Nghiên cứu công nghệ LTE đường lên

Từ nhiều năm trở lại đây hệ thống thông tin di động tế bào GSM đã được triển khai trên phạm vi rộng ở Việt Nam đóng góp nhiều vào công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ quốc. Tuy nhiên, do nhu cầu về thông tin liên lạc ngày càng cao, với những dịch vụ đòi hỏi tốc độ truyền cao như truyền sô liệu, vi deo… Những dịch vụ đó thì hệ thống thông tin di động GSM không đáp ứng được, do đó hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3G đã ra đời, mặc dù vậy với điều kiện cần được chăm sóc, cần các dịch vụ tốt hơn, ra đời các dịch vụ mới và giá cả thật hợp lý thì dường như 3G là chưa đủ. Với LTE, đây là hệ thống mà nó có thể giải quyết bài toán giải quyết được tính cạnh tranh, về chất lượng các dịch vụ cũ cũng như phát triển các dịch vụ mới, về giá cả.

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, ngành điện tử viễn thông đã có bước phát triển vượt bậc Sản phẩm của nó rất phong phú và đa dạng đã từng bước đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về thông tin liên lạc của con người trên các lĩnh vực của đời sống xã hội Thông tin di động là một trong những dịch vụ đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người, nó cho phép con người liên lạc với nhau ở mọi lúc mọi nơi, đồng thời nó cũng phát sinh nhiều thách thức mới Ngay

từ khi mới ra đời thông tin di động đã phát triển rất nhanh cả về quy mô lẫn công nghệ Từ nhiều năm trở lại đây hệ thống thông tin di động tế bào GSM đã được triển khai trên phạm vi rộng ở Việt Nam đóng góp nhiều vào công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ quốc Tuy nhiên, do nhu cầu về thông tin liên lạc ngày càng cao, với những dịch vụ đòi hỏi tốc độ truyền cao như truyền sô liệu, vi deo… Những dịch vụ đó thì hệ thống thông tin

di động GSM không đáp ứng được, do đó hệ thống thông tin di động thế

hệ thứ 3G đã ra đời, mặc dù vậy với điều kiện cần được chăm sóc, cần các dịch vụ tốt hơn, ra đời các dịch vụ mới và giá cả thật hợp lý thì dường như 3G là chưa đủ Với LTE, đây là hệ thống mà nó có thể giải quyết bài toán giải quyết được tính cạnh tranh, về chất lượng các dịch vụ cũ cũng như phát triển các dịch vụ mới, về giá cả

Xuất phát từ yêu cầu thực tế nhằm mục đích hướng tới một phần nhiệm vụ trên, đồ án có tên :“Nghiên cứu công nghệ LTE đường lên”.Nội dung đồ án được chia thành 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về LTE

Chương 2: Lớp vật lý đường lên LTE

Chương 3: Các thủ tục truy nhập LTE

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoành thành đồ án này đồng thời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo trong khoa đã giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đồ án này

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LTE

1.1 Giới thiệu và các mục tiêu thiết kế LTE.

đó, yêu cầu tốc độ dữ liệu đỉnh không thể được thoả mãn đồng thời Mặt khác, đối với FDD thì các đặc điểm kỹ thuật LTE cho phép sự thu và phát đồng thời tại các tốc độ dữ liệu đỉnh đã xác định ở trên

Các yêu cầu về độ trễ được tách thành các yêu cầu mặt phẳng điều khiển (control-plane) và các yêu cầu mặt phẳng sử dụng(user-plane) Các

yêu cầu độ trễ mặt phẳng điều khiển xử lý độ trễ để nó chuyển tiếp từ các trạng thái đầu cuối không tích cực tới một trạng thái tích cực trong đó đầu cuối di động có thể gửi và/hoặc thu dữ liệu Có hai số đo: một số đo được biểu diễn bằng thời gian chuyển tiếp từ một trạng thái tạm nghỉ (a camped state) là một trạng thái trong đó đầu cuối không biết mạng truy nhập vô tuyến, nghĩa là mạng truy nhập vô tuyến không có bất cứ ngữ cảnh đầu cuối nào và đầu cuối không có bất kỳ sự ấn định tài nguyên nào yêu cầu là 100ms Phép đo khác được biểu diễn bằng thời gian chuyển tiếp từ một trạng thái ngủ (a dormant) là một trạng thái trong đó đầu cuối không biết mạng truy nhập vô tuyến, tuy nhiên mạng truy nhập vô tuyến biết tế bào nào mà đầu cuối ở trong, nhưng đầu cuối không có bất cứ tài nguyên vô tuyến nào được ấn định yêu cầu là 50ms.

Yêu cầu độ trễ mặt phẳng người dùng được biểu diễn bằng thời gian

nó tiêu tốn để phát một gói IP nhỏ từ đầu cuối tới nút rìa RAN Thời gian truyền một chiều không nên vượt quá 5ms trong một mạng không tải, tức

là không có đầu cuối nào hiện diện trong tế bào

Yêu cầu phụ đối với độ trễ mặt phẳng điều khiển là LTE nên hỗ trợ ít nhất 200 đầu cuối di động ở trạng thái tích cực khi hoạt động tại 5 MHz Ở các sự phân chia rộng hơn 5MHz, ít nhất 400 đầu cuối nên được hỗ trợ

1.1.3 Hiệu suất hệ thống

Các mục tiêu thiết kế hiệu suất hệ thống LTE là thông lượng người dùng, hiệu quả phổ, tính di động, vùng phủ sóng, và MBMS tăng cường.Quy định thông lượng người dùng LTE được xác định tại hai điểm: tính trung bình và tại phần trăm thứ 5 của sự phân bổ người dùng ( trong đó 95% người dùng có hiệu suất tốt hơn) Tiêu chí hiệu quả phổ cũng được xác định, hiệu quả phổ được định nghĩa như thông lượng hệ thống trên tế bào tính bằng bit/s/MHz/tế bào

Các yêu cầu di chuyển tập trung vào tốc độ các đầu cuối di chuyển Hiệu suất tối đa là đích hướng tới tại các tốc độ đầu cuối thấp, 0_15 km/h, trong khi đó một sự giảm sút nhẹ là được phép đối với tốc độ cao Đối với tốc độ lên tới 120 km/h, LTE nên được cung ứng hiệu suất cao và đối với tốc độ cao hơn 120 km/h hệ thống nên duy trì sự kết nối qua mạng tế bào Tốc độ tối đa để quản lý trong một hệ thống LTE đạt tới 350 km/h ( hoặc thậm chí lên tới 500 km/h phụ thuộc vào băng tần ).

Các yêu cầu vùng phủ sóng tập trung vào phạm vi tế bào (bán kính),

đó là khoảng cách lớn nhất từ vị trí tế bào tới một đầu cuối di động trong tế bào Yêu cầu cho các kịch bản, trường hợp giới hạn không nhiễu là để thoả mãn thông lượng người dùng, hiệu quả phổ, và các yêu cầu mức độ di chuyển cho các tế bào với phạm vi tế bào lên tới 5 km Đối với các tế bào, phạm vi tế bào lên tới 30 km, một sự suy giảm nhẹ thông lượng người dùng được bỏ qua và một sự suy giảm đáng kể hơn về hiệu quả phổ có thể chấp nhận được liên quan tới các yêu cầu Tuy nhiên, các yêu cầu về độ di chuyển nên được thoả mãn Các phạm vi tế bào lên tới 100 km không những không nên loại trừ bởi các đặc tính kỹ thuật mà trái lại các quy định hiệu suất cần được nói rõ trong trường hợp này

2.1.4 Các khía cạnh liên quan tới triển khai

Các yêu cầu liên quan tới việc triển khai gồm có các kịch bản triển khai, mức độ mềm dẻo phổ, sự triển khai phổ, sự tồn tại đồng thời và sự liên kết mạng cùng với các công nghệ truy nhập vô tuyến 3GPP khác nhau như là GSM và WCDMA/HSPA

Yêu cầu về kịch bản triển khai bao gồm hai trường hợp khi hệ thống LTE được triển khai như một hệ thống độc lập và trường hợp nó được triển khai cùng với WCDMA/HSPA và / hoặc GSM Do đó, yêu cầu này không nằm trong giới hạn thực tế chỉ tiêu thiết kế

Sự tồn tại đồng thời và sự liên kết mạng cùng với các hệ thống 3GPP khác nhau và các yêu cầu riêng của chúng thiết lập sự yêu cầu về sự di chuyển giữa LTE và GSM, và giữa LTE và WCDMA/HSPA cho các đầu cuối di động hỗ trợ các công nghệ đó.

