TIỂU LUẬN BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI ĐỀ TÀI CÁC THỦ TỤC TRUYỀN VÀ NHẬN DỮ LIỆU TRONG 4G

TIỂU LUẬN BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI ĐỀ TÀI: CÁC THỦ TỤC TRUYỀN VÀ NHẬN DỮ LIỆU TRONG 4G HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I =====***===== TIỂU LUẬN BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI ĐỀ TÀI: CÁC THỦ TỤC TRUYỀN VÀ NHẬN DỮ LIỆU TRONG 4G

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG I =====***===== TIỂU LUẬN BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI ĐỀ TÀI: CÁC THỦ TỤC TRUYỀN VÀ NHẬN DỮ LIỆU TRONG 4G Giảng viên: TS HOÀNG TRỌNG MINH Nhóm mơn học: Nhóm 02 Sinh viên: Hồng Thanh Hà - B18DCVT122 Nguyễn Minh Tú - B18DCVT369 Phạm Việt Long - B18DCVT266 Lê Hải Đăng –B18DCVT098 Hà Nội, tháng 9/2021 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G LỜI NÓI ĐẦU Mạng 4G-LTE phần quan trọng hạ tầng mạng truyền thông IoT ứng dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực như: y tế, giáo dục, quân Mạng 4G có khả cung cấp tảng để thu thập truyền tải thông tin đến trung tâm xử lý tín hiệu Truyền nhận liệu phần phức tạp LTE Trong tiểu luận này, bắt đầu với tổng quan thủ tục truyền nhận sử dụng đường lên đường xuống Sau đó, nhóm trình bày ba giai đoạn quy trình đó, việc gửi tin lên lịch từ trạm gốc, trình truyền liệu thực tế việc gửi thông báo xác nhận thơng tin kiểm sốt liên quan từ người nhận Nhóm đề cập đến việc truyền tín hiệu tham chiếu đường lên hai thủ tục, kiểm sốt quyền lực tiếp nhận khơng liên tục Bằng cố gắng nỗ lực nhóm em hồn thành xong tiểu luận nhóm Do có hạn chế mặt thời gian mức độ hiểu biết thân nên tránh khỏi thiếu sót q trình nghiên cứu Vì thế, nhóm em mong nhận lời góp ý bảo thêm thầy cô bạn để em có thêm kiến thức phục vụ cho học tập công việc sau Các thủ tục truyền nhận liệu 4G MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU THUẬT NGỮ VIẾT TẮT I Quy trình truyền liệu 1.1 Quy trình truyền liệu Truyền Tiếp nhận đường dẫn xuống 1.2 Truyền Tiếp nhận Liên kết lên 1.3 Lịch trình bán liên tục 11 II Truyền thông điệp lên lịch PDCCH 12 2.1 Thông tin Điều khiển 12 2.2 Phân bổ tài nguyên 14 2.3 Ví dụ: Định dạng DCI 15 2.4 Số nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến 16 2.5 Truyền tải tiếp nhận PDCCH 17 III Truyền liệu PDSCH PUSCH 19 3.1 Xử lý kênh vận chuyển 19 3.2 Xử lý kênh vật lý 21 IV Truyền số ARQ kết hợp PHICH 23 4.1 Giới thiệu 23 4.2 Ánh xạ phần tử tài nguyên PHICH 24 4.3 Xử lý kênh vật lý PHICH 25 V Thông tin điều khiển đường lên 25 5.1 Lời cảm ơn kết hợp ARQ 25 5.2 Chỉ báo chất lượng kênh 26 5.3 Chỉ định xếp hạng 27 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G 5.4 Chỉ báo ma trận mã hóa trước 27 5.5 Cơ chế báo cáo trạng thái kênh 28 5.6 Yêu cầu lập lịch 29 VI Truyền thông tin điều khiển lên PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 30 6.1 Định dạng PUCCH 30 6.2 Tài nguyên PUCCH 32 6.3 Quá trình xử lý kênh vật lý PUCCH 32 VII Tín hiệu tham chiếu đường lên 33 7.1 Tín hiệu tham chiếu giải điều chế 33 7.2 Tín hiệu tham chiếu âm 34 VIII Điều khiển công suất 36 8.1 Tính tốn cơng suất đường lên 36 8.2 Lệnh điều khiển công suất đường lên 37 8.3 Kiểm soát nguồn đường xuống 37 IX Tiếp nhận không liên tục 38 9.1 Tiếp nhận phân trang không liên tục RRC_IDLE 38 9.2 Từ chối liên tục RRC_CONNECTED 39 KẾT LUẬN 41 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Quy trình truyền nhận đường xuống Hình 2: Mối quan hệ thời gian liệu đường xuống báo nhận đường lên, TDD cấu hình Hình 3: Quy trình truyền nhận đường lên Hình 4: Mối quan hệ thời gian cấp lịch, liệu đường lên xác nhận đường xuống, cấu hình TDD 11 Hình 5: Truyền nhận PDCCH 18 Hình 6: Xử lý kênh vận chuyển Phiên 9, cho (a) DL-SCH (b) UL-SCH 20 Hình 7: Xử lý kênh vật lý Phiên 9, cho (a) PDSCH (b) PUSCH 22 Hình 8: Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PUSCH tín hiệu tham chiếu giải điều chế nó, sử dụng Chế độ FDD, tiền tố chu kỳ bình thường, băng thơng MHz phân bổ ví dụ cho PUCCH 23 Hình 