Đồ án Tìm hiểu công nghệ CDMA2000 1XEV-DO

ác gói được sử dụng để vận chuyển dữ liệu người dùng. Vì vậy, trong các trường hợp này lớp phiên sẽ trả lời gói tin nhận được từ lớp luồng đến lớp kết nối ( xem hình 3.5a). 3.3.4. Lớp kết nối Trong khi đó lớp phiên quản lý phiên logic, lớp kết nối quản lý đường truyền vô tuyến kết nối giữa AN và AT. Như vậy, một phiên được kéo dài lâu hơn so với các kết nối hỗ trợ nó. Lớp kết nối bao gồm toàn bộ bảy giao thức. Đó là: ● Giao thức quản lý đường truyền vô tuyến; ● Giao thức cập nhật định tuyến; ● Giao thức khởi tạo; ● Giao thức trạng thái rỗi; ● Giao thức trạng thái kết nối; ● Giao thức thông điệp mào đầu; ● Giao thức hợp nhất gói. Xem hình 3.4. Trong số những giao thức này, giao thức quản lý đường truyền vô tuyến có trách nhiệm quản lý tổng thể cho việc đóng và mở một kết nối. Ngoài ra, giao thức cập nhật định tuyến duy trì đường truyền vô tuyến như là AT di chuyển giữa các tế bào khác nhau và các sector. Trong thực tế, kiểm tra lớp kết nối chúng ta sẽ xem xét chặt chẽ hơn ở cả hai giao thức trong lớp kết nối: giao thức quản lý đường truyền vô tuyến và giao thức cập nhật định tuyến. 3.3.4.1. Giao thức quản lý đường truyền vô tuyến Giao thức quản lý đường truyền vô tuyến có trách nhiệm quản lý tổng thể cho việc mở và đóng một kết nối. Giao thức quản lý đường truyền vô tuyến trong lớp kết nối tương tự như giao thức quản lý phiên (nó có trách nhiệm quản lý tổng thể đóng và mở một phiên) trong lớp phiên. Lý do tại sao chúng ta muốn chủ động đóng và mở các kết nối là để đảm bảo nguồn tài nguyên đường truyền vô tuyến. Khi đường truyền dữ liệu tạm thời rỗi, đó là mong muốn giải phóng nguồn tài nguyên đường truyền vô tuyến quý giá cho nên người dùng khác có thể sử dụng chúng. Trong đó, giao thức quản lý đường truyền vô tuyến có thể chuyển tiếp giữa ba trạng thái khác nhau để quản lý kết nối: Trong trạng thái khởi tạo AT có được AN. Trong trạng thái rỗi, kết nối được đóng lại. Đại bộ phận của nguồn tài nguyên đường truyền vô tuyến được giải phóng, nhưng AT và AN vẫn có thể liên lạc được với nhau bằng cách sử dụng kênh điều khiển (đường xuống) và kênh truy nhập (đường lên). Trong trạng thái kết nối, kết nối được mở ra. Tại đây AT và AN có thể trao đổi dữ liệu người dùng bằng cách sử dụng kênh lưu lượng đường xuống và kênh lưu lượng đường lên. Bản tin báo hiệu có thể trao đổi bằng cách sử dụng kênh điều khiển (đường xuống) và kênh điều khiển công suất đường lên. Hình 3.6 cho thấy có thể chuyển tiếp giữa những trạng thái này. Trạng thái của giao thức quản lý đường truyền vô tuyến là đặc biệt quan trọng bởi vì hoạt động của sáu giao thức còn lại (trong lớp kết nối) phụ thuộc vào trạng thái của giao thức quản lý đường truyền vô tuyến. Ví dụ, giao thức trạng thái rỗi chỉ hoạt động khi giao thức quản lý đường truyền vô tuyến ở trạng thái rỗi, trong khi giao thức ở trạng thái kết nối chỉ hoạt động khi giao thức quản lý đường truyền vô tuyến ở trạng thái kết nối. Mặt khác, giao thức cập nhật định tuyến hoạt động khi giao thức quản lý đường truyền vô tuyến ở cả hai trạng thái rỗi và trạng thái kết nối. Thông thường, khi một kết nối đóng lại, các phiên vẫn