Khóa luận Nghiên cứu từng giai đoạn phát triển của công nghệ thông tin di động

c hiện các chức năng của nó và cung cấp các dịch vụ mong muốn, việc thực thi chuyên biệt của các chức năng của lớp đó có thể được cải tiến hoặc thay thế mà không cần yêu cầu sự thay thế của các lớp trên và dưới nó. Bên cạnh các lớp, các thành phần quan trọng khác của cấu trúc giao thức CDMA2000 là:  Kênh vật lý (Physical channels): Các kênh vật lý là các đường truyền tin giữa lớp vật lý và các lớp con hợp nhất các kênh dùng chung/dùng riêng. Trong hình vẽ, kênh vật lý được biểu viết bằng chữ hoa. (F-) là viết tắt của Forward (kênh xuôi) và (R-) là viết tắt của kênh ngược (Reverse), hai chữ cái cuối CH viết tắt của “CHannel” (kênh).  Kênh logic (Logical channels): Các kênh logic là các đường truyền tin giữa các lớp con hợp nhất các kênh dùng chung/dùng riêng và các thực thể của lớp cao hơn. Trong hình vẽ, kênh logic được viết bằng chữ thường. (f-) là viết tắt của forward (kênh xuôi) và (r-) là viết tắt của kênh ngược (reverse), hai chữ cái cuối ch viết tắt của “channel” (kênh).  Đơn vị dữ liệu: Các đơn vị dữ liệu là các đơn vị logic của báo hiệu và thông tin người dùng được trao đổi giữa thực thể SRBP/RLP và các thực thể lớp cao hơn. Có hai loại đơn vị dữ liệu: đơn vị dữ liệu truyền tải PDU và đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU. PDU được sử dụng cho các đơn vị dữ liệu được nhận bởi nhà cung cấp dịch vụ từ yêu cầu dịch vụ, và SDU được sử dụng cho các đơn vị dữ liệu được gửi tới nhà cung cấp bởi người yêu cầu dịch vụ.  Trong lớp con MAC, có bốn loại thực thể: SRBP, RLP, lớp con hợp nhất các kênh dùng chung, và lớp con hợp nhất các kênh dùng riêng. Lớp con hợp nhất các kênh dùng chung thực hiện việc ánh xạ giữa các kênh logic dùng chung (kênh được chia sẻ giữa nhiều người dùng) và kênh vật lý dùng chung. Lớp con hợp nhất các kênh dùng riêng thực hiện việc ánh xạ giữa các kênh logic dùng riêng (kênh được dành riêng cho một số người dùng) và kênh vật lý dùng riêng. Cần lưu ý rằng - 20 - kênh dùng riêng có thể sử dụng cho cả báo hiệu và dữ liệu người dùng, còn kênh dùng chung chỉ được dùng cho báo hiệu. SRBP và RLP là các thực thể giao thức dùng trong lớp con MAC. SRBP xử lý việc báo hiệu kênh chung (ngược lại với báo hiệu kênh riêng) và RLP xử lý thông tin người dùng. 2.5. Các tính năng của hệ thống CDMA2000 2.5.1. Loại lưu lượng CDMA2000, cũng như các công nghệ 3G khác, hỗ trợ các loại lưu lượng sau (tốc độ dữ liệu từ 9.6 kbps đến 2 Mbps):  Thoại truyền thống và VoIP  Các dịch vụ dữ liệu - Dữ liệu gói: Các dịch vụ này dựa trên nền IP với giao thức TCP hoặc UDP tại lớp giao vận. Nằm trong loại này là các ứng dụng Internet, các dịch vụ đa phương tiện loại H.323 vv... - Dữ liệu băng rộng mô phỏng kênh (circuit-emulated broadband data): ví dụ như fax, truy cập dial-up không đồng bộ, các dịch vụ đa phương tiện loại H.321 nơi mà audio, video, dữ liệu, điều khiển và chỉ thị được truyền trên mô phỏng kênh qua ATM... - SMS (Short Messaging Service)  Dịch vụ báo hiệu Hệ thống 3G được dự kiến cho các môi trường trong nhà và ngoài trời, các ứng dụng bộ hành hoặc trên xe cộ, và các môi trường cố định như tổng đài nội hạt vô tuyến (wireless local loop). Kích cỡ tế bào từ vài chục mét (nhỏ hơn 50 m đối với picocell) tới vài chục km (hơn 35 km cho các tế bào cỡ lớn). 