Truy cập gói đường xuống tốc độ cao HSDPA

Lập lịch phụ thuộc kênh: Nguyên tắc lập lịch: Người sử dụng có đường truyền tốt nhất được phân bổ toàn bộ tài nguyên để có thể truyền dẫn tốc độ cao nhất, tuy nhiên cần đảm bảo tính cô

GVHD : Ths Hà Văn Kha Ly

SVTH : MAI THANH MINH

NGUYỄN THỊ NHẬT LỆ

Nội dung:

 Lập lịch phụ thuộc kênh tại node B

 Điều khiển tốc độ và điều chế bậc cao.

Nội dung: (tiếp)

 9.3.1 ARQ lai: xử lý lớp vật lý

 9.3.2 Xen kẽ và bố trí lại chòm sao.

 9.3.4 Phân phát theo thứ tự.

đường xuống.

Tổng quan về HSDPA

 HSPA (High Speed

Packet Access) là kết

hơpcủa:

- HSDPA (High Speed

Downlink Packet Access:

truy nhập gói tốc độ cao

đường xuống) hỗ trợ tốc

độ đỉnh R6 14,4 Mbps

(tốc độ trung bình vào

khoảng 2-3Mbps)

- HSUPA (High Speed Uplink

Packet Access: truy nhập

gói tốc độcao đường lên)

hỗ trợ tốc độ đỉnh R6 5,7

Mbps (tốc độ trung bình

vào khoảng 1Mbps)

4/30

Truyền dẫn kênh chia sẻ HS-DSCH:

Lập lịch phụ thuộc kênh:

 Nguyên tắc lập lịch: Người sử dụng có đường truyền tốt nhất được phân bổ toàn bộ tài

nguyên để có thể truyền dẫn tốc độ cao nhất, tuy nhiên cần đảm bảo tính công bằng

có nghĩa là nếu xét thấy lưu lượng của người này vượt ngưỡng thì tài nguyên vô tuyến

được rành cho người có đường truyền tốt thứ 2… trong HSDPA tài nguyên là khe thời

gian TTI 2ms và mã SF =16

6/30

Điều khiển tốc độ và Đ/chế bậc

cao

 HSDPA sử dụng hai sơ đồ điều chế: QPSK và 16 QAM, trong đó

QPSK cho phép truyền 2 bit trên một ký hiệu còn sơ đồ điều chế bậc cao 16QAM cho phép truyền 4 bit trên một ký hiệu

 HSDPA sử dụng mã hóa kênh turbo để sửa lỗi, trong đó cứ một bit thông tin được truyền thì có hai bit dư đi kèm để sửa lỗi và tỷ lệ cực đại là r=1/3

 HSDPA hỗ trợ truyền dẫn thích ứng theo tình trạng kênh bằng các thay đổi sơ đồ truyền dẫn hay còn gọi là AMC (Adaptive Modulation and Coding: mã hóa và điều chế thích ứng):

 Nếu đường truyền dẫn tốt sơ đồ điều ché 16QAM và tỉ lệ mã r

<1/3 được chọn để truyền dẫn tốc độ số liệu cao

 Nếu đường truyền dẫn xấu sơ đồ điều chế QPSK và tỉ lệ mã

r=1/3 được chọn để truyền dẫn tốc độ số liệu thấp hơn nhưng đảm bảo chất lượng

ARQ lai với kết hợp mềm :

 UE tự động yêu cầu phát lại bản tin lỗi

 Thực hiện kết hợp mềm bản tin lỗi được lưu trong bộ

nhớ đệm với bản tin được phát lại để xử lý lỗi

 Tồn tại hai phương pháp kết hợp mềm:

• Săn bắt (Chase): toàn bộ bản tin bao gồm các bit thông tin và các bit dư để sửa lỗi đều đươc phát

