Lịch sử phát triển của mạng di dộng

PCCH Paging Control Channel Kênh điều khiến tìm gọi P-CCPCH | Primary Common Control Kênh vật lý điều khiển chung PCPCH Physical Common Packet Kênh vật lý gói chung Channel PDC Persona

THUAT NGU VIET TAT

1xEV-DO | 1x Evolved Data Optimized Cải tiến tối ưu hóa dữ liệu

1xEV-DV 1x Evolution Data/Voice Cải tiến dữ liệu/thoại

IxRTT 1x (single-carrier) Radio Công nghệ truyền dẫn vô tuyến

Transmission Technology (đơn sóng mang)

AMR Adaptive Multi-rate Đa tốc độ thích ứng

AICH Acquisition Indication Channel | Kênh chỉ thị bat

ARQ Automatic Repeat Request Yéu cau lặp lại tự động

AWGN Additive White Gaussian Noise | Tap 4m cong trang chuan

BCCH Broadcast Control Channel Kénh diéu khién quang ba

BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit

BMC Broadcast/Multicast Control Điều khiến quảng bá/đa

phương

BPSK Binary Phase-Shift Keying Khoa dich pha nhi phan

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

CC Chase Combining / Connection | Két hop theo duéi / Quan ly

CCCH Common Control Channel Kénh diéu khién chung

CD/CA-ICH | CPCH Collision Detection/ Kênh chỉ thị phát hiện va chạm

Channel Assignment Indicator | CPCH/an dinh kênh

Channel CDMA Code Division Multiple Access | Da truy nhap phan chia theo

CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung

CQI Channel Quality Indicator Chi thi chat lượng kênh

CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ dư vòng

CSICH CPCH Status Indicator Channel | Kénh chi thi trang thai CPCH

CTCH Common Traffic Channel Kênh lưu lượng chung

DCCH Dedicated Control Channel Kénh diéu khién danh riéng

DPCCH Dedicated Physical Control Kénh diéu khién vat ly danh

Channel riêng

DPCH Dedicated Physical Channel Kénh vat ly danh néng

DPDCH Dedicated Physical Data Kênh vật lý số liệu riêng

Control Channel

DS-CDMA _| Direct Sequence CDMA CDMA trai phé truc tiếp

DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống

DTCH Dedicated Traffic Channel Kênh lưu lượng dành riêng

ED Error Detection Phát hiện lỗi

EDGE Enhanced Data Rates for Tốc độ dữ liệu cải tiến cho sự

Global Evolution phát triển toàn cầu

Es/No Energy per Symbol to Noise Tỷ lệ năng lượng mỗi

power spectral density ratio symbol/Năng lượng nhiễu

FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập nhanh

FDD Frequency Division Duplex Song công theo tân số

FDMA Frequency Division Multiple Da truy nhap phan chia theo

F-DPCH Fractional- Dedicated Physical | Kénh vat ly phan doan - danh

FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước

FOMA Freedom of Mobile Multimedia | Ty do truy nhập đa phương

GGSN Gateway GPRS SupportNode | Nút hỗ trợ GPRS cổng

GMM GPRS Mobility Management Quan ly di chuyén GPRS

GMSC Short Message Service Center | Trung tâm dịch vụ tin nhắn GMSK Gaussian Minimum Shift Khóa dịch pha cực tiêu Gauxơ

Keying GPRS General Packet Radio Services | Dịch vụ vô tuyến gói tông hợp

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

GSM Global System for Mobile Hệ thống toàn cầu cho đi động

HARQ Hybrid Automatic Repeat Yêu cầu phát lại tự động lai

Request phép

HSDPA High Speed Downlink Packet | Truy nhập gói đường xuống

Access tốc độ cao

HS-DPCCH | Dedicated Physical Control Kênh điều khiến vật lý dành

HS-DSCH | High Speed Downlink Shared | Kênh chia sẻ đường xuống tốc

Channel độ cao

HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao

HS-PDSCH | High-Speed Physical Downlink | Kénh chia sé đường xuống vật

Shared Channel ly toc d6 cao HS-SCCH Shared Control Channel for Kénh diéu khién chia sé cho

IR Incremental Redundancy Tăng độ dư

IS-95 Interim Standard 95 Chuẩn tạm thời 95

IS-136 Interim Standard 136 Chuẩn tạm thời 136

IT Information Technology Công nghệ thông tin

ITU International Telecommunication Union Tổ chức Viễn thông Thế giới

MAC Medium Access Control Điêu khiến truy nhập môi

trường

Mbps Megabit per second Megabit trén giay

MCS Modulation and Coding Lược đồ Mã hóa và Điều chế

Scheme

MIMO Multiple-Input and Multiple- Đa đầu vào và đa đầu ra

NACK/NAK | Negative Acknowledgement Xác nhận lỗi

NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động bắc Âu OCQPSK Orthogonal Complex Khóa chuyên pha cầu phương

Quadrature Phase Shift Keying | trực giao OFDMA Orthogonal Frequency- Đa truy nhập phân chia theo

PCCH Paging Control Channel Kênh điều khiến tìm gọi

P-CCPCH | Primary Common Control Kênh vật lý điều khiển chung

PCPCH Physical Common Packet Kênh vật lý gói chung

Channel

PDC Personal Digital Cellular Mạng di động số cá nhân

PDCP Packet Data Convergence Giao thức hội tụ số liệu gÓI

Protocol

PDSCH Physical Downlink Shared Kénh vat ly chia sé duong

PICH Page Indication Channel Kênh chỉ thị tìm gọi

PRACH Physical Random Access Kénh vat ly truy nhap ngau

Channel nhién

QoS Quality of Services Quản lý chất lượng

QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương

VIII

RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RANAP Radio Access Network Phần ứng dụng mạng truy nhập

Application Part vô tuyến

RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến

RNC Radio Network Controller Bộ điều khiến mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RTMI Radio Telefono Mobile Tích hợp di động điện thoại vô

S/N (SNR) Signal to Noise Ratio Tỉ số tín trên tạp

SF Spreading Factor Hệ số trải phô

SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ tro GPRS dich vu

SMS Short Message Services Dịch vụ tin nhắn

SRNC Serving Radio Network RNC phục vụ

Controller TACS Total Access Communication | Hệ thống thông tin truy nhập System toàn bộ

TDD Time Division Duplex Song công theo thời gian

TDMA Time-Division Multiple Access | Da truy nhap phân chia theo

thoi gian

TD-SCDMA | Time-Division Synchronous CDMA đồng bộ phân chia theo

CDMA thời gian

TPC Transmit Power Control Điêu khiến công suất truyền

TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền dẫn

UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thông di động

Telecommunications System toan cau UTRA UMTS Terrestrial Radio Truy nhập vô tuyến mặt đất

MUC LUC

()2107.v18.1610014i5 là V1 I 10/0555 .Ô.ÔÔ,Ô x

\ 9/98 89/08:007:047011777 XII 19/9 09/e:7 0c ,Ô XIV 098.,i9E:71005— Ô 1 CHUONG 1: SU PHAT TRIEN CUA CAC HE THONG THONG TIN DI

›; 0c .Ô.ÔỎ 2

1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ l - 6 St SE SE tk ctevevrrec: 3 1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ II - 6 St SE SE tEek£E£t£vevgerec: 4

1.3.1 Mạng thông tin di động 2,5 SH n1 v1 ve, 3

1.3.2 Mạng thông tin di động 2,75Ố - - - Ă S HH HH ng ào 6 1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ III - Gv SE ket £eEeeeeeeeeves 6

