Tổng quan công nghệ HSDPA

Năm 2006, HSDPA High Speed Downlink Packet Access - Truy cập gói dữ đường xuống tốc độ cao chính thức được thương mại hóa - là một tính năng mới được đề cập trong các phiên bản R5 của 3G

MỤC LỤC

Mục lục ………

Danh mục các từ viết tắt ………

Danh mục hình vẽ ………

Danh mục bảng biểu ………

Lời nói đầu ………

Mở đầu ………

1 3 10 11 12 13 Chương một - GIỚI THIỆU VỀ HSDPA ………

1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động thế hệ thứ 3 ………

1.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động ………

1.1.2 Sự phát triển hệ thống thông tin di động 3G ………

1.2 Khái niệm HSDPA ………

1.3 Những cải tiến của HSDPA so với W-CDMA ………

1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống HSDPA ………

1.5 Kết luận………

15 15 15 17 18 19 21 23 Chương hai – KIẾN TRÚC KÊNH VÔ TUYẾN CỦA HSDPA ………

2.1 Kiến trúc quản lý tài nguyên vô tuyến ………

2.2 Kiến trúc giao thức trong HSDPA ………

2.2.1 Giao thức chuyển đổi dữ liệu ………

2.2.2 Điều khiển liên kết vô tuyến ………

2.2.3 Lớp điều khiển môi trường truy nhập ………

2.2.4 Những cải tiến bộ giao thức HSDPA ………

2.3 Kiến trúc kênh HSDPA ………

2.3.1 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao ( High-Speed Downlink Shared Channel - HS-DSCH )………

2.3.2 Kênh kiểm soát chia sẻ tốc độ cao (High-Speed Shared Control Channel – HS-SCCH) ………

2.3.3 Kênh chia sẻ dành riêng cho điều khiển vật lý (High-Speed Dedicated Physical Control CHannel – HS- DPCCH)………

2.4 Nguyên lý hoạt động của các kênh truyền HSDPA………

2.5 Kết luận ………

24

24

26

27

27

27

28

29

30

34

37

40

42

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 2

Chương ba – CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN HSDPA………

3.1 Dung lượng của thiết bị đầu cuối hỗ trợ HSDPA………

3.2 Các dịch vụ cung cấp trên nền tảng HSDPA ………

3.2.1 Duyệt web (Web browsing)………

3.2.2 Truyền hình di động (Moblie TV – Streaming)………

3.2.3 Push Email………

3.2.4 Truy cập băng thông rộng không dây (Wireless broadband access) 3.3 Kết luận………

43 43 44 44 45 46 47 47 Danh mục tài liệu tham khảo ……… 48

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 3

ARIB Association of Radio Industries and Businesses (Japan)

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 4

DS-CDMA Direct Spread Code Division Multiple Access

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 5

HS-DPCCH Uplink High-Speed Dedicated Physical Control CHannel

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 6

max-C/I maximum Carrier-to-Interference ratio

MSC/VLR Mobile services Switching Centre/ Visitor Location Register

O&M Operation & Maintenance

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 7

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 8

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 9

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 10

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 11

DANH MỤC BIỂU ĐỒ, BẢNG

2.1 So sánh chức năng các thiết bị RRM của HSDPA và Release 99 26

3.5 Quan hệ giữa mức tiêu thụ năng lượng và thời gian của Push

Email

47

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 12

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ đã mang lại nhiều lợi ích cho con người, đặc biệt là trong lãnh vực viễn thông, dường như khoảng cách giữa các lục địa, con người đã được rút ngắn Khi các ngành thông tin quảng bá vô tuyến phát triển thì ý tưởng về thiết bị điện thoại di động vô tuyến ra đời và cũng là tiền thân của mạng thông tin di động ra đời

Từ cuối năm 1999 cho đến nay, bộ mặt của thông tin di động đã thay đổi một cách nhanh chóng với sự ra đời của thế hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) Hiện nay trên thế giới tồn tại hệ thống 3G cùng hai công nghệ khác nhau: UMTS theo công nghệ W-CDMA và CDMA2000 theo công nghệ CDMA Nhưng

hệ thống UMTS dường như chiếm được ưu thế hơn thông tin di động 3G Hệ thống này đã được tiêu chuẩn hóa và cải tiến bởi tổ chức 3GPP Năm 2006, HSDPA (High Speed Downlink Packet Access - Truy cập gói dữ đường xuống tốc độ cao) chính thức được thương mại hóa - 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 động HSDPA bao gồm một tập các tính năng mới kết hợp chặt chẽ với nhau cải thiện dung lượng mạng và tăng tốc dữ liệu đỉnh đối với dung 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

