Hệ thống truy nhập vô tuyến trong mạng thông tin động w cdma

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG W-CDMA NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ : LÊ THANH XUYẾN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐỖ HOÀNG TIẾN HÀ NỘI 2007 LỜI CAM ĐOAN Với lựa chọn đề tài: “Hệ thống truy nhập vô tuyến mạng thông tin di động W-CDMA” , em mong muốn hoàn thành luận văn cách tốt đẹp Dưới hướng dẫn thầy giáo: TS Đỗ Hoàng Tiến em xin cam đoan nội dung luận văn hoàn toàn thật thân tìm tịi nghiên cứu tham khảo tài liệu khoa học ngồi nước Học viên Lª xun ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG – TỔNG QUAN HỆ THỐNG W-CDMA 1.1 Những yêu cầu hệ thống 1.2 Đặc tính W-CDMA thơng số hệ thống 1.2.1 Đặc tính W-CDMA 1.2.2 Các thông số W-CDMA CHƯƠNG – THIẾT BỊ MẠNG TRUY NHẬP 10 2.1 BTS 10 2.1.1 Cấu hình chức 10 2.1.2 Các đặc điểm kĩ thuật BTS 11 2.1.3 Những công nghệ quan trọng khối chức 13 2.2 RNC 15 2.3 MPE 16 2.4 Anten BS 18 2.4.1 Anten BS cho chuẩn IMT-2000 18 2.4.2 Sự phân chia tần số 20 CHƯƠNG – GIAO DIỆN TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 23 3.1 Cấu trúc mạng truy cập vô tuyến (RAN) 23 3.2 Lớp vật lý 25 3.2.1 Kênh truyền tải 25 3.2.2 Kênh vật lý 26 3.2.3 Ánh xạ kênh truyền tải vào kênh vật lý 32 3.2.4 Ghép kênh truyền tải 33 3.2.5 FEC (mã hoá kênh) 35 3.2.6 Q trình thích ứng tốc độ 36 3.2.7 Bộ cài xen 36 3.2.8 Quá trình điều chế trải phổ 37 3.2.9 TPC 39 3.2.10 Điều khiển công suất phát phân tập lựa chọn site (SSDT) 40 3.2.11 Điều khiển truy nhập ngẫu nhiên 41 3.2.12 Sự phân tập phát 44 3.2.13 Chế độ nén 46 3.3 Tầng phụ điều khiển truy nhập phương tiện (MAC) 47 3.3.1 Kênh logic 47 3.3.2 Ánh xạ kênh logic hỗ trợ kênh truyền tải 48 3.3.3 Tổng quan chức MAC 48 3.3.4 Định dạng liệu 49 3.3.5 Sự chọn lựa kết hợp định dạng truyền tải 50 iii 3.4 Tầng phụ điều khiển kết nối vô tuyến (RLC) 52 3.4.1 Tổng quan chức RLC 52 3.4.2 Chế độ suốt 52 3.4.3 Chế độ không báo nhận 53 3.4.4 Chế độ báo nhận 54 3.4.5 Định dạng liệu 56 3.4.6 Chức loại bỏ 58 3.4.7 Mật mã hoá 58 3.5 Tầng phụ giao thức hội tụ gói liệu (PDCP) 61 3.5.1 Tổng quan chức 61 3.5.2 Định dạng liệu 61 3.5.3 Gán số cho PDCP 62 3.5.4 Tái định vị SRNS 62 3.6 Lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) 63 3.6.1 Tổng quan chức RRC 63 3.6.2 Các thủ tục 65 3.6.3 Tin nhắn 65 CHƯƠNG - THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÔ TUYẾN 66 4.1 Thiết kế hệ thống vô tuyến WCDMA 66 4.2 Khái niệm dung lượng W-CDMA 66 4.2.1 Đường lên 66 4.2.2 Đường xuống 68 4.2.3 Điều khiển giám sát 71 4.3 Thiết kế kết nối vô tuyến 72 4.3.1 Thiết kế đường lên 72 4.3.2 Thiết kế đường xuống 72 4.3.3 Ví dụ quỹ kết nối 75 4.4 Cấu hình cell/sector 78 4.4.1 Tác động vị trí BS 78 4.4.2 Cấu hình sector 78 4.4.3 Sự thở cell 79 4.4.4 Cấu hình cell theo lớp 79 CHƯƠNG - CÁC KỸ THUẬT MẠNG 80 5.1 Giới thiệu 80 5.2 Kĩ thuật ATM 81 5.2.1 Cơ chế chuyển mạch 81 5.2.2 Cấu hình ATM 82 5.2.3 Lớp tương