mở. Trong khi hệ thống muốn chủ động đóng và mở các kết nối cho mục đích bảo vệ đường truyền vô tuyến, nó không nhất thiết muốn mở và đóng phiên. Lý do là, khi mở một phiên, nó sẽ mất thời gian cho lớp phiên để thương lượng các giao thức sẽ được sử dụng trong phiên và cấu hình các tham số cho các giao thức này. Hệ thống không muốn thương lượng mỗi lần một kết nối cho việc đóng và mở trở lại. Trên thực tế, hiếm khi phiên đóng lại, ví dụ khi một AT rời khỏi vùng hoạt động. Hình 3.6. Chuyển trạng thái của giao thức quản lý lien kết vô tuyến 3.3.4.2. Giao thức cập nhật định tuyến Giao thức cập nhật định tuyến duy trì đường truyền vô tuyến như AT di chuyển giữa các tế bào và các sector khác nhau. Như vậy, giao thức cập nhật định tuyến chỉ hoạt động khi giao thức quản lý đường truyền vô tuyến ở trạng thái kết nối hoặc trạng thái rỗi. Khi AT di chuyển giữa các tế bào và các sector khác nhau, AT nhận được các kênh hoa tiêu đường xuống của các tế bào và các sector. Từ khi mỗi sector có một hoa tiêu cho chính mình, thì giao thức cập nhật định tuyến trong bộ duy trì đường truyền vô tuyến tìm kiếm các hoa tiêu khác. Trong khi làm việc đó, giao thức cập nhật định tuyến (ở AT) duy trì bốn tổ hợp hoa tiêu xác định bởi độ lệch hoa tiêu PN. Tương tự như tổ hợp hoa tiêu tồn tại trong một hệ thống IS-2000, bốn tổn hợp hoa tiêu đặt ra ở đây là: ● Tổ hợp hoạt động. Tổ hợp hoạt động bao gồm các hoa tiêu của các sector đó là trao đổi dữ liệu với máy di động trên kênh lưu lượng đường xuống, kênh lưu lượng đường lên và kênh điều khiển công suất đường lên, hoặc kênh điều khiển. ● Tổ hợp ứng viên. Tổ hợp ứng viên bao gồm các hoa tiêu của các sector mà độ mạnh đủ để bao hàm chúng trong tổ hợp hoạt động. ● Tổ hợp lân cận. Tổ hợp lân cận bao gồm các hoa tiêu của các sector mà chúng cũng giống như ứng viên cho tổ hợp hoạt động, nhưng nó không nằm trong tổ hợp hoạt động hoặc tổ hợp ứng viên. ● Tổ hợp còn lại. Tổ hợp còn lại bao gồm tất cả các hoa tiêu có khả năng trong hệ thống cho tần số sóng mang 1xEV-DO hiện tại, không bao gồm tổ hợp hoạt động, tổ hợp ứng viên, tổ hợp lân cận. Tương tự IS-2000 nơi lớp ba quản lý các tổ hợp hoa tiêu, trong lớp kết nối 1xEV-DO (giao thức cập nhật định tuyến) quản lý các tổ hợp hoa tiêu. Như vậy, tại AT giao thức cập nhật định tuyến biện pháp mạnh của kênh hoa tiêu đường xuống, tìm kiếm cho các hoa tiêu, giảm thời gian duy trì hoa tiêu, và quản lý chung thành viên của bốn tổ hợp hoa tiêu cho mỗi một tổ hợp của nguyên tắc tương tự như sử dụng trong IS-2000. Giao thức cập nhật định tuyến xử lý hai bản tin tín hiệu quan trọng: bản tin cập nhật định tuyến và bản tin phân bố kênh lưu lượng. Trên kênh đường lên, AT truyền bản tin cập nhật định tuyến thông báo đến AN của các điều kiện vô tuyến nội hạt của AT. Trên kênh đường xuống, AN truyền bản tin phân bố kênh lưu lượng đến tổ hợp hoạt động của AT, đặc biệt khi AT (và AN) trong trạng thái kết nối. 3.3.4.3. Các giao thức khác Có năm giao thức khác (ngoài giao thức quản lý đường truyền vô tuyến và giao thức cập nhật định tuyến) trong lớp kết nối còn thực hiện các kết nối khác hoạt động có liên quan. Ví dụ, giao thức khởi tạo sẽ chịu trách