Ngày nay công nghệ HSDPA đã trở thành một chuẩn công nghệ đối với các sản phẩm thiết bị cầm tay, nó là sự lựa chọn đối với các nhà sản xuất thiết bị bên cạnh chuẩn kết nối không dây khác Và HSDPA cũng là nơi thử nghiệm của các công nghệ

truyền dữ liệu vô tuyến cho các thế hệ thông tin di động trong tương lai

Trước hết em xin chân thành cảm ơn Th.s Trần Kim Phúc, các Thầy, Cô giảng viên ở các trường bạn, cùng các bạn sinh viên trong và ngoài nhà trường đã giúp

đỡ em hoàn thành đồ án môn học này Do kiến thức về chuyên ngành còn hạn hẹp nên không tránh khỏi sai xót, mong các Thầy, Cô giảng viên đóng góp ý kiển để giúp em hoàn thiện hơn việc nghiên cứu phát triển sau này

Sinh viên thực hiện Phạm Phú Thảo

Tp Hội An tháng 10 năm 2011.

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 13

MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Thông tin di động là lĩnh vực hội tụ nhiều nhiều kỹ thuật vô tuyến, đây cũng là

một ngành công nghiệp mang lại lợi nhuận cao cũng như đáp ứng được nhu cầu kết nối mọi lúc mọi nơi của con người Hiện nay, chiếc điện thoại di động hoặc các thiết bị di động cầm tay ngày nay không chỉ đóng vai trò là công cụ kết nối về mặt thoại mà ngày nay người dùng còn yêu cầu cuộc gọi có hình, các dịch vụ đa phương tiện, truy cập mạng internet… ngay trên thiết bị cầm tay của họ Các dịch vụ này đòi hỏi một tốc độ đường truyền cao Nhu cầu này đã thúc đẩy các hiệp hội viễn thông liên tục cải tiến các công nghệ truyền dữ liệu trên kênh vô tuyến của hệ thống thông tin di động từ GPRS, EGPRS cho các hệ thống 2G, hiện tại là công nghệ HSPA là tổ hợp công nghệ giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu cho các hệ thống 3G theo chuẩn WCDMA

HSPA là tổ hợp gồm hai công nghệ: HSDPA cho tuyến xuống và HSUPA cho tuyến lên Công nghệ HSDPA ra đời trước HSUPA và sớm được các hiệp hội viễn thông chuẩn hóa và triển khai thương mại, bởi vì người dùng có xu hướng dùng các thiết bị để tải về nhiều hơn là các ứng dụng tải lên Đồng thời việc tải về thiết bị sẽ chiếm tài nguyên vô tuyến của trạm lớn hơn so với việc tải lên

II Mục đích nghiên cứu

Đồ án môn học này tập trung giới thiệu về những cải tiến về mặt kênh truyền

vô tuyến được công nghệ HSDPA đưa thêm vào hệ thống WCMDA nhằm đắp ứng được nhu cầu tải về của người dùng đối với các dịch vụ, cũng như nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên phân phối cho các dịch vụ khác nhau

III Phạm vi nghiên cứu

Với quy mô của một đồ án môn học, nghiên cứu dừng lại ở việc trình bày các khái niệm, giới thiệu các cấu trúc kênh truyền, mối liên hệ giữa các kênh truyền theo thời gian

Đồ án chưa thể đưa ra được những mô phỏng cụ thể cho người đọc thấy được

sự cải thiện kênh truyền, vì mức độ phức tạp của các chương trình mô phỏng cùng với các kỹ thuật mới đưa vào hệ thống, cùng việc thiếu các số liệu triển khai hệ thống và thiết bị đo chuyên dụng người viết chưa thể mô phỏng được hệ thống HSDPA

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 14

IV Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên các tài liệu kỹ thuật, tập huấn của các hãng sản xuất thiết

bị viễn thông: Nokia Seimens, Qualcoom, Ericsson…

V Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Đồ án môn học này mang đến cho người dùng những hiểu biết về công nghệ HSDPA, giúp người đọc hiểu được một phần về nguyên lý truyền tải dữ liệu trên các thiết bị có chuẩn HSPA: các smartphone thế hệ, modem 3G, USB 3G…