thích ATM (AAL) 82 5.2.3.1 AAL2 83 5.2.3.2 AAL5 84 5.2.4 Chất lượng dịch vụ (QoS) quản lí lưu lượng ATM 84 5.2.4.1 Các lớp QoS theo chuẩn 3GPP 84 5.2.4.2 Lớp dịch vụ ATM 85 5.2.4.3 Điều khiển chấp nhận kết nối (CAC) 86 5.2.4.4 Điều khiển tham số sử dụng (UPC) 86 5.3 Cơ chế báo hiệu điều khiển mạng 87 5.3.1 Hệ thống báo hiệu mạng lõi ITM-2000 87 5.3.1.1 Giao diện UE MSC/SGSN 87 5.3.1.2 Giao diện RNC MSC/SGSN 88 5.3.1.3 Giao diện MSC/SGSN GMSC/GGSN 88 5.3.1.4 Giao diện HLR/GLR MSC/VLR SGSN/GGSN 89 iv 5.3.2 Cơ chế điều khiển 89 5.3.2.1 Thủ tục 89 5.3.2.2 Các kĩ thuật mạng mới: 92 5.4 Cơ chế truyền thơng gói 97 5.4.1.Tổng quan truyền thơng gói di động 97 5.4.2 Mục đích dịch vụ 97 5.4.3.Cấu trúc mạng 98 5.4.4 Kĩ thuật truyền thơng gói di động 99 5.4.4.1 Tốc độ truyền việc điều khiển QoS 100 5.4.4.2 Điều khiển kỹ thuật xuyên hầm 102 5.4.5 Cơ chế kết nối 102 5.4.5.1 Thủ tục khởi tạo gọi 103 5.4.5.2 Thủ tục kết cuối gọi 104 5.4.5.3 Thủ tục tái định vị 104 5.5 Cơ chế mạng thông minh (IN) 106 5.5.1 Tổng quan chế IN 106 5.5.2 So sánh với hệ thống thông thuờng 107 5.5.3 Ưu điểm chế IN 109 5.5.4 Xu hướng chuẩn hoá 109 5.6 Cơ chế cổng 109 5.6.1Cổng chuyển đổi giao thức 110 5.6.1.1 Cấu hình hệ thống 110 5.6.1.2 Điều khiển gọi chức 111 5.6.2 Cổng TCP 112 5.6.2.1 Cấu hình hệ thống 112 5.6.2.2 Các chức 113 5.6.2.3 W-TCP 113 5.6.3 Cổng đường hầm ‘Tunneling gateway’ 114 5.6.3.1 Cấu hình hệ thống 114 5.6.3.2 Các chức 114 KẾT LUẬN 116 PHỤ LỤC A 117 PHỤ LỤC B 120 PHỤ LỤC C 124 PHỤ LỤC D 126 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 3GPP 3rd Generation Partnership Project (WCDMA) 3rd Generation Partnership Project (CDMA2000) Dự án phát triển mạng hệ cho WCDMA Dự án phát triển mạng hệ cho CDMA 2000 3GPP2 AAL ACCH ACELP ATM Adaptation Layer Associated Control Channel Algebraic Code Excited Linear Prediction ACIR Adjacent Channel Interference Ratio ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation AICH Acquisition Indication Channel ALCAP Access Link Control Application Part AMR Adaptive Multi Rate APAccess Preamble Acquisition AICH Indicator Channel APC Auxiliary Pilot Channel ARIB Association of Radio Industries and Business ARQ Automatic Repeat Request ASC Access Service Class BCCH Broadcast Control Channel BCH Broadcast Channel; BCS Block Check Sequence BFSK Binary Frequency Shift Keying BHCA Busy Hour Call Attempts B-ISDN Broadband ISDN BLER Block Error Rate BMC Broadcast/Multicast Control BPSK Binary Phase Shift Keying BSSGP Base Station System GPRS Protocol BSSMAP Base Station System Mobile Application Part BTS Base Transceiver Station CBR Constant Bit Rate CC Call Control CCCH Common Control Channel CCH Control Channel CCPCH Common Control Physical Lớp tương thích ATM Kênh điều khiển liên kết Dự đốn tuyến tính kích thích mã đại số Tỷ số nhiễu kênh lân cận Điều chế xung mã vi sai thích nghi Kênh thị bắt Phần ứng dụng điều khiển kết nối truy nhập Biến đổi tốc độ tương thích