nhiệm tiếp nhận sóng vô tuyến ban đầu của AN. Trong hoạt động tiếp nhận ban đầu, giao thức khởi tạo sẽ thiết lập một tổ hợp các trạng thái (như: xác định trạng thái mạng, trạng thái tiếp nhận hoa tiêu và trạng thái đồng bộ). Có thể hiểu, giao thức khởi tạo chỉ hoạt động khi giao thức quản lý đường truyền vô tuyến ở trạng thái khởi tạo. Người đọc nhận thấy rằng trạng thái của giao thức khởi tạo tương tự như được sử dụng trong IS-2000. Trên thực tế, trạng thái của giao thức khởi tạo tương tự như trạng thái con một máy di động IS-2000 của trạng thái khởi tạo IS-2000 (hệ thống xác định trạng thái con, trạng thái con tiếp nhận kênh hoa tiêu và trạng thái con tiếp nhận kênh đồng bộ). Trong IS-2000 lớp ba quản lý trạng thái tiếp nhận sự truyền của mạng, trong 1xEV-DO giao thức khởi tạo quản lý trạng thái tiếp nhận sự truyền của AN. Giao thức trạng thái rỗi thực hiện các chức năng của AT sau khi nó giành được AN nhưng trong trạng thái rỗi khi kết nối không mở. Do đó, giao thức trạng thái rỗi chỉ hoạt động khi giao thức quản lý đường truyền vô tuyến ở trạng thái rỗi. Mặt khác, giao thức trạng thái kết nối thực hiện các chức năng của AT đó là kết nối khi kết nối mở. Do đó, trạng thái kết nối chỉ hoạt động khi giao thức quản lý đường truyền vô tuyến ở trạng thái kết nối. Các giao thức bản tin mào đầu khác với tất cả các giao thức khác trong lớp kết nối, giao thức chỉ hoạt động ở cả ba trạng thái của giao thức quản lý đường truyền vô tuyến (trạng thái khởi tạo, trạng thái rỗi, trạng thái kết nối). Điều này làm cho giao thức bản tin mào đầu chịu trách nhiệm xử lý tham số mào đầu được gửi qua kênh điều khiển. Cụ thể, giao thức bản tin mào đầu xử lý hai bản tin: bản tin SectorParameters và bản tin QuickConfig. AN sử dụng bản tin SectorParameters (dài) để báo cho AT biết tất cả thông tin thích hợp gắn liền với các tham số mào đầu. Nói cách khác AN sử dụng bản tin QuickConfig (ngắn) khai báo nhanh chóng tới AT bất kỳ thay đổi nào trong tham số mào đầu, do đó bản tin QuickConfig tự nhiên được sử dụng cho những tham số thay đổi thường xuyên nhất. Hai bản tin này được gọi là bản tin mào đầu bởi vì tham số trong bản tin sử dụng nhiều hơn một giao thức trong lớp kết nối. 3.3.4.4. Giao thức hợp nhất gói Giao thức hợp nhất gói trong lớp kết nối thực hiện các chức năng hợp nhất gói và gói ưu tiên. Mỗi bản tin được tạo ra từ lớp ứng dụng có một số ưu tiên mà có phạm vi từ 0 đến 255. Những số thấp hơn thì có độ ưu tiên cao hơn. Giao thức hợp nhất gói sử dụng thông tin này để xét độ ưu tiên của gói khi truyền. Nói cách khác là, truyễn dẫn và xử lý của các gói có độ ưu tiên cao hơn sẽ luôn luôn diễn ra trước khi truyền dẫn và xử lý các gói có độ ưu tiên thấp hơn. Bởi vì hầu hết lớp kết nối mang chức năng báo hiệu duy trì đường truyền vô tuyến và quản lý, nên lớp kết nối chủ yếu không hề sửa đổi các gói được sử dụng để truyền tải dữ liệu người dùng. Tại bất cứ thời điểm nào, giao thức hợp nhất gói chuyển tiếp các gói nhận được từ lớp phiên tới lớp bảo mật. Đây là trường hợp ví dụ kế tiếp: khoảng xa gói dữ liệu người dùng có liên quan, giao thức hợp nhất gói trong lớp kết nối nhận gói từ lớp phiên và đi qua nó đến lớp bảo vệ (xem hình 3.5 (b)). 