Thời gian không thực (ms) Thời gian thực (ms)

Bảng 1.2 Các quy định thời gian gián đoạn, LTE-GSM và LTE-WCDMA

Bảng 1.2 ghi các yêu cầu khoảng thời gian gián đoạn, đó là khoảng thời gian dài nhất mà có thể chấp nhận trong liên kết vô tuyến khi di chuyển giữa các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau, đối với cả các dịch vụ thời gian thực và thời gian không thực Chú ý rằng các quy định đó rất lỏng, không chặt đối với thời gian gián đoạn chuyển giao cuộc gọi và các giá trị tốt hơn một cách đáng kể được mong đợi trong các triển khai thực tế

Cơ sở cho các yêu cầu về tính mềm dẻo phổ là yêu cầu đối với LTE sẽ được triển khai trong các băng tần IMT_2000 hiện nay, đưa đến sự tồn tại đồng thời cùng với các hệ thống mà đã được triển khai trong các băng tần

đó, gồm có WCDMA/HPSA hoặc GSM Một bộ phận có liên quan của các yêu cầu LTE về mặt tính mềm dẻo phổ là khả năng để triển khai sự truy nhập vô tuyến cơ sở LTE theo cả sự phân chia phổ cặp lẫn sự phân chia phổ không theo cặp, nghĩa là LTE nên hỗ trợ cả FDD lẫn TDD

Sơ đồ song công hay sự bố trí song công là một thuộc tính của một công nghệ truy nhập vô tuyến Tuy nhiên, một sự phân chia phổ cho trước cũng được kết hợp một cách đặc trưng cùng với một sơ đồ song công cụ thể Các hệ thống FDD được triển khai theo các sự phân chia phổ cặp, có một vùng tần số dành cho phát theo đường xuống, còn vùng kia dành cho phát theo đường lên Các hệ thống TDD được triển khai theo các sự phân chia không theo phổ cặp

Một ví dụ là phổ IMT-2000 tại 2 GHz, đó là ‘băng lõi’ IMT-2000 Như biểu diễn trong hình 1.1, nó gồm có cặp băng tần 1920- 1980 MHz và 2110- 2170 MHz dành cho truy nhập vô tuyến FDD cơ bản Hai băng tần 1910-2020 MHz và 2010-2025 MHz dành cho truy nhập vô tuyến TDD cơ bản Chú ý rằng do sự điều chỉnh địa phương và khu vực thì việc sử dụng của phổ IMT_2000 (International Mobile Telecommunicational-2000) có thể khác nhau so với cái gì được biểu diễn ở đây.

Hình1.1 Cấp phát phổ ‘băng lõi’ IMT cơ bản tại 2 GHz

Sự phân chia cặp đối với FDD trong hình 1.1 là 2 x 60 MHz, nhưng phổ có thể dùng được đối với một nhà khai thác mạng đơn lẻ có thể là 2 x

20 MHz hoặc thậm chí 2 x 10 MHz Trong các băng tần khác thậm chí ít phổ hơn có thể dùng được Hơn nữa, sự di chuyển của phổ hiện nay dùng cho các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau nhất thiết phải thực hiện

từ từ để đảm bảo rằng số lượng của các phần phổ còn lại đủ để hỗ trợ nhiều người dùng hiện tại

Vì vậy, lượng phổ mà có thể được di chuyển theo hướng LTE lúc ban đầu có thể tương đối nhỏ, sau đó có thể sẽ từ từ tăng lên, như đã biểu diễn trong hình 1.2 Sự thay đổi của các kịch bản phổ có thể có sẽ đưa đến một

sự quy định cho tính mềm dẻo phổ đối với LTE về mặt các độ rộng băng thông truyền dẫn được hỗ trợ

Hình 1.2 Ví dụ về LTE có thể được di chuyển từng bước vào trong một sự

cấp phát phổ cùng với một sự triển khai GSM gốc

1.1.5 Cấu trúc và sự di chuyển

Một vài nguyên tắc hướng dẫn đối với việc thiết kế cấu trúc LTE RAN được trình bày bởi 3GPP như sau:

• Một cấu trúc LTE RAN đơn lẻ nên được quy chuẩn

• Cấu trúc LTE RAN nên dựa trên nền tảng gói, mặc dù lưu lượng lớp đàm thoại thời gian thực nên được hỗ trợ

• Cấu trúc LTE RAN nên giảm tới mức tối thiểu sự xuất hiện của ‘ các điểm đơn lẻ của hư hỏng’ không thêm vào chi phí cho mạng đường trục

• Cấu trúc LTE RAN nên làm đơn giản hoá và tối thiểu hoá số lượng các giao diện

• Sự tương tác lẫn nhau giữa lớp mạng vô tuyến (RNL: Radio Network Layer) và lớp mạng truyền tải (TNL: Transport Network Layer) không nên loại trừ nếu quan tâm đến cải thiện hiệu suất của

hệ thống

• Cấu trúc LTE RAN nên hỗ trợ một QoS từ đầu cuối tới đầu cuối TNL nên đưa ra yêu cầu QoS phù hợp với RNL

• Cơ chế QoS cần tính đến các loại lưu lượng khác nhau cái mà tồn tại để cung cấp việc sử dụng hiệu quả dải thông: lưu lượng mặt bằng điều khiển, lưu lượng mặt bằng sử dụng và lưu lượng O&M

• LTE RAN nên được thiết kế theo cách để tối thiểu hoá sự thay đổi rung pha đối với lưu lượng cần rung pha thấp như TCP/IP

1.1.6 Quản lý tài nguyên vô tuyến

Các yêu cầu quản lý tài nguyên vô tuyến được chia thành hỗ trợ tăng cường cho QoS đầu cuối-tới-đầu cuối, hỗ trợ có hiệu quả cho sự truyền dẫn của các lớp cao hơn, hỗ trợ về phân chia tải và quản lý chiến lược qua các công nghệ truy nhập vô tuyến

Hỗ trợ nâng cao cho QoS đầu-tới-đầu yêu cầu ‘cải thiện thích ứng về dịch vụ, các yêu cầu ứng dụng và giao thức (gồm có báo hiệu lớp cao hơn) cho các tài nguyên RAN và các đặc tính vô tuyến

Hỗ trợ hiệu quả cho việc truyền dẫn của các lớp cao hơn yêu cầu LTE RAN nên ‘đưa ra các cơ chế để hỗ trợ việc truyền dẫn và sự làm việc có hiệu quả của các giao thức lớp cao hơn trên giao diện vô tuyến, như là nén mào đầu IP‘

Hỗ trợ về sự phân chia tải và quản lý chiến lược qua các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau đòi hỏi sự cân nhắc về các cơ chế tái lựa chọn để hướng các đầu cuối di động tới các công nghệ truy nhập vô tuyến thích hợp cũng như hỗ trợ cho QoS đầu cuối-tới-đầu cuối trong khi chuyển giao cuộc gọi giữa các công nghệ truy nhập

1.1.7 Mức độ phức tạp

Các yêu độ phức tạp nói về sự phức tạp của toàn bộ hệ thống cũng như sự phức tạp của đầu cuối di động Về cơ bản, các quy định này dẫn đến rằng số lượng các tuỳ chọn nên được tối thiểu hoá cùng với các điểm

đặc trưng không cần thiết Điều này cũng dẫn tới tối thiểu hoá số lượng các trường hợp kiểm tra cần thiết.

1.1.8 Các khía cạnh chung

Các yêu chung bao chùm phần này đối với LTE chú tâm vào các khía cạnh liên quan tới chi phí và dịch vụ Rõ ràng, mong muốn giảm thiểu chi phí trong khi duy trì hiệu suất mong muốn đối với tất cả các dịch vụ được hình dung ra Chi phí được tập trung vào đường trục, sự vận hành và bảo dưỡng Do đó, không chỉ giao diện vô tuyến mà còn sự truyền tải tới các vị trí trạm gốc và hệ thống quản lý nên được chú ý bởi LTE Một quy định rõ

về các giao diện nhiều nhà cung cấp cũng nằm trong các loại quy định này Hơn nữa, các đầu cuối không phức tạp và công suất thấp được quy định

1.2 Khái quát truy nhập vô tuyến LTE

1.2.1 Các sơ đồ truyền dẫn: OFDM đường xuống và SC-FDMA đường lên.

Sơ đồ truyền dẫn đường xuống dựa trên cơ sở OFDM OFDM là một

sơ đồ truyền dẫn đường xuống hấp dẫn vì một vài lý do Do thời gian symbol OFDM tương đối dài kết hợp với một tiền tố tuần hoàn, OFDM có sức chịu đựng cao về mặt chống lại độ chọn lọc tần số kênh Mặc dù sự sai lạc tín hiệu do một kênh lựa chọn theo tần số về nguyên lý có thể được xử

lý bằng cách san bằng ở bên thu, sự phức tạp của việc san bằng bắt đầu trở nên không hấp dẫn để thực thi trong một thiết bị đầu cuối di động tại các

độ rộng băng trên 5 MHz Vì vậy, OFDM cùng với sức chịu đựng vốn có của nó đối với pha đinh chọn lọc theo tần số đã hấp dẫn cho đường xuống, đặc biệt là khi được kết hợp cùng với sự ghép không gian

Các lợi ích khi dùng OFDM gồm có:

- OFDM cung cấp sự truy nhập tới miền tần số, theo cách đó cho phép thêm độ tự do cho bộ lập lịch trình phụ thuộc kênh so với HSPA

- Các sự phân chia dải thông mềm dẻo được hỗ trợ một cách dễ dàng bởi OFDM, bằng cách biến đổi số lượng các sóng mang con OFDM được

sử dụng cho truyền dẫn Tuy nhiên, chú ý rằng sự hỗ trợ về các sự phân chia nhiều phổ cũng đòi hỏi việc lọc RF mềm dẻo là việc làm mà không phù hợp cho sơ đồ truyền dẫn chính xác Tuy nhiên nó lại cho phép duy trì cấu trúc xử lý băng gốc giống nhau, không quan tâm độ rộng của băng thông, làm đơn giản việc thực thi đầu cuối

- Sự truyền dẫn quảng bá/đa trạm trong đó các thông tin giống nhau được phát từ nhiều trạm gốc, được thực hiện dễ dàng nhờ OFDM

