụng để phát các thông tin đặc thù UTRA trong một ô. — Kênh truy nhập đường xuống (FACH) Kênh truy nhập đường xuống FACH (Forward Access Channel) là một kênh truyền tải đường xuống mang thông tin điều khiển đến các UE nằm trong một ô cho trước. Kênh FACH cũng có thể truyền các gói số liệu. Khi có nhiều kênh FACH, các kênh bổ sung có thể có tốc độ bit cao hơn. FACH không sử dụng điều khiển công suất nhanh và các thông tin được phát phải chứa thông tin nhận dạng trong băng. — Kênh tìm gọi (PCH) Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel) là một kênh truyền tải đường xuống mang số liệu liên quan đến thủ tục tìm gọi. — Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH) Kênh truy cập ngẫu nhiên RACH (Random Access Channel) là kênh truyền tải đường lên được sử dụng để mang thông tin điều khiển từ UE. Kênh này cũng có thể sử dụng để phát đi các cụm nhỏ số liệu gói từ UE. Để hoạt động đúng, hệ thống phải thu được kênh truy cập ngẫu nhiên từ toàn bộ vùng phủ của ô. — Kênh gói chung đường lên (CPCH) Kênh gói đường lên CPCH (Common Packet Channel) là một mở rộng của kênh RACH để mang số liệu của người sử dụng được phát theo gói trên đường lên. Kênh CPCH cùng với kênh FACH ở đường xuống tạo nên cặp kênh để truyền số liệu. — Kênh đường xuống dùng chung (DSCH) Kênh đường xuống dùng chung DSCH (Dedicated Shared Channel) là kênh truyền tải để mang thông tin của người sử dụng, ngoài ra DSCh cũng có thể mang thông tin điều khiển. DSCH hỗ trợ điều khiển công suất nhanh và có thể được dùng chung cho nhiều người sử dụng. 3.7.2.3 Sắp xếp kênh truyền tải lên kênh vật lý Trong quá trình truyền dẫn thông tin, các kênh truyền tải được đặt lên các kênh vật lý thể hiện ở sơ đồ sau : CÁC KÊNH VẬT LÝ CÁC KÊNH TRUYỀN TẢI Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CPCH) Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CPCH) Kênh vật lý truy cập ngẫu nhiên (PRACH) Kênh số liệu vật lý riêng (DPDCH) Kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH) Kênh vật lý đường xuống dùng chung (PDSCH) Kênh gói chung vật lý (PCPCH) Kênh đồng bộ (SCH) Kênh hoa tiêu chung (CPICH) Kênh chỉ thị bắt (AICH) Kênh chỉ thị tìm gọi (PICH) Kênh phát hiện tranh chấp/chỉ thị ấn định kênh (CD/CA-ICH) BCH FACH PCH RACH DCH DSCH CPCH Hình 3.22. Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý Kênh riêng (DCH) được sắp xếp lên hai kênh vật lý. Kênh số liệu vật lý riêng mang thông tin các lớp cao, còn kênh điều khiển vật lý riêng mang thông tin của lớp vật lý cần thiết. 3.8 Kỹ thuật chuyển giao 3.8.1 Mục đích của chuyển giao Nguyên nhân của việc khởi đầu của một tiến trình chuyển giao là do chất lượng đường truyền, sự thay đổi tốc độ, dịch vụ, do lưu lượng do sự điều hành và bảo dưỡng và chủ yếu là khi một thuê bao di chuyển từ vùng phủ sóng của một trạm gốc tới vùng phủ sóng khác. Mục đích của chuyển giao là đảm bảo sự liên tục của dịch vụ vô tuyến giữ vững chất lượng yêu cầu, hạn chế tối đa nhiễu giao thao của hệ thống bằng cách kết nối di động đến một hoặc các node B mạnh nhất. Ngoài ra còn đảm bảo liên lác di động giữa các mạng khác nhau và phân bố tải tại các vùng điểm nóng. Các trường hợp chuyển giao ● UE di chuyển từ cell này sang cell khác ● Dung lượng kết nối của một cell A đã dùng hết vì thế phải kết nối của những thêu bao nào nằm trong vùng giao nhau của cell này với một cell khác thì sẽ được chuyển sang cell khác đó. Hệ thống WCDMA hỗ trợ các quá trình chuyển giao khác nhau Chuyển giao mềm Chuyển giao mềm hơn Chuyển giao mềm-mềm hơn Chuyển giao cứng 3.8.2 Chuyển giao mềm UE phát đến và thu từ hai node B này đồng thời. UE thu đồng thời thông tin từ các node B và kết hợp chúng để được thông tin tốt nhất. Ở đường lên thông tin phát đi từ UE được các node B thu lại rồi chuyển đến RNC để được kết hợp chung. Trong chuyển giao mềm các node B đều phát lệnh điều khiển công suất UE ở vùng chồng lấn