2.5.2. Độ rộng băng Hệ thống CDMA2000 có thể hoạt động ở các độ rộng băng khác nhau với một hoặc nhiều sóng mang. Trong hệ thống đa sóng mang, các sóng mang cạnh nhau phải cách nhau ít nhất 1.25 MHz. Trong hệ thống đa sóng mang thực sự, mỗi sóng mang thường có độ rộng băng 1.25 MHz và được phân biệt với sóng mang IS-95 bằng mã trực giao. Tuy - 21 - nhiên, khi ba sóng mang được sử dụng trong hệ thống đa sóng mang, băng thông yêu cầu là 5 MHz. Để cung cấp các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, một kênh đơn có thể có độ rộng băng danh định là 5 MHz với tốc độ chip 3.6864 Mcps ( = 3 x 1.22887 Mc/s). Băng thông BW trong hình 4, ngoài mật độ công suất có thể bỏ qua, tùy thuộc vào bộ lọc tạo dạng tại băng gốc. Nếu bộ lọc cosine tăng được sử dụng, BW = Rc(1 + α), trong đó Rc là tốc độ chip và α là thừa số cắt lăn (rolloff factor). Nếu α = 0.25, BW = 4.6 MHz, và do đó dải bảo vệ G = 200 kHz. Rõ ràng, một lợi thế của băng thông rộng hơn là nó cung cấp nhiều đường hơn để có thể sử dụng trong bộ thu đa đường để tăng cường hoạt động của hệ thống. Hình 4: Độ rộng băng trong CDMA2000 2.5.3. Chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) Bất cứ lúc nào, đa ứng dụng cũng có thể chạy trên một trạm di động MS. Người dùng có thể yêu cầu chất lượng dịch vụ tùy theo ứng dụng, và mạng được mong đợi là sẽ đảm bảo chất lượng yêu cầu mà không có sự sút giảm đáng kể trong QoS đã quy ước với khách hàng. 2.5.4. Các dịch vụ dữ liệu gói CDMA2000 hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu gói. Từ lúc khởi đầu, nếu có một gói để gửi, người dùng cố gắng thiết lập các kênh điều khiển dùng chung và dùng riêng sử dụng phương thức đa truy cập phân khe Aloha. Trong phương thức này, một xung nhịp tham - 22 - chiếu được sử dụng để tạo ra một dãy các khe thời gian có độ dài bằng nhau. Khi người dùng có một gói cần gửi, nó có thể bắt đầu truyền, nhưng chỉ tại lúc bắt đầu của một khe thời gian chứ không phải tại khoảng thời gian bất kỳ lúc nào. Lưu ý rằng mặc dù người dùng được đồng bộ hóa nhờ xung nhịp tham chiếu, có một vài xác suất rằng có thể có hai người dùng hoặc nhiều hơn có thể bắt đầu truyền tại cùng một thời điểm. Khi các kênh này được thiết lập, người dùng có thể gửi các gói tin thông qua kênh điều khiển dùng riêng, và có thể yêu cầu một kênh lưu lượng hoặc một độ rộng băng thích hợp. Một khi kênh lưu lượng đã được cấp, người dùng truyền gói tin, việc bảo trì sự đồng bộ hóa và điều khiển công suất là cần thiết, và việc giải phóng kênh lưu lượng ngay sau khi truyền xong hoặc sau một khoảng thời gian nhất định. Nếu không còn gói nào để gửi, kênh điều khiển dùng riêng cũng được giải phóng sau một khoảng thời gian, nhưng kết nối lớp mạng và lớp liên kết vẫn được duy trì trong một khoảng thời gian để nếu có gói mới đến thì vẫn sẽ được truyền mà không bị mất thời gian thiết lập kênh. Tại cuối khoảng thời gian đó, các gói ngắn và không