9: Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PHICH, sử dụng thời lượng PHICH bình thường, chu kỳ bình thường tiền tố, băng thông 1,4 MHz, cổng ăng-ten hai, ID tế bào vật lý hai nhóm PHICH 24 Hình 10: Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PUCCH tín hiệu tham chiếu giải điều chế phát hành 9, sử dụng chế độ FDD, tiền tố chu kỳ bình thường, băng thơng MHz, cặp tài nguyên khối cho định dạng PUCCH 2, 2a 2b phân bổ ví dụ cho định dạng PUCCH 1, 1a 1b 31 Hình 11: Ví dụ ánh xạ phần tử tài nguyên cho tín hiệu tham chiếu âm thanh, sử dụng tiền tố tuần hoàn 35 Hình 12: Hoạt động nhận phân trang không liên tục RRC_IDLE 39 Hình 13: Hoạt động việc thu không liên tục RRC_CONNECTED 40 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Danh sách định dạng DCI ứng dụng chúng 12 Bảng 2: Nội dung định dạng DCI Bản phát hành 3GPP 15 Bảng 3: Danh sách số nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến ứng dụng chúng 17 Bảng 4: Diễn giải số chất lượng kênh, sơ đồ điều chế tỷ lệ mã hóa mà điện thoại di động nhận thành cơng 26 Bảng 5: Các chế độ báo cáo chất lượng kênh để báo cáo định kỳ PUCCH PUSCH 29 Bảng 6: Các chế độ báo cáo chất lượng kênh để báo cáo theo chu kỳ PUSCH 29 Bảng 7: Danh sách định dạng PUCCH ứng dụng chúng trường hợp có tiền tố chu kỳ bình thường 31 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G THUẬT NGỮ VIẾT TẮT PDCCH PDSCH PUCCH PUSCH DL-SCH UL-SCH FDD TDD RNTI PCFICH OFDM OFDMA Physical Downlink kênh điều khiển liên kết Control Channel xuống vật lý Physical Downlink kênh chia sẻ đường Shared Channel xuống vật lý Physical Uplink Control kênh điều khiển uplink Channel vật lý Physical Uplink Shared kênh chia sẻ uplink vật Channel lý Downlink Shared kênh chia sẻ đường Channel xuống Uplink Shared Channel Kênh chia sẻ liên kết lên Frequency Division Phương pháp song công Duplex phân chia tần số Time Division Duplex Phương pháp song công phân chia thời gian Radio Network Định danh tạm thời Temporary Identifier mạng vô tuyến The Physical Control kênh báo định dạng Format Indicator điều khiển vật lý Channel Orthogonal frequencyGhép kênh phân chia division multiplexing theo tần số trực giao Orthogonal frequencyĐa truy cập phân chia division multiple access tần số trực giao Các thủ tục truyền nhận liệu 4G I Quy trình truyền liệu 1.1 Quy trình truyền liệu Truyền Tiếp nhận đường dẫn xuống Hình cho thấy quy trình sử dụng để truyền tiếp nhận đường xuống [6, 7] Trạm gốc bắt đầu thủ tục cách gửi cho điện thoại di động lệnh lên lịch (bước 1), viết thông tin điều khiển đường xuống (DCI) truyền kênh điều khiển liên kết xuống vật lý (PDCCH) Lệnh lập lịch trình cảnh báo điện thoại di động việc truyền liệu tới nêu rõ cách gửi, cách định tham số lượng liệu, phân bổ khối tài nguyên sơ đồ điều chế Ở bước 2, trạm gốc truyền liệu kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH) kênh chia sẻ đường xuống vật lý (PDSCH) Dữ liệu bao gồm hai khối cổng xuyên, có thời gian gọi khoảng thời gian truyền (TTI), thời gian khung ms Để đáp ứng (bước 3), điện thoại di động soạn cạnh ARQ lai biết liệu liệu có đến xác hay khơng Nó gửi xác nhận kênh chia sẻ uplink vật lý (PUSCH) truyền liệu liên kết khung phụ kênh điều khiển uplink vật lý (PUCCH) khơng Hình Quy trình truyền nhận đường xuống Thơng thường, trạm gốc di chuyển đến khối vận chuyển sau thừa nhận tích cực truyền lại gốc sau thừa nhận tiêu cực Tuy nhiên, trạm gốc đạt đến số lượng truyền lại tối đa định mà khơng nhận phản hồi tích cực, dù chuyển sang đường truyền mới, với lý đệm nhận điện thoại di động bị hỏng bùng nổ nhiễu Các thủ tục truyền nhận liệu 4G Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) pro-tocol sau nhận vấn đề, ví dụ cách gửi khối vận chuyển lần từ đầu Thời gian truyền liên kết xuống sau Lệnh lập lịch trình nằm khu vực điều khiển đầu khung phụ liên kết xuống, khối vận chuyển nằm vùng liệu khung phụ Trong chế độ FDD, có chậm trễ thời gian cố định bốn khung phụ khối vận chuyển thừa nhận tương ứng, giúp trạm gốc khớp hai mẩu thông tin với Ở chế độ TDD, độ trễ từ bốn đến 13 khung phụ, theo đồ phụ thuộc vào cấu hình TDD Hình hiển thị đồ ví dụ, cho trường hợp cấu hình TDD Như mơ tả Chương 3, đường xuống sử dụng số quy trình ARQ lai song song, quy trình có riêng Hình Trong chế độ FDD, số lượng tối đa quy trình ARQ lai tám Ở chế độ TDD, số lượng tối đa phụ thuộc vào cấu hình TDD, tối đa 15 cho cấu hình TDD Đường dẫn xuống LTE sử dụng kỹ thuật gọi ARQ lai không đồng bộ, trạm gốc xác định rõ ràng hybrid Hình Mối quan hệ thời gian liệu đường xuống báo nhận đường lên, TDD cấu hình số quy trình ARQ lệnh lên lịch Do đó, khơng cần phải xác định chậm trễ thời gian thừa nhận tiêu cực truyền lại: thay vào đó, trạm gốc lên lịch truyền lại thích đơn giản nêu số quy trình ARQ lai mà sử dụng 1.2 Truyền Tiếp nhận Liên kết lên Hình hiển thị thủ tục tương ứng cho liên kết lên [8, 9] Như đường xuống, trạm gốc bắt đầu thủ tục cách gửi cho điện thoại di động khoản Các thủ tục truyền nhận liệu 4G trợ cấp lên lịch PDCCH (bước 1) Điều cho phép điện thoại di động truyền nêu rõ tất thơng số truyền mà nên sử dụng, ví dụ kích thước khối vận chuyển, phân bổ khối tài nguyên sơ đồ điều chế Đáp lại, điện thoại di động thực truyền liệu liên kết lên kênh chia sẻ liên kết lên (UL-SCH) PUSCH (bước 2) Nếu trạm gốc không nhận liệu cách xác có hai cách để phản hồi Trong kỹ thuật, trạm gốc kích hoạt truyền lại khơng thích ứng cách gửi cho điện thoại di động thừa nhận tiêu cực PHICH Điện thoại di động sau truyền lại liệu với thông số tương tự lần sử dụng xung quanh Ngồi ra, trạm gốc kích hoạt truyền lại thích ứng cách gửi rõ ràng cho điện thoại di động khoản trợ cấp lịch trình khác PDCCH Nó làm điều để thay đổi thông số mà điện thoại di động sử dụng để truyền lại, chẳng hạn phân bổ khối tài nguyên sơ đồ điều chế uplink Nếu trạm gốc nhận liệu cách xác phản hồi theo hai cách tương tự, cách gửi thừa nhận tích cực PHICH để kết thúc thủ tục cách gửi khoản trợ cấp lập kế hoạch PDCCH để yêu cầu truyền Nếu điện thoại di động nhận thừa nhận PHICH tài trợ lập kế hoạch PDCCH khung phụ, khoản trợ cấp lập kế hoạch ưu tiên Trong sơ đồ, bước từ đến giả định trạm gốc không giải mã lần truyền điện thoại di động, thành công với lần thứ hai Nếu điện thoại di động đạt đến số lần truyền lại tối đa mà khơng nhận phản hồi tích cực, dù chuyển sang đường truyền rời khỏi giao thức RLC để giải vấn đề Hình Quy trình truyền nhận đường lên Các thủ tục truyền nhận liệu 4G báo cáo băng tần phụ định cấu hình , trạm gốc chia băng tần đường xuống thành băng tần điện thoại di động báo cáo giá trị CQI cho giá trị Đối với báo cáo băng tần phụ chọn UE , điện thoại di động chọn dải phụ có chất lượng kênh tốt báo cáo vị trí chúng với CQI trải dài chúng CQI băng rộng riêng biệt Nếu điện thoại di động nhận nhiều khối truyền tải, sau báo cáo giá trị CQI khác cho khối, để phản ánh thực tế lớp khác tiếp cận thiết bị di động với giá trị khác SINR Trạm gốc sử dụng CQI nhận để tính tốn sơ đồ điều chế mã hóa tỷ lệ hỗ trợ lập lịch phụ thuộc tần số Mặc dù phụ thuộc tần số CQI, nhiên, trạm gốc sử dụng sơ đồ điều chế độc lập tần số tốc độ mã hóa khối truyền tải truyền liệu đường xuống 5.3 Chỉ định xếp hạng Điện thoại di động báo cáo báo xếp hạng định cấu hình để ghép kênh khơng gian transmis-chế độ sion Chỉ báo thứ hạng nằm số lượng ăng ten trạm gốc cho biết số lớp tối đa mà thiết bị di động nhận thành cơng Điện thoại di động báo cáo báo xếp hạng nhất, áp dụng toàn liên kết xuống ban nhạc Chỉ báo xếp hạng tính tốn với PMI, cách chọn kết hợp tối đa hóa tốc độ liệu đường xuống dự kiến 5.4 Chỉ báo ma trận mã hóa trước 27 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G Điện thoại di động báo cáo báo ma trận mã hóa trước định cấu hình cho khơng gian vịng kín ghép kênh, nhiều người dùng MIMO đa dạng truyền vịng kín, chế độ truyền 4, PMI ma trận tiền mã hóa mà trạm gốc nên áp dụng trước truyền tín hiệu PMI thay đổi băng tần đường xuống, theo cách tương tự CQI Để phản ánh điều này, có hai tùy chọn để báo cáo PMI Điện thoại di động báo cáo PMI toàn dải đường xuống