VI Cấu trúc đồ án môn học

Trong khuôn khổ của đồ án môn học này, người viết chỉ xin trình bày tổng quan

về công nghệ HSDPA Đồ án này bao gồm các phần như sau

 Chương một:

 Giới thiệu về lịch sử phát triển thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G), trong đó chú trọng giới thiệu quá trình ra đời và xu hướng phát triển của công nghệ HSPA/ HSDPA

 Chương hai:

 Giới thiệu về kiến trúc vô tuyến của công nghệ HSDPA Các đặc điểm kỹ thuật về kênh truyền, mối liên hệ giữa các kênh truyền trong quá trình hoạt động

 Chương ba:

 Các thiết bị theo chuẩn HSDPA

 Các ứng dụng của HSDPA

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 15

Chương Một GIỚI THIỆU 1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động 3G:

1.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin đi động:

3G là thuật ngữ để chỉ các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (Third Genaration) Chúng ta sẽ xem xét tổng quan các thế hệ thông tin di động để có cái nhìn sự phát triển và những nhu cầu đặt ra yêu cầu sự nâng cấp hơn nữa của ngành thông tin di động

Hình 1.1: Lịch sử phát triển của thông tin di động

Thế hệ thứ nhất 1G sử dụng công nghệ Analog nó cung cấp các dịch vụ về đàm thoại là chủ yếu Khi ra đời thông tin di động mang lại tiện ích rất lớn cho người dùng và số lượng thuê bao ngày càng tăng, bên cạnh đó khách hang không đơn thuần sử dụng dịch vụ về voice mà còn yêu cầu thêm các dịch vụ khác Điều này buộc phải có biện pháp nâng cao dung lượng mạng và chất lượng đàm thoại Để giải quyết vấn đề này người ta nghĩ đến việc số hóa các hệ thống điện thoại di động,

và điều này dẫn đến sự ra đời của các hệ thống điện thoại di động thế hệ 2 (2G) Các hệ thống 2G chủ yếu là hệ thống GSM của Châu Âu, cdmaOne (IS-95 và IS-136) của Mỹ Các hệ thống này không những cung cấp các dịch vụ về đàm thoại, nhắn tin SMS… Để tăng thông lượng truyền để phục vụ nhu cầu truyền thông tin (không phải thoại) trên mạng di động, GPRS đã ra đời GPRS đôi khi được xem như

là 2.5G Tốc độ truyền data rate của GSM chỉ =9.6Kbps GPRS đã cải tiến tốc độ

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 16

truyền tăng lên gấp 3 lần so với GSM, tức là 20-30Kbps GPRS cho phép phát triển dịch vụ WAP và internet (email) tốc độ thấp Tiếp theo sau, 2003, EDGE đã ra đời với khả năng cung ứng tốc độ lên được 250 Kbps (trên lý thuyết) EDGE còn được biết đến như là 2.75G (trên đường tiến tới 3G)

3G là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho phép truyền

cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh ) 3G cung cấp cả hai hệ thống là chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay Điểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ 2G và 2.5G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định

và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau Với công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện, như âm nhạc chất lượng cao; hình ảnh video chất lượng và truyền hình số; Các dịch vụ định vị toàn cầu (GPS); E-mail;video streaming; High-ends games;

Quốc gia đầu tiên đưa mạng 3G vào sử dụng rộng rãi là Nhật Bản Vào năm

2001, NTT Docomo là công ty đầu tiên ra mắt phiên bản thương mại của mạng WCDMA Công nghệ IMT-2000 CDMA Direct Spread được biết đến nhiều hơn dưới tên gọi thương mại là WCDMA, được chuẩn hoá bởi 3GPP Dựa trên công ghệ WCDMA hiện có hai loại hệ thống là FOMA (do NTT DoCoMo triển khai ở Nhật) và UMTS (được triển khai đầu tiên ở Châu Âu, sau đó phát triển ra toàn thế giới) UMTS là sự phát triển lên 3G của họ công nghệ GSM (GSM, GPRS

& EDGE) dựa trên nền tảng CDMA băng rộng (WCDMA), là công nghệ duy nhất được các nước châu Âu công nhận cho mạng 3G GSM và UMTS cũng là dòng công nghệ chiếm thị phần lớn nhất trên thị trường thông tin di động ngày nay (chiếm tới 85,4% theo GSA 8-2007)