thường xuyên sẽ được gửi qua một kênh điều khiển dùng chung. Người dùng có thể ngắt kết nối tại thời điểm đó, hoặc tiếp tục trong trạng thái đó vô hạn, hoặc tái thiết lập kênh điều khiển dùng riêng và kênh lưu lượng nếu có các gói lớn hoặc thường xuyên cần gửi. 2.6. Các kênh trong CDMA2000 2.6.1. Kênh xuôi Các kênh xuôi trong CDMA2000 chia làm kênh báo hiệu và kênh người dùng. Bảng 1. Kênh xuôi trong CDMA2000 - 23 - Kênh báo hiệu Kênh dùng chung F-PCH (Paging Channel) F-QPCH (Quick Paging Channel) F-CCCH (Forward Common Control Channel) F-BCCH (Broadcast Control Channel) F-CACH (Common Assignment Channel) F-CPCCH (Common Power Control Channel) F-SYNCH (Sync Channel) F-PICH (Forward Pilot Channel) F-TDPICH (Transmit Diversity Pilot Channel) F-APICH (Auxiliary Pilot Channel) F-ATDPICH (Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel) Kênh dùng riêng F-DCCH (Forward Dedicated Control Channel) Kênh người dùng F-FCH (Forward Fundamental Channel) F-SCH (Forward Supplemental Channel) F-SCCH (Forward Supplemental Code Channel) 2.6.2. Kênh ngược Các kênh ngược trong CDMA2000 chia làm kênh báo hiệu và kênh người dùng. Bảng 2. Kênh ngược trong CDMA2000 Kênh báo hiệu Kênh dùng chung R-ACH (Access Channel) R-EACH (Enhanced Access Channel) R-CCCH (Reverse Common Control Channel) - 24 - Kênh dùng riêng R-PICH (Reverse Pilot Channel) R-DCCH (Reverse Dedicated Control Channel) Kênh người dùng R-FCH (Reverse Fundamental Channel) R-SCH (Reverse Supplemental Channel) R-SCCH (Reverse Supplemental Code Channel) 2.7. Chức năng truyền dẫn của kênh xuôi và kênh ngược 2.7.1. Chức năng truyền dẫn của kênh xuôi Hình 5 minh họa sơ đồ đơn giản của các chức năng truyền dẫn của kênh xuôi của hệ thống CDMA2000 đơn sóng mang trải phổ trực tiếp. Để đơn giản, chỉ có một số kênh xuôi vật lý được đưa ra trong hình. CDMA2000 có hai loại kênh lưu lượng – kênh cơ bản và kênh phụ. Một số tốc độ dữ liệu được hỗ trợ. Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu, mã xoắn với tốc độ 1/2, 3/8, 1/3, hoặc 1/4 có thể được sử dụng. Cả hai loại khung 10 ms và 5 ms đều được hỗ trợ. Các biểu tượng của kênh I và kênh Q được nhân với các hệ số tích lũy (gain factor) để cung cấp thêm một số điều khiển công suất. Cũng như trong IS-95, các tế bào được phân tách bởi các độ lệch (offset) của các dãy PN hoa tiêu khác nhau (chu kì của các dãy PN này là 215 – 1 chip). Tuy nhiên, giờ đây, các phương pháp trải phổ phức được sử dụng bằng cách, đầu tiên, thêm các giá trị thực của dãy I và Q trong phép cầu phương (quadrature) để kết quả trở thành số phức và sau đó nhân nó với một số phức khác SI + jSQ, trong đó SI và SQ lần lượt là các PN hoa tiêu của kênh I và kênh Q. Kết quả của phép nhân này là một đại lượng phức có các thành phần đồng pha và vuông pha được biểu diễn ở góc dưới của hình vẽ. Với việc trải phổ phức, lối ra của bộ lọc tạo dạng sẽ bằng 0 chỉ với xác suất thấp, do đó cải thiện hiệu quả công suất. - 25 - Hình 5. Sơ đồ truyền dẫn của kênh xuôi trong CDMA2000 - 26 - 2.7.2. Chức năng truyền dẫn của kênh ngược Hình 6. Sơ đồ truyền dẫn của kênh ngược trong CDMA2000 Sơ đồ khối chức năng của kênh ngược của hệ thống CDMA2000 trải phổ trực tiếp được biểu diễn trên hình 6. Trước tiên hãy xem xét kênh cơ bản. Dữ liệu đến trong kênh này được xử lý theo cách thông thường. Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu người dùng, một số bit chỉ thị chất lượng khung dưới dạng CRC được thêm vào khung. Một vài bit đuôi được thêm vào để đảm bảo việc hoạt động chuẩn xác của bộ mã hóa kênh, có thể là bộ mã hóa mã xoắn hoặc mã khối. Biểu tượng mã được lặp lại, nhưng tùy thuộc vào tốc độ, một vài biểu tượng bị xóa. Lối ra của bộ ghép xen (interleaver) được trải phổ với mã Walsh, ánh xạ tới các biểu tượng điều chế, và nhân với các hệ số tích lũy (gain factor), kết quả là báo hiệu được gán nhãn Afund. Kênh phụ 1 và 2 và các kênh điều khiển được xử lý cũng theo cách đó, mặc dù chi tiết có thể khác biệt trong một số trường hợp. Ví dụ như, sự bỏ đi các biểu tượng không được thực hiện trên kênh điều khiển dành riêng. Tương tự, kênh hoa tiêu ngược R-PICH, có các chuỗi bit 0 (có giá trị thực là +1), được xử lý khác bởi vì nó không được mã hóa thành mã kênh, ghép xen theo ghép xen khối, hoặc nhân bởi mã Walsh. Tuy nhiên, một bit điều khiển công suất được thêm vào kênh hoa tiêu cho mỗi nhóm điều khiển công suất hoặc 16 bit điều khiển công suất trên một khung. Đề đơn giản, bỏ qua sự lặp lại này và chủ yếu quan tâm đến lối ra sau khi xử lý của các kênh này là Asub1, Asub2, Acont, and Apilot. Kênh cơ bản và kênh phụ 1 được hợp lại tạo ra lối ra Q. - 27 - Tương tự, các kênh còn lại được tập hợp riêng biệt, cho lối ra I. Chú ý rằng trong trường hợp này, các dãy kênh I và Q tạo nên bởi mã hóa QPSK là độc lập với nhau bởi vì nó được tạo ra từ các kênh khác nhau và không phải bởi việc chia dòng dữ liệu của một kênh thành hai dòng phụ. Các chuỗi I và Q được trải phổ bởi mã phức dưới dạng SI + jSQ, trong đó SI và SQ là do người dùng định nghĩa bởi vì nó được lấy từ mã mặt nạ 42-bit gán cho mỗi người dùng, các dãy PN hoa tiêu kênh I và kênh Q, và mã Walsh. 2.8. Sự khác biệt giữa CDMA2000 và cdmaOne CDMA2000 là sự mở rộng của cdmaOne, sự mở rộng này có thể dễ dàng nhận thấy trong thực tế khi các người dùng CDMA2000 và người dùng cdmaOne có thể cùng tồn tại trong cùng một sóng mang. Mặc dù CDMA2000 tương thích với cdmaOne, có nhiều điểm khác biệt giữa CDMA2000 và cdmaOne. Vì yêu cầu của 3G và CDMA2000 là thu phát ở tốc độ dữ liệu cao hơn, nên hai điểm khác biệt cơ bản cần thiết để cho phép tốc độ dữ liệu ở mức 144 kbps hoặc cao hơn là sự cải thiện về báo hiệu và sự cải thiện về truyền dẫn. 2.8.1 Báo hiệu Để thực hiện dữ liệu chuyển mạch gói tốc độ cao, CDMA2000 cần nhận và giải phóng tài nguyên với hiệu suất cao và công nghệ báo hiệu hiệu quả là cần thiết. Các kỹ thuật báo hiệu mới này bao gồm: - Trên kênh xuôi, có các kênh vật lý báo hiệu/tiêu đề mới. Đó là các kênh F-QPCH (Quick Paging Channel), F-CCCH (Common Control Channel), F- BCCH(Broadcast Control Channel), F-CPPCCH (Common Power Control Channel), và F-CACH (Common Assignment Channel). - Trên kênh ngược, có các kênh vật lý báo hiệu/tiêu đề mới. Đó là các kênh R- DCCH (Dedicated Control Channel), R-EACH (Enhanced Access Channel), và R- CCCH (Common Control Channel). - Trên kênh ngược, có các bản tin báo hiệu ngắn hơn. CDMA2000 có thể truyền các khung ngắn hơn 5 ms trên R-EACH. Điều này làm giảm xác suất xung đột dữ liệu. - Trên kênh xuôi, CDMA2000 cũng có thể truyền các bản tin báo hiệu ngắn hơn. Nó có thể sử dụng các khung ngắn hơn 5 ms trên kênh xuôi cơ bản (Forward Fundamental Channel) cho mục đích này. - 28 - - Thêm vào đó, một thiết bị di động CDMA2000 có thể nằm ở một trong nhiều mode hoạt động khác nhau để cung cấp việc truyền dữ liệu gói lớn và để bảo vệ tài nguyên. 2.8.2 Truyền dẫn Một dung lượng đường truyền trên không cao hơn là rất cần thiết cho việc thực thi dữ liệu gói tốc độ cao, và nhiều thay đổi đã được thực hiện để cải thiện dung lượng đường truyền trên không so với cdmaOne. Các thay đổi này còn được thực hiện để tác động đến việc sử dụng hiệu quả tài nguyên. Một vài thay đổi đáng kể là: - Kênh F-SCH (Forward Supplemental Channel) và R-SCH (Reverse Supplemental Channel) được thêm vào để truyền dẫn dữ liệu người dùng tốc độ cao. - Đường ngược có kênh R-PICH (Reverse Pilot Channel) để hỗ trợ việc điều chế trên đường ngược. - Đường lên giờ đây có điều khiển công suất vòng đóng nhanh (so sánh với điều khiển công suất chậm hơn trong cdmaOne). Nhóm điều khiển công suất được truyền trên kênh R-PICH để tăng cường điều khiển công suất vòng đóng nhanh trên đường lên. - Bên cạnh việc điều khiển công suất kênh lưu lượng, CDMA2000 cũng có thể điều khiển công suất kênh báo hiệu. - Các cải tiến trong việc truyền dẫn khác bao gồm việc thực thi khóa dịch pha trực giao QPSK hiệu quả hơn trong điều chế và việc sử dụng mã khối hiệu quả hơn cho việc truyền dẫn tốc độ cao. 2.9 Những tương đồng chủ yếu giữa CDMA2000 1X và WCDMA Những tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA. Release 99 được giới thiệu trong bảng3. Một lần nữa, so sánh này chỉ xem xét những khái niệm lõi cơ bản của mỗi giao diện vô tuyến CDMA và không bao gồm tất cả chi tiết và bộ thông số, điển hình phân biệt các hệ hống được những cơ quan lập tiêu chuẩn khác nhau định nghĩa. Các tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA gồm danh sách không đầy đủ sau đây của các công nghệ tiến hóa mới quan trọng để nâng cao năng suất của cả hai tiêu chuẩn này: - 29 - Bảng 3. Những điểm tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA Một số những tiến hóa mới này là thiết yếu cho các hoạt động của các tiêu chuẩn CDMA20001X và WCDMA release 99 được miêu tả dưới đây. 2.9.1 Các mã số trực giao có chiều dài thay đổi Cả hai tiêu chuẩn CDMA2000 1X VÀ WCDMA đều được thiết kế để phục vụ người dung thoại và dữ liệu. Việc truyền những gói dữ liệu có thể thực hiện bằng cách dùng những tốc độ dữ liệu tương đối thấp vào khoảng 8kbit/s. Việc truyền những gói dữ liệu chủ yếu dùng một tốc độ càng cao càng tốt tùy theo các điều kiện kênh, để giảm thiểu độ chờ. Thay đổi chiều dài của mã trực giao làm thay đổi thực sự hệ số trải phổ và do đó làm thay đổi tốc độ dữ liệu của kênh vô tuyến CDMA. Vì tốc độ mã trực giao thường là cố định, có thể nói rằng những mã số - 30 - ngắn