• Phần dư tăng (Incremental Redundance: phần dư tăng): lần phát đầu chỉ các bit thông tin và một phần các bit dư sử lỗi được phát; lần phát lại chỉ các bit dư chưa được phát trong các lần trước là được phát Phương pháp này tiết kiệm dung lượng đường

truyền

8/30

Chi tiết của HSDPA

Cấu trúc kênh HSDPA

Cấu trúc kênh HSDPA (tiếp)

tải được sắp xếp lên nhiều kênh vật lý HS-PDSCH để truyền tải lưu lượng gói chia sẻ cho nhiều người sử dụng, trong đó mỗi HS-PDSCH có hệ số trải phổ không đổi và bằng 16 Cấu hình cực đại của HS-DSCH là 15 SF16 (tương ứng với tốc độ đỉnh khi điều chế

16 QAM và tỷ lệ mã 1/1 là14,4Mbps) Các người sử dụng chia sẻ HS-DSCH theo số kênh vật lý HS-PDSCH (số mã với SF=16) và khoảng thời gian truyền dẫn TTI=2ms

trải phổ128 và có cấu trúc thời gian dựa trên một khung con có độ dài 2ms bằng độ dài cuả HS-DSCH Các thông tin sau đây đựơc mang trên HS SCCH:

- Số mã định kênh,

- Sơ đồ điều chế,

- Kích thước khối truyền tải,

- Gói được phát là gói mới hay phát lại,

- Phiên bản dư,

- Phiên bản chùm tín hiệu.

10/30

Cấu trúc kênh HSDPA (tiếp)

 Khi HSDPA hoạt động trong chế độ ghép theo thời gian, chỉ cần lập cấu hình một HS-SCCH, nhưng khi HSDPA hoạt động trong chế độ ghép theo mã thì cần có nhiều HS-SCCH hơn Một UE có thể xem xét được nhiều nhất là 4 HS-SCCH tùy vào cấu hình đựơc lập bởi

hệ thống

đường lên có hệ số trải phổ 256 và cấu trúc từ 3 khe 2ms chứa các thông tin sau đây:

 Thông tin phảnhồi (CQI: Channel Quality Indicator: chỉ thị chất lượng kênh) để báo cho bộ lập lịch nút B về tôc độ số liệu mà UE mong muốn

 ACK/NAK (công nhận và phủ nhận) cho HARQ

HS-DPCCH đường lên chưá các thông tin điều khiển cho kênh DPCH

có hệ số trải phổ 256 chứa thông tin điều khiển công suất cho 10 người sử dụng để tiết kiệm tài nguyên mã trong truyền dẫn gói

Sự xử lý lớp MAC-hs và lớp vật lý

 MAC-hs là một lớp con mới được

đặt trong nút B chịu trách nhiệm

lập lịnh HS-DSCH, điều khiển tốc

độ và các giao thức ARQ lai

 Dữ liệu ở dạng một khối vận tải với

kích thước động, đi từ MAC-hs

qua kênh vận tải HS-DSCH đến xử

lý lớp vật lý HS-DSCH

 Việc xáo trộn bít và bố trí lại chòm

sao được sử dụng trong trường

hợp điều chế 16QAM

12/30

 Chiến lược lập lịch có hiệu

quả khi biết thông tin về:

 Phản hồi chất lượng CQI

ARQ lai kết hợp mềm :

 MAC-hs được đặt

trong node B nên

khối vận tải bị lỗi có

thể truyền lại nhanh

Luồng dữ liệu

 Hình bên minh họa hoạt động

việc xử lý một luộng dữ liệu

 Một dịch vụ dựa trên IP được

giả định: gói giữ liệu IP sẽ

được nén mào đầu qua giao

diện PDCP từ 40bytes xuống 2

or 3bytes

 Các gói tin được chia nhỏ hơn

ở RLC thường gồm 40bytes

 Lớp MAC-d thực hiện thêm

4bits mào đầu

 Tại lớp MAC-hs được bổ xung

mào đầu thường là 21 bit để

tạo ra khối vận tải ánh xạ lên

kênh HS-DPSCH

16/30

Điều khiển tài nguyên đối với

HS-DSCH

 Với HSDPA việc điều khiển tài

nguyên được thực hiện bởi

 RNC điều khiển gia nhập (nếu

có đủ công suất phát trong nút

B thì người dùng mới được ra

nhập)