3.3.5. Lớp bảo mật. Các chức năng của lớp bảo mật là mã hóa và nhận thực gói tin và quản lý trao đổi chính cần thiết cho chức năng mã hóa và nhận thực. Lớp bảo mật bao gồm bốn giao thức khác nhau: ● Giao thức trao đổi chính; ● Giao thức mã hóa; ● Giao thức nhận thực; ● Giao thức bảo mật. Giao thức trao đổi chính không thực hiện xử lý bất kỳ gói nào. Thay vào đó, chức năng của nó là trao đổi chính (giữa AN và AT) là cần thiết cho mã hóa và nhận thực. Trong trao đổi chính, giao thức trao đổi chính bắt đầu và nhận bản tin như bản tin KeyRequest và bản tin KeyResponse. Như hình 3.5(b), giao thức mã hóa là giao thức xử lý gói tin lớp kết nối đầu tiên nhận từ lớp kết nối. Trong mã hóa các gói, giao thức mã hóa có thể thêm hoeader/ hoặc trailer. Một trong những cách mà giao thức mã hóa có thể dùng để mã hóa gói tin là thêm trailer để dấu độ dài của gói. Sau khi được xử lý bởi giao thức mã hóa, gói giao thức mã hóa sẽ đi vào giao thức nhận thực. Trong nhận thực các gói , giao thức nhận thực có thể thêm vào một header đến gói. Lưu ý rằng việc đặt giao thức nhận thực dưới giao thức mã hoá nghĩa là lớp bảo mật (bên nhận) phải nhận thực trước khi nó giải mã. Sự phối hợp này tránh cần thiết giải mã nếu sự nhận thực là không có kết quả. Sau khi xử lý bởi các giao thức nhận thực, gói giao thức nhận thực được chuyển qua giao thức bảo mật. Giao thức bảo mật sẽ thực hiện chức năng như cung cấp các thông số cần thiết của các giao thức khác trong lớp bảo mật, các tham số có thể được hợp nhất với header giao thức bảo mật. Sau khi bắt đầu xử lý bởi giao thức bảo mật, gói giao thức bảo mật ( cũng là gói lớp bảo mật) sau đó đi đến lớp MAC. 3.4. Giao diện vô tuyến kênh đường xuống CDMA2000 1xEV-DO 3.4.1. Giới thiệu Phần này mô tả giao diện vô tuyến 1xEV-DO trên kênh đường xuống. Cụ thể, lớp MAC và lớp vật lý của kênh đường xuống sẽ được kiểm tra. Trong 1xEV-DO, lớp MAC phụ vụ như một giao diện giữa lớp vật lý bên dưới nó và các lớp cao hơn trên nó. Vì thế, lớp MAC điều khiển truy cập lớp cao hơn đến môi trường vật lý(ví dụ, lớp vật lý), nó được chia sẽ giữa nhiều người dùng với nhau. Mục đích của phần này là để miêu tả những điểm nổi bật của MAC và các lớp vật lý để người đọc có thể nắm vững một nền tảng mà từ đó để tìm kiếm các chi tiết tiêu chuẩn. Nhấn mạnh một vài đặc điểm quan trọng của kênh đường xuống 1xEV-DO: ♦ Không có kiểm soát công suất của kênh đường xuống. AN truyền dẫn công suất không đổi. Vì vậy đã thay thế yêu cầu công suất biến đổi trên kênh đường xuống, AT yêu cầu tốc độ biến đổi trên kênh đường xuống. AT tạo ra các yêu cầu bằng cách sử dụng kênh kiểm soát tốc độ dữ liệu trên kênh đường lên. Nói cách khác, AN có thể cung cấp các tốc độ dữ liệu khác nhau trên kênh đường xuống dựa trên sự phản hồi nhận từ các AT. ♦ Kênh đường xuống sử dụng ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) để ghép các kênh khác nhau (ngoài CDMA). Điều này được thực hiện để tận dụng ưu thế truyền đạt tự nhiên của dữ liệu truyền đi. Bởi vì trong TDM các người dùng khác nhau có thể truyền tải tại các thời điểm khác nhau, nó thì khó để truyền dẫn kết hợp phân tập từ các trạm gốc