hơn cho phép những tốc độ dữ liệu cao hơn. Nếu những điều kiện của kênh là tốt, liên kết vô tuyến có thể hỗ trợ một tốc độ dữ liệu cao hơn, được cung cấp bằng chuyển mạch sang một mã trực giao ngắn hơn. Tuy nhiên, chỉ định một mã số ngắn nào đó làm cho những mã số dài hơn ở dưới chúng trong cây mã lập kênh không trực giao (không dùng được). Do đó, phân bổ và khả năng sử dụng tất cả mã phải được theo dõi và tối ưu hóa mạnh mẽ. Hình 7. Các mã phân kênh trực giao có chiều dài thay đổi QUALCOMM đã phát triển những kỹ thuật phân bố cơ bản cho phép sử dụng hiệu quả những mã trực giao có chiều dài thay đổi. Những mã số này là một tính năng trong cả hai tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA. Điều này đặc biệt quan trọng để quản lý các dịch vụ hỗn hợp thoại và dữ liệu. Khi những dịch vụ không phải thoại trở thành một dòng doanh thu quan trọng đối với những nhà khai thác, quản lý toàn bộ mạng thoại cũng trở nên quan trọng để cung cấp một hiệu quả sử dụng hài lòng. 2.9.2 Trải phổ phức hợp liên kết ngược Vì các thiết bị di động CDMA2000 và WCDMA truyền nhiều kênh cùng một lúc với các mã trực giao khác nhau, những kênh mã này có thể gây nhiễu với nhau khi giao thoa “pha” nhận được bởi một trạm gốc không được lý tưởng. Qualcomm đưa ra một kỹ thuật trải phức tạp sử dụng nhân phức tạp các nhánh I và Q với những mã số PN để làm giảm nhiễu sinh ra khi các mã trực giao khác nhau được giải điều chế với một tham khảo pha của máy thu không – lý tưởng. Mô hình trải phổ phức hợp này rất khác với dạng trải phổ trước đó và dạng điều chế được sử dụng trong các hệ thống thông tin vô tuyến và được chỉ ra trong Hình 8. Không có trải phổ và mã hóa phức tạp, các tín hiệu I và Q sẽ bị lọc trực tiếp và được đưa vào bộ điều chế I/Q. - 31 - Hình 8. Cấu trúc phân kênh liên kết ngược với trải phổ phức hợp 2.9.3 Nhắn tin liên kết xuôi Để bảo vệ tuổi thọ pin, thiết bị di động “ngủ” (ở trong chế độ tắt máy) theo chu kỳ trong những khoảng thời gian ngắn (khoảng vài giây) cho đến lúc chúng phải “thức dậy” và nghe bản tin mạng để xem có cần nhận và xử lý một cuộc gọi nào hay không. Trong những hệ thống cdmaOne, mỗi thiết bị di động đã “thức dậy” để nghe nhắn tin trong lúc khe nhắn tin đã được chỉ định cho nó. Nhắn tin có thể đã báo tin cho thiết bị di động rằng nó đã nhận được một cuộc gọi. Sau mỗi chu trình khe nhắn tin, thiết bị di động sẽ trở lại chế độ”ngủ” của nó để bảo toàn công suất pin. QUALCOMM đã phát triển một cải tiến cho nhắn tin liên kết xuôi để gửi một dấu hiện ngắn (ví dụ 1 - 2 bit) để làm cho thiết bị di động phải thức dậy để nghe một nhắn tin hoặc tiếp tục “ngủ”. Tiết kiệm công suất pin được thực hiện nhờ tính năng bổ sung này. Nhắn tin liên kết xuôi là thông thường cho tất cả giao diện vô tuyến kiểu di động, gồm cả CDMA2000 và WCDMA. Đối với người tiêu dùng lợi ích là thời gian nói lâu hơn và ít lần sạc pin ít thường xuyên hơn. - 32 - 2.9.4 Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA Những đặc điểm này ảnh hưởng đến thực hiện hệ thống, thông số của hệ thống và có thể ảnh hưởng đến những đặc điểm về năng suất. Tuy nhiên, dù có khác biệt, mỗi hệ thống phải bao gồm nhiều công nghệ cơ bản chung (Bảng 4) Bảng 4: Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA 2.9.5 Băng thông danh định Tiêu chuẩn CDMA2000 đã được thiết kế để được vận hành với một băng thông là 1,25 MHz tương tự như cdmaOne, trong khi WCDMA được thiết kế để vận hành trong một kênh 5MHz. Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến năng suất tổng cộng của hệ thống và cả 2 công nghệ đều cung cấp những dung lượng tương tự khi được chuẩn hóa trong những băng thông tương tự. Ngoài việc sử dụng kỹ thuật băng tần trải phổ dãy trực tiếp, các hệ thống CDMA2000 còn có thể chỉ định ba sóng mang 1,25 MHz cho một băng thông 5 MHz (3X). Trong kỹ thuật này, nhiều sóng CDMA2000 trải phổ trực tiếp (sóng mang 1,25 MHz) được kết hợp lại để tạo ra một tín hiệu CDMA giải rộng hỗn hợp (5MHz). Phân biệt sóng mang điển hình là 1,25 MHz. Cách tiếp cận nhiều sóng mang tương tự này có thể được dùng để chỉ định đến 15 sóng mang CDMA2000 trong một băng thông 20MHz. 2.9.6 Tốc độ chip Vì băng thông danh định của WCDMA (5MHz) rộng hơn CDMA2000 (1,25MHz), tốc độ chip tương ứng cũng cao hơn. Tốc độ chip của WCDMA được chọn là 3,84 Mchip/s trong khi CDMA2000 dùng 1,2288 Mchip/s để giúp thực hiện tương thích ngược với các hệ thống cdmaOne. - 33 - 2.9.7 Đồng bộ hóa mạng Các mạng cdmaOne và CDMA2000 đều được đồng bộ hóa, nghĩa là tất cả trạm gốc đều có một định thời (Timing) chung. Cách dễ nhất để đồng bộ hóa các trạm gốc là dùng một hệ thống định thời dựa trên vệ tinh như GPS (vệ tinh định vị toàn cầu). WCDMA cho phép các trạm gốc của nó hoạt động không đồng bộ, độc lập với yêu cầu định thời GPS, mặc dù những hệ thống này cũng có lựa chọn bao gồm định thời đồng bộ. 2.9.8 Bộ mã hoá tiếng nói Thiết bị CDMA tiếp tục duy trì tính tương thích ngược với những thiết bị cdmaOne hiện có bằng cách dùng một bộ mã hoá có tốc độ thay đổi (1/8, ¼, ½ , 1) nâng cao dữ liệu để biến đổi tiếng nói thành những tín hiệu truyền thông. Để duy trì tính tương thích ngược với các bộ mãhoá tiếng nói GSM, thiết bị WCDMA dùng một bộ mã hoá tiếng nói dạng tắt/ mở (on/off) . 2.9.9 Mạng lõi Giống như các hệ thống có trước như AMPS, TDMA, và cdmaOne, CDMA2000 tiếp tục giao tiếp với mạng lõi ANSI-41, cộng thêm khả năng giao diện với mạng lõi GSM_MAP và IP. WCDMA chỉ giao diện với các mạng lõi GSM-MAP vì nó được thiết kế để làm tiến hóa các mạng GSM mặc dù một bộ tiêu chuẩn đã được phát triển để cho phép WCDMA dùng mạng lõi ANSI-41 và CDMA2000 dùng mạng lõi GSM-MAP đã không được triển khai thuơng mại. Mạng lõi CDMA2000 gồm 2 phần, một phần giao diện với các mạng bên ngoài như PSTN và một phần giao diện với mạng IP. Phần giao diện với PSTN hỗ trợ những thông điệp và giao thức được định nghĩa trong tiêu chuẩn IS- 41. Phần giao diện với mạng IP hỗ trợ tiêu chuẩn mạng IP vô tuyến IS-835, và còn được gọi là mạng lõi gói (PCN). - 34 - CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ HSDPA Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao(HSDPA) là một tính năng mới được đề cập trong các phiên bản R5 của 3GPP cho hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA/UTRA- FDD