 RNC giới hạn công suất cực

đại của mỗi tế bào để xử lý

nhiêu giữa các tế bào

 RNC báo hiệu tốc độ bít đảm

bảo cho MAC-hs

Các loại UE

 Các UE được phân loại dựa trên 3 khả năng sau:

 Khả năng giải trải phổ (giải cực đại được các mã HS-PDSCH)

 Bộ nhớ đệm mềm (dùng bởi chức năng ARQ lai thực hiện được nhiều quá trình lai)

 Bộ giải mã Turbo (số lượng các bít kênh vận tải cực đại có thể thu được trong 1 TTI HS-DSCH và khoảng thời gian cực tiểu

giữa các TTI tốc độ xử lý của UE)

9.3 Nghiên cứu chi tiết HSDPA

9.3.1 ARQ lai: Xử lý lớp vật lý

 ARQ lai hoạt động

trên một khối vận tải

 Độ dư tăng dần là sơ

đồ kết hợp mềm

ARQ lai cơ bản, có

chất lượng tốt hơn

nhưng có yêu cầu

cao hơn cho việc

9.3.2 Xen kẽ và bố trí chòm sao

 Đối với 16 QAM, hai

trong bốn bit được

mang bởi mỗi symbol

điều chế sẽ tin cậy

hơn tại máy thu

 Đối với QPSK, các bit

mang tin đưa vào bộ

xen kẽ trên, bit kiểm

tra đưa vào bên dưới

 16 QAM sử dụng

chung với ARQ lai tạo

ra độ tin cậy của các

bit

9.3.3 ARQ hỗn hợp: hoạt động giao thức

 Mỗi thực thể ARQ lai hỗ trợ lên tới 8 quá trình ARQ lai dừng

và đợi, cho phép truyền liên tục đến 1 UE

 Quá trình ARQ lai nào dùng cho truyền dẫn hiện tại được

điều khiển bởi bộ lập lịch và được báo hiệu rõ ràng tới UE

 Các lỗi trong báo hiệu trạng thái ACK/NAK sẽ làm giảm

thông lượng hoặc mất dữ liệu

22/30

9.3.4 Phân phát theo thứ tự

 Được thực hiện ở bên

trên quá trình ARQ lai và

hàng chờ sắp xếp lại

trong UE MAC-hs

 Nhận dạng hàng chờ sắp

xếp lại (hình trên)

Hàng chờ ưu tiên trong MAC-hs Nút B (trái)

và hàng chờ sắp xếp lại trong MAC-hs UE (phải)

9.3.5 Mào đầu MAC-hs

thái kênh hiện tại.

- Cơ sở là các phép đo trên

tín hiệu dẫn đường

chung

 Ước lượng chất lượng

đường xuống:

- Thước đo tương đối:

Công suất phát của

DPCH

- Thước đo tuyệt đối: Các

báo cáo UE

9.3.7 Báo hiệu điều khiển đường xuống:

- Kích thước khối vận tải và

các tham số liên quan ARQ

9.3.8 Báo hiệu điều khiển đường xuống:

F-DPCH

 Giảm số lượng các mã

phân kênh đường xuống

cho các kênh dành riêng

Hệ số trải phổ = 256

 Cho phép tới 10 UE chia sẻ

một mã phân kênh cho một

lệnh điều khiển công suất

DPCH bộ phận (F-DPCH), được giới thiệu trong Rel6

9.3.9 Báo hiệu điều khiển đường lên:

HS-DPCCH

 Sử dụng một mã phân kênh

riêng từ DPCCH đường lên

thông thường Hệ số trải

9.3.9 Báo hiệu điều khiển đường lên:

 Việc thu ACK/NAK đường lên

yêu cầu cao về năng lượng

 UE thiếu thông tin lập lịch dẫn

đến mất dữ liệu trong ARQ lai

Khi đó sử dụng một ngưỡng

quyết định không đối xứng

trong bộ phát hiện ACK/NAK

Ngưỡng phát hiện đối với trường ACK/NAK của HS-DPCCH

Xin trân trọng cảm ơn!

30/30

Ngưỡng phát hiện đối với trường ACK/NAK của HS-DPCCH