Đối với đường lên LTE, sự truyền dẫn đơn sóng mang dựa trên cơ sở OFDM trải DFT (DFTS-OFDM) được sử dụng Việc sử dụng sự điều chế đơn sóng mang trong đường lên được thúc đẩy nhờ tỷ số đỉnh trên trung bình của tín hiệu được truyền thấp hơn so với việc truyền dẫn đa sóng mang như là OFDM Tỷ số đỉnh – trung bình của tín hiệu được phát nhỏ hơn sẽ cho phép công suất truyền dẫn trung bình cao hơn đối với một bộ khuếch đại cho trước Vì vậy, sự truyền dẫn đơn sóng mang cho phép sử dụng bộ khuếch đại công suất hiệu quả hơn, điều này tương đương với vùng phủ sóng tăng Điều này đặc biệt quan trọng đối với đầu cuối bị giới hạn công suất Đồng thời, việc san bằng cần thiết để xử lý sai lạc của tín hiệu đơn sóng mang do pha đinh chọn lọc theo tần số không thành vấn đề trong đường lên do các tài nguyên xử lý tín hiệu tại trạm gốc ít bị hạn chế hơn so với đầu cuối di động

Ngược lại với đường lên WCDMA/HSPA là không trực giao và cũng dựa vào sự truyền dẫn đơn sóng mang thì đường lên trong LTE dựa trên cơ

sở phân tách trực giao những người sử dụng về thời gian và tần số Sự phân tách người dùng trực giao có ích trong nhiều trường hợp vì nó ngăn ngừa nhiễu nội tế bào Tuy nhiên, sự cấp phát một tài nguyên dải thông tức thời rất lớn cho một người dùng đơn lẻ là một chiến lược không hiệu quả ở

các trường hợp mà trong đó tốc độ dữ liệu chủ yếu bị giới hạn bởi công suất truyền hơn là dải thông Trong hoàn cảnh như thế, một đầu cuối chỉ được cấp phát một phần của tổng dải thông truyền dẫn và các đầu cuối khác có thể phát song song trên phần còn lại của phổ Theo cách đó, đường lên LTE này bao gồm thành phần đa truy nhập miền tần số, kế hoạch truyền dẫn đường lên LTE đôi khi cũng được gọi là FDMA đơn són mang (SC-FDMA).

1.2.2 Sự lập lịch phụ thuộc kênh và sự thích nghi tốc độ

Điểm chủ yếu của sơ đồ truyền dẫn LTE là việc sử dụng truyền dẫn kênh chung, trong đó nguồn tài nguyên thời gian-tần số được chia sẻ một cách động giữa những người sử dụng Việc sử dụng truyền dẫn kênh chung thích ứng tốt với các yêu cầu nguồn tài nguyên thay đổi một cách nhanh chóng đã được đề ra bởi dữ liệu gói và cũng cho phép một vài công nghệ then chốt khác được sử dụng bởi LTE

Hình 1.3 Lập lịch phụ thuộc kênh đường xuống trong miền thời gian và

tần số.

Trong mỗi khoảng thời gian ngắn, bộ lập lịch điều khiển để ấn định những người dùng các tài nguyên được chia sẻ này Nó cũng quyết định tốc độ dữ liệu được dùng cho mỗi liên kết, tức là sự thích nghi tốc độ và có

thể được xem như một phần của bộ lập lịch trình này Bộ lập lịch là một phần tử chủ chốt và quyết định lớn đến hiệu suất toàn bộ đường xuống, đặc biệt là trong một mạng tải mức cao Cả sự truyền dẫn theo đường xuống lẫn đường lên là đối tượng cho sự lập lịch chặt Sự tăng đáng kể dung lượng hệ thống có thể đạt được nếu các điều kiện về kênh được đưa vào tính toán quyết định lập lịch, nên được gọi là lập lịch phụ thuộc kênh Điều này đã được khai thác trong HSPA, nơi mà bộ lập lịch đường xuống này phát tới một người dùng khi các điều kiện kênh thuận lợi để tối đa hoá tốc

độ dữ liệu, và ở phạm vi nào đó cũng có khả năng thực hiện đối với đường lên được nâng cao Tuy nhiên, thêm vào miền thời gian này LTE cũng có

cả truy nhập tới miền tần số, nhờ có sử dụng OFDM trong đường xuống và DFTS-OFDM trong đường lên Cho nên, với mỗi miền tần số, bộ lập lịch trình có thể lựa chọn người dùng cùng với các điều kiện kênh tốt nhất Nói cách khác, việc lập lịch trong LTE không chỉ có thể đưa các sự biến đổi kênh vào tính toán miền thời gian như HSPA mà còn trong cả miền tần số Điều này được minh hoạ trong hình 1.3

Khả năng đối với việc lập lịch phụ thuộc kênh ở miền tần số là có ích nhất tại các tốc độ đầu cuối thấp, nói cách khác khi kênh này đang thay đổi một cách chậm chạp theo thời gian Việc lập lịch phụ thuộc kênh dựa vào các sự biến đổi chất lượng kênh giữa những người dùng để đạt được việc tăng dung lượng trong hệ thống Đối với các dịch vụ nhạy với trễ, một bộ lập lịch miền thời gian duy nhất có thể được bắt buộc để lập một người dùng cụ thể, bất chấp chất lượng kênh không tại đỉnh của nó Trong hoàn cảnh như vậy, việc lợi dụng các sự biến đổi chất lượng kênh cả trong miền tần số sẽ giúp cải thiện hiệu suất của toàn bộ hệ thống Đối với LTE, các quyết định lập lịch biểu có thể được lấy cứ mỗi lần 1ms và độ chi tiết là

180 kHz Điều này cũng cho phép các sự biến đổi kênh tương đối nhanh được theo dõi nhờ bộ lập lịch này

1.2.2.1 Lập lịch đường xuống

Ở đường xuống, mỗi đầu cuối thông báo một sự đánh giá về chất lượng kênh tức thời tới trạm gốc Các đánh giá này thu được nhờ phép đo dựa vào một tín hiệu chuẩn được phát bởi trạm gốc và cũng được dùng cho các mục đích điều chế Dựa vào đánh giá chất lượng kênh, bộ lập lịch đường xuống có thể ấn định các nguồn tài nguyên cho những người sử dụng, đưa các chất lượng kênh vào tính toán Về nguyên lý, một đầu cuối được lập lịch trình có thể được ấn định một bộ bất kỳ của các khối tài nguyên rộng 180 kHz trong mỗi khoảng thời gian lập lịch 1ms

1.2.2.2 Lập lịch đường lên

Đường lên LTE được dựa vào sự phân tách trực giao của những người

sử dụng và nó là nhiệm vụ của bộ lập lịch đường lên để ấn định các tài nguyên trong cả miền thời gian lẫn miền tần số (kết hợp TDMA và FDMA) cho những người dùng khác nhau Các quyết định lập lịch được đưa ra một lần cho mỗi ms để điều khiển các đầu cuối di động mà được phép phát bên trong một tế bào trong một khoảng thời gian đã cho về những tài nguyên tần số truyền dẫn sẽ thực hiện và những tốc độ dữ liệu đường lên mà sử dụng Chú ý rằng chỉ một miền tần số kề nhau được ấn định cho các đầu cuối di động trong đường lên như là hệ quả của việc dùng truyền dẫn đơn sóng mang trên đường xuống LTE

Các điều kiện kênh có thể được đưa vào trong tính toán trong quá trình xử lý lập lịch đường lên giống như việc lập lịch cho đường xuống Tuy nhiên, thông tin thu được về các điều kiện kênh đường lên này là một nhiệm vụ không quan trọng Vì vậy, các phương pháp khác nhau để đạt được sự phân tập đường lên là điều quan trọng như một sự bổ xung trong các hoàn cảnh mà sự lập lịch phụ thuộc kênh không được sử dụng

1.2.2.3 Sự lập toạ độ nhiễu liên tế bào

LTE cung cấp tính trực giao giữa những người sử dụng bên trong một

tế bào trong cả đường xuống lẫn đường lên Vì vậy, hiệu suất LTE về mặt hiệu quả phổ và tốc độ dữ liệu có thể dùng bị hạn chế hơn bởi nhiễu từ các

tế bào khác so với WCDMA/HSPA Do đó, các phương pháp để giảm hoặc kiểm soát nhiễu liên tế bào có thể cung cấp lợi ích đáng kể về hiệu suất LTE, nhất là về mặt dịch vụ (các tốc độ dữ liệu, v v ) để có thể được cung cấp cho nhiều người dùng ở mép tế bào đó

Sự lập toạ độ nhiễu liên tê bào là một chiến lược lập lịch trong đó các tốc độ dữ liệu rìa tế bào được tăng nhờ việc đưa nhiễu liên tế bào vào trong tài khoản Về cơ bản, sự lập toạ độ nhiễu liên tế bào đưa các sự hạn chế nào đó tới các bộ lập lịch đường lên và đường xuống trong một tế bào để kiểm soát nhiễu liên tế bào Nhờ khống chế công suất truyền dẫn của các thành phần của phổ trong một tế bào, nhiễu ở các tế bào láng giềng gặp trong thành phần của phổ này sẽ được giảm Thành phần của phổ này sau

đó có thể được dùng để cung cấp các tốc độ dữ liệu cao hơn cho nhiều người sử dụng trong tế bào láng giềng Về bản chất, hệ số dùng lại tần số

là khác nhau trong các phần khác nhau của tế bào

Hình1.4 Ví dụ của toạ độ nhiễu liên tế bào nơi mà phổ bị hạn chế về mặt

công suất truyền

Chú ý rằng việc lập toạ độ nhiễu liên tế bào là một chiến lược lập lịch chủ yếu, đưa tình hình trong các tế bào láng giềng vào trong tài khoản Do

đó, sự lập toạ độ nhiễu liên tế bào là một vấn đề bổ xung mở rộng và vừa mới nhìn thấy trong các đặc điểm kỹ thuật Điều này cũng dẫn đến rằng sự lập toạ độ nhiễu có thể được ứng dụng chỉ cho một tập các tế bào được lựa chọn, phụ thuộc vào các yêu cầu bố trí theo từng sự triển khai cụ thể.

1.2.3 ARQ lai cùng với sự kết hợp mềm

ARQ lai nhanh kết hợp mềm được sử dụng trong LTE với các lý do rất giống như trong HSPA, cụ thể là để cho phép đầu cuối yêu cầu truyền lại một cách nhanh chóng các khối truyền tải thu được bị nhầm và cung cấp một công cụ cho sự thích nghi tốc độ ngầm Giao thức cơ bản cũng giống với cái đã dùng đối với HSPA- nhiều quá trình xử lý ARQ lai dừng

và đợi song song Những sự truyền lại có thể được yêu cầu nhanh chóng sau sự truyền mỗi gói Độ dư gia giảm được dùng như chiến lược kết hợp mềm và các bộ đệm các bit mềm máy thu có thể thực hiện sự kết hợp mềm giữa các lần thử

1.2.4 Hỗ trợ nhiều anten

LTE đã hỗ trợ nhiều anten tại cả ở trạm gốc lẫn đầu cuối như một bộ phận không thể thiếu của đặc tính kỹ thuật Về nhiều khía cạnh việc sử dụng nhiều anten là kỹ thuật chủ yếu để đạt được các đích hiệu suất LTE lớn Nhiều anten có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau cho các mục đích khác nhau:

- Nhiều anten thu có thể được dùng cho phân tập thu Đối với các sự truyền dẫn đường lên, cái này đã được sử dụng trong nhiều hệ thống tế bào cho nhiều năm Tuy nhiên, hai anten thu là chuẩn (baseline) cho tất cả các đầu cuối LTE, hiệu suất đường xuống cũng được cải thiện Cách đơn giản nhất của việc sử dụng nhiều anten thu là sự phân tập thu cổ điển để triệt phađing, nhưng các độ tăng ích thêm vào có thể đạt được trong kịch bản

hạn chế nhiễu nếu các anten cũng được dùng không chỉ cung cấp sự phân tập chống phađing mà còn để khử nhiễu.

- Nhiều anten phát tại trạm gốc có thể dùng cho phân tập phát và các loại khác về tạo chùm Mục đích chính của tạo chùm là để cải thiện SNR (Signal-to-Noise Ratio) và/hoặc SIR (Signal-to-Interference Ratio) thu được, cuối cùng là cải thiện dung lượng hệ thống và vùng phủ sóng

- Ghép không gian (Spatial multiplexing), thỉnh thoảng được gọi là MIMO, sử dụng nhiều anten ở cả máy phát lẫn máy thu được hỗ trợ bởi LTE Ghép không gian dẫn đến kết quả tốc độ dữ liệu được tăng, cho phép các điều kiện về kênh trong các trường hợp bị giới hạn dải thông bằng cách tạo một vài kênh song song

Nhìn chung, các kỹ thuật nhiều anten khác nhau là có ích trong các trường hợp khác nhau Ví dụ, tại SNR và SIR tương đối thấp như là tải cao hoặc tại rìa tế bào thì việc ghép không gian cho các lợi ích tương đối hạn chế Để thay thế, trong các trường hợp như thế nhiều anten tại bên máy phát nên được dùng để tăng SNR/SIR nhờ các phương pháp của tạo chùm Mặt khác, trong các trường hợp mà đã có một SNR và SIR tương đối cao,

ví dụ trong các tế bào nhỏ, việc tăng chất lượng tín hiệu hơn nữa cung cấp các lợi ích tương đối nhỏ vì các tốc độ dữ liệu có thể đạt được bị giới hạn bởi dải thông là chính hơn là bị giới hạn bởi SIR/SNR Trong các trường hợp như thế, ghép không gian nên được dùng để khai thác đầy đủ các điều kiện kênh tốt Sơ đồ nhiều anten đã dùng được điều khiển bởi trạm gốc, do vậy có thể chọn một sơ đồ phù hợp cho mỗi sự truyền dẫn

1.2.5 Hỗ trợ đa trạm và quảng bá

Quảng bá nhiều tế bào đưa đến sự truyền dẫn của các thông tin giống nhau từ nhiều tế bào Bằng cách khai thác điều này tại đầu cuối, việc sử dụng một cách hiệu quả công suất tín hiệu từ nhiều vị trí tế bào lúc dò tìm

có thể đạt được một sự cải thiện đáng kể về mức độ phủ sóng (hoặc các tốc

độ quảng bá cao hơn) Điều này đã được khai thác trong WCDMA, trong

đó, ở trường hợp quảng bá/đa trạm nhiều tế bào, một đầu cuối di động có thể thu các tín hiệu từ nhiều tê bào và kết hợp mềm một cách tích cực bên trong máy thu

LTE thực hiện điều này một bước xa hơn để cung cấp sự quảng bá nhiều tế bào hiệu quả cao Bằng cách truyền không chỉ các tín hiệu giống nhau từ nhiều vị trí tế bào (với mã và sự điều chế giống nhau), mà còn đồng bộ hoá thời gian truyền giữa các tế bào, tín hiệu tại các đầu cuối di động sẽ hiện diện đúng như một tín hiệu được phát đi từ một vị trí tế bào đơn lẻ và lệ thuộc vào đường truyền đa đường Do sức chịu đựng của OFDM đối với đường truyền đa đường nên sự truyền dẫn nhiều tế bào như vậy cũng được gọi là mạng một tần số đa trạm quảng bá (MBSFN: Multicast-Broadcast Single-Frequency Network) điều này cũng được gọi

là mạng tần số đơn (SFN: Single Frequency Network) mặc dù trong 3GPP

sự viết tắt MBFSN được dùng vì SFN là sự viết tắt của System Frame Number), sau đó sẽ không chỉ cải thiện cường độ tín hiệu thu, mà còn loại trừ nhiễu liên tế bào Vì vậy, cùng với OFDM, năng suất quảng bá/đa trạm nhiều tế bào cuối cùng còn bị hạn chế duy nhất bởi tạp nhiễu và trong trường hợp các tế bào thì hiệu suất có thể đạt cực cao Nên chú ý rằng việc

sử dụng truyền dẫn MBSFN cho quảng bá/đa trạm phải đảm bảo sự đồng

bộ khắt khe và sự đồng chỉnh thời gian của các tín hiệu được phát từ các điểm đặt tế bào khác nhau

1.2.6 Độ mềm dẻo phổ

Độ mềm dẻo phổ cao là một trong các đặc tính chính của truy nhập vô tuyến LTE Mục đích chính của độ mềm dẻo phổ là để cho phép đối với sự triển khai phổ của truy nhập vô tuyến LTE khi mà phổ gồm nhiều loại

khác nhau với các đặc tính khác nhau gồm có các sự sắp xếp song công khác nhau, các băng tần hoạt động khác nhau và các kích thước của phổ dùng khác nhau.

1.2.6.1 Độ mềm dẻo trong sự sắp xếp song công

Một thành phần quan trọng của các yêu cầu LTE về mặt độ mềm dẻo phổ là khả năng để triển khai việc truy nhập vô tuyến LTE cơ bản theo

cả phổ cặp lẫn phổ không theo cặp, đó là LTE nên hỗ trợ sự sắp xếp song công phân chia theo cả tần số lẫn thời gian Ghép kênh phân chia theo tần

số (FDD) như đã được minh hoạ trong hình 1.5a, cho thấy việc truyền dẫn theo đường xuống và đường lên xảy ra trên các băng tần khác nhau Ghép kênh theo thời gian (TDD), như đã minh hoạ trong hình 1.5b, cho thấy việc truyền dẫn theo đường xuống và đường lên xảy ra khác nhau, các khe thời gian không chồng lên nhau Vì vậy, TDD có thể hoạt động theo phổ không cặp trong khi FDD đòi hỏi phổ cặp

Hình 1.5 FDD và TDD FDD: Ghép kênh phân chia theo tần số;TDD:

Ghép kênh phân chia theo thời gian; DL: Đường xuống; UL: Đường lên

1.2.6.2 Độ mềm dẻo theo băng tần làm việc

LTE được hình dung là được triển khai dựa trên một nền tảng cần thiết trong đó phổ có thể đã có sẵn để dùng, hoặc là bằng sự ấn định của phổ mới cho thông tin di động như là băng tần 2.6 GHz, hoặc là bằng sự di chuyển tới LTE của phổ mà hiện nay đã dùng cho các công nghệ thông tin

di động khác, như các hệ thống GSM thế hệ thứ 2, hoặc thậm chí các công nghệ vô tuyến phi di động như là phổ quảng bá hiện hành Như là một hệ quả, nó đòi hỏi rằng là truy nhập vô tuyến LTE nên có khả năng hoạt động trong một dải rộng của các băng tần từ băng thấp bằng 450 MHz lên tới chí