1.4.1 HSDPA TT TT TH TT TT HH HH HT ưu 9 1.5 Kết luận chương - - s11 St S E11 T11 TT HE nàn Ty: 9 CHUONG 2: NEN TẢNG 3G WCDMA UMTS .-5c<c<cs sses 10 2.1 Các tham số chính của WCDMA UMTS -¿- ¿6c x3 re 10 2.2 Câu trúc tông quan 3G WCDMA UMTS - cv cvrerreed 13 2.3 CÁC KẼNH CỦA WCDMA - ST TT TH HT HH dt 17

2.3.1 Các kênh logic, LOCH QC 101111111111 vn 18

2.3.2 Các kênh truyên tải, TrCH 5-5 6S St BS SE vn v 19 2.3.3 Các kênh vật lý cà k1 HS 11H TT TT TH T TH HH ng Hư 21 2.4 Kết luận chương - c1 TT E1 11T TH Hàng 27 9:19/9)/6E78:/))17.01077 28 3.1 Tổng quan về HSDPA i6 SE S121 1 11811111 111511111 E111 1E crkd 28

3.2 Những cải tiễn quan trọng của HSDPA so với WCDMA 29

3.3 Cầu trúc HSIDPA (c1 111111 11111 111 1H11 g1 0x tru 30

3.4 Nguyên lý hoạt động của HSDPA nh nhe hàn 35

3.4.1 Truyền dẫn kênh chia $ẻ St St SE 3E E313 111 cv rgrcsr 37

XI

3.4.2 Điều chế và mã hoá thích ứng-Kỹ thuật truyền dẫn đa mã 39

3.4.3 Kỹ thuật H-ARQ với kết hợp mềm - CS SE Svctccrrkskd 40 3.4.4 Lập biểu nhanh phụ thuộc kênh - - c2 crrksed 44

3.4.5 Chuyên giao trong HSDPA c1 TT HE Hs 46

3.5 Kết luận chương -c cc St ch n1 1 1151111111 110111111 111110101 HH reg 49 CHƯƠNG 4: LỚP VẬT LÝ TRONG HSDPA -5 5< << <s se 51 4.1 Cấu trúc lớp vật lý HSIDPA (L1 t1 TH TH nh HH 51

4.1.1 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) 51

4.1.2 Kênh điều khiến chia sẻ tốc độ cao (HS-SCCH) - 6c c«c 56 4.1.3 Kénh diéu khién vat lý dành riêng tốc độ cao (HS-DPCCH) 58

4.2 Trình tự hoạt động lớp vật lý HSDPA - cv se 60

4.3 Mô phỏng kênh HSDPA - (L1 E11 E31 3 111110111 1c re 62 4.3.1 Mô phỏng đánh giá thông lượng hệ thống .- ¿5c cc sec se2 63 4.3.2 Đánh giá tỉ lệ lỗi bit kênh truyền dùng HARQ 65c 5c csc¿ 65

4.4 Kết luận chương - St TT KT TT HH TT TT HH ườg 67

$4 8 00.) 0 — ,Ô 68 i/900i50 6979.8047 0757 7 69

3:18009/00-4^ ,ÔỎ 70

XII

MUC LUC HINH VE

Hình 1.1 Sự tién hdéa cac thé hé di dng ti 2G dén 4G oo ecccccceeeeeceeeeeeeeees 2

Hình 1.2 Ứng dụng di động và sự tiễn hóa dịch vụ ¿-¿- 5c sec 3

Hình 2.1 Phổ theo lý thuyết hai sóng mang WCDMA với băng tần 5 MHz 11 Hình 2.2 Câu trúc mạng WCDMA UMITS .- 6 - St che seg 13 Hình 2.3 Câu trúc giao thức vô tuyến cho WCDMA -cSc sec se2 l6

Hình 2.4 Chuyên đôi giữa các LoCH và TrCH trên đường lên và đường xuống21

Hình 2.5 Tổng kết các kiểu kênh vật lý - 6 St SE rrseceở 22 Hình 2.6 Chuyển đổi giữa các kênh truyên tải và các kênh vật lý 26

Hình 2.7 Ghép các kênh truyền tải lên kênh vật lý ¿c5 cccscxczcs2 26

Hình 3.1 Biểu đồ cột so sánh thời gian download của các công nghệ 29

Hình 3.2 Các tinh nang co ban cua HSDPA khi so sanh voi WCDMA 29 Hình 3.3 Cấu trúc giao diện vô tuyến HSDPA cho số liệu người sử dụng 32 Hình 3.4 Các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi lên HSDPA32

Hình 3.5 Cấu trúc HSDPA c2 21212111 1111112111111 11c grree 33

Hình 3.6 Cầu trúc kênh HSDPA kết hợp WCDMA ¿555cc cà 34 Hình 3.7 Nguyên lý hoạt động cơ bản của HSDPA cà see 36

Hình 3.8 Cấu trúc thời gian-mã của HS-DSCH .- St St csesed 38

Hình 3.9 Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh nhe 44

Hình 3.10 Lập biêu phụ thuộc kênh - - - SE + SE SE £k£kek£EeEerererkes 45

Hình 3.11 Quá trình xác định ô (đoạn ô) tốt nhất và chuyên giao 46 Hình 3.12 Chuyển giao HS-DSCH giữa hai đoạn ô thuộc cùng một nút B 47 Hình 3.13 Chuyến giao HS-DSCH giữa các đoạn ô thuộc hai RNC khác nhau 48 Hình 3.14 Chuyến giao HS-DSCH từ NodeB có HS-DSCH sang NodeB có

P09 48

Hình 4.1 Ví dụ đa mã với hai người sử dụng - -.c<cĂĂĂ xe 52

Hình 4.2 Chòm sao QPSK và 16 QAM., HH HH n Hs sen 53

Hinh 4.3 So d6 ma hoa kénh HS-DSCH ceccccccscccesescssessscescsssssesesssvssessevaes 54

Hình 4.4 Sơ đồ HAR oeccccccccccccseccesescccescecesesseceesscscesessscscseecaeeececeeecaceceeeen 55

XIII

Hình 4.5 Mối quan hệ thời gian giữa HS-SCCH và HS-DSCH 58

Hinh 4.6 Cau tric HS-DPCCH cccccccccscccccscscscscsesescscsesseesssssseseessesseseenes 59 Hình 4.7 Thời gian của thiết bị đầu cuối đối với tiễn trình HARQ 61

Hình 4.8 Mối quan hệ thời gian DPCH va HS-SCCH es ccecccceeeeeeseseeeeeeees 62

Hinh 4.9 M6 hinh m6 phong o.cccccccccsccccssescesscscssssscseseseessnssesssesescsesesaeees 63 Hình 4.10 Thong lwong hé thong voi kénh AWGN uu cccccccsecccceceeseeeceeeseeees 64 Hình 4.11 Thong lwong hé thong voi kénh Rayleigh .cccecccececesseseceeeeeeees 65 Hình 4.12 Tỉ lệ lỗi bit với môi trường AWGN - Sàn reo 66 Hình 4.13 Tỉ lệ lỗi bit với môi trường Rayleigh ceccesseceeeeeesteesseenes 66

XIV

MUC LUC BANG

Bảng 2.1 Cac thong s6 chinh cla WCDMA UMTS .ceccccssccsssesesestseseseens 12

Bang 2.2 Danh sach cac kénh logic ce eecececeeccceccccneesseseseseceeceeceeeauaaaaeaesees 18 Bảng 2.3 Danh sách các kênh truyền tải - cà SE ve rererrees 20