Kênh thị chiếm giữ truy nhập Preamble Kênh hoa tiêu phụ Hiệp hội công nghệp vô tuyến kinh doanh Yêu cầu lặp lại tự động Lớp dịch vụ truy nhập Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Chuỗi kiểm tra khối Khoá dịch tần nhị phân Giờ gọi cao điểm ISDN băng rộng Tỉ lệ lỗi khối Điều khiển quảng bá Khoá dịch pha nhị phân Giao thức GPRS hệ thống trạm gố Phần ứng dụng di động hệ thống trạm gốc Trạm thu phát gốc Tốc độ bit không đổi Điều khiển gọi Kênh điều khiển dùng chung Kênh điều khiển Kênh vật lí điều khiển dùng chung vi CCTrCH CD/CAICH CFN CN CNR CPCH CPFSK CPICH CRC CRNC CS CSCF CSICH CTCH DCA DCCH DCH DHO DPCCH DPCH DPDCH DQPSK DSCDMA DSCH DSSS DTCH DTX EDGE EIA ETSI FACCH FACH FCCH FCS FDD FEC FER Channel Coded Composite Transport Channel Collision Detection/Channel Assignment Indicator Channel Connection Frame Number Core Network Carrier-to-Noise Ratio Common Packet Channel Continuous Phase Frequency Shift Keying Common Pilot Channel Cyclic Redundancy Check Controlling Radio Network Controller Circuit Switched Call State Control Function CPCH Status Indicator Channel Common Traffic Channel Dynamic Channel Allocation Dedicated Control Channel Dedicated Channel Diversity HandOver Dedicated Physical Control Channel Dedicated Physical Channel Dedicated Physical Data Channel Differential Quadrature Phase Shift Keying Direct-Sequence Code Division Multiple Access Downlink Shared Channel Direct-Sequence Spread Spectrum Dedicated Traffic Channel Discontinuous Transmission Enhanced Data Rates for GSM Evolution Electronic Industry Association European Telecommunication Fast Associated Control Channel Forward Access Channel Frequency Correction Channel Frame Check Sequence Frequency Division Duplex Forward Error Correction Frame Error Rate Kênh ghép mã hoá truyền tải Kênh thị gán kênh/phát va chạm Số khung kết nối Mạng lõi Tỉ số sóng mang nhiễu Kênh gói dùng chung Khố dịch tần pha liên tục Kênh pilot dùng chung Kiểm tra độ dư mã vòng Điều khiển điều khiển mạng vô tuyến Chuyển mạch kênh Chức điều khiển trạng thái gọi Kênh thị trạng thái CPCH Kênh lưu lượng dùng chung Sự định kênh động Kênh điều khiển dành riêng Kênh riêng Chuyển giao phân tập Kênh điều khiển vật lí dành riêng Kênh vật lí dành riêng Kênh liệu vật lí dành riêng Khố dịch pha cầu phương vi sai Đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp Kênh chia sẻ hướng xuống Trải phổ trực tiếp Kênh lưu lượng dành riêng Phát không liên tục Tăng cường tốc độ liệu cho GSM cải tiến Hiệp hội công nghiệp điện tử Viện tiêu chuẩn truyền thông châu Âu Kênh điều khiển liên kết nhanh Kênh truy nhập đường xuống Kênh sửa sai tần số Chuỗi kiểm tra khung Chế độ song công phân chia theo tần số Sửa lỗi trước Tỉ lệ lỗi khung vii Frame Number Gateway GPRS Support Node Global System for Mobile Communications Gaussian Minimum Shift Keying Guard Period General Packet Radio System Global System for Mobile Communication GPRS Tunneling