ít 2.6 MHz

Khả năng để vận hành một công nghệ truy nhập vô tuyến trong các băng tần khác nhau về bản thân nó không có gì mới Ví dụ, các đầu cuối GSM

ba băng là phổ biến, có khả năng hoạt động trong các băng 900, 1800 và

1900 MHz Sự khác nhau chủ yếu giữa các băng tần là các quy định cụ thể hơn cho từng băng như là công suất phát tối đa được phép, các quy định/ các giới hạn về sự phát xạ ra ngoài băng,…Lý do cho điều này là những

sự bắt buộc bên ngoài, bị áp đặt bởi những người điều hành, có thể không giống nhau giữa các băng tần khác nhau

1.2.6.3 Tính mềm dẻo dải thông

Liên quan tới khả năng để triển khai truy nhập vô tuyến LTE trong các băng tần khác nhau là khả năng LTE có thể hoạt động cùng với dải thông truyền dẫn khác nhau theo cả đường lên lẫn đường xuống Lý do chủ yếu cho điều này là lượng phổ sẵn có sử dụng cho LTE có thể thay đổi đáng kể giữa các băng tần khác nhau Hơn nữa, khả năng để vận hành theo các sự phân chia phổ khác nhau đưa ra khả năng cho sự di chuyển từ

từ của phổ từ các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau tới LTE

LTE hỗ trợ làm việc trong một phạm vi rộng của các sự phân chia phổ, đạt được là nhờ bởi dải thông truyền dẫn mềm dẻo là bộ phận của các

đặc điểm kỹ thuật LTE Để hỗ trợ một cách hiệu quả các tốc độ dữ liệu rất cao khi mà phổ có sẵn để dùng thì cần thiết phải có một dải thông truyền dẫn rộng Tuy nhiên, một lượng phổ đủ lớn thường là không có sẵn, hoặc

do băng làm việc hoặc vì một sự di chuyển dần dần từ công nghệ truy nhập

vô tuyến khác, trong các trường hợp đó LTE có thể bị làm việc cùng với một dải thông truyền dẫn hẹp hơn Rõ ràng trong các trường hợp như thế, các tốc độ dữ liệu tối đa có thể đạt được sẽ bị giảm một cách tương ứng.Đặc điểm truy nhập vô tuyến cơ bản LTE gồm có các đặc điểm lớp vật lý và các các đặc điểm giao thức, cho phép bất cứ dải thông truyền dẫn nào từ gần 1 MHz lên tới quá 20 MHz trong các bước bằng 180 kHz Đồng thời, ở giai đoạn đầu, các quy định tần số vô tuyến chỉ được định rõ đối với một tập con bị giới hạn của dải thông truyền dẫn, tương ứng với những cái

mà được dự đoán có liên quan tới các kích thước sự cấp phát phổ và các trường hợp di chuyển liên quan Vì vậy, trong thực tế truy nhập vô tuyến LTE hỗ trợ một tập bị giới hạn về các dải thông truyền dẫn, nhưng các dải thông truyền dẫn thêm vào có thể được hỗ trợ dễ dàng nhờ sự cập nhật các đặc điểm kỹ thuật RF

1.3 Cấu trúc giao diện vô tuyến LTE

Tương tự với WCDMA/HSPA, cũng như tất cả các hệ thống thông tin hiện đại khác, quá trình xử lý đối với LTE được kết cấu thành các lớp giao thức khác nhau Mặc dù một vài lớp tương tự với những cái đã dùng trong WCDMA/HSPA, nhưng cũng có một vài sự khác biệt, ví dụ do các sự khác nhau trong cấu trúc toàn thể giữa WCDMA/HSPA và LTE Chương này bao gồm sự diễn tả về:

• Các lớp mạng phía trên lớp vật lý

• Sự tác động lẫn nhau của chúng

• Giao diện với lớp vật lý

Trong chương này chỉ nói tới cấu trúc truy nhập vô tuyến LTE gồm

có một nút đơn – eNodeB (Evolved-Universal Terrestrial Radio Access NodeB)

Tổng quát chung về cấu trúc giao thức LTE đối với đường xuống được minh hoạ trong hình 1.6 Nhưng không phải tất cả các thực thể đã minh hoạ trong hình 1.6 có thể ứng dụng ở tất cả các hoàn cảnh Ví dụ, không phải sự lập lịch MAC mà cũng không phải ARQ lai cùng với sự kết hợp mềm được sử dụng cho quảng bá về thông tin hệ thống Hơn nữa, cấu trúc giao thức LTE liên quan tới các sự truyền dẫn theo đường lên là tương

tự với cấu trúc đường xuống trong hình 1.6, mặc dù có các sự khác nhau

về việc lựa chọn khuôn dạng truyền tải và sự truyền dẫn nhiều anten như sẽ được thảo luận

Dữ liệu được truyền theo đường xuống tiến hành dưới dạng các gói IP dựa vào một trong các dịch vụ mang SAE (SAE: System Architecture Evolution bearers ) Trước khi truyền dẫn qua giao diện vô tuyến, các gói

IP đến được cho qua nhiều thực thể giao thức mạng được diễn tả chi tiết hơn trong các phần sau đây:

- Giao thức hội tụ dữ liệu gói (PDCP) thực hiện việc nén mào đầu IP

để giảm số lượng bít cần thiết để phát trên giao diện vô tuyến Cơ chế nén mào đầu dựa trên cơ sở sự nén mào đầu mạnh ROHC (Robust Header Compression)- một thuật toán nén mào đầu được tiêu chuẩn hoá đã dùng trong WCDMA cũng như một vài các tiêu chuẩn thông tin di động khác PDCP cũng có trách nhiệm mã mật và bảo vệ nguyên vẹn về dữ liệu được phát Tại bên thu, giao thức PDCP thực hiện giải mã mật và các hoạt động giải nén tương ứng

Hình 1.6 Cấu trúc giao thức LTE

- Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC: Radio Link Control) có trách

nhiệm phân đoạn/ móc nối, xử lý truyền lại và phân phát theo chuỗi nối tiếp tới các lớp cao hơn Khác với WCDMA, giao thức RLC được đặt trong eNodeB đó chỉ là một loại node đơn lẻ trong cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến LTE RLC cung cấp các dịch vụ cho PDCP dưới dạng các giá mang vô tuyến (radio bearers) Có một thực thể RLC cho mỗi dịch vụ mang vô tuyến đã thiết lập cấu hình cho một đầu cuối

- Điều khiển truy nhập môi trường (MAC: Medium Access Control) điều khiển các sự truyền lại ARQ lai và lập lịch đường lên và đường xuống Chức năng lập lịch trình được đặt trong eNodeB, cái mà có một

thực thể MAC cho mỗi tế bào đối với cả đường lên và đường xuống Thành phần giao thức ARQ lai được hiện diện trong cả ở đầu phát lẫn thu của giao thức MAC MAC cung cấp các dịch vụ cho RLC dưới dạng các kênh logic.

- Lớp vật lý (PHY: Physical Layer) xử lý việc mã hoá/giải mã, điều chế/ giải điều chế, sự ánh xạ nhiều anten, và các chức năng lớp vật lý điển hình khác Lớp vật lý cung cấp các dịch vụ cho lớp MAC dưới dạng các kênh truyền tải (transport channel)

Các phần sau đây bao gồm sự diễn tả cụ thể hơn về các giao thức RLC và MAC của LTE

1.3.1 Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC)

RLC LTE tương tự với WCDMA/HSPA chịu trách nhiệm về phân chia đoạn (nén mào đầu) các gói IP cũng được biết đến như là RLC-SDUs (RLC-Service Data Unit ) từ PDCP thành cách đơn vị nhỏ hơn RLC- PDUs (RLC-Protocol Data Unit) Với chú ý là thực thể dữ liệu từ/tới một lớp giao thức cao hơn được biết đến như một SDU và thực thể tương ứng tới/từ một lớp giao thức thấp hơn biểu thị PDU Nó cũng xử lý việc truyền lại của các PDUs bị thu sai, cũng như việc xoá bỏ bản sao và móc nối các PDUs thu được Cuối cùng, RLC đảm bảo phân phát nối tiếp các SDUs cho các lớp phía trên

Cơ chế truyền lại RLC chịu trách nhiệm cho sự phân phát không bị lỗi của dữ liệu cho các lớp trên Để làm điều này, một giao thức truyền lại hoạt động giữa các thực thể RLC trong máy thu và máy phát Bằng cách giám sát chuỗi các chữ số đi vào, RLC thu có thể nhận ra các PDUs bị lỗi Các thông báo trạng thái được quay trở lại RLC phát, yêu cầu truyền lại các PDUs bị lỗi Dựa vào thông báo các trạng thái thu được, thực thể RLC

ở máy phát có thể đưa ra hành động phù hợp và truyền lại PDUs lỗi nếu được yêu cầu

Khi RLC được định cấu hình để yêu cầu các sự truyền lại các PDUs lỗi như đã mô tả ở trên, nó được nói là hoạt động trong chế độ báo nhận (AM: Acknowledged Mode) Điều này tương tự với cơ chế tương ứng đã dùng trong WCDMA/HSPA AM được dùng điển hình trong các dịch vụ TCP (Transmission Control Protocol) cơ bản như truyền file trong đó việc phân phát dữ liệu không bị lỗi là điều quan trọng hàng đầu.