Sự phát triển của thông tin di động không chỉ dừng lại ở đây mà các nhà cung cấp dịch vụ còn muốn bán nhiều hơn dịch vụ tốc độ cao cho người dùng và họ còn muốn mạng thông tin di động hòa chung với các mạng dữ liệu khác đang tồn tại, xu hướng chỉ ra đó là việc IP hóa mạng dữ liệu HSPA là một trong những bước chuyển trong sự phát triển của 3G lên thế hệ thứ tư 4G

Và trong những năm tiếp theo là các thế hệ tiếp theo của mạng thông tin di động

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 17

1.1.2 Sự phát triển của hệ thống thông tin di động 3G:

Tính cho đến nay hệ thống thông tin di động 3G gần như đã chiếm lĩnh được

thị trường và nó được tổ chức 3GPP chuẩn hóa với nhiều phiên bản khác nhau Mỗi phiên bản là sự cải tiến cho 3G Tổ chức 3GPP tiêu chuẩn hóa 3G trên nền công nghệ W-CDMA mà phiên bản thương mại hóa được biết dưới cái tên UTMS Một bước quan trọng trong việc tiêu chuẩn hóa W-CDMA của 3GPP là việc tiêu chuẩn hóa HSPA: HSPA cho downlink ở Release 5 có tên là HSDPA và cho uplink ở Release 6 HSUPA Trong đó 3GPP chú trọng nâng cao tốc độ truyền số liệu cho downlink, vì nhu cầu chính của khách hàng vẫn là download

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 18

Hình 1.3: Lộ trình tăng tốc truyền số liệu trên các phát hành của 3GPP

1.2 Khái niệm HSDPA:

HSDPA hay còn được gọi là truy nhập gói đường xuống tốc độ cao

(High-Speed Downlink Packet Access) là một bước tiến nhằm nâng cao tốc độ và khả năng của mạng di động tế bào thế hệ thứ 3 UMTS HSDPA đôi khi còn được biết đến như là một công nghệ thuộc thế hệ 3.5G Hiện tại, tốc độ dữ liệu đường xuống của HSDPA là 1.8, 3.6, 7.2 và 14.4 Mbps và trong tương lai có thể đạt 20Mbps với công nghệ MIMO HSDPA được thiết kế cho những ứng dụng dịch vụ dữ liệu như: dịch vụ cơ bản như tải tệp, Email, dịch vụ tương tác như trình duyệt web, truy nhập server, truy tìm và phục hồi cơ sở dữ liệu; và dịch vụ Streaming

HSDPA được phát triển dựa trên công nghệ W-CDMA, sử dụng các phương pháp chuyển đổi và mã hóa dữ liệu khác Nó tạo ra một kênh truyền dữ liệu bên trong W-CDMA được gọi là HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel), hay còn gọi là kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao Kênh truyền tải này hoạt động hoàn toàn khác biệt so với các kênh thông thường và cho phép thực hiện download với tốc độ vượt trội Và đây là một kênh chuyên dụng cho việc download Điều đó cũng có nghĩa là dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp từ nguồn đến điện thoại Song quá trình ngược lại, tức là truyền dữ liệu từ điện thoại đến một nguồn tin thì không thể thực hiện được khi sử dụng công nghệ HSDPA mà nó sử dụng công nghệ có tên là HSUPA Công nghệ này có thể được chia sẻ giữa tất cả các user có sử dụng sóng radio, sóng cho hiệu quả download nhanh nhất

Ngoài HS-DSCH, còn có 3 kênh truyền tải dữ liệu khác cũng được phát triển:

 HS-SCCH : High Speed Shared Control Channel – kênh điều khiển dùng chung tốc độ cao

 HS-DPCCH : High Speed Dedicated Physical Control Channel – kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 19

 HS-PDSCH : High Speed Physical Downlink Shared Channel – kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao Đây là kênh mang thông tin của HS-DSCH Trong năm 2007, một số lượng lớn các nhà cung cấp dịch vụ di động trên toàn thế giới đã bắt đầu bán các sản phẩm USB Modem có chức năng kết nối di động băng thông rộng Ngoài ra, số lượng các trạm thu phát HSDPA trên mặt đất cũng tăng nhanh để đáp ứng nhu cầu thu phát dữ liệu Được giới thiệu là có tốc độ lên tới 3.6 Mbps và 7,2 Mbps, song đây chỉ là con số có thể đạt được trong điều kiện lý tưởng Do vậy, tốc độ đường truyền sẽ không nhanh như mong đợi, đặc biệt là trong điều kiện phòng kín