Protocol GPRS Tunneling Protocol – User Plane Số hiệu khung Nút hỗ trợ GPRS cổng Hệ thống thông tin di động toàn cầu Home Location Register Home Subscriber Server Internet Control Message Protocol Internet Engineering Task Force International Mobile Station Equipment Identifier International Mobile Subscriber Identity International Mobile Telecommunication 2000 Interim Standard 136 for U.S Digital Cellular with Digital Control Channels ITU — Telecommunications Standardization Thanh ghi định vị thường trú Máy chủ thuê bao thường trú Giao thức tin điều khiển Internet IWF LAC LAI LLC LPC LSA LSN LTP M3UA Interworking Function Link Access Control Location Area Identity Logical Link Control Linear Predictive Coding Local Service Area Last Sequence Number Long Term Predictor Message Transfer Part — User Adaptation layer Chức liên mạng Điều khiển truy nhập liên kết Nhận dạng vùng định vị Điều khiển liên kết logic Mã hố dự đốn tuyến tính Vùng dịch vụ địa phương Số hiệu cuối Dự đốn dài kì Lớp tương thích người dùng - Phần trao đổi tin MAC MAP MER MGCF Medium Access Control Mobile Application Part Message Error Rate Media Gateway Control Function MGW MIP-LR MM Media Gateway Mobile IP with Location Register Mobility Managerment Điều khiển truy nhập mềm Phần ứng dụng di động Tỉ lệ lỗi tin Chức điều khiển Gateway phương tiện Gateway phương tiện IP di động với ghi định vị Quản lý tính di động FN GGSN GMS GMSK GP GPRS GSM GTP GTP-U HLR HSS ICMP IETF IMEI IMSI IMT2000 IS-136 ITU-T Khoá dịch tối thiểu Gaussian Khoảng thời gian bảo vệ Hệ thống vơ tuyến gói đa Hệ thống thơng tin di động toàn cầu Giao thức đường hầm GPRS Giao thức xuyên hầm mặt phẳng người sử dụng Tổ chức kỹ sư mạng Internet Số nhận dạng thiết bị trạm di động quốc tế Thực thể thuê bao di động quốc tế Tổ chức truyền thông di động quốc tế 2000 Tiêu chuẩn viễn thông Liên minh truyền thông đa quốc gia viii MPE MSC MSK MTP MUD MUI NACK NAS NBAP NSAPI NSS OA&M OMC OQPSK OVSF PACCH PAD PAGCH PBCH PCCH PCCPCH PCH PCPCH PCS PCU PDCH PDCP PDP PDSCH PDTCH PDU PI PICH PLMN Multimedia Processing Equipment Mobility-services Switching Center Minimum Shift Keying Message Transfer Part Multiuser Detection Mobile User Identifier Negative ACK Non Access Stratum Node-B Application Services Network (layer) Service Access Point Identifier Network Subsystem Operations, Administration, and Maintenance Operations and Management Center Offset QPSK Orthogonal Variable Spreading Factor Packet Associated Control Channel Packet Assembler and Disassembler Packet Access Grant Channel Packet Broadcast Channel Paging Control Channel Primary Common Control Physical Channel Paging Channel Physical Common Packet Channel Personal Communication Services Packet Control Unit Packet Data Channel Packet Data Convergence Protocol Packet Data Protocol (IP, X.25, etc.) Physical Downlink Shared Channel Packet Data Transfer Channel Protocol Data Unit Paging Indicator Page