khác nhau mà đích đến là một người dùng. Vì thế, không có chuyển giao mềm (vì vậy không có tính kết hợp phân tập) trên kênh đường xuống, và mỗi AT được phục vụ bởi một trạm gốc duy nhất. 3.4.2. Lớp MAC Chức năng của lớp MAC là được điều chỉnh truy cập lớp cao hơn đến lớp vật lý. Có hai loại thông điệp xuất phát từ các lớp cao hơn mà đã được vận chuyển qua lớp vật lý: thông điệp dữ liệu người dùng và thông điệp tín hiệu. Trong việc điều chỉnh sự truyền dẫn và sự tiếp nhận của hai loại thông điệp này trên kênh đường xuống, lớp MAC sử dụng hai giao thức: ♦ Giao thức MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp. ♦ Giao thức MAC kênh điều khiển. 3.4.2.1. Giao thức MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp Các chức năng của giao thức MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp không chỉ là để kiểm soát sự truyền dẫn và sự tiếp nhận của các gói trên kênh lưu lượng chuyển tiếp, nhưng cũng để kiểm soát tốc độ truyền dẫn của nó. Như đã đề cập ở đầu chương 3, 1xEV-DO tập trung nguồn công suất để cung cấp tốc độ dữ liệu có thể cao nhất (trên kênh đường xuống) để các AT đó được đến trạm gốc gần nhất. Để quản lý tốc độ truyền dẫn của kênh lưu lượng chuyển tiếp, giao thức MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp vận hành trong hai trạng thái hoạt động. Trong trạng thái tốc độ biến đổi, kênh lưu lượng chuyển tiếp phát tại một tốc độ mà có thể thay đổi trong thời gian thực. Trong trường hợp này, tốc độ truyền dẫn được yêu cầu bởi AT bằng cách sử dụng kênh kiểm soát tốc độ dữ liệu (DRC) trên kênh đường lên. Trong trạng thái tốc độ biên đổi, tốc độ truyền dẫn có thể thay đổi từ 38,4 Kbps đến 2,4576 Mbps. Khi AN đầu tiên bắt đầu phát đến AT, giao thức MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp luôn luôn bắt đầu trong trạng thái tốc độ biến đổi. Tuy nhiên, AT có thể yêu cầu rằng tốc độ truyền dẫn được cố định. Nó làm như thế bằng cách truyền một thông điệp yêu cầu mode cố định đến AN. Nếu AN thừa nhận yêu cầu, nó báo nhận thông điệp yêu cầu bằng cách gửi một thông điệp báo nhận mode cố định về đến AT. Sau đó giao thức MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp chuyển đến trạng thái tốc độ cố định mà trong kênh lưu lượng chuyển tiếp có thể được truyền và nhận tại một tốc độ cố định. Chú ý rằng mặc dù là miễn phí đến yêu cầu các tốc độ cố định mà có thể cũng khoảng từ 38,4 Kbps đến 2,4576 Mbps, AN không phải chấp nhận(báo nhận) yêu cầu. Hình 3.7 Đóng gói gói tại MAC và các lớp vật lý. Lưu ý rằng lớp MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp gói hiển thị chứa dữ liệu người dùng và là kênh lưu lượng chuyển tiếp. Trong trường hợp này, lớp vật lý gói chứa một lớp MAC gói. Hình 3.7 Cho thấy sự đóng gói gói trong các lớp MAC và các lớp vật lý. Tại AN, sau khi nhận một lớp bảo mật gói (chứa dữ liệu người dùng) từ lớp bảo mật, giao thức MAC kênh lưu lượng đường xuống gắn một mã kết thúc lớp MAC và tạo thành một kênh lưu lượng chuyển tiếp MAC lớp gói. Giao thức sau đó được chuyển qua MAC lớp gói đến lớp vật lý bên dưới. 3.4.2.2. Giao thức MAC kênh điều khiển Giao thức MAC kênh điều khiển có trách nhiệm quản lý sự truyền