trải dài tất dải UE lựa chọn Khi sử dụng nhiều PMI , báo cáo hai số lượng báo cáo PMI cho lớp cao định cấu hình dải phụ Trạm gốc sử dụng PMI nhận để tính tốn ma trận tiền mã hóa mà áp dụng để truyền đường xuống Một lần nữa, trạm gốc thực truyền liệu cách sử dụng ma trận tiền mã hóa độc lập tần số, bất chấp phụ thuộc tần số PMI 5.5 Cơ chế báo cáo trạng thái kênh Điện thoại di động trả thơng tin trạng thái kênh cho trạm gốc theo hai cách Định kỳ báo cáo thực đặn, nằm khoảng từ đến 160 mili giây CQI PMI lớn tới 32 lần RI Thông tin thường thực PUCCH, chuyển sang PUSCH điện thoại di động gửi liệu đường lên khung phụ Số bit tối đa báo cáo định kỳ 11, để phản ánh liệu thấp tỷ lệ có sẵn PUCCH Báo cáo theo chu lúc với trình truyền liệu PUSCH yêu cầu cách sử dụng trường tài trợ lập lịch điện thoại di động Nếu hai loại báo cáo lập lịch khung con, báo cáo theo chu kỳ ưu tiên Đối với hai kỹ thuật, trạm gốc cấu hình thiết bị di động thành báo cáo chất lượng kênh- chế độ ing sử dụng tín hiệu RRC Chế độ báo cáo xác định loại chất lượng kênh thông tin kết nối mà trạm gốc yêu cầu, theo cách xác định Bảng 8.5 8.6 Trong mỗi, số mô tả loại phản hồi CQI mà trạm gốc yêu cầu, thứ hai mô tả loại phản hồi PMI Định nghĩa xác chế độ báo cáo đề cập thông số kỹ thuật khác báo cáo định kỳ theo chu kỳ cần thiết phải giới hạn số lượng liệu truyền PUCCH Đặc biệt, chế độ định kỳ 2-0 định nghĩa khác với chế độ không kinh nghiệm 2-0 28 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G 5.6 Yêu cầu lập lịch Nếu điện thoại di động dạng RRC_CONNECTED có liệu chờ truyền PUSCH, sau đó, yêu cầu cấp quyền lập lịch cách soạn yêu cầu lập lịch bit cho transmis- sion PUCCH Điện thoại di động khơng gửi u cầu lập tức, phải chia sẻ PUCCH với điện thoại di động khác Thay vào đó, truyền yêu cầu lập lịch khung cấu hình tín hiệu RRC, lặp lại với khoảng thời gian từ đến 80 ms Di động không gửi thông tin trạng thái kênh lúc với yêu cầu lập lịch; thay vào đó, yêu cầu lập lịch ưu tiên Một trạm gốc hoạt động tốt trả lời yêu cầu lập lịch cách cung cấp cho thiết bị di động lập kế hoạch tài trợ Tuy nhiên, khơng bắt buộc phải làm Nếu điện thoại di động đạt đến số lượng tối đa lập lịch yêu cầu mà khơng nhận phản hồi, sau kích hoạt quy trình truy cập ngẫu nhiên đề cập Chương Trạm gốc có nghĩa vụ cấp cho thiết bị di động lập lịch phần quy trình đó, giải vấn đề Thiết bị di động trạng thái RRC_IDLE truyền PUCCH, khơng thể gửi lịch u cầu tất Thay vào đó, sử dụng thủ tục truy cập ngẫu nhiên 29 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G VI Truyền thông tin điều khiển lên PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 6.1 Định dạng PUCCH Nếu thiết bị di động muốn gửi thông tin điều khiển không thực truyền PUSCH khung truyền thông tin kênh [29 – 32] điều khiển đường lên vật lý PUCCH truyền nhiều định dạng khác Bảng 8.7 cho biết cách mà định dạng sử dụng cho trường hợp tiền tố chu kỳ bình thường Khi sử dụng định dạng PUCCH 2, 2a, 2b xử lý kênh truyền xảy lỗi, mã hóa hiệu chỉnh thông tin trạng thái kênh, làm tăng số lượng bit CSI lên 20 Tuy nhiên gửi yêu cầu lập lịch bit xác nhận trực tiếp xuống lớp vật lý, khơng có mã hóa Thiết bị di động truyền PUCCH cạnh băng tần đường lên (Hình 8.10), để giữ tách khỏi PUSCH Trạm gốc dự trữ khối tài nguyên cạnh cự băng tần cho định dạng PUCCH 2, 2a 2b, với số khối xác thông báo SIB Các định dạng 1, 1a 1b sử dụng thêm khối tài nguyên với số lượng khối thay đổi đặc biệt từ khung sang khung tùy thuộc vào số lượng xác nhận mà trạm gốc mong đợi Trạm gốc chia sẻ cặp tài nguyên trung gian tất định dạng PUCCH, hữu ích băng thơng nhỏ Khi sử dụng tiền tố chu kỳ bình thường, định dạng 1, 1a 1b sử dụng bốn ký hiệu PUCCH cho vị trí ba ký hiệu tham chiếu giải điều chế, định dạng 2, 2a 2b sử dụng năm ký hiệu PUCCH khe hai ký hiệu tham chiếu giải điều chế Một thiết bị di động cá nhân truyền PUCCH cách sử dụng khối tài nguyên, khối nằm khối khe thứ hai khung phía đối diện dải tần Tuy nhiên điện thoại di động khối tài nguyên Ở định dạng PUCCH cặp khối