vùng phủ của hai đoạn cell thuộc hai node khác nhau (chuyển giao hai đường). Thông tin giữa UE và node B xảy ra đồng thời ở hai kênh của giao diện vô tuyến từ hai hoặc hơn node B khác nhau. Hình 3.23 Chuyển giao mềm 2 đường Chuyển giao mềm chỉ có thể được thực hiện khi cả node B cũ lẫn node B mới đều làm việc ở cùng một tần số. UE thông tin với 2 Sector của 2 Cell khác nhau (chuyển giao 2 đường) hoặc với 3 sector của 3 cell khác nhau (chuyển giao 3 đường). Node B điều khiển trực tiếp quá trình xử lý trong quá trình chuyển giao gọi là node B sơ cấp , các node B khác không điều khiển quá trình cuộc gọi gọi là các node B thứ cấp. Chuyền giao mềm kết thúc khi hoặc node B sơ cấp hoặc node B thứ câp bị bỏ. Nếu node B sơ cấp bị loại thì node B sơ cấp thành node thứ cấp và ngược lại trong cuộc gọi này. Chuyển giao ba đường có thể kết thúc bằng cách loại bỏ một trong số các node B và trở thành chuyền giao hai đường. Hình 3.24 Chuyển giao mềm 3 đường 3.8.3 Chuyển giao mềm hơn Chuyển giao mềm hơn xảy ra giữa hai hay nhiều sector thuộc cùng một node B.Trong trường hợp này chỉ có một vòng điều khiển công suất do node B điều khiển để phục vụ cả hai đoạn cell. Trong chuyển giao mền hơn , UE ở vùng chống lấn giữa hai vùng phủ của hai đoạn cell của node B. Thông tin giữa UE và node B xảy ra đồng thời trên hai kênh của giao diện vô tuyến. Vì thế, cần sử dụng hai mã khác nhau ở đường xuống để UE có thể phân biệt được hai tín hiệu. Dữ liệu bị chia nhỏ tại node B và được định tuyến tới các anten khác nhau. Máy thu của UE nhận hai tín hiệu này bằng phương pháp xử lý Rake. Ở đường lên cũng xảy ra quá trình tương tự ở UE: node B thu được kênh mã của UE ở từng đoạn cell, sau đó chuyển chúng đến cùng máy thu Rake và kết hợp chúng để nhận được tín hiệu tốt nhất. Hình 3.25 Chuyển giao mềm hơn 3.8.4 Chuyển giao mềm-mềm hơn UE thông tin với hai sector của cùng thuộc một node B A và một sector của node B B.Các tài nguyên mạng cần cho kiểu chuyển giao này gồm tài nguyên cho chuyển giao mềm hai đường giữa node B A và node B B công với tài nguyên cho chuyển giao mềm tại node B B. Hình 3.26 Chuyển giao mềm –mềm hơn 3.8.5 Chuyển giao cứng Chuyển giao cứng có thể xảy ra trong trường hợp như: chuyền giao từ một cell này sang cell khác khi hai cell có các tần số sóng mang khác nhau hoặc từ một cell này sang cell khác khi các cell này được nối đến hai RNC khác nhau và không tồn tại giao diện Iur, giữa hai RNC này. Chuyển giao cứng là chuyển giao “ngắt trước khi nối”: Chuyển giao cứng cùng tần số: Chuyển giao cứng cùng tần số có thể thực hiện khi giao diện Iur không có hiệu lực. Trường hợp này có thể phát sinh nếu chuyển giao gồm hai RNC được cung cấp bởi các nhà sản xuất khác nhau. Trong chuyển giao cứng cùng tần số, UE truyền trong phạm vi dải tần số bằng nhau, nhưng kết nối cũ kết thúc trước khi kết nối mới có thể được thiết lập, do đó gây ngắt quãng kết nối trong khoảng thời gian ngắn. Hình 3.27 Chuyển giao cứng cùng tần số Chuyển giao cứng khác tần số: Đây là kiểu chuyển giao giống chuyển giao GSM, giữa hai tần sô WCDMA f1 và f2 hay chuyền giao từ vùng có dịch vụ WCDMA sang vùng không có WCDMA (GSM) hoặc ngược lại. Trong trường hợp này, kết nối qua cell cũ (cell A) bị xóa và kết nối đến mạng vô tuyến vẫn được duy trì qua cell mới (cell B). Chuyển giao khác tần số cũng có thể thực hiện giữa hai tần số trong giới hạn của cùng một cell. Trong chuyển giao khác tần số cần thiết đo cường độ tín hiệu và chất lượng ở các tần số khác trong khi vẫn có các kết nối với tần số hiện tại. Hình 3.28 Chuyển giao cứng khác tần số 3.8.6 Trình tự của chuyển giao Một thuật ngữ đặc biệt được sử dụng để mô tả SNR của kênh hoa tiêu: năng lượng chíp trên mật độ nhiễu hoặc Ec/Io. Năng lượng chíp (năng lượng trên một chíp) khác với năng lượng bít trong đó "các chíp" liên quan tới các chuỗi PN được trải phổ. Vì không có thông tin băng g