dẫn và tiếp nhận các gói tín hiệu trên kênh điều khiển. Tại AN, sau khi một lớp bảo mật gói (tín hiệu co chứa dữ liệu) được chuyển đến giao thức MAC kênh điều khiển trong lớp MAC, giao thức MAC kênh điều khiển định dạng gói (bằng cách bổ sung thêm tiêu đề và mã kết thúc) và tạo thành một gói lớp MAC kênh điều khiển. Các gói lớp MAC kênh điều khiển sau đó được sắp xếp theo trình tự để được truyền trên kênh điều khiển. Kênh điều khiển là một kênh tín hiệu được chia sẽ giữa nhiều người dùng (ví dụ các AT). Như vậy, người nhận (ví dụ, AT) cần một vài cách để phân biệt giữa các gói khác nhau và tìm ra gói nào được dành riêng cho nó. Phương pháp được sử dụng đó là khi một AT nhận một gói MAC kênh điều khiển, nó kiểm tra khu vực hồ sơ bộ định danh đầu cuối truy cập của lớp MAC tiêu đề và thực hiện địa chỉ thích hợp. Hồ sơ bộ danh định đầu cuối truy cập định rõ địa chỉ AT. Nếu địa chỉ thích hợp đó được duy trì bởi giao thức quản lý địa chỉ (trong lớp phiên), sau đó AT tiếp tục xử lý gói. Nếu không, sau đó AT loại bỏ gói. 3.4.3. Lớp vật lý Sau đây là các kênh khác nhau được sử dụng trên kênh đường xuống của một hệ thống 1xEV-DO: ► Kênh hoa tiêu; ► Kênh lưu lượng chuyển tiếp/ kênh điều khiển; ► Kênh MAC. Kênh hoa tiêu cung cấp các AT với thời gian và pha tham khảo. Kênh lưu lượng chuyển tiếp/ kênh điều khiển vận chuyển cả kênh lưu lượng chuyển tiếp các gói lớp MAC và kênh điều khiển các gói lớp MAC. Kênh MAC bao gồm các kênh sau đây: ● Kênh hoạt động đường lên (RA); ● Kênh điều khiển công suất đường lên (RPC); ● Kênh DRCLock. Hình 3.8. Tổ chức các kênh trên kênh đường xuống 3.4.3.1. Kênh hoa tiêu Kênh hoa tiêu phục vụ một chức năng tương tự như là bản sao IS-95 và IS-2000 trong đó nó cung cấp các AT với thời gian và pha tham khảo. Nó là một luồng 1s và không chứa thông tin băng tần cơ sở. Hoa tiêu được ghép vào trong luồng chip được phát đi bằng cách ghép kênh phân chia theo thời gian. 3.4.3.2. Kênh lưu lượng chuyển tiếp/ kênh điều khiển 3.4.3.2.1. Định dạng Đối với kênh lưu lượng chuyển tiếp, sau khi nhận được một gói lớp MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp lớp vật lý xây dựng một gói lớp vật lý kênh lưu lượng chuyển tiếp (ví dụ: bằng cách thêm các bit CRC). Hình 3.7 cho thấy trường hợp gói lớp vật lý chứa một gói lớp MAC duy nhất và trong trường hợp này gói lớp vật lý dài 1024 bit. Tuy nhiên, một gói lớp vật lý kênh lưu lượng chuyển tiếp có thể chứa lên đến bốn gói lớp MAC kênh lưu lượng chuyển tiếp. Tất nhiên, kích cỡ của gói lớp vật lý được dài hơn khi nó chứa nhiều gói lớp MAC. Bảng 3.1 cho thấy kích cỡ của gói lớp vật lý làm cho số gói lớp MAC nó có thể mang theo. Bảng 3.1 Chiều dài của một gói lớp vật lý Chiều dài của một gói lớp vật lý (bit) Số gói lớp MAC được mang theo Loại gói lớp vật lý 1024 1 Kênh lưu lượng chuyển tiếp hoặc kênh điều khiển 2048 2 Kênh lưu lượng chuyển tiếp 3072 3 Kênh lưu lượng chuyển tiếp 4096 4 Kênh lưu lượng chuyển tiếp Đối với kênh điều khiển, sau khi nhận được một gói lớp MAC kênh điều khiển lớp vật lý xây dựng một gói lớp vật lý kênh điều khiển (ví dụ: bằng cách thêm các bit CRC). Trong trường hợp của kênh điều khiển, một gói lớp vật lý