1.3 Những cải tiến của HSDPA so với WCDMA

Hình 1.4: Những thay đổi của HSDPA so với WCDMA

Bên cạnh những cải tiến về kênh truyền dẫn, HSDPA còn có những thay đổi chức năng giúp cho HSDPA đạt được tốc độ tối ưu về download Trong WCDMA, điều khiển công suất nhanh nhằm giữ ổn định chất lượng tín hiệu nhận được (Eb/No) bằng cách tăng công suất phát chống lại sự suy hao của tín hiệu thu được Điều này sẽ tạo ra các giá trị đỉnh trong công suất phát và tăng nền nhiễu đa truy cập, do đó sẽ làm giảm dung lượng của toàn mạng Hơn nữa, sự hoạt động của điều khiển cổng suất yêu cầu luôn luôn phải đảm bảo một mức dự trữ nhất định trong tổng công suất phát của NodeB để thích ứng với các biến đổi của nó Loại bỏ được điều khiển công suất sẽ tránh được các hiệu ứng tăng công suất kể trên cũng như không cần tới dự trữ công suất phát của cell Tuy nhiên do không sử dụng điều khiển công suất, HSDPA yêu cầu các kỹ thuật thích ứng liên kết khác để thích ứng

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 20

với các tham số tín hiệu phát nhằm liên tục bám theo các biến thiên của kênh truyền

vô tuyến

Một trong những kỹ thuật thích ứng liên kết được gọi là điều chế và mã hóa thích nghi AMC Với kỹ thuật AMC, điều chế và tỉ lệ mã hóa được thích ứng một cách liên tục với chất lượng kênh thay cho việc hiệu chỉnh công suất Truyền dẫn sử dụng nhiều mã Walsh cũng được sử dụng trong quá trình thích ứng liên kết Sự kết hợp của hai kỹ thuật thích ứng liên kết trên đã thay thế hoàn toàn kỹ thuật hệ số trải phổ biến thiên(variable spreading factors) trong WCDMA do khả năng thích ứng chậm đối với sự biến thiên của truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao

Do HSDPA không còn sử dụng điều khiển công suất vòng kín, phải tối thiểu hóa sự thay đổi của chất lượng kênh vô tuyến trong mỗi khoảng thời gian TTI, vấn

đề này được thực hiện nhờ việc giảm độ rộng của TTI từ 10ms ở WCDMA xuống còn 2ms ở HSDPA Với sự bổ xung kỹ thuật HARQ nhanh, nó cho phép phát lại một cách nhanh nhất các block dữ liệu đã bị mất hoặc bị lỗi và khả năng kết hợp với thông tin mềm ở lần phát đầu tiên với các lần phát lại sau đó Để thu thập được thông tin chất lượng kênh hiện thời cho phép các kỹ thuật thích ứng liên kết và lập lịch gói theo dõi giám sát một cách liên tục các điều kiện vô tuyến hiện tại của thuê bao di động, chức năng MAC chị trách nhiệm giám sát kênh HS-DSCH được chuyển từ RNC đến NodeB Thông tin về chất lượng kênh nhanh cho phép bộ lập lịch gói phục vụ user chỉ khi điều kiện của user này là thích hợp Quá trình lập lịch gói nhanh và đặc tính chia sẻ theo thời gian của kênh HS-DSCH về bản chất có thể xem như phân tập lựa chọn đa người dùng(multiuser selection diversity) với những lợi ích rất to lớn đối với việc cải thiện thông lượng cell Việc dịch chuyển chức năng lập lịch đến NodeB là thay đổi chính về kiến trúc nếu so sánh với phiên bản R99

Độ trễ trong hệ thống của HSDPA cũng được cải thiện so với WCDMA, qua nhiều phép thử đo kiểm bằng việc kết nối thiết bị đầu cuối với mạng Internet, kết quả cho thấy mức độ trễ của HSDPA là 46 ms, tiếp theo là WCDMA tuyến lên 74 ms, và WCDMA tuyến xuống 76 ms

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 21

Biểu đồ 1.1: Độ trễ của HSDPA so với WCDMA

1.4 Nguyên lý hoạt động của HSDPA

Hình 1.5: Nguyên lý hoạt động của HSDPA

Trong giải pháp HSDPA, thiết bị sắp xếp gói tin sẽ được chuyển từ bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC tới Node-B nhằm giúp người sử dụng dễ dàng truy nhập vào các chức năng thống kê giao diện vô tuyến Kỹ thuật sắp xếp gói tin tiên tiến sẽ giúp điều chỉnh được tốc độ dữ liệu người sử dụng sao cho thích hợp với các điều kiện kênh vô tuyến tức thời Mục đích của HSDPA là hỗ trợ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao bằng cách sử dụng một kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 22