và được xem như là một trong những công nghệ tiên tiến cho hệ thống thông tin di ddoongj3.5G, HSDPA bao gồm một tập các tính năng mới kết hợp chặt chẽ với nhau để cải thiện dung lượng mạng, và tăng tốc độ dữ liệu đỉnh trên 10Mbps đối với lưu lượng gói đường xuống. Những cải tiến về mặt kỹ thuật cho phép các nhà khai thác có thể đưa ra nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện QoS của các dịch vụ hiện có, và đạt chi phí thấp nhất. Khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu và tính di động của WCDMA/HSDPA là chưa từng có trong các phiên bản trước đây của 3GPP, với các tính năng tiên tiến bao gồm:1,điều chế và mã hóa thích ứng(AMC);2,kỹ thuật phát đa mã(multi-codes);3, thích ứng liên kết;4,HARQ nhanh. Chương này tập trung phân tích các khả năng tiên tiến cũng như các giải pháp kỹ thuật của công nghệ WCDMA/HSDPA. 3.1 Các đặc điểm của HSDPA Cuộc cách mạng của thị trường thông tin di động đưa ra các yêu cầu nâng cấp cải tiến về cả dung lượng hệ thống lẫn tốc độ truyền dẫn dữ liệu. Để tăng khả năng hỗ trợ cho các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói, 3GPP đã phát triển và chuẩn hóa trong phiên bản R5 một công nghệ mới, HSDPA, cho phép cải thiện tốc độ truyền dẫn dữ liệu đường xuống và được xem như là sự phát triển mang tính cách mạng của mạng truy nhập vô tuyến WCDMA. Khái niệm HSDPA dựa trên một kênh truyền tải mới, kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao(HS-DSCH), trong đó một số lượng lớn tài nguyên và công suất được gán cho một người sử dụng tại một TTI( khoảng thời gian truyền) nào đó theo phương pháp ghép theo mã và/hoặc theo thời gian. Ngoài ra, HSDPA sử dụng điều chế và mã hóa hích nghi(Adaptive Modulation and Coding), HARQ nhanh(Hybrid Automatic Repeat Requests), và lập lịch gói nhanh(fast packet Scheduling). Những tính năng này được phối hợp chặt chẽ và cho phép thích ứng các tham số truyền dẫn theo mỗi khoảng thời gian TTI nhằm liên tục hiệu chỉnh sự thay đổi của chất lượng kênh vô tuyến. - 35 - Các lớp dịch vụ được khuyến nghị cho HSDPA bao gồm: 1) streaming; 2) tương tác; 3) và các dịch vụ cơ bản khác. Môi trường chúng ta tin tưởng sẽ được ưu tiên trong khi xem xét đầu tư nâng cấp lên HSDPA sẽ là môi trường thành phố. HS-DSCH có thể cho phép cải thiện đáng kể dung lượng cho các dịch vụ gói khi hoạt động trong cả macrocell lẫn microcell. Công nghệ 3G WCDMA hiện nay( theo R99/R4 của 3GPP) cho phép tốc độ dữ liệu gói lên đến 2Mbps. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn thiết kế hệ thống WCDMA có một số hạn chế như sau:1) không tận dụng các ưu thế của dữ liệu gói vốn rất phổ biến đối với đường trục hữu tuyến;2) thiết kế dịch vụ 2Mbps hiện nay là không hiệu quả và cũng chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng dịch vụ số liệu; 3) không thể xử lý tốc độ dữ liệu cao lên đến 10Mbps. Do đó, R5 tiếp tục được phát triển để khắc phục những hạn chế này. R5 là một sự phát triển quan trọng của mạng vô tuyến 3G kể từ khi WCDMA được chấp nhận là công nghệ mạng vô tuyến 3G từ năm 1997. trong khi đó, các công nghệ tương đương với WCDMA/HSDPA được gọi