Tương tự với WCDMA/HSPA, RLC cũng có thể được định cấu hình theo chế độ không báo nhận (UM: Unacknowledged Mode) và chế độ trong suốt (TM: Transparent Mode) Trong UM, sự phân phát nối tiếp tới các lớp cao hơn được cung cấp nhưng không truyền lại các PDUs lỗi được yêu cầu UM được dùng điển hình cho các dịch vụ như VoIP trong đó sự phân phát không bị lỗi là ít quan trọng đối với thời gian phân phát ngắn

TM, mặc dù đã hỗ trợ song chỉ dùng cho các mục đích đặc biệt như truy nhập ngẫu nhiên

Hình 1.7 Phân đoạn và nối ghép RLC

Mặc dù RLC có thể xử lý các lỗi truyền dẫn do tạp âm, các sự biến đổi kênh không dự đoán trước, trong tất cả các trường hợp này được xử lý bởi giao thức ARQ lai MAC cơ bản Do đó việc dùng cơ chế truyền lại trong RLC có thể xem như không cần thiết Tuy nhiên, sẽ dùng các cơ chế truyền lại trong cả RLC và MAC cơ bản do có các sự khác nhau về báo hiệu phản hồi

Cùng với sự thêm vào việc xử lý truyền lại và phân phát nối tiếp, RLC cũng đảm nhiệm sự phân đoạn và móc nối như được minh hoạ trong hình 1.7 Phụ thuộc vào quyết định bộ lập trình thì một số lượng nào đó của dữ liệu được lựa chọn cho việc truyền dẫn từ bộ đệm RLC SDU còn SDUs được phân đoạn/ghép nối để tạo thành RLC PDU Vì vậy, đối với LTE kích thước RLC PDU biến đổi một cách động Đối với các tốc độ dữ liệu cao, một kích thước PDU lớn dẫn đến mào đầu nhỏ hơn tương đối Trong khi đó đối với các tốc độ dữ liệu thấp, một kích thước PDU nhỏ được yêu cầu nếu không thì tải trọng có thể quá lớn Vì các tốc độ dữ liệu LTE có thể từ vài kbit/s đến trên một trăm Mbit/s nên các kích thước PDU động được thúc đẩy cho LTE Do tất cả RLC, bộ lập trình và các cơ chế thích nghi tốc độ được đặt trong eNodeB nên các kích thước PDU động được hỗ trợ một cách dễ dàng đối với LTE.

1.3.2 Điều khiển truy nhập môi trường (MAC: Medium Acces Control)

Lớp MAC xử lý việc ghép kênh logic, truyền lại ARQ lai, và lập lịch đường lên và đường xuống Tương phản với HSPA, cái mà dùng phân tập macro đường lên và vì vậy định rõ cả tế bào phục vụ lẫn tế bào không phục

vụ trong khi LTE chỉ định rõ một tế bào phục vụ vì không có phân tập macro đường lên Tế bào phục vụ là tế bào mà đầu cuối di động được kết nối tới và là tế bào mà chịu trách nhiệm cho việc lập lịch và sự hoạt động ARQ lai

1.3.2.1 Các kênh logic và các kênh truyền tải

MAC cung cấp các dịch vụ cho RLC dưới dạng các kênh logic Một kênh logic được xác định nhờ vào loại thông tin mà nó mang và đã được phân loại trong các kênh điều khiển, được dùng cho việc truyền dẫn điều khiển và các thông tin về tổ chức cần thiết cho một hệ thống LTE hoạt

động, và các kênh lưu lượng dùng cho dữ liệu người dùng Tập các loại kênh logic đã chỉ định cho LTE bao gồm:

• Kênh điều khiển quảng bá (BCCH: Broadcast Control Channel) dùng cho sự truyền dẫn các thông tin điều khiển hệ thống từ mạng tới tất cả các đầu cuối di động trong tế bào Trước khi truy nhập hệ thống, một đầu cuối di động cần đọc thông tin được truyền trên kênh này để tìm hiểu hệ thống này được định cấu hình như thế nào

ví dụ như dải thông của hệ thống

• Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH: Paging Control Channel) dùng để tìm gọi các đầu cuối di động mà vị trí của nó trên cấp độ tế bào không được nhận biết về mạng và vì thế thông báo tìm gọi cần được truyền cho nhiều tế bào

• Kênh điều khiển dành riêng (DCCH: Dedicated Control Channel) dùng để truyền thông tin điều khiển tới/từ một đầu cuối di động Kênh này được dùng để định cấu hình riêng của đầu cuối di động như là các thông báo chuyển giao cuộc gọi khác nhau

• Kênh điều khiển đa trạm (MCCH: Multicast Control channel) dùng cho sự truyền dẫn thông tin điều khiển cần thiết cho việc thu của MTCH

• Kênh lưu lượng dành riêng (DTCH: Dedicated Traffic Channel) sử dụng cho việc truyền dẫn dữ liệu người dùng từ/tới một đầu cuối di động Đây là loại kênh logic được dùng để truyền dẫn cho tất cả dữ liệu người dùng đường lên và dữ liệu người dùng đường xuống mà không phải là MBMS (Multimedia Broadcast/Multicast Service)

• Kênh lưu lượng đa trạm (MTCH: Multicast Traffic Channel) được dùng cho truyền dẫn đường xuống của các dịch vụ MBMS

Một cấu trúc kênh logic tương tự được dùng cho WCDMA/HSPA Tuy nhiên, so với WCDMA/HSPA, cấu trúc kênh logic LTE này có phần được đơn giản, cùng với việc giảm số lượng các loại kênh logic.

Từ lớp vật lý, lớp MAC sử dụng các dịch vụ dưới dạng các kênh truyền tải (transport channel) Một kênh truyền tải được định nghĩa bởi các đặc tính

về thông tin được truyền qua giao diện vô tuyến Dữ liệu trên một kênh truyền tải được sắp xếp thành các khối truyền tải (transport blocks) Trong mỗi khoảng thời gian truyền TTI (TTI: Transmission Time Interval), tối đa

có một khối truyền tải có kích thước nào đó được truyền qua giao diện vô tuyến khi không có sự ghép không gian Nếu có ghép không gian (‘MIMO’) có thể lên tới hai khối truyền tải cho mỗi TTI

Được kết hợp cùng với mỗi khối truyền tải là một khuôn dạng truyền tải (TF: Transport Format) định rõ khối truyền tải như thế nào sẽ được truyền qua giao diện vô tuyến Khuôn dạng truyền tải (TF) chứa thông tin

về kích thước khối truyền tải, sơ đồ điều chế, và ánh xạ anten Cùng với sự

ấn định tài nguyên, kết quả tốc độ mã có thể suy ra từ khuôn dạng truyền tải (TF) Nhờ sự biến đổi các khuôn dạng truyền tải, lớp MAC có thể thu được các tốc độ dữ liệu khác nhau Vì vậy, điều khiển tốc độ cũng được biết đến như là sự lựa chọn dạng truyền tải

Tập các loại kênh truyền tải đã chỉ định cho LTE gồm có:

- Kênh quảng bá (BCH: Broadcast Channel) có một khuôn dạng truyền tải cố định, được cung cấp bởi các đặc điểm kỹ thuật Nó được dùng

để truyền dẫn thông tin trên kênh logic BCCH

- Kênh tìm gọi (PCH: Paging channel) được dùng để truyền thông tin tìm gọi trên kênh logic PCCH PCH hỗ trợ sự thu gián đoạn (DRX: Discontinuous Reception) cho phép đầu cuối di động tiết kiệm nguồn pin nhờ vào chế độ ngủ và thức dậy để thu PCH này chỉ ở các thời điểm đã xác định trước

Hình 1.8 Ví dụ về sự ánh xạ của các kênh logic tới các kênh truyền tải.

- Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH: Downlink Shared Channel) là kênh truyền tải được dùng cho việc truyền dẫn dữ liệu đường xuống trong LTE Nó hỗ trợ các đặc tính LTE như sự thích nghi tốc độ động và việc lập lịch phụ thuộc kênh trong miền thời gian và miền tần số, ARQ lai, và ghép không gian Nó cung hỗ trợ DRX để giảm sự tiêu thụ nguồn đầu cuối di động DL-SCH TTI (DL-SCH Transmision Time Interval) là 1 ms

- Kênh đa phương (MCH: Multicast Channel) được dùng để hỗ trợ MBMS Nó được đặc trưng bởi một khuôn dạng truyền tải bán tĩnh (semi-static transport format) và sự lập lịch bán tĩnh (semi-static scheduling) Trong trường hợp truyền dẫn nhiều tế bào bằng cách dùng MBSFN, việc lập lịch và cấu hình khuôn dạng truyền tải được lập toạ độ giữa các tế bào tham gia vào sự truyền dẫn MBSFN đó

- Kênh chia sẻ đường lên (UL-SCH: Uplink Shared Channel) là phần đối xứng với DL-SCH