DSCH) và hỗ trợ thoại được tích hợp trên kênh DCH và dữ liệu tốc độ cao trên kênh (HS-DSCH) trên cùng một sóng mang, tương tự như DSCH trong R99

Trong quá trình kết nối, vấn đề chủ chốt là xác định chất lượng kênh đường xuống cho mỗi người sử dụng độc lập; ví dụ tỷ lệ công suất ký hiệu trên tạp âm (Es/No), và chất lượng bộ tách UE Node-B có thể ước lượng tốc độ dữ liệu được hỗ trợ cho mỗi UE bằng cách giám sát các lệnh điều khiển công suất phát TPC được gửi theo kênh dành riêng DCH liên kết với UE đó Ngoài ra, UE có thể được yêu cầu phát theo chu kỳ một giá trị chỉ thị chất lượng kênh (Channel Quality Information –CQI) đặc thù của HSDPA trên kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao HS-DPCCH đường lên, kênh này cũng mang cả thông tin báo hiệu chấp nhận/ không chấp nhận (Ack/Nack) ở dạng gói dữ liệu dựa trên layer1 cho mỗi liên kết Khi đã ước tính được chất lượng kênh, hệ thống chia sẻ tài nguyên mã công suất, và kênh truyền vô tuyến giữa những người sử dụng khác nhau

Lớp điều khiển truy nhập môi trường (Medium Access Control – MAC) được đặt tại Node B, do đó cho phép truy nhập nhanh hơn tới các giá trị đo lường tuyến kết nối, lập lịch gói hiệu quả hơn và nhanh hơn, cũng như điều khiển chất lượng QoS chặt chẽ hơn So sánh với phương pháp DMA truyền thống, kênh HS-DSCH không thực hiện với điều khiển công suất nhanh và hệ số trải phổ là cố định Bằng cách sử dụng kỹ thuật mã hóa Turbo tốc độ thay đổi, điều chế 16QAM, cũng như hoạt động đa mã mở rộng, kênh HS-DSCH hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh từ 120Kbps tới hơn 10Mbps Quá trình điều chế và mã hóa thích nghi cơ bản có một dải động khoảng 20dB, và được mở rộng hơn nữa bởi số đa mã khả dụng

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 23

1.5 Kết luận

HSDPA là kỹ thuật phát triển trên nền của WCDMA, giúp cải thiện hiệu quả sử

dụng băng thông cung cấp cho các dịch vụ chuyển mạch gói dữ liệu trên đường truyền vô tuyến Tốc độ đỉnh của HSDPA có thể đạt được từ 3Mbps – 10Mbps, thời gian trễ thấp dưới 100 ms Trong những phát hành sắp tới của HSDPA tốc độ này có thể đạt được 28Mbps

Để đạt được tốc độ cao như vậy HSDPA sử dụng các kỹ thuật:

Điều chế đa mã thích ứng liên kết AMC

Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 24

Chương Hai KIẾN TRÚC KÊNH VÔ TUYẾN CỦA HSDPA 2.1 Kiến trúc quản lý tài nguyên vô tuyến

Kiến trúc quản lý tài nguyên vô tuyến (Radio Resource Management

architecture – RRM) là hệ thống kiểm soát đặc tính truyền dẫn vô tuyến trong hệ thống truyền thông không dây, ví dụ như các mạng di động, mạng không dây và hệ thống phát thanh truyền hình RRM bao gồm các hệ thống và các thuật toán nhằm kiểm soát các thông số đường truyền vô tuyến chẳng hạn như điều khiển công suất, phân bổ kênh, tốc độ dữ liệu, chuyển giao cuộc gọi, chương trình điều chế, chương trình mã hóa…, mục tiêu là sử dụng các nguồn tài nguyên vô tuyến phổ tần và cơ sở

hạ tầng mạng vô tuyến một cách hiệu quả nhất có thể

Hình 2.1: Mô hình kiến trúc RRM Các thành phần RRM:

- Thiết bị đầu cuối (End User – EU) : là các máy điện thoại di động, thiết bị cầm tay của người dùng…

- Node B: nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó Nó nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu

- Thiết bị điều khiển mạng vô tuyến (Radio Network Controller – RNC): chịu trách nhiệm quản lý cho một hay nhiều NodeB và điều khiển các tài nguyên của chúng Đây cũng chính là điểm truy nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho mạng