kênh điều khiển có thể chỉ mang một gói lớp MAC kênh điều khiển. Vì vậy, một gói lớp vật lý kênh điều khiển thì luôn luôn dài 1024 bit (bảng III.1). Trong việc truyền một gói lớp vật lý kênh lưu lượng chuyển tiếp, lớp vật lý có thể sử dụng các sơ đồ điều chế khác nhau dựa trên số lượng dữ liệu sẽ được truyền. Lớp vật lý có thể sử dụng ba bước điều chế liên tiếp cao hơn như kích cỡ của gói lớp vật lý tăng lên: QPSK (hoặc 4-PSK), 8-PSK, và 16-QAM. Trong thực tế, thì sử dụng bước điều chế cao nhất 16-QAM mà 1xEV-DO có khả năng truyền tại một tốc độ 2,4576 Mbps chỉ sử dụng 1,25 MHz băng thông RF. Bảng 3.2 cho thấy sơ đồ điều chế như là một chức năng kích thước của gói lớp vật lý. Lưu ý trong bảng 2 sơ đồ điều chế cũng phụ thuộc vào tốc độ dữ liệu lựa chọn cho truyền dẫn (ví dụ, tốc độ dữ liệu tăng lên, một sơ đồ điều chế bước cao hơn được sử dụng). Trong việc truyền một gói lớp vật lý kênh điều khiển, lớp vật lý có thể chỉ sử dụng QPSK (hiển thị trong bảng 3.2). Trong thực tế, lớp vật lý có thể sử dụng một trong hai tốc độ dữ liệu 76,8 hoặc 38,4 Kbps khi đang gửi một gói lớp vật lý kênh điều khiển. Bảng 3.2 cũng cho thấy lưu lượng mã được sử dụng cho mỗi chiều dài gói lớp vật lý. Từ khi 1xEV-DO được sử dụng riêng biệt cho các ứng dụng dữ liệu, xử lý độ trễ không là một vấn đề. Do đó, phép tính tập trung các mã turbo được sử dụng cho tất cả các sự hiệu chỉnh lỗi chuyển tiếp trên kênh đường xuống. Bảng 3.2 Sơ đồ điều chế kênh lưu lượng chuyển tiếp và các tốc độ dữ liệu Chiều dài của một gói lớp vật lý (bits) Các tốc độ dữ liệu(Kbps) Lưu lượng mã Sơ đồ điều chế 1024 38,4*; 76.8*; 153,6; 307,2; hoặc 614,4 1/5** QPSK 2048 307,2; 614,4; hoặc 1228,8 1/3 QPSK 3072 921,6 hoặc 1843,2 1/3 8-PSK 4096 1228,8 hoặc 2457,6 1/3 16-QAM 3.4.3.2.2. Kiến trúc kênh Hình 3.9 cho thấy khái niệm sơ đồ khối cho kênh lưu lượng chuyển tiếp và kênh điều khiển. Sau khi một gói lớp vật lý (kênh lưu lượng chuyển tiếp hoặc kênh điều khiển) được tạo ra, sau đó lớp vật lý thực hiện các chức năng thông thường như: ● Mã hóa các bit cho việc hiệu chỉnh lỗi bit; ● Sự xáo trộn âm (vô tuyến); ● Chèn chống lại suy giảm. Sau kỹ thuật đan xen, symbols bắt đầu điều chế (QPSK/ 8-PSK/ 16-QAM) điều đó sinh ra một symbol đầu ra (I,Q) cho mỗi đầu vào hai symbol. Sau sự lặp lại và đánh thủng, dòng biểu tượng I được phân kênh vào 16 luồng thuê bao, và luồng biểu tượng Q được phân kênh vào 16 luồng thuê bao. Mỗi luồng thuê bao được ghép kênh bởi một mã Walsh (chiều dài 16) được thu nhỏ bằng ¼. Sau bộ cộng thêm các luồng thuê bao đến sản phẩm một luồng chip I và một luồng chip Q. Các luồng chip I và Q được nạp vào trong ghép kênh phân chia theo thời gian tương ứng. Hình 3.9. Sơ đồ khối thuộc khái niệm : kênh lưu lượng đường xuống và kênh điều khiển Trong việc phân kênh vào 16 luồng thuê bao và ghép kênh 16 mã Walsh, để giữ hằng số công suất tại bộ cộng đầu ra ghép lớp vật lý mỗi luồng thuê bao hoặc ¼. Lưu ý rằng tốc độ symbol của mỗi thuê bao là 76,8 Kbps tại đầu ra phân kênh 1 đến 16. Sau khi mã Walsh được nhân (x16), tốc độ chip của mỗi luồng thuê bao trở thành 1,2288 Mcps. Từ khi bộ cộng không làm thay đổi tốc độ chip, tốc độ chip tại đầu vào ghép kênh phân chia theo thời gian vẫn giữ nguyên 1,2288 Mcps. Trong hình 3.9, cả hai gói lớp vật lý kênh lưu lượng chuyển tiếp và gói lớp vật lý kênh điều khiển chia sẽ cùng điều chế QPSK/ 8-PSK/ 16-QAM. Như vậy làm thế nào có thể AT chỉ ra khác biệt giữa truyền dẫn một kênh lưu lượng chuyển tiếp và truyền dẫn một kênh điều khiển? Nó chỉ ra rằng AT phân biệt truyền dẫn một kênh lưu lượng chuyển tiếp từ truyền dẫn một kênh điều khiển bằng cách kiểm soát phần đầu mà dữ liệu truyền dẫn đi trước trong (ghép kênh phân chia theo thời gian) luồng chip. Có những mô hình cụ thể của phần đầu nói cho AT trong bất cứ trường hợp truyền dẫn dữ liệu thuê bao kế tiếp là của kênh lưu lượng chuyển tiếp hoặc kênh điều khiển. Hình 3.10: Phần mở đầu trước khi ghép kênh phân chia theo thời gian 3.4.3.3. Kênh MAC Kênh MAC bao gồm các kênh sau đây: ● Kênh RA; ● Kênh RPC; ● Kênh DRCLock. 3.4.3.3.1. Kênh hoạt động ngược (RA) AN sử dụng kênh hoạt động ngược để thông báo cho tất cả các AT (trong khu vực nó bảo vệ) của dòng lưu lượng hoạt động trên kênh đường lên. Các AT kết hợp thông tin này trong yếu tố quyết định để làm giảm các tốc độ dữ liệu của nó bởi vì lưu lượng tải cao, hoặc để làm tăng các tốc độ dữ liệu bởi vì lưu lượng tải danh định trên kênh đường lên. Kênh hoạt động ngược mang các bit hoạt động ngược. Trong ghép kênh phân chia theo thời gian các bit hoạt động ngược trên kênh đường xuống, lớp vật lý truyền mỗi bit hoạt động ngược mỗi khi số khe được xác định. Số lượng khe nó vượt quá một bit đơn hoạt động ngược được truyền được xác định bởi tham số RABLength. Từ khi mỗi khe kéo dài 1,67 ms (hình 3.13), các bit hoạt động ngược được gửi tại một tốc độ 1/(RABLength x 1,67 ms). Ví dụ, nếu RABLength = 2 sau đó các bit hoạt động ngược được gửi tại một tốc độ 300 bps (=1/(2 x 1,67 ms)). Chú ý rằng kênh hoạt động ngược và kênh điều khiển công suất ngược khác nhau trong ý định người nhận. Trong khi đó kênh hoạt động ngược phát đi đến tất cả các AT, kênh điều khiển công suất ngược các mục tiêu cá nhân các AT đang truyền trên kênh đường lên. 3.4.3.3.2. Kênh điều khiển công suất ngược (RPC) AN sử dụng kênh điều khiển công suất lên để điều khiển công suất truyền dẫn kênh đường lên AT. Mặc dù không có điều khiển công suất trên kênh đường xuống, nhưng có điều khiển công suất trên kênh đường lên, và kênh điều khiển công suất lên được sử dụng để gửi các bit điều khiển công suất cho mục đích đó. Trong ghép kênh phân chia theo thời gian các bit điều khiển công suất trên kênh đường xuống, lớp vật lý truyền mỗi bit điều khiển công suất có hiệu quả mỗi một khe. Từ mỗi khe kéo dài 1,67 ms (xem hình 3.13), các bit điều khiển công suất được gửi tại một tốc độ 600 bps (=1/1,67 ms). Trong các phiên bản sau theo tiêu chuẩn 1xEV-DO, một kênh MAC mới, kênh DRCLock được giới thiệu, vì thế kênh điều khiển công suất đường lên bây giờ phải chia sẽ tài nguyên khe thời gian với kênh DRCLock. Cụ thể, tham số DRCLockPeriod chỉ ra rằng một trong những khe DRCLockPeriod được lấy ra từ kênh điều khiển công suất đường lên và đưa đến kênh DRCLock. Vì thế bây giờ các bit điều khiển công suất được truyền không một lần 1,66 ms, nhưng c