Nhiệm vụ của chức năng MAC là ghép các kênh logic khác nhau và ánh xạ các kênh logic cho các kênh truyền tải thích hợp MAC trong LTE

hỗ trợ việc ghép của RLC PDUs từ dịch vụ mạng vô tuyến (radio bears) khác nhau thành khối truyền tải giống nhau Vì có một số sự liên quan giữa loại thông tin và cách nó được phát nên có các sự giới hạn nào đó trong việc ánh xạ của các kênh logic tới các kênh truyền tải Một ví dụ về sự ánh

xạ các kênh locgíc tới các kênh truyền tải được cho trong hình 1.8

1.3.2.2 Việc lập lịch đường lên

Chức năng cơ bản của bộ lập lịch đường lên tương tự như đường xuống, cụ thể là xác định động, cho mỗi khoảng 1ms, những thiết bị đầu cuối di động nào truyền dữ liệu trên UL-SCH và trên những tài nguyên đường lên này Việc lập lịch đường lên cũng được sử dụng cho HSPA, nhưng do sự khác nhau của phương đa truy cập được sử dụng, nên có một

số sự khác nhau quan trọng giữa HSPA và LTE về khía cạnh này

Trong HSPA, chia sẻ tài nguyên đường lên chủ yếu có thể chấp nhận được nhiễu tại trạm cơ sở Bộ lập lịch đường lên trong HSPA chỉ đặt giới trên của số lượng của nhiễu đường lên cho phép thiết bi di động đầu cuối được tạo ra Căn cứ trên giới hạn này, thiết bị di động đầu cuối lựa chọn độc lập định dạng truyền phù hợp Chiến lược này rõ ràng có ý nghĩa cho đường lên không trực giao như trường hợp HSPA Thiết bị di động đầu cuối không dùng cho tất cả những tài nguyên như vậy bắt buộc truyền tại công suất thấp, do đó giảm bớt nhiễu trong tế bào Do đó, chia sẻ những tài nguyên không dùng cho một thiết bị di động đầu cuối có thể khai thác theo thiết bị di động đầu cuối khác thông qua bộ dồn kênh Từ đó việc định dạng truyền được chọn lọc vị trí thiết bị di động đầu cuối cho HSPA đường lên, ngoài dải tín hiệu cần từ khai báo nút B lựa chọn gần như được thực hiện

Về phần LTE, đường lên trực giao và chia sẻ tài nguyên được điều khiển bởi eNodeB bộ lập lịch cho đơn vị tài nguyên thời gian tần số Việc gán tài nguyên không phải hoàn toàn cho thiết bị di động đầu cuối không thể dùng được từng phần cho thiết bị di động đầu cuối khác Do đó, vì đường lên trực giao, một cách đáng kể có lợi hơn trong việc lựa chọn thiết

bị di động đầu cuối cho định dạng chuyển được so sánh với HSPA Bởi vậy, ngoài việc gán những tài nguyên thời gian tần số cho thiết bị đầu cuối

di động, eNodeB bộ lập lịch chịu trách nhiệm điều khiển định dạng truyền

(độ lớn trọng tải, sơ đồ điều chế) của thiết bị di động đầu cuối sẽ được sử dụng Khi người lập lịch biết những định dạng truyền cho thiết bị di động đầu cuối muốn sử dụng khi phát, ở đó không cần thiết cho điều khiển tín hiệu ngoài dải từ thiết bị đầu cuối di động đến eNodeB Điều này có lợi từ phương diện phủ sóng có tính đến chi phí, mỗi bít của điều khiển phát thông tin ngoài dải có thể cao hơn một cách đáng kể so với giá thành của truyền dữ liệu như điều khiển tín hiệu cần thu với độ tin cậy cao hơn.

Hình 1.9 Lựa chọn phương thức truyền đường xuống và đường lên

Mặc dù việc eNodeB bộ lập lịch xác định rõ định dạng truyền tải cho thiết bị di động đầu cuối, cần phải chỉ dẫn giải quyết việc lập lịch đường lên lấy theo thiết bị đầu cuối di động và không qua vô tuyến truyền thông Như vậy, mặc dù việc eNodeB người lập chương trình điều khiển trọng tải của trạm đầu cuối di động trong việc lập lịch, thiết bị đầu cuối vẫn phải chịu trách nhiệm cho sự lựa chọn từ với vô tuyến truyền thông dữ liệu được lấy Như vậy, thiết bị đầu cuối di động xử lý độc lập dồn kênh lôgíc Điều này được minh hoạ bên phải của hình 1.9, ở đó người lập chương trình điều khiển eNodeB định dạng truyền tải và điểu khiển thiết bị đầu cuối di động dồn kênh logic Để so sánh, trạng thái đường xuống tương ứng, ở đó

sNodeB điều khiển cho cả hai định dạng truyền tải và dồn kênh logic, được miêu tả bên trái của hình.

Ghép kênh trong thiết bi di động đầu cuối không theo những quy tắc, những tham số của nó có thể định cấu hình bởi tín hiệu RRC từ eNodeB Mỗi dịch vụ mạng được gán một quyền ưu tiên và ưu tiên tốc độ bít Thiết

bị đầu cuối di động sẽ thực hiện ghép kênh ví dụ ấy dịch vụ mạng không thoả mãn thứ tự ưu tiên lên tốc độ bít của họ Tài nguyên còn lại, nếu có, sau khi thực hiện ưu tiên lên tốc độ dữ liệu dựa vào thứ tự ưu tiên trong ghép kênh

Để giúp đỡ bộ lập lịch đường lên, thiết bị đầu cuối di động có thể lập lập truyền thông tin đến eNode B sử dụng tin nhắn MAC Rõ ràng, thông tin có thể được truyền nếu thiết bị đầu cuối di động nếu có sự đồng ý lập lập hợp lệ

Lập lịch kênh phụ thuộc đặc trưng sử dụng cho đường xuống Về nguyên lý, nó có thể được sử dụng cho cả đường lên Tuy nhiên, đánh giá chất lượng kênh đường lên không dễ làm giống như đường xuống Điều kiện kênh đường xuống có thể được xác định bởi tất cả các thiết bị đầu cuối di động trong một tế bào được quan sát dễ dàng khi tham chiếu việc truyền tín hiệu chuẩn về phía eNode B và tất cả những thiết bị đầu cuối di động có thể chia sẻ giống như tín hiệu tham chiếu tới kết quả đánh giá chất lượng kênh Đánh giá chất lượng kênh đường lên, tuy nhiên, cần tín hiệu chuẩn thăm dò từ mỗi một thiết bị đầu cuối di động cho eNode B muốn đến ước lượng chất lượng kênh đường lên Như vậy tín hiệu tham chiếu được

hỗ trợ bởi LTE Cho nên, biện pháp để cung cấp tính đa dạng đường lên như một sự bổ xung hay khác tới việc lập lịch phụ thuộc kênh đường lên trở nên quan trọng

1.3.2.3 ARQ lai

ARQ lai LTE cùng với sự kết hợp mềm để chống lại các lỗi truyền dẫn Vì các sự truyền lại ARQ lai là nhanh nên nhiều dịch vụ cho phép đối với một hoặc nhiều sự truyền lại, theo cách đó hình thành cơ chế điều khiển tốc độ ngầm (vòng kín), tương tự như HSPA, giao thức ARQ lai là

bộ phận của lớp MAC, trong khi đó, hoạt động kết hợp mềm được xử lý bởi lớp vật lý

Rõ ràng, ARQ lai không thể ứng dụng được cho tất cả các loại lưu lượng Ví dụ, các sự truyền dẫn quảng bá trong đó thông tin giống nhau dành cho nhiều người dùng làm việc không dựa vào ARQ lai Vì thế ARQ chỉ được hỗ trợ cho DL-SCH và UL-SCH

Giao thức ARQ lai LTE bao gồm nhiều quá trình xử lý dừng và đợi song song Dựa vào sự thu của một khối truyền tải, máy thu thực hiện thử giải mã khối truyền tải này và thông báo cho máy phát biết về kết quả của hoạt động giải mã thông qua một bít ACK/NAK đơn lẻ biểu thị sự giải mã thành công hoặc nếu sự truyền lại của một khối truyền tải được yêu cầu

Để tối thiểu hoá mào đầu, một bít ACK/NAK đơn lẻ được sử dụng Rõ ràng máy thu nhất thiết phải biết được một bít ACK/NAK đã thu được kết hợp với quá trình ARQ lai nào Điều này được giải quyết nhờ sự tính toán thời điểm của ACK/NAK được dùng để kết hợp ACK/NAK này với một quá trình ARQ nào đó như được minh hoạ trong hình 1.10 Chú ý rằng, trong trường hợp hoạt động TDD, mối quan hệ về thời gian giữa sự thu của dữ liệu theo một quá trình ARQ lai nào đó và sự phát của ACK/NAK cũng bị ảnh hưởng bởi sự phân chia đường lên/đường xuống

Ở LTE, một giao thức không đồng bộ là cơ sở cho sự hoạt động ARQ lai đường xuống Vì vậy, các sự truyền lại đường xuống có thể xảy ra tại bất cứ thời gian nào sau lần truyền đầu tiên và đánh số quá trình xử lý ARQ lai được để chỉ thị quá trình xử lý đang được chú tâm vào Mặt khác,

các sự truyền lại theo đường lên dựa trên cơ sở giao thức đồng bộ và sự truyền lại xảy ra ở một thời điểm xác định trước sau sự truyền dẫn đầu tiên Hai trường hợp này được minh hoạ trong hình 1.10 Ở giao thức ARQ lai không đồng bộ, các sự truyền lại được lập lịch trình về nguyên tắc cơ bản giống với các sự truyền đầu tiên.Mặt khác, trong giao thức đồng bộ, thời điểm cho các sự truyền lại được cố định sau khi việc truyền lần đầu tiên được lập lịch trình Tuy nhiên, chú ý rằng bộ lập lịch trình nhận biết từ thực thể ARQ trong eNodeB một đầu cuối di động sẽ thực hiện sự truyền lại hay không.

Việc sử dụng nhiều quá trình ARQ lai song song được minh hoạ trong hình 1.11, đối với mỗi người dùng có thể dẫn đến dữ liệu được phân chia theo cơ chế ARQ lai không theo trình tự nào Ví dụ, khối truyền tải 5 trong hình minh hoạ đã được giải mã thành công trước khối truyền tải 3 cái mà

đã yêu cầu một sự truyền lại Sau khi giải mã thành công khối truyền tải được phân thành các kênh logic thích hợp và sự sắp xếp lại được làm trên mỗi kênh logic bằng cách dùng chuỗi các chữ số này

Cơ chế ARQ lai sẽ sửa các lỗi truyền gây bởi tạp âm hoặc các biến đổi kênh không thể dự đoán trước Như đã thảo luận ở trên, thì RLC cũng

có khả năng thực hiện đối với các yêu cầu truyền lại Tuy nhiên, ít khi các

sự truyền lại RLC là cần thiết vì cơ chế ARQ lai cơ bản có khả năng sửa hầu hết các lỗi truyền dẫn nhưng đôi khi ARQ lai có thể không đủ khả năng để cấp phát các khối dữ liệu không có lỗi (error-free) cho RLC do một kẽ hở ở chuỗi của các khối dữ liệu không có lỗi được phân phát tới RLC

Hình 1.10 Giao thức ARQ lai đồng bộ và không đồng bộ

Hình 1.11 Đa xử lý ARQ song song

Điều này xảy ra do báo hiệu hồi tiếp về sai, ví dụ một NAK được diễn dịch không đúng thành một ACK bởi máy phát, gây mất dữ liệu Xác suất để xảy ra điều này có thể là khoảng 1%; Một xác suất lỗi không quá cao đối với các dịch vụ TCP cơ bản (Transmission Control Protocol) là cần thiết cho sự cấp phát các gói TCP hầu như không có lỗi Một cách cụ thể hơn, đối với các tốc độ dữ liệu vượt quá 100 Mbit/s yêu cầu xác suất mất một gói dữ liệu dưới 10-5 Về cơ bản, TCP coi toàn bộ các lỗi gói là do

sự tắc nghẽn Vì vậy, các lỗi gói khởi sự một quá trình tránh tắc cùng với một sự giảm tương ứng các tốc độ dữ liệu và để duy trì hiệu suất tốt tại các tốc độ dữ liệu cao thì RLC-AM phục vụ nhằm mục đích quan trọng là để bảo đảm phân phát dữ liệu không có lỗi cho TCP.

Vì cơ chế ARQ lai có mục tiêu cho các sự truyền lại rất nhanh nên đòi hỏi gửi một bít thông báo trạng thái ACK/NAK tới máy phát thật nhanh có thể thực hiện chỉ trên một TTI Mặc dù về nguyên lý có thể đạt được xác suất lỗi thấp tuỳ ý của thông tin phản hồi ACK/NAK nhưng giá phải trả là cần đến công suất phát tương đối cao Việc giữ sự trả giá này một cách hợp lý đưa đến một tỷ lệ lỗi hồi tiếp khoảng 1% cái

mà quyết định tỷ lệ lỗi ARQ lai còn dư Vì các thông báo trạng thái RLC được truyền ít hơn ACK/NAK ARQ lai một cách đáng kể nên sự trả giá để đạt được sự tin cậy 10-5 hay thấp hơn là tương đối nhỏ Vì vậy sự kết hợp của ARQ lai và RLC đạt được một sự kết hợp tốt về thời gian khứ hồi nhỏ và một mào đầu hồi tiếp vừa phải trong đó hai thành phần này bổ xung lẫn nhau

Vì RLC và ARQ lai được đặt ở cùng một node nên sự tương tác chặt chẽ giữa hai cái này là điều có thể xảy ra Ví dụ nếu cơ chế ARQ lai phát hiện một lỗi không thể khôi phục lại được thì việc truyền của một thông báo trạng thái RLC có thể được khởi sự ngay lập tức thay vì đợi để truyền một thông báo trạng thái theo định kỳ Điều này sẽ dẫn đến việc truyền lại RLC của các PDU bị lỗi nhanh hơn Vì vậy, với mức độ nào đó thì việc kết hợp của ARQ lai và RLC có thể xem như một cơ chế truyền lại với hai cơ chế phản hồi trạng thái

CHƯƠNG 2 LỚP VẬT LÝ ĐƯỜNG LÊN

2.1Các trạng thái LTE

Hình 2.1 Quá trình xử lý lớp vật lý được đơn giản hoá đối với DL-SCH

Lớp vật lý chịu trách nhiệm mã hoá, xử lý ARQ lai lớp vật lý, điều chế, xử lý nhiều anten, và sự ánh xạ tín hiệu tới các nguồn tài nguyên thời gian-tần số vật lý thích hợp Một sự khái quát được đơn giản hoá của quá trình xử lý đối với DL-SCH được cho trong hình 2.1 Các khối lớp vật lý

mà được điều khiển một cách động bởi lớp MAC được mô tả bằng màu xám, trong khi các khối lớp vật lý bán động mô tả bằng màu trắng.

Khi một đầu cuối di động được lập lịch trong một TTI trên DL-SCH, thì lớp vật lý này thu một khối truyền tải (hai khối truyền tải trong trường hợp ghép không gian) của dữ liệu để phát Mỗi khối truyền tải được gắn một CRC và mỗi CRC đã được gắn với khối truyền tải được mã hoá một cách tách biệt nhau Tốc độ mã kênh được quyết định hoàn toàn bởi kích thước khối truyền tải, sơ đồ điều chế và số lượng các tài nguyên đã ấn định cho sự truyền dẫn Tất cả khối lượng đó được lựa chọn bởi bộ lập lịch đường xuống Phiên bản dư để sử dụng được điều khiển bởi giao thức ARQ lai và ảnh hưởng đến quá trình xử lý thích ứng tốc độ để tạo ra tập sửa các bít được mã Cuối cùng, trong trường hợp ghép không gian thì việc ánh xạ anten cũng do bộ lập lịch đường xuống điều khiển Quá trình xử lý lớp vật lý UL-SCH được biểu diễn theo dạng đơn giản trong hình 2.2

Các kênh truyền tải đường xuống còn lại cơ bản dựa vào quá trình xử

lý lớp vật lý chung giống như DL-SCH Đối với sự quảng bá của hệ thống thông tin trên BCH, một đầu cuối di động nhất thiết phải thu kênh thông tin này như một trong các bước đầu tiên trước khi truy nhập hệ thống và không có điều khiển động về bất cứ các tham số truyền dẫn nào từ lớp MAC trong trường hợp này

Đối với việc truyền dẫn của các thông báo tìm gọi trên PCH thì sự thích nghi động của các tham số có thể được dùng tới một mức độ nhất định Nhìn chung, quá trình xử lý trong trường hợp này tương tự với quá trình xử lý trong DL-SCH MAC có thể điều khiển sự điều chế, số lượng các nguồn tài nguyên và ánh xạ anten Tuy nhiên, vì một một đường lên chưa được thiết lập khi một đầu cuối di động được tìm gọi nên ARQ lai

không thể sử dụng do không có khả năng để đầu cuối di động này truyền một ACK/NAK.

Hình 2.2 Quá trình xử lý lớp vật lý đã được đơn giản hoá đối với UL-SCH

MCH được dùng cho các sự truyền dẫn MBMS, điển hình với sự hoạt động mạng tần số đơn bằng cách phát từ nhiều tế bào trên các nguồn tài nguyên như nhau với khuân dạng giống nhau tại cùng thời điểm Do vậy, việc lập lịch của các sự truyền dẫn MCH nhất thiết phải được lập toạ độ

giữa các tế bào tham gia và sự lựa chọn động về các tham số bởi MAC là không thể thực hiện được.

Hình 2.3 Các trạng thái LTE

Trong LTE một đầu cuối di động có thể có một vài trạng thái khác nhau như đã minh hoạ trong hình 2.3 Vào lúc bật máy, đầu cuối di động đi vào trạng thái LTE-DETACHED Ở trạng thái này, đầu cuối di động không được nhận biết về mạng Trước khi việc truyền thông tin được thực hiện giữa đầu cuối di động và mạng thì đầu cuối di động cần phải đăng ký với mạng bằng cách dùng thủ tục truy nhập ngẫu nhiên để đi vào trạng thái LTE-ACTIVE LTE-DETACHED là một trạng thái chính được dùng vào lúc bật nguồn; Đầu cuối di động đã đăng ký với mạng dù chỉ một lần thì nó thuộc một trong các trạng thái điển hình là LTE_ACTIVE hoặc LTE-IDLE

LTE -ACTIVE là trạng thái được sử dụng khi đầu cuối di động là tích cực cùng với dữ liệu thu và phát Trong trạng thái này, đầu cuối di động được kết nối với một cell cụ thể bên trong mạng này Một hoặc một vài địa chỉ IP được ấn định cho đầu cuối di động cũng như sự nhận thực về đầu cuối, bộ nhận thực tạm thời mạng vô tuyến tế bào C-RNTI này (C-RNTI: Cell Radio Network Temporary Indentifier) được dùng cho các mục đích