tài nguyên chia sẻ 12 điện thoại di động, sử dụng thông số dành riêng cho thiết bị di động gọi thay đổi theo chu kỳ chạy từ đến 11 Trong định dạng PUCCH 1, 1a 1b khối tài nguyên chia sẻ 36 thiết bị di động, cách sử dụng thay đổi theo chu kỳ số thông số khác dành riêng cho thiết bị di động , số chuỗi trực giao, chạy từ đến 30 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G Bảng Danh sách định dạng PUCCH ứng dụng chúng trường hợp có tiền tố chu kỳ bình thường Hình 10 Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PUCCH tín hiệu tham chiếu giải điều chế phát hành 9, sử dụng chế độ FDD, tiền tố chu kỳ bình thường, băng thơng MHz, cặp tài nguyên khối cho định dạng PUCCH 2, 2a 2b phân bổ ví dụ cho định dạng PUCCH 1, 1a 1b 31 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G 6.2 Tài nguyên PUCCH Tài nguyên PUCCH số xác định thứ: khối tài nguyên thiết bị di động phải truyền PUCCH số trình tự trực giao dịch chuyển theo chu kỳ mà nên sử dụng Trạm gốc gán ba loại tài nguyên PUCCH cho thiết bị di động Tài nguyên PUCCH ký hiệu n(1)PUCCH sử dụng cho xác nhận ARQ kết hợp độc lập định dạng 1a 1b Thiết bị di động tính tốn n(1)PUCCH động, sử dụng mục phẩn tử kênh điều khiển mà trạm gốc sử dụng cho lệnh lập lịch đường xuống Tài nguyên PUCCH thứ hai ký hiêu n(1)PUCCH, SRI sử dụng để lập lịch yêu cầu định dạng Tài nguyên PUCCH thứ ba ký hiệu n(2)PUCCH sử dụng cho thông tin trạng thái kênh xác nhận tùy chọn định dạng 2, 2a 2b Điện thoại di động nhận hai tài nguyên thông qua tin báo hiệu RRC dành riêng cho thiết bị di động, trình thiết lập cấu hình lại kết nối RRC Nếu thiết bị di động muốn gửi xác nhận ARQ kết hợp lúc với lịch trình u cầu, sau xử lý xác nhận theo cách thơng thường, truyền cách sử dụng n(1)PUCCH, SRI Trạm gốc mong đợi xác nhận, biết cách xử lý chúng, nhận yêu cầu lập lịch từ việc sử dụng n(1)PUCCH, SRI thiết bị di động Nếu điện thoại di động xử dụng ghép kênh ACK/NACK chế độ TDD, phải gửi bốn xác nhận khung Thiết bị di động thường làm điều cách truyền hai bit tài nguyên PUCCH ký hiệu n(1)PUCCH, đến n(1)PUCCH, tính từ CCE theo cách tương tự với n(1)PUCCH Bảng tra cứu xác định ánh xạ từ bit báo nhận đến bit truyền lựa chọn tài nguyên PUCCH Tuy nhiên, điện thoại di động muốn gửi yêu cầu lập lịch thông tin trạng thái kênh thời điểm, sau nén xác nhận ARQ lại xuống bit cách bảng tra cứu khác gửi chúng n(1)PUCCH, SRI n(2)PUCCH theo cách thơng thường 6.3 Q trình xử lý kênh vật lý PUCCH Bây có đủ thơng tin để mơ tả q trình xử lý kênh vật lý cho PUCCH 32 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G Khi sử dụng định dạng PUCCH 1,1a, 1b, thiết bị di động điều chỉnh bit thành ký hiệu, sử dụng chế bật-tắt cho việc yêu cầu lập lịch, BPSK xác nhận bit QPSK xác nhận bit Sau đó, phát tán thơng tin miền thời gian sử dụng số chuỗi trực giao, thường ký hiệu, ký hiệu khe hỗ trợ tín hiệu tham chiếu âm ưu tiên PUCCH định dạng Quá trình lan truyền tuân theo kỹ thuật tương tự kỹ thuật mà trạm gốc sử dụng cho PHICH cho phép ký hiệu chia sẻ ba điện thoại di động Sau điện thoại di động truyền thông tin treenn 12 mạng miền tần số cách sử dụng thay đổi tuần hoàn Kỹ thuật thực khác với kỹ thuật có mục tiêu, cụ thể chia sẻ nhà cung cấp dịch vụ 12 điện thoại di động khác Cuối cùng, thiết bị di động lặp lại trình truyền khe thứ khe thứ hai khung phụ Khi sử dụng định dạng PUCCH 2, điện thoại di động điều chỉnh bit thông tin trang thái kên lên 10 ký hiệu sử dụng QPSK lan truyền thông tin miền tần số cách sử dụng theo chu kỳ thay đổi Nó gửi xác nhận đồng thời định dạng 2a, 2b cách điều chỉnh biểu tượng tham chiếu thứ khung sử dụng BPSK QPSK VII Tín hiệu tham chiếu đường lên 7.1 Tín hiệu tham chiếu giải điều chế Điện thoại di động truyền tín hiệu giải điều chế [33] với PUSCH PUCCH, để giúp trạm gốc thực ước tính kênh Như hình 10, tín hiệu chiếm ký hiệu khe điện thoại di động sử dụng định dạng PUCCH 1, 1a 1b, hai sử dụng định dạng PUCCH 2, 2a 2b ; sử dụng PUSCH Tín hiệu tham chiếu giải điều chế chứa 12, 24, 36 … điểm liệu, tương ứng với băng thông truyền khối tài nguyên 1, 2, 3… Để tạo tín hiệu, gán cho 30 nhóm trình tự Với ngoại lệ mơ tả cuối phần này, nhóm trình tự chứa trình tự sở độ dài có thể, tạo từ trình tự Zadoff-Chu trường hợp trình tự ngắn nhất, từ bảng tra cứu Sau trình tự sở sửa đổi 12 thay đổi chu kỳ, để tạo tham chiếu tự báo hiệu 33 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G Có hai cách để gán nhóm trình tự Trong lập kế hoạch nhóm theo trình tự, gán cố định cho nhóm trình tự q trình lập kế hoạch mạng vô tuyến Các ô lận cận nên nằm nhóm trình tự khác để giảm thiểu giao thoa chúng Trong nhảy nhóm trình tự, nhóm trình tự thay đổi từ vị trí sang vị trí vào 510 mẫu nhảy giả ngẫu nhiên Mơ hình nhảy phụ thuộc vào vật lý nhận dạng tế bào tính tốn mà khơng cần phải lập kế hoạch thêm Khi gửi tín hiệu tham chiếu PUSCH, điện thoại di động tính tốn dịch chuyển theo chu kỳ từ mộ trường mà trạm gốc cung cấp cho phép lập lịch Trong trường hợp liên kết lên MIMO nhiều người dùng, trạm gốc phân biệt điện thoại di động khác chia sẻ khối tài nguyên giống cách cho chúng thay đổi theo chu kỳ khác Có thể dùng dịch chuyển theo chu kỳ lại để phân biệt ô lân cận chia sẻ nhóm trình tự Khi gửi tín hiệu tham chiếu PUCCH, điện thoại di động áp dụng thay đổi theo chu kỳ mà sử dụng cho q trình truyền PUCCH sửa đổi thêm tín hiệu tham chiếu giải điều chế trường hợp định dạng 1, 1a, 1b cách sử dụng mục trình tự trực giao Quá trình cho phép trạm gốc phân biệt tín hiệu tham chiếu từ tất điện thoại di động chia sẻ cặp khối tài nguyên Có hai phức tạp khác Thứ nhất, nhóm trình tự thực chứa hai sở trình tự cho băng thông truyền từ khối tài nguyên trở nên Theo thứ tự nhảy, thiết bị di động cấu hình để chuyển đổi chuỗi theo mơ hình giả ngẫu nhiên Thứ hai, nhảy ca theo chu kỳ làm cho chuyển dịch theo chu kỳ thay đổi giả ngẫu nhiên từ vị trí sang vị trí Cả hai kỹ thuật giảm nhiễu ô lân cận có nhóm trình tự 7.2 Tín hiệu tham chiếu âm Điện thoại di động truyền tín hiệu tham chiếu âm (SRS) [34 – 36] đề giúp trạm gốc đo cơng suất tín hiệu nhận băng thơng truyền dẫn rộng Trạm sở sau sử dụng thông tin để lập lịch phụ thuộc tần số Trạm gốc điều khiển thời gian tín hiệu tham chiếu âm theo hai cách Thứ nhất, cho điện thoại di động biết khung phụ hỗ trợ âm thanh, sử dụng tham số trog SIB gọi câu hình khung SRS Thứ hai, định cấu hình thiết bị di động với chkhoảng thời gian bù đắp khoảng thời 34 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G gian đó, sử dụng thơng số dành riêng cho thiết bị di động gọi số cấu hình SRS Một thiết bị di động truyền tín hiệu tham chiếu âm kết thời gian truyền trùng với khung phụ hỗ trợ âm Điện thoại di động thường gửi tín hiệu tham chiếu âm ký hiệu cuối khung phụ hình 11 Trong chế độ TDD, gửi tín hiệu vùng đường lên khung phụ đặc biệt Điện thoại di động tạo tín hiệu theo cách tương tự cách giải điều chế tín hiệu tham chiếu mơ tả Sự khác biệt tín hiệu tham chiếu âm sử dụng lần thay đổi chu kỳ thay 12 lần, để điện thoại di động chia sẻ tập hợp tài nguyên Hình 11 Ví dụ ánh xạ phần tử tài nguyên cho tín hiệu tham chiếu âm thanh, sử dụng tiền tố tuần hoàn Trong miền tần số, trạm gốc điều khiển vị trí bắt đầu truyền băng thơng sử dụng tham số dành riêng cho di động di động gọi cấu hình băng thơng SRS, băng thơng SRS, vị trí miền tần số băng thơng nhảy SRS Như hiển thị hình, thiết bị di động riêng lẻ truyền sóng mang phụ thay cấu hình chuyển đổi Có nhiều cách khác để ngăn chặn xung đột tín hiệu tham chiếu âm đường truyền khác điện thoại di động Điện thoại di động không truyền PUSCH ký hiệu cuối khung phụ hỗ trợ âm thanh, ln gửi PUSCH SRS khung phụ Các định dạng PUCCH 2, 2a 2b ưu tiên so với tín hiệu tham chiếu âm thanh, chúng có tần số dành riêng rìa băng tần truyền dẫn mà không quan tâm đến thủ tục âm Trạm gốc cấu hình định dạng PUCCH 1, 1a, 1b để sử dụng hai ký thuật báo hiệu RRC 35 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G VIII Điều khiển công suất 8.1 Tính tốn cơng suất đường lên Quy trình điểu khiển công suất đường lên [37, 38] đặt công suất phát thiết bị di động tơi giá trị nhỏ phù hợp với khả nhận tín hiệu Điều làm giảm can thiệp điện thoại di động truyền phần tử tài nguyên ô lân cận tăng tuổi thọ pin thiết bị di động Trong LTE, điện thoại di động ước tính cơng suất phát trạm gốc điều chỉnh ước tính cách sử dụng lệnh điều khiển công suất Điện thoại di động sử dụng phép tính khác cho PUSCH, PUCCH, SRS, đó, để minh họa nguyên tắc, ta xét PUSCH: Công suất phát PUSCH: PPUSCH(i) = min(P(i), PCMAX) Với: PPUSCH(i): công suất phát PUSCH khung i PCMAX: công suất phát tối đa thiết bị di động PO_PUSCH: công suất mà trạm gốc nhận băng thông khối tài nguyên Có hai thành phần, đường sở dành cho P O_NOMINAL_PUSCH PO_UE_PUSCH gửi đến thiết bị di động cách sử dụng RRC MPUSCH(i) số khối tài nguyên mà thiết bị di động truyền khung i Delta TF(i): điều chỉnh tùy chọn cho tốc độ liệu khung phụ i, đảm bảo thiết bị di động sử dụng công suất phát cao để có tốc độ mã hóa lớn sơ đồ điều chế nhanh hơn, 64-QAM PL (Path Loss) tổn thất đường xuống Trạm gốc thông báo cơng suất truyền tín hiệu tham chiếu đường xuống phần SIB 2, thiết bị di động ước tính PL cách đọc đại lượng trừ công suất nhận Alpha: hệ số làm giảm tác động thay đổi mát đường dẫn, kỹ thuật gọi điều khiển công suất phân đoạn Bằng cách đặt alpha giá trị 1, trạm gốc đảm bảo thiết bị di động 36 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G cạnh ô truyền tín hiệu yếu dự kiến Điều làm giảm nhiễu chúng gửi tăng dung lượng hệ thống Sử dụng tham số dược đề cập nay, thiết bị di động tự đưa ước tính cơng suất phát PUSCH Tuy nhiên ước tính khơng xác, đặc biệt chế độ FDD, mẫu mờ dần khác đường lên đường xuống Trạm gốc muốn điều chỉnh công suất thiết bị di động cách sử dụng lệnh điều khiển công suất xử lý tham số f(i) 8.2 Lệnh điều khiển cơng suất đường lên Trạm gốc gửi lệnh điều khiển công suất cho PUSCH theo hai cách Thứ nhất, gửi lệnh điều khiển điện độc lập đến nhóm điện thoại di động sử dụng định dạng DCI 3A Khi sử dụng định dạng này, trạm gốc gửi tin PDCCH tới đài nhận dạng mạng gọi TPCPUSCH-RNTI, chia sẻ tất điện thoại di động nhóm Thơng báo chứa lệnh kiểm soát nguồn điện cho điện thoại di động nhóm, tìm thấy cách sử dụng độ lệch cấu hình trước tín hiệu RRC Sau đó, điện thoại di động tích lũy lệnh điều khiển cơng suất nó: Tại đây, thiết bị di động nhận điều chỉnh công suất δPUSCH khung phụ i-KPUSCH áp dụng khung phụ i KPUSCH bốn chế độ FDD, chế độ TDD, nằm bốn bảy theo cách thông thường Khi sử dụng định dạng DCI 3, lệnh điều khiển nguồn chứahai bit điều chỉnh công suất −1, 0, dB Khi sử dụng định dạng DCI 3A, lệnh chứa bit điều chỉnh công suất −1 dB Trạm gốc gửi lệnh điều khiển công suất hai bit đến thiết bị di động phần cấp lập lịch đường lên Thông thường, thiết bị di động giải thích chúng theo cách mơ tả Tuy nhiên, trạm gốc vơ hiệu hóa việc tích lũy lệnh điều khiển cơng suất cách sử dụng Báo hiệu RRC, trường hợp đó, thiết bị di động diễn giải chúng sau: Trong trường hợp này, điều chỉnh cơng suất δPUSCH nhận giá trị −4, −1, dB 37 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G 8.3 Kiểm soát nguồn đường xuống Kiểm soát công suất đường xuống đơn giản Công suất phát đường xuống định lượngsử dụng lượng phần tử tài nguyên (EPRE) kênh tín hiệu riêng lẻ Trạm gốc sử dụng EPRE khác cho tín hiệu tham chiếu đường xuống để truyền PDSCH đến điện thoại di động riêng lẻ thơng báo cho điện thoại di động giá trị chọn tin báo hiệu RRC Tuy nhiên, giá trị không phụ thuộc vào tần số thay đổi; thay vào đó, trạm gốc thích ứng với thay đổi suy hao lan truyền đường xuống thiết bị di động cách điều chỉnh sơ đồ điều chế tốc độ mã hóa Điều phù hợp với ý tưởng công suất phát đường xuống tài nguyên dùng chung ngăn không cho trạm gốc phân bổ nhiều điện cho thiết bị di động xa sử dụng hiệu IX Tiếp nhận không liên tục 9.1 Tiếp nhận phân trang không liên tục RRC_IDLE Khi điện thoại di động trạng thái nhận khơng liên tục (DRX), trạm gốc gửi thơng tin điều khiển đường xuống PDCCH khung định Giữa khung đó, điện thoại di động ngừng theo dõi PDCCH chuyển sang trạng thái lượng thấp gọi ngủ để tối đa hóa tuổi thọ pin Tiếp nhận liên tục thực cách sử dụng hai chế khác nhau, hỗ trợ phân trang RRC_IDLE truyền tốc độ liệu thấp RRC_CONNECTED Ở trạng thái RRC_IDLE, trình tiếp nhận không liên tục xác định chu kỳ DRX [39, 40], nằm khoảng từ 32 đến 256 khung hình (0,32 2,56 giây) Trạm gốc định DRX mặc định độ dài chu kỳ tính SIB 2, điện thoại di động yêu cầu độ dài chu kỳ khác đính kèm yêu cầu cập nhật khu vực theo dõi (Chương 11 14) Như Hình 12, điện thoại di động thức dậy lần khung chu kỳ DRX, khung phân trang có số khung hệ thống phụ thuộc vào thuê bao di động quốc tế điện thoại di động xác thực Trong khung đó, điện thoại di động kiểm tra khung gọi dịp phân trang, điều phụ thuộc vào IMSI Nếu điện thoại di động tìm thấy thơng tin kiểm soát đường xuống gửi đến P-RNTI đầu khung con, sau tiếp tục nhận thơng báo RRC Paging 38 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G PDSCH phần lại khung Mạng biết IMSI thiết bị di động, vậy, mạng gửi thơng tin điều khiển thơng báo phân trang khung phụ xác Một số điện thoại di động chia sẻ dịp phân trang Để giải xung đột này, tin nhắn Paging chứa danh tính thiết bị di động mục tiêu, sử dụng S-TMSI (nếu có) IMSI (nếu khơng thì) Nếu điện thoại di động phát thấy trùng khớp, phản hồi lại thông báo phân trang cách sử dụng quy trình quản lý tính di động EPS gọi yêu cầu dịch vụ, theo cách mô tả Chương 14 9.2 Từ chối liên tục RRC_CONNECTED Ở trạng thái RRC_CONNECTED, trạm gốc định cấu hình thơng số thu không liên tục thiết bị di động cách báo hiệu RRC dành riêng cho thiết bị di động Trong q trình nhận khơng liên tục (Hình 13), điện thoại di động đánh thức khung chu kỳ DRX, khung xác định khoảng bù bắt đầu DRX Nó giám sát PDCCH liên tục khoảng thời gian gọi thời gian hoạt động sau chuyển sang chế độ ngủ [41, 42] Hình 12 Hoạt động nhận phân trang không liên tục RRC_IDLE 39 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G Hình 13 Hoạt động việc thu không liên tục RRC_CONNECTED Một số hẹn đóng góp vào thời gian hoạt động Ban đầu, điện thoại di động chế độ bật khoảng thời gian (1 đến 200 khung phụ), chờ thông báo lập lịch PDCCH Nếu đến, sau điện thoại di động hoạt động khoảng thời gian đếm thời gian không hoạt động DRX (1 đến 2560 khung phụ) sau lệnh PDCCH Các hẹn khác đảm bảo điện thoại di động hoạt động chờ đợi thông tin chẳng hạn truyền lại ARQ kết hợp, nhưng, tất hẹn hết hạn, điện thoại di động quay trở lại chế độ ngủ Trạm gốc đưa thiết bị di động vào trạng thái ngủ cách rõ ràng, cách gửi cho phần tử điều khiển MAC (Chương 10) gọi lệnh DRX Có thực tế hai chu kỳ tiếp nhận không liên tục, chu kỳ DRX dài (10 đến 2560 khung con) chu kỳ DRX ngắn tùy chọn (2 đến 640 khung con) Nếu hai định cấu hình, điện thoại di động bắt đầu cách sử dụng chu kỳ ngắn, chuyển sang chu kỳ dài chu kỳ hẹn chu kỳ ngắn DRX (1 đến 16) mà không nhận lệnh PDCCH 40 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu với nỗ lực nhóm, đề tài “Các thủ tục truyền nhận liệu 4G” nhóm sinh viên Lê Hải Đăng, Hoàng Thanh Hà, Nguyễn Minh Tú, Phạm Việt Long hồn thành Do thời gian nghiên cứu có hạn nên tiểu luận tránh khỏi thiếu sót, nhóm em mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy giáo bạn Một lần em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Hoàng Trọng Minh giảng dạy môn Báo hiệu điều khiển kết nối giúp cho nhóm em hồn thiện tiểu luận 41 ... tần số trực giao Các thủ tục truyền nhận liệu 4G I Quy trình truyền liệu 1.1 Quy trình truyền liệu Truyền Tiếp nhận đường dẫn xuống Hình cho thấy quy trình sử dụng để truyền tiếp nhận đường xuống... hỏng bùng nổ nhiễu Các thủ tục truyền nhận liệu 4G Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) pro-tocol sau nhận vấn đề, ví dụ cách gửi khối vận chuyển lần từ đầu Thời gian truyền liên kết xuống sau Lệnh... Chúng đề cập đến thủ tục sau chương Các định dạng 2B, 2C, 2D 13 Các thủ tục truyền nhận liệu 4G giới thiệu Bản phát hành từ đến 11 đề cập đến cuối sách 2.2 Phân bổ tài nguyên Trạm gốc có nhiều cách