Indication Channel Public Land Mobile Network Thiết bị xử lí đa phương tiện Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động Khoá dịch tối thiểu Phần tin truyền Phát đa người dùng Nhận dạng người dùng di động ACK phủ định Tầng không truy nhập Phần ứng dụng Node B Nhận dạng điểm truy nhập dịch vụ mạng Phân hệ mạng Vận hành giám sát bảo dưỡng Trung tâm quản lí khai thác Kố dịch pha cầu phương sai lệch Nhân tố trải phổ trực giao thay đổi Kênh điều khiển liên kết gói Đóng mở gói Kênh quảng bá gói Kênh điều khiển tìm gọi Kênh vật lý điều khiển dùng chung sơ cấp Kênh tìm gọi Kênh gói chung vật lý Các dịch vụ thơng tin cá nhân Khối điều khiển gói Kênh liệu gói Giao thức hội tụ liệu gói Giao thức liệu gói Kênh chia sẻ hướng xuống vật lí Kênh truyền liệu gói Đơn vị giao thức liệu Chỉ thị nhắn tin Kênh thị tìm gọi Mạng di động cơng cộng mặt đất ix PLP PNCH PPCH PRACH PS PSCH PSPDN PSTN PTM PTP PVC QPSK RA RAB RACH RAN RANAP RB RL RLCP RLP RNC RNS RNSAP RNTI RR RRC RRM RSM RSSI RSVP RTP SAP SAPI SAR SCCH SCCP SCCPCH Packet Loss Probability Packet Notification Channel Packet Paging Channel Packet Random Access Channel; Physical Random Access Channel Packet Switched Physical Shared Channel Packet Switched Public Data Network Public Switched Telephone Network Point-to-Multipoint Point-to-Point Permanent Virtual Circuit Quadrature Phase Shift Keying Routing Area Radio Access Bearer Random Access Channel Radio Access Network RAN Application Part Radio Bearer Radio Link Radio Link Control Protocol Radio Link Protocol Radio Network Controller Radio Network Sub-System RNS Application Part Radio Network Temporary Identity Radio Resources, Resource Reservation Radio Resource Control Radio Resource Managerment Radio Subsystem Management Received Signal Strength Indicator Resource Reservation Protocol Real-time Transport Protocol Service Access Point Service Access Point Identifier Segmentation and Reassembly Synchronization Control Channel Signaling Connection Control Part Secondary Common Control Physical Channel Khả gói Kênh thơng báo gói Kênh tìm gọi gói Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lí/gói Chuyển mạch gói Kênh chia sẻ vật lí Mạng liệu cơng cộng chuyển mạch gói Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Điểm - Đa điểm Điểm - Điểm Mạch ảo cố định Khoá dịch pha cầu phương Vùng định tuyến Mạng truy nhập vô tuyến Kênh truy nhập ngẫu nhiên Mạng truy nhập vô tuyến Phần ứng dụng RAN Tín hiệu mang vơ tuyến Đường liên kết vơ tuyến Giao thức điều khiển kết nối vô tuyến Giao thức kết nối vô tuyến Khối điều khiển mạng vô tuyến Phân lớp mạng vô tuyến Phần ứng dụng RNS Thực thể vô tuyến tạm thời Tài nguyên vô tuyến Điều khiển tài nguyên vô tuyến Quản lý tài nguyên vơ tuyến Quản lí phân hệ vơ tuyến Giao thức dành trước tài nguyên Giao thức truyền tải thời gian thực Điểm truy cập dịch vụ Số nhận dạng điểm truy cập dịch vụ Ghép đoạn phân đoạn Kênh điều khiển đồng Phần điều