Bảng 2.4 Danh sách các kênh vật lý . - c S n1 se, 22

Bảng 3.1 Tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi CS S te rreekd 40

Bảng 4.1 So sánh các loại kênh khác nhau . -. cccss<s<s*<+2 56

LOI MO DAU

Cuộc cách mạng của thị trường thông tin di động đưa ra các yêu cầu nâng cấp cải tiễn 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 chuyên mạch gói, tổ chức 3GPP đã phát

triền và chuẩn hóa trong phiên bản Release 5 một công nghé méi, HSDPA (High

Speed Downlink Packet Access), cho phép cải thiện tốc độ truyền dẫn đữ 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 HS-DSCH

(High Speed Downlink Shared Channel), trong dé mét số lượng lớn tài nguyên

mã và công suất được gán cho một người sử dụng tại một TTI (Transmission

Time Interval) nào đó theo phương pháp ghép theo mã và/ hoặc theo thời gian

Bang 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 tử 120 kbps tới hơn 10 Mbps Một bộ mã hóa Turbo dựa trên bộ mã hóa Turbo Release 99 với tỉ lệ mã hóa 1/3, mặc dù các tỉ lệ mã hóa hiệu dụng

khác trong phạm vi (xấp xỉ từ 1/6 đến 1/1) cũng có thể đạt được

Luận văn này trình bày trước hết sơ lược vài nét về lịch sử đi động đến thế hệ 3.5G HSDPA, khái quát về nền tảng 3G WCDMA UMTS, chương tiếp theo giới thiệu một số tính năng kỹ thuật tiên tiến của công nghệ HSDPA về khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu và tính di động và cuối cùng là đi sâu vào tìm hiểu về lớp vật lý HSDPA, tiến hành mô phỏng đánh giá thông lượng và tỉ lệ lỗi của kênh đường xuống HSDPA để có một cái nhìn chân thực, rõ nét hơn về lý thuyết

đã trình bày.

CHUONG 1: SU PHAT TRIEN CUA CAC HE THONG THONG

TIN DI DONG

1.1 Giới thiệu chung

Sự ra đời của hệ thong thông tin di động được coi như là một thành tựu

tiên tiến trong lĩnh vực thông tin viễn thông với đặc điểm các thiết bị đầu cuối

có thê truy cập dịch vụ ngay khi đang di động trong phạm vi vùng phủ sóng

Khởi nguồn từ dịch vụ thoại đắt tiền cho một số ít nguoi di xe, dén nay cac hé

thong di động đã trở nên phố biến cùng với các thiết bị thông tin di động ngày

càng tẻ, nhiều tính năng, có thé cung cap nhiều hình loại dịch vụ đòi hỏi tốc độ

số liệu cao

Kê từ khi được triển khai vào những năm đầu của thập niên 1980 cho đến

nay, thông tin vô tuyên di động đã và đang phát triển với tốc độ hết sức nhanh chóng trên phạm vi toàn cầu Thông tin di động gia tăng về số lượng nhà mạng,

vùng phủ sóng, tốc độ, dịch vụ tiện ích

GERAN GSM GM — Pe GPRS „ Rele SAIC

Service xt Ba i : “Play

Hình 1.1 Su tién hóa các thế hệ di động từ 2G đến 4G

Kết quả thống kê cho thấy ở một số quốc gia, số lượng thuê bao di động

đã vượt hắn số lượng thuê bao cố định Trong tương lai, số lượng thuê bao đi động và cô định sẽ tiếp tục tăng lên và song song với là sự gia tăng về nhu cầu

của người sử dụng Điều này đã khiến các nhà khai thác cũng như các tổ chức viễn thông không ngừng nghiên cứu, cải tiến và đưa ra các giải pháp kỹ thuật, để cài tiên va nang cap các hệ thong thong tin

Hướng tới điện

thoại đa phương

tiện thông minh

Chăm sóc sức khỏe/Điều khiển xa

M-Wallet/Các dịch vụ dựa trên vị trí

W-LAN/Dẫn đường DMB/Điện thoại thấy hình

Mặc dù các hệ thông thông tin di động thử nghiệm đầu tiên được sử dụng

vào những năm 1930-1940 trong các sở cảnh sát Hoa Kỳ nhưng các hệ thống

điện thoại di động thương mại thực sự chỉ ra đời vào khoảng cuối những năm

1970 đầu những năm 1980 Các hệ thống điện thoại thế hệ đầu sử dụng công

nghệ tương tự và người ta gọi các hệ thống điện thoại kể trên là các hệ thống 1G Hệ thống này sử dụng kỹ thuật (analog) Tất cả các hệ thống 1G sử dụng

phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division

Multiple Access).

Các hệ thống mạng di động 1G chỉ được dùng để sử dụng cho dich vụ

thoại với chất lượng khá thấp nguyên do tình trạng nghẽn mạch và nhiễu xảy ra thường xuyên

Mặc dù là thế hệ mạng di động đầu tiên nhưng mạng 1G cũng phân ra khá nhiều chuẩn kết nối theo từng phân vùng riêng trên thế giới:

° NMT (Nordic Mobile Telephone): chuẩn dành cho các nước Bac Au

và Nga

° AMPS (Advanced Mobile Phone System) tai Hoa Ky

° TACS (Total Access Communications System) tai Anh

° JTAGS tại Nhật; C-Netz tại Tây Đức; Radiocom 2000 tại Pháp

e RTMItại Ý

1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ II

Là thế hệ kết nối thông tin di động mang tính cải cách cũng như khác

hoàn toàn so với thế hệ đầu tiên Sử dụng các tín hiệu số thay cho tín hiệu

analog của thế hệ 1G và được áp dụng lần đầu tiên tại Phần Lan bởi Radiolinja (hiện là nhà cung cấp mang con của tập đoàn Elisa Oyj) trong năm 1991 Mạng

2G mang tới cho người sử dụng di động 3 lợi ích tiến bộ trong suốt một thời

gian dài: mã hoá dữ liệu theo dạng SỐ, phạm vi kết nói rộng hơn 1G và đặc biệt

là sự xuất hiện của tin nhắn dạng văn bản đơn giản — SMS Theo đó, các tin hiệu

thoại khi được thu nhận sẽ được mã hoá thành tín hiệu số dưới nhiều dạng mã

hiệu (codecs), cho phép nhiều gói mã thoại được lưu chuyền trên cùng một băng

thông, tiết kiệm thời gian và chi phí Song song đó, tín hiệu số truyền nhận trong

thế hệ 2G tạo ra nguồn năng lượng sóng nhẹ hơn và sử dụng các chip thu phát

nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích bên trong thiết bị hơn

Mạng 2G chia làm 2 nhánh chính: nền TDMA (Time Division Multiple Access) va nén CDMA (Code division multiple access) cing nhiéu dang két néi mạng tùy theo yêu cầu sử dụng từ thiết bị cũng như hạ tầng từng phân vùng quốc gia, một số hé thong 2G:

e GSM (TDMA-based), khoi nguén áp dung tai Phan Lan và sau đó trở

thành chuẩn phô biến trên toàn 6 châu lục Và hiện nay vẫn đang được sử

dụng bởi hơn 80% nhà cung cấp mạng di động toàn cầu

e IS-136 hay còn gọi là D-AMPS, sử dụng công nghệ đa truy nhập phan

chia theo thoi gian TDMA

e IS-95 hay con goi la cdmaOne, (nền tảng CDMA) được sử dụng rộng rãi tại Hoa Kỳ và một số nước Châu Á và chiếm gân 17% các mạng toàn câu

Tuy nhiên, tính đến thời điểm này thì có khoảng 12 nhà mạng đang

chuyển dịch dần từ chuẩn mạng này sang GSM (tương tự như HT Mobile

tại Việt Nam vừa qua) tại: Mexico, Ấn Độ, Úc và Hàn Quốc

e PDC (nén tang TDMA) tai Nhat Ban

e iDEN (nén tang TDMA) sit dung boi Nextel tai Hoa Ky va Telus Mobility

tai Canada

e IS-136 hay còn gọi là D-AMPS, (nền tảng TDMA) là chuẩn kết nối phổ

biến nhất tính đến thời điểm này và được cung cấp hầu hết tại các nước

trên thế giới cũng như Hoa Kỳ

1.3.1 Mạng thong tin di động 2,5G

Là thế hệ kết nối thông tin di động giữa 2G và 3G Chữ số 2,5G cũng

đánh dẫu việc mạng 2G được trang bị hệ thống chuyền mạch gói bên cạnh hệ thông chuyển mạch theo kênh truyền thống Hệ thống 2,5G không được định

nghĩa chính thức bởi bất kỳ nhà mạng hay tổ chức nào và chỉ mang mục đích

duy nhất là tiếp thị công nghệ mới theo mạng 2G

Mạng 2,5G cung cấp một số lợi ích tương tự mạng 3G và có thê dùng cơ

sở hạ tầng có sẵn của các nhà mạng 2G trong các mạng GSM và CDMA Và

tiến bộ nhất, phổ biến nhất chính là GPRS - công nghệ kết nối trực tuyến, lưu chuyển đỡ liệu được dùng bởi các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông GSM Bên

cạnh đó, một vài giao thức, chẳng han nhu EDGE cho GSM va CDMA2000 1x- RTT cho CDMA, cé thé đạt được chất luong gan nhu cac dich vu co ban 3G

(bởi vì chúng dùng một tốc độ truyền dữ liệu chung là 144 Kbps), nhưng vẫn

được xem như là dịch vụ 2,5G (hoặc là nghe có vẻ phức tạp hon la 2,75G) boi vi

chậm hơn vài lần so với dịch vụ 3G thực sự

1.3.2 Mạng thông tin di động 2,75G

EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), hay con gọi là

EGPRS, là một công nghệ di động được nâng cấp từ GPRS - cho phép truyền dự

liệu với tốc độ có thể lên đến 384 Kbps dành cho người dùng cố định hoặc di

chuyển chậm, 144 Kbps cho người dùng đi chuyên với tốc độ cao Trên đường tiễn đến 3G, EDGE duoc biết đến như là công nghệ 2,75G Thực tế bên cạnh

điều chế GMSK, EDGE dùng phương thức điều chế 8-PSK để tăng tốc độ dữ liệu truyền Chính vì thế, để triển khai EDGE, các nhà cung cấp mạng phải thay đồi trạm phát sóng BTS cũng như là thiết bị di động so với mạng GPRS

1.4 Hệ thông thông tin di động thế hệ II

Mang 3G (Third-generation technology) la thé hé thir ba cua chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại

(tải đữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh ) 3G cung cấp cả hai hệ thống

là chuyển mạch gói và chuyên 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 dang 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:

Giá tần số cho công nghệ 3G rất đắt tại nhiều nước, nơi mà các cuộc bán đầu giá tần số mang lại hàng tỷ Euro cho các chính phủ Bởi vì chi phí cho bản

quyên về các tần số phải trang trải trong nhiều năm trước khi các thu nhập từ

mạng 3G đem lại, nên một khối lượng vốn đầu tư không lồ là cần thiết để xây dựng mạng 3G Nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đã rơi vào khó khăn về

tài chính và điều này đã làm chậm trễ việc triển khai mạng 3G tại nhiêu nước

ngoại trừ Nhật Bản và Hàn Quốc, nơi yêu cầu về bản quyên tần số được bỏ qua

do phát triển hạ tầng cơ sở IT quốc gia được đặt lên làm vẫn đề ưu tiên nhất Và cũng chính Nhật Bản là nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng rãi, tiên phong boi nha mang NTT DoCoMo Vao nam 2001, NTT

Docomo 1a céng ty dau tién ra mat phién ban thuong mai cua mang WCDMA

Năm 2003 dịch vụ 3G bắt đầu có mặt tại châu Âu Tại châu Phị, mang 3G duoc

giới thiệu đầu tiên ở Maroc vào cuối tháng 3 năm 2007 bởi Céng ty Wana Tính

đến năm 2005, khoảng 40% các thuê bao tại Nhật Bản là thuê bao 3G, và mạng

2G đang dần dân đi vào lãng quên trong tiềm thức công nghệ tại Nhật Bản

Công nghệ 3G được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức

Viễn thông Thế giới (ITU), thống nhất trên thế giới Tuy nhiên, trên thực tế các nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn trên thế giới đã xây dựng thành 4 chuẩn 3G

thương mại chính:

WCDMA

Tiêu chuẩn WCDMA là nền tảng của chuẩn UMTS (Universal Mobile

Telecommunication System), dựa trên kỹ thuật CDMA trải phố dãy trực tiếp, trước đây gọi là UTRA FDD, được xem như là giải pháp thích hợp với các nhà

khai thác dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dụng GSM, tập trung

chủ yếu ở châu Âu và một phan châu A (trong đó có Việt Nam) UMTS được

tiêu chuân hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa

chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE

FOMA, thực hiện bởi công ty viễn thông NTT DoCoMo Nhật Bản năm

2001, được coi như là một dịch vụ thương mại 3G đầu tiên Tuy nhiên, tuy là dựa trên công nghệ WCDMA, công nghệ này vẫn không tương thích với UMTS

(mặc dù có các bước tiếp hiện thời để thay đổi lại tình thế này)

3GPP2, là tổ chức độc lập với 3GPP Có nhiều công nghệ truyền thông khác

nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm IxRTT, CDMA2000-1xEV-DO

và IxEV-DV

CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 Kbps tới trên 3 Mbps Chuẩn

này đã được chấp nhận bởi ITU

Người ta cho răng sự ra đời thành công nhất của mang CDMA-2000 là tại

KDDI của Nhật Bản, dưới thương hiệu AU với hơn 20 triệu thuê bao 3G Kê từ

năm 2003, KDDI đã nâng cấp từ mạng CDMA2000-1x lên mang CDMA2000- IxEV-DO (EV-DO) với tốc độ dữ liệu tới 2,4 Mbps Năm 2006, AU dự kiến

nâng cấp mạng lên tốc độ Mbps SK Telecom của Hàn Quốc đã đưa ra dịch vụ CDMA2000-1x đầu tiên năm 2000, và sau đó là mang 1xEV-DO vào tháng 2 năm 2002

TD-CDMA

Chuẩn TD-CDMA, viết tắt từ Time-division-CDMA, truéc đây gọi là

UTRA TDD, là một chuẩn dựa trên kỹ thuật song công phân chia theo thời gian

(Time-division duplex) Day la m6t chuẩn thương mại áp dụng hỗn hợp của TDMA và CDMA nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho truyền thông

đa phương tiện trong cả truyền dữ liệu lẫn âm thanh, hình ảnh

Chuân TD-CDMA và W-CMDA đều là những nên tảng của UMTS, tiêu

chuẩn hóa bởi 3GPP, vì vậy chúng có thể cung cấp cùng loại của các kênh khi

có thể Các giao thức của UMTS là HSDPA/HSUPA cải tiễn cũng được thực

hiện theo chuân TD-CDMA

TD-SCDMA

Chuan dugc it biét dén hon la TD-SCDMA (Time Division Synchronous

Code Division Multiple Access) dang duoc phat trién tại Trung Quốc bởi các

công ty Datang và Siemens, nhằm mục đích như là một giải pháp thay thế cho

W-CDMA Nó thường xuyên bị nhằm lẫn với chuẩn TD-CDMA Cũng giống như TD-CDMA, chuẩn này dựa trên nên tảng UMTS-TDD hoặc IMT 2000 Time-Division (IMT-TD) Tuy nhiên, nếu như TD-CDMA hình thành từ giao

thức mang cũng mang tên TD-CDMA, thì TD-SCDMA phát triển dựa trên giao thức của S-CDMA

hồi cơ sở dữ liệu; và dịch vụ Streaming

1.5 Kết luận chương

Chương này đã trình bày tổng quan ý nghĩa và quá trình phát triển thông

tin di động đến 3,5G Thế hệ di động đầu tiên được ra đời vào cuỗi những năm

1970, đầu những năm 80 là thế hệ di động sử dụng công nghệ tín hiệu tương tự

cho chất lượng thấp Thế hệ di động thứ 2 đánh dấu một sự cải tiến về công

nghệ khi sử dụng tín hiệu số cho chất lượng tốt hơn hắn cùng với việc đánh dấu

sự ra đời các dịch vụ đữ liệu khác ngoài thoại, điển hình là dịch vụ tin nhắn SMS Thé hệ di động thứ 3 là một sự cải tiến cả về tốc độ và dịch vụ, cho phép các dịch vụ đữ liệu tốc độ cao gấp nhiều lần so với thế hệ 2G trước đó Cuối

chương trình bày về công nghệ 3.5G HSDPA là một sự cải tiến vượt bậc về tốc

độ, đưa tốc độ so với 3G truyền tải dữ liệu có thể so sánh với internet hữu tuyến

toc d6 cao.

10

CHUONG 2: NEN TANG 3G WCDMA UMTS

2.1 Các tham số chính của WCDMA UMTS

WCDMA có hai tiêu chuẩn thương mại là UMTS và FOMA, trong đó UMTS được triển khai tại Việt Nam và cũng là nền tảng để phát triển lên HSDPA sau này WCDMA là hệ thống sử dụng chuỗi trải phố trực tiếp, nghĩa là

luồng thông tin được trải trên một băng thông rộng bằng việc nhân luồng dữ liệu

này với một chuỗi trải phố giả ngẫu nhiên PN (cũng được gọi là chuỗi chip)

Téc d6 chip trong WCDMA là 3,84 Mchip/s và hệ số trải phố trong khoảng từ 4

đến 512

WCDMA hé tro truyén dẫn tốc độ thay đổi, hay nói cách khác là khái

niệm sử dụng băng thông theo nhu cầu có thê được thực hiện Trong một khung

truyền dẫn thì tốc độ dữ liệu là cô định Tuy nhiên tốc độ dữ liệu giữa các khung

truyền dẫn khác nhau có thể giống nhau hoặc khác nhau

Để có thể hỗ trợ việc truyền dữ liệu ở tốc độ cao, hệ số trải phố (SE) thay đôi và kết nối dựa trên nhiêu mã trải phố được hỗ trợ trong WCDMA Tốc độ bit

được hỗ trợ bởi một mã trong khoảng từ 1 đến 936 Kbps với đường xuống và sẽ

gấp 3 lần tớ 2,3 Mbps nếu dùng 3 mã song song

WCDMA có hai chế độ hoạt động song công đó là FDD và TDD Đối với

FDD thì các cặp tần số sóng mang với độ rộng 5 MHz được sử dụng cho kênh truyền dẫn hướng lên và hướng xuống một cách tương ứng Trong khi đó ở chế

độ TDD thì chỉ có một sóng mang độ rộng 5 MHz được sử dụng cho cả đường

lên và đường xuống theo kiểu phân chia theo thời gian TDD được sử dụng ở giải băng tần không chia cặp được Trong thực tế thì chế độ FDD thường được

sử dụng.

Hình 2.1 Phố theo lý thuyết hai sóng mang WCDMA với băng tân 5 MHẸ

WCDMA bình thường có băng tần truyền dẫn WCDMA là 5 MHz Thong

số kỹ thuật đưa ra một sự uyên chuyên tân số trung tâm chính xác ở trong mành

phô 200 kHz, do đó băng tần thực sự có thể nhỏ hơn 5 MHz mà có thể xuống tới

4,4 MHz Điều này cần được lưu ý cân thận vì có thể gây ra nhiễu trong mạng Băng thông truyền dẫn lớn của WCDMA ngoài việc nhằm hỗ trợ truyền dẫn tốc

độ cao còn mang lại một vài ưu điểm khác như: tăng hệ số phân tập đa đường

Quá trình truyền đữ liệu trong WCDMA được tách ra thành các khung vô

tuyến có độ dài 10 ms bao gồm L5 khe thời gian 666 us (2560 chips)

Các BTS trong WCDMA (Node B) hoạt động ở chế độ không đồng bộ

Do đó không cần cung cấp một nguồn đồng hồ đồng bộ cho tất cả các BTS trong

mạng ví dụ như sử dụng GPS Chế độ làm việc không đồng bộ này giúp cho WCDMA trở nên để triển khai ở cấu hinh indoor va micro cell

WCDMA sử dụng tách sóng nhất quán trên cả hai hướng lên và xuống sử

dụng các ký hiệu dẫn đường Chế độ tách sóng này đã được sử dụng trên đường

xuống đối với mạng 2G IS-95

Giao diện vô tuyến của WCDMA được thiết kế để nhà vận hành có

thể lựa chọn sử dụng các công nghệ máy thu hiện đại như: hệ thống

khai mạng 3G-WCDMA

Bang 2.1 Cac thông số chính cúa WCDMA UMTS

Phương thức đa truy nhập DS-CDMA

Phương thức song công FDD/TDD

Viéc đồng bộ trạm gốc Hoạt động không đồng bộ

Tốc độ chip (1,28)/3,84/7,68/11,52/15,36 Mcps

Điều chế trải phố DL/UL QPSK/OCQPSK (HPSK)

Điều chế dữ liệu DL/UL QPSK/BPSK

Tách sóng Tách sóng kết hợp sử dụng đại diện kênh

pilot hoặc kênh pilot chung

13

2.2 Cau tric tong quan 3G WCDMA UMTS

3G WCDMA UMTS có một cấu trúc có tính linh động cao, có thê kết

hợp, chuyền tiếp với các cấu trúc nền tảng công nghệ cũ như GSM cũng như cải

tiên để đáp ứng các nhu cầu về tốc độ và dịch vụ ngày càng tăng của người dùng với sự nâng cấp lên HSDPA Phan trinh bay ở dưới đây chỉ cung cấp thông tin

ngăn gọn về cấu trúc và những tính năng thông thường được sử dụng để hỗ trợ việc truyền dữ liệu gói Mục đích là cung cấp thông tin ngắn gọn về nên tảng mà

những cải tiến sau này dựa vào nó

Một mạng UMTS bao gồm 2 phần: phần truy nhập vô tuyến (UMTS

Terrestrial Radio Access Network - UTRAN) và phần mạng lõi (core)

Hinh 2.2 Cau tric mang WCDMA UMTS

Phan truy nhập vô tuyến bao gém Node B va RNC Phan core thi cé core

cho data bao gồm SGSN, GGSN; Phần core cho voice thì có MCS và GMSC;

Ngoài ra còn có công các phương tiện (MGW: Media Gateway) MSC chứa tất

cả các phân mêm điêu khiên cuộc gọi, quản lý di động có ở một MSC tiêu

14

chuan Tuy nhiên nó không chứa ma trận chuyển mạch Ma trận chuyển mạch năm trong MGW được MSC Server điều khiển và có thể đặt xa MSC Server

°Node B: Chức năng chính của Node B là xử lý lớp vật ly (L1) ở giao

diện vô tuyến như mã hóa kênh, hoán vị, trải phổ, điều chế Nó cũng thực hiện

một số chức năng tài nguyên vô tuyến như điều khiến công suất vòng trong,

°RNC: Điều khiển mạng vô tuyến kiểm soát nhiều NodeB RNC phục vụ

việc thiết lập cuộc gọi, kiểm soát chất lượng dịch vụ, và quản lý nguồn tài

nguyên vô tuyến trong các cell mà nó đảm bảo Hầu hết các tính năng “thông minh’ cua mang truy cập vô tuyến thực hiện ở RNC, NodeB trong WCDMA có

thê nói chỉ hoạt động như các modem

Trong trường hop Node B chỉ có một kết nối với mạng thì RNC chịu trách

nhiệm điều khiến Node B được gọi là CRNC Ngược lại, khi Node B có hơn một kết nối mạng thì các RNC được chia thành hai loại khác nhau theo vai trò logic

của chúng

- RNC phục vụ (Serving RNC): Đây là RNC kết nối cả đường lưu lượng

và báo hiệu RANAP với mạng lõi SRNC cũng kết cuối báo hiệu điều khiến tài

nguyên vô tuyến giữa UE và UTRAN, xử lý số liệu lớp 2 (L2) từ/tới giao diện

vô tuyến SRNC của Node B này cũng có thể là CRNC của một Node B khác

- RNC trôi (Drift RNC): Đây là RNC bất kỳ khác với SRNC, để điều khiển các ô được MS sử dụng Khi cần, DRNC có thê thực hiện kết hợp và phân chia ở phân tập vĩ mô DRNC không thực hiện xử lý ở lớp 2 đối số liệu từ/tới

giao diện vô tuyến mà chỉ định tuyến số liệu một cách trong suốt giữa các giao

dién Iub va Iur Một UE có thể không có hoặc có một hay nhiều DRNC

Các Giao diện trong mạng:

e Giao diện lub

Giao diện Iub là một giao diện quan trọng nhất trong số các giao diện của

hệ thống mạng UMTS Sở dĩ như vậy là do tat cả các lưu lượng thoại và số liệu đều được truyền tải qua giao diện này, cho nên giao diện này trở thành nhân tố

15

ràng buộc bậc nhất đối với nhà cung cấp thiết bị đồng thời việc định cỡ giao

diện này mang ý nghĩa rất quan trọng Đặc điểm của giao diện vật lý đối với BTS dẫn đến dung lượng Iub với BTS có một giá trị quy định Thông thường để

kết nỗi với BTS ta có thể sử dụng luồng E1, E3 hoặc STMI nếu không có thể sử

dụng luồng T1, DS-3 hoặc OC-3 Như vậy, dung lượng của các đường truyền

dẫn nối đến RNC có thê cao hơn tổng tải của giao diện Iub tại RNC Chang han nếu ta cần đấu nối 100BTS với dung lượng Iub của mỗi BTS là 2,5 Mbps, biết

rang cau hình cho mỗi BTS hai luồng 2 Mbps và tổng dung lượng khả dụng của giao diện Iub sẽ là 100 x 2 x 2 =400 Mbps Tuy nhién tổng tải của giao diện lub

tại RNC vẫn là 250 Mbps chứ không phải là 400 Mbps

e Giao diện lur

Ta có thể thấy rõ vị trí của giao diện Iur trong cấu hình của phân tử của mang UMTS Giao diện lur mang thông tin của các thuê bao thực hiện chuyển giao mềm giữa hai Node B ở các RNC khác nhau Tương tự như giao diện lub,

độ rộng băng của giao diện lur gần bằng hai lần lưu lượng do việc chuyền giao mềm giữa hai RNC gây ra

se Giao diện lu

Giao diện Iu là giao diện kết nối giữa mạng lõi CN và mạng truy nhập vô tuyến UTRAN Giao diện này gồm hai thành phần chính là:

‹ Giao diện Iu-CS: Giao diện nay chủ yếu là truyền tải lưu lượng thoại

giữa RNC và MSC/VLR Việc định cỡ giao diện lu-CS phụ thuộc vào lưu lượng

dữ liệu chuyên mạch kênh mà chủ yếu là lượng tiếng

° Giao diện lIu-PS: Là giao diện giữa RNC và SGSN Định cỡ giao diện

này phụ thuộc vào lưu lượng đữ liệu chuyển mạch gói Việc định cỡ giao diện này phức tạp hơn nhiều so với giao diện Iub vì có nhiều dịch vụ dữ liệu gói với

tốc độ khác nhau truyễn trên giao diện này

se Giao diện Uu

16

Đây là giao diện không dây (duy nhất) của mạng UMTS Tất cả giao diện

khác đều có dây dẫn hết Liên lạc trên giao diện này dựa vào kỹ thuật FDD/TDD

WCDMA Thật ra, nếu nhìn trên tong thé kién tric mang UMTS ta sé thay la

"nút cô chai" của mạng UMTS chính là ở capacity của giao diện Uu này Nó sẽ giới hạn tốc độ truyền thông tin của mạng UMTS Nếu ta có thể tăng tốc độ data

rate của giao diện này thì ta có thể tăng tốc độ của mạng UMTS Thế hệ tiếp theo của UMTS đã sử dụng OFDMA kết hợp MIMO thay vì WCDMA để tăng

tốc độ

RNC két nối với mạng điện thoại truyền thông và internet thông qua

mạng lõi dựa vào các giao thức như hình dưới

OC MM, GMM, SM SS Cac giao thirc UP

Cac lip con cao hen cla L3/ NAS Bảo hiệu CP Théng tin UP

" RRC ty Lã

= KHE acc ccckgcdzesesedecoleseonsesd La” BMG L2/BMC

e_ Lớp liên kết nối số liệu (L2) Lập khuôn số liệu vào các khối số liệu và

đảm bảo truyền dẫn tin cậy giữa các nút lân cận hay các thực thê đồng cấp

e_ Lớp mạng (L3) Đặc tả đánh địa chỉ và định tuyến

17

Mỗi khối thể hiện một trường hợp của giao thức tương ứng Đường không

liền nét thể hiện các giao diện điều khiến, qua đó giao thức RRC điều khiển và lap cau hình các lớp đưới

Lớp 2 được chia thành các lớp con: MAC (Medium Access Control: Điều

khiển truy nhập môi trường) và RLC (Radio link Control: điều khiển liên kết),

PDCP (Packet Data Convergencc Protocol: Giao thức hội tụ số liệu gói) và

BMC (Broadcast/Multicast Control: Điều khiển quảng bá/đa phương )

Lớp 3 và RLC được chia thành hai mặt phẳng: mặt phắng điều khiển (C- Plane) va mat phẳng người sử dụng (U-Plane) PDCP và BMC chỉ có ở mặt

phẳng U

Trong mặt phẳng C lớp 3 bao gồm RRC (Radio Resource Control: điều khiển tài nguyên vô tuyến) kết cuối tại RAN và các lớp con cao hơn: MM

(Mobility Management) va CC (Connection Management), GMM (GPRS

Mobility Management), SM (Session Management) két cudi tai mang 16i (CN)

Lớp vật lý là lớp thấp nhất ở giao diện vô tuyến Lớp vật lý được sử dụng

để truyền dẫn ở giao diện vô tuyến Mỗi kênh vật lý ở lớp này được xác định

bằng một tô hợp tần số, mã ngẫu nhiên hoá (mã định kênh) và pha (chỉ cho đường lên) Các kênh được sử dụng vật lý để truyền thông tin của các lớp cao trên giao diện vô tuyến, tuy nhiên cũng có một số kênh vật lý chỉ được dành cho

hoạt động của lớp vật lý

Đề truyên thông tin ở giao diện vô tuyến, các lớp cao phải chuyên các

thông tin này qua lớp MAC đến lớp vật lý bằng cách sử dụng các kênh logic MAC sắp xếp các kênh này lên các kênh truyên tải trước khi đưa đến lớp vật lý

để lớp này sắp xếp chúng lên các kênh vật ïý

2.3 CAC KENH CUA WCDMA

Cac kénh cua WCDMA duoc chia thanh cac loai kénh sau day:

e Kênh vật ly (PhCH) Kénh mang số liệu trên giao diện vô tuyến Mỗi

PhCH có một trải phố mã định kênh duy nhất đê phân biệt với kênh khác

18

Một người sử dụng tích cực có thể sử dụng các PhCH riêng, chung hoặc

cả hai Kênh riêng là kênh PhCH dành riêng cho một UE còn kênh chung được chia sẻ giữa các UE trong một ô

e_ Kênh truyền tái (TrCH) Kênh do lớp vật lý cung cấp cho lớp 2 đê truyền

số liệu Các kênh TrCH được sắp xếp lên các PhCH

e_ Kênh Logic (LoCH) Kênh được lớp con MAC của lớp 2 cung cấp cho lớp cao hơn Kênh LoCH được xác định bởi kiểu thông tin mà nó truyền 2.3.1 Cac kénh logic, LoCH

Nói chung các kênh logic (LoCH: Logical Channel) dugc chia thanh ha1

nhóm: các kênh diéu khién (CCH: Control Channel) để truyền thông tin điều

khiển và các kênh lưu lượng (TCH: Traffic Channel) dé truyén théng tin cia người sử dụng Các kênh logic và ứng dụng của chúng được tông kết trong bảng 2.2

Bảng 2.2 Danh sách các kênh logic

Channel: PCCH (Paging Conrol |Kênh đường xuống để phát quảng

Kênh điều | Channel: Kênh điều khiển bá thông tin tìm gọi

khiến) tim go1)

CCCH (Common Confrol |Kênh hai chiều để phat thong tin

Channel: Kênh điều khiến lđiều khiển giữa mạng và các UE

nỗi RRC hoặc khi truy nhập một ô

mới

19

DCCH (Dedicated Control |Kénh hai chiéu diém dén điểm để Channel: Kênh điều khiến phát thông tin điều khiển riêng

riêng) giữa UE và mạng Được thiết lập

bởi thiết lập kết nối của RRC

DTCH (Dedicated Traffic Kênh hai chiều điểm đến điểm

TCH (Traffic | Channel: Kênh lưu lượng riêng cho một UE để truyền thông

CTCH (Common Traffic Kênh một chiều điểm đa điểm dé

Channel: Kênh lưu lượng lruyêền thông tin của một người sử chung) dụng cho tất cả hay một nhóm

người sử dụng quy định hoặc chỉ cho một người sử dụng Kênh này chỉ có ở đường xuông

2.3.2 Các kênh truyền tải, TrCH

Các kênh logic được lớp MAC chuyền đổi thành các kênh truyền tải Tồn tại hai kiểu kênh truyền tải: các kênh riêng và các kênh chung Điểm khác nhau

giữa chúng là: kênh chung là tài nguyên được chia sẻ cho tất cả hoặc một nhóm

các người sử dụng trong ô, còn kênh riêng được ấn định riêng cho một người sử dụng duy nhất Các kênh truyền tải chung bao gồm: BCH (Broadcast channel:

Kênh quảng bá), FACH (Fast Access Channcl: Kênh truy nhập nhanh), PCH (Paging Channel: Kénh tim goi), DSCH (Down Link Shared Channel: Kénh chia

sẻ đường xuống), CPCH (Common Packet Channel: Kênh gói chung) Kênh

riêng chỉ có một kênh duy nhất là DCH (Dedicated Channel: Kênh riêng) Kênh truyền tải chung có thể được áp dụng cho tất cả các người sử dụng trong ô hoặc cho một người hoặc nhiều người đặc thù Khi kênh truyền tải chung được sử

20

dụng để phát thông tin cho tất cả các người sử dụng thì kênh này không cần có

dia chi Chang hạn kênh BCH để phát thông tin quảng bá cho tất cả các người sử

dụng trong ô Khi kênh truyền tải chung áp dụng cho một người sử dụng đặc

thù, thì cần phát nhận dạng người sử dụng trong băng (trong bản tin sẽ được

phát) Kênh PCHÍ là kênh truyền tải chung được sử dụng để tìm gọi một UE đặc

thủ sẽ chứa thông tin nhận dạng người sử dụng bên trong bản tin phát

Danh sách các kênh truyền tải và ứng dụng của chúng dược cho ở bảng 2.3

Bang 2.3 Danh sách các kênh truyền tải

Kênh hai chiều được sử dụng để phát số liệu của người

sử dụng Được ấn định riêng cho người sử dụng Có khả năng thay đôi tốc độ và điều khiển công suất nhanh

BCH (Broadcast | Kênh chung đường xuống để phát thông tin quảng bá

Channel: Kénh | (chang han théng tin hệ thống, thông tin ô)

quang ba)

FACH (Forward | Kénh chung đường xuống để phát thông tin điều khiển

Access Channel: | và số liệu của người sử dụng Kênh chia sẻ chung cho Kênh truy nhập nhiều UE Được sử dụng để truyền số liệu tốc độ thấp

đường xuống) cho lớp cao hơn

PCH (Paging | Kénh chung dường xuống để phát các tín hiệu tìm gọi Channcl: Kênh tìm

£01)

RACH (Random | Kênh chung đường lên để phát thông tin điều khiến và số

Access Channel) liệu người sử dụng áp dụng trong truy nhập ngẫu nhiên

và được sử dụng để truyền số liệu thấp của người sử

dụng

21

CPCH (Common | Kênh chung đường lên để phát số liệu người sử dụng áp

Packet Channel: | dụng trong truy nhập ngẫu nhiên và được sử dụng trước

Kênh gói chung) hết để truyễn số liệu cụm

DSCH Shared (Downlink | Kénh chung duéng xuống dé phát số liệu gói Chia sẻ Channel: | cho nhiều UE Sử dụng trước hết cho truyền dẫn số liệu

Kênh chia sẻ đường | tốc độ cao

Cac kenh RACH CPCH DCH BCH PCH FACH DCH DSCH HS-DSCH

truyền tải (chi cho FOD)

BCCH: Broadcast Control Channel: kénh diéu khién quang ba BCCH; Broadcast Channel: kênh quảng há

CCCH: Common Control Channel: kénh diéu khién chung CCH: Common Channel: kénh diéu khién

CTCH: Common Packet Channel: kénh gói chung

DCCH: Dedicated Control Channel: kénh didu khién riêng

DCH: Dedicated Channel: kênh riêng DSCH: Downlink Shared Channel: kénh chia sé đường xuống DTCH: Dedicated Traffic Channel: kênh lưu lượng riêng H5-DSCH: High-speech DSCH: kẻnh chia sẻ tốc độ cao PCCH: Paging Channel: kênh tìm gọi

PCH: Paging Channel: kênh tìm gọi RACH: Random Access Channel: kênh truy nhập ngẫu nhiên

Một kênh vật lý được coI là tô hợp của tần số, mã ngẫu nhiên, mã định

kênh và cả pha tương đối (đối với đường lên) Kênh vật lý (Physical Channel)

bao gồm các kênh vật lý riêng (DPCH: Dedicated Physical channel) và kênh vật

Kênh hai chiều đường xuống/đường lên được ấn

định riêng cho UE Gồm DPDCH (Dedicated Physical Control Channel: Kênh vật lý điều khiến

riéng) va DPCCH (Dedicated Physical Control

Channel: Kênh vật lý điều khiến riêng) Trên đường xuống DPDCH và DPCCH được ghép theo thời gian với ngẫu nhiên hóa phức còn trên đường lên được

ghép mã I/Q với ngẫu nhiên hóa phức

Physical Data Channel:

Kénh vat ly s6 liéu riéng

Khi sử dụng DPCH, mỗi UE được ấn định ít nhất một DPDCH Kênh được sử dụng để phát số liệu

người sử dụng từ lớp cao hơn

DPCCH (Dedicated Khi sử dụng DPCH, mỗi UE chỉ được ấn định một

23

Physical Control

Channel: Kénh vat ly

diéu khién riéng)

DPCCH Kênh được sử dụng đề điêu khiên lớp vật

lý của DPCH DPCCH là kênh đi kèm với DPDCH

chứa: các ký hiệu hoa tiêu, các ký hiệu điều khiển công suất (TPC: Transmission Power Control), chỉ

thị kết hợp khuôn dạng truyền tải Các ký hiệu hoa

tiêu cho phép máy thu đánh giá hưởng ứng xung

kim của kênh vô tuyến và thực hiện tách sóng nhất

quán Các ký hiệu này cũng cần cho hoạt động của

anten thích ứng (hay anten thông minh) có búp sóng hẹp TPC để điều khiển công suất vòng kín nhanh cho cả đường lên và đường xuống TECI thông tin cho máy thu về các thông số tức thời của các kênh

truyền tải: các tốc độ số liệu hiện thời trên các kênh

số liệu khi nhiều dịch vụ được sử dụng đồng thời

Ngoài ra TFCI có thê bị bỏ qua nếu tốc độ số liệu

có định Kênh cũng chứa thông tin hồi tiếp hồi tiếp

(FBI: Feedback Information) 6 đường lên để đảm bảo vòng hỗi tiếp cho phân tập phát và phân tập

Kênh chung đường lên Được sử dụng đê mang kênh

truyền tải RACH

PCPCH (Physical

Channel: Kénh vat lý gói

chung) Kênh chung đường lên Được sử dụng để mang kênh

truyền tải CPCH

24

CPICH (Common Pilot

Channel: Kénh hoa tiéu

Kênh chung đường xuống Có hai kiểu kênh CPICH: P-CPICH (Primary CPICH: CPICH sơ cấp) và S- CPICH (Secondary CPICH: CPICH thứ cấp) P-

CPICH đảm bảo tham chuẩn nhất quán cho toàn bộ

ô để UE thu được SCH, P-CCPCH, AICH và PICH

vì các kênh nay không có hoa tiêu riêng như ở các trường hợp kênh DPCH Kênh S-CPICH đảm bảo

tham khảo nhất quán chung trong một phần ô hoặc

đoạn ô cho trường hợp sử dụng anten thông minh có

búp sóng hep Chang hạn có thé sử dụng S-CPICH

làm tham chuẩn cho S-CCPCH (kênh mang các bản

tin tìm gọi) và các kênh DPCH đường xuống

vat ly diéu khién chung

Kênh chung đường xuống Mỗi ô có một kênh dé truyền BCH

sơ cấp)

S-CCPCH (Secondary | Kénh chung đường xuống Một ô có thể có một hay Common Control | nhiều S-CCPCH Được sử dụng để truyền PCH và Physical Channcl: Kênh

vật lý điều khiến chung

(hoặc không có) Được sử dụng dé mang kénh

25

Channel: Kênh vat ly

chia sẻ đường xuông)

truyền tải DSCH

AICH (Acquisition

Indication Channel: Kénh

chi thi bat)

Kênh chung đường xuống đi cặp với PRACH Được

sử dụng để điều khiến truy nhập ngẫu nhiên của

tim goi) gọi cho từng nhóm cuộc gọi kết cuối Khi nhận được

thông báo này, UE thuộc nhóm kết cuối cuộc gọi thứ

n sẽ thu khung vô tuyến trên S-CCPCH

AP-AICH (Access | Kênh chung đường xuống đi cặp với PCPCH đê điều

Preamble Acquisition | khién truy nhap ngau nhién cho PCPCH

Indicator Channel: Kénh

chỉ thị bắt tiền tố truy

nhập)

CD/CA-ICH (CPCH | Kênh chung đường xuống đi cặp với PCPCH Được Collision Detection/ | sử dụng để điều khiển va chạm PCPCH

chỉ thị trạng thái CPCH) Kênh chung đường xuống liên kết với AP-AICH để

phát thông tin về trạng thái kết nối của PCPCH

Các kênh truyễn tải được chuyên thành các kênh vật lý như trên hình

Kénh so liéu vat ly riéng (DPDCH)

Kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH) Kẽnh truy nhập ngẫu nhiên vật ly (PRACH)

Kênh gói chung vật lý (PCPCH) Kênh hoa tiêu chung (CPICH)

Kênh vật lý điều khiển chung sơ cắp (P-CCPCH)

Kẽnh đồng bộ (SCH) Kênh chia sẻ đường xuống vật lý (PDSCH)

Kênh chỉ thị bắt (AICH)

Kênh chỉ thị bắt tiền tổ truy nhập (AP-AICH)

Kênh chỉ thị tìm gọi (PICH)

Kénh chi thi trang thai CPCH (CSICH)

cắp (S-CCPCH)

Kênh chỉ thị phát hiện va chạm/ an dinh kénh (CD/CA-ICH)

Hình 2.6 Chuyển dỗi giữa các kênh truyền tải và các kênh vật lý

Hình 2.7 cho thấy việc ghép hai kênh truyền tải lên một kênh vật lý và cung cấp chỉ thị lỗi cho từng khối truyền tải tại phía thu

Kênh truyền tải l

Khoi Khoi Khoi truyền tải Khoi truyén tal

truyền tải truyền tải và chỉ thị lỗi va chi thi loi

Khỏi Khỏi TFI Khải truyền tải | | rụy Khói truyền tải truyền tải truyẻn tải va chi thi loi va chi thi li

wetter trteree Setar danne saapigs Senenn x cen ge ee maine se SS heen Seem cms es exwnees Ronis ns rene NaLEN we el nore ss epee en sirenv sss ehm=

FCI Mã hoá và phép Lớp vật lý Giải TFCI Giải mã và giải

Kenh điều Các kènh số Kénh diéu Các kênh số

khiến vat ly liệu vật lý khiến vật lý liệu vật lý

Máy phát Máy thu

Hình 2.7 Ghép các kênh truyền tải lên kênh vật lý