khiển kết nối báo hiệu Kênh vật lí điều khiển chung thứ cấp 115 Bảng 5.6: Các chức cổng đường hầm Chức Mô tả Chức chuyển Thiết lập kênh (RF, ISDN,…) để đăng ký với mạng tiếp gói nội theo đáp ứng u cầu kết nơi từ đầu cuối di động Chức điều Thực điều khiển luồng đầu cuối di động cổng khiển luồng đường hầm, cổng đường hầm mạng nội Chức kết Thực thứ tự kết thúc gọi đến GGSN đáp thúc gọi ứng theo yêu cầu kết thúc gọi từ mạng nội Hình 5.27: Cấu hình hệ thống chồng giao thức gateway tạo đường hầm 116 KẾT LUẬN Tiêu chuẩn W-CDMA thực đáp ứng nhu cầu truy cập Internet, dịch vụ đa phương tiện với tốc độ tối đa lên đến 2Mbps W-CDMA áp dụng nhiều kỹ thuật tiến tiến, thích hợp để đảm bảo cung cấp dịch vụ tốt Mạng truy nhập vô tuyến tạo khả sử dụng tối đa tài nguyên nhờ vào phân bổ hợp lí tần số, kênh vật lí, kênh logic, kênh truyền tải cho người dùng, theo loại dịch vụ, mức QoS khác Mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA bổ xung thêm kĩ thuật trải phổ, hồn thiện thêm kỹ thuật điều khiển cơng suất, QoS, phân tập thu phát … Theo điều kiện sở hạ tầng nhà khai thác dịch vụ GSM/GPRS Việt Nam chuẩn W-CDMA phù hợp đảm bảo tiết kiệm chi phí đầu tư, thời gian triển khai đưa dịch vụ vào khai thác ngắn Khách hàng sử dụng dịch vụ (2.5G) không chiếm tỉ lệ cao khách hàng truyền thống chắn thu hút mạnh mẽ đất nước ta thời hịa nhập với giới, gia nhập tổ chức WTO 117 PHỤ LỤC A Danh sách kênh truyền tải Tên kênh Ứng dụng DCH (kênh dành Kênh song phương sử dụng để truyền liệu người riêng) sử dụng Được gắn độc lập với thiết bị người sử dụng Có thể thay đổi tốc độ điều khiển công suất tốc độ cao BCH (kênh Kênh dùng chung hướng xuống dùng để truyền thông tin phát quảng bá) (ví dụ thơng tin hệ thống, thơng tin cell) BCH truyền tốc độ cố định FACH (kênh truy Kênh dùng chung hướng xuống dùng để truyền thông tin điều nhập hướng khiển liệu người sử dụng Được nhiều thiết bị xuống) người sử dụng dùng Được sử dụng cho đường truyền liệu tốc độ thấp từ lớp cao PCH (kênh nhắn Kênh dùng chung hướng xuống dùng để truyền tín tin) hiệu nhắn tin RACH (kênh Kênh dùng chung hướng lên sử dụng để truyền thông tin điều truy cập ngẫu khiển liệu người sử dụng Được sử dụng truy nhiên) cập ngẫu nhiên dùng đường truyền liệu tốc độ thấp từ lớp cao CPCH (kênh gói Kênh dùng chung hướng lên dùng để truyền liệu dùng chung) người sử dụng Được sử dụng truy cập ngẫu nhiên dùng cho đường truyền liệu xung tốc độ cao DSCH (kênh chia Kênh phổ thông hướng xuống sử dụng để truyền liệu sẻ hướng xuống) dạng gói Được nhiều thiết bị người sử dụng dùng, dùng cho đường truyền liệu tốc độ cao 118 Danh sách kênh vật lý Tên kênh vật lý Ứng dụng DPCH (kênh vật lý Kênh hướng lên/xuống chiều, gắn với thiết dành riêng) bị người sử dụng Bao gồm kênh liệu vật lý dành riêng (DPDCH) kênh điều khiển vật lý dành riêng (DPCCH) Trong trình hướng xuống, DPDCH DPCCH ghép kênh theo thời gian khe thời gian, trình hướng lên, chúng gắn với pha I pha Q DPDCH (kênh liệu Tối thiểu phải có DPDCH gán với thiết bị vật lý dành riêng) người sử dụng dùng DPCH Được sử dụng để truyền liệu từ lớp cao DPCCH (kênh điều Chỉ DPCCH gán với thiết bị người sử khiển vật lý dành dụng có dùng DPCH Được sử dụng để điều khiển lớp vật lý DPCH riêng) (DPDCH DPCCH) PRACH (kênh truy Kênh dùng chung hướng lên Được sử dụng để truyền nhập ngẫu nhiên vật liệu dạng gói (chủ yếu tốc độ thấp) lý) PCPCH (kênh chung vật lý) gói Kênh dùng chung hướng lên Dùng để truyền liệu gói (chủ yếu tốc độ cao) CPICH (kênh dùng chung) pilot Kênh dùng chung tải xuống Có loại CPICH: IPICH sơ cấp CPICH thứ cấp Ở cell có CPICH sơ cấp, chủ yếu dùng để dự đốn kênh hướng xuống dùng cho tìm kiếm cell thiết bị người sử dụng, hệ quy chiếu thời gian cho kênh vật lý hướng xuống khác cell CPICH thứ cấp chủ yếu sử dụng dùng ma trận thích nghi (Adaptive Atenna Array-AAA) P-CCPCH (kênh vật lý Là kênh dùng chung hướng xuống Mỗi cell điều khiển dùng chung có P-CCPCH, sử dụng để truyền thơng tin quảng bá sơ cấp) S-CCPCH (kênh vật lý Là kênh dùng chung hướng xuống Mỗi cell có điều khiển dùng chung chứa nhiều S-CCPCH Được sử dụng để truyền thứ cấp) tín hiệu nhắn tin liệu từ lớp cao (chủ yếu với 119 tốc độ thấp) SCH (kênh đồng kênh dùng chung hướng xuống Có loại SCH: SCH hố) sơ cấp SCH thứ cấp Mỗi cell chứa SCH sơ cấp SCH thứ cấp Được sử dụng để tìm kiếm cell thiết bị người sử dụng PDSCH (kênh chia sẻ Là kênh dùng chung hướng xuống Mỗi cell hướng xuống vật lý) có nhiều PDSCH (hoặc khơng có) Được sử dụng để truyền liệu dạng gói (chủ yếu tốc độ cao) AICH (kênh dẫn Là kênh dùng chung hướng xuống, tồn song song thu nhận) với PRACH Được sử dụng để điều khiển truy nhập ngẫu nhiên PRACH PICH (kênh dẫn Là kênh dùng chung hướng xuống, tồn song song nhắn tin) với S-CCPCH (tại vẽ tín hiệu nhắn tin) Truyền tải thông tin gọi đến cho nhóm gọi đến Thiết bị người sử dụng thuộc nhóm gọi đến nhận kênh nhắn tin khung vô tuyến ánh xạ tới SCCPCH nhận thơng báo có gọi đến thuộc nhóm gọi đến thơng qua PICH AP-AICH (kênh Là kênh dùng chung nỗi xuống dưới, tồn song song dẫn thu nhận) với PCPCH Được sử dụng để điều khiển truy nhập ngẫu nhiên PCPCH CD/CA-ICH Là kênh hướng xuống, tồn song song với DCPCH Được sử dụng để điều khiển va chạm PCPCH CSICH (kênh dẫn Là kênh hướng xuống, liên kết với AP-AICH truyền trạng thái CPCH) thông tin lên 120 PHỤ LỤC B Mã trải phổ Trong trình truyền dẫn, liệu truyền nhờ mã đổi tần mã hóa kênh Có hai loại mã là: mã hóa kênh mã đổi tần Mã đổi tần mã trải phổ dài, có độ dài 38400 chip (mã đổi tần dài) mã dài gồm 256 chip (mã đổi tần ngắn) Có nhiều mã đổi tần sử dụng Mã hóa kênh mã trải phổ ngắn với độ dài chip khoảng đến 512, loại mã từ đến 512 sử dụng phụ thuộc vào độ dài chúng Những mã dùng theo cách khác trình hướng lên trình hướng xuống Trong trình hướng lên, mã đổi tần gán với UE, trạm gốc nhận dạng UE theo mã đổi tần Trong trình hướng xuống, mã đổi tần khác gán với sector UE nhận dạng sector cách truyền lại sử dụng mã trộn dùng sector qua Mặt khác, mã hóa kênh sử dụng theo cách sau Trong trình hướng lên, UE sử dụng mã hóa kênh để xác định kênh vật lý Nhiều UE sử dụng mã hóa kênh UE trạm gốc nhận dạng với mã đổi tần tương ứng, phần trình bày Trong q trình hướng xuống, mã hóa kênh sử dụng để nhận dạng kênh vật lý sector Các sector sử dụng mã hóa kênh mã đổi tần khác gán với sector Mã hoá kênh hướng lên Mã hóa kênh hệ số trải phổ biến thiên trực giao (OVSF) Đây loại mã đảm bảo tính trực giao mã dù chúng có hệ số trải phổ hay không hệ số trải phổ Việc sử dụng mã để truyền kênh vật lý loại bỏ yếu tố gây nhiễu kênh vật lý, làm tăng dung lượng nhớ Mã OVSF xác định nhờ mã hình 3.33 Trong hình 3.34 mã hóa kênh ký tự Cch, SF, k SF hệ số trải phổ, k số mã Chiều dài mã SF số lượng hàng mã quy định Hình 3.34 trình bày cách tạo mã kênh Những giới hạn ứng dụng cho phép gán mã hóa kênh DPCCH DPDCH: - DPCCH ln truyền với mã Cc = Cch,256,0 - Khi có DPDCH DPDCH1 truyền với Cd,1 = Cch,SF,k SF hệ số trải phổ DPDCH1, k=SF/4 121 - Trong trình hướng lên, truyền đa mã DPDCH chấp nhận SF=4 Khi truyền nhiều DPDCH SF tất DPDCH DPDCHn truyền với Cd,n = Ccn,4,k Nếu n=1 2, k=1; n=3 4, k=2; n=5 k=3 Hình 3.33: Cây mã OVSF Hình 3.34: Phương pháp tạo mã kênh Mã hóa kênh hướng xuống Mã hóa kênh hướng xuống mã OVSF giống mã dùng cho kênh vật lý hướng lên Mã hóa kênh sử dụng P-CPICH cố định Cch,256,0 Mã hóa kênh sử dụng cho P-CCPCH cố định Cch,256,1 Các mã sử dụng cho kênh vật lý khác lớp cao quy định Trong trường hợp thay đổi chế độ nén cách chia đôi SF (xem mục 3.3.1.13), mã OVSF sử dụng khung nén phải tuân theo quy tắc sau: - Mã Cch,SF/2,n/2 sử dụng mã đổi tần thường - Mã Cch,SF/2,n mod SF/2 sử dụng mã đổi tần cho chế độ nén Ở Cch,SF,n loại mã trước sử dụng chế độ nén Mã đổi tần hướng lên 122 Mẫu chip tất kênh vật lý hướng lên mã đổi tần ngẫu nhiên hoá Mã đổi tần dãy giá trị phức Có hai loại mã đổi tần: mã đổi tần dài mã đổi tần ngắn Mã đổi tần ngắn thiết kế để thúc đẩy trình thu nhận trạm gốc nhờ ứng dụng thiết bị khử nhiễu Có 224 mã (16777216 mã) đổi tần (cả hai loại ngắn dài) Mã đổi tần dài phần dãy gold có tính tương quan chéo tự tương quan Nó có 38400 chip đếm từ phần dãy Gold Mã đổi tần ngắn có 256 chip, chúng dãy giá trị phức UE lớp cao thông báo mã đổi tần sử dụng Mã đổi tần dài dãy phức dãy gold phát 224 chiều dài Clong,1,n Clong,2,n Clong,2,n nhờ di chuyển Clong,1,n 16777232 chip Người ta sử dụng HPSK trình trải phổ hướng lên HPSK sơ đồ biến điệu dịch pha truyền, làm giảm góc tới chuyển pha 1800 làm giảm biến dạng khơng tuyến tính cách lặp luân phiên QPSK π/2BPSK định mức thời gian theo chip Để làm điều này, mã đổi tần dài phát theo công thức tương quan Clong,1,n Clong,2,n sau: Trong DPCCH DPDCH hướng lên, người ta sử dụng mã đổi tần dài mã đổi tần ngắn Mã đổi tần dùng cho khối tin truyền PRACH mã đổi tần dài 10ms (38400 chip) mã đổi tần dài cell Chúng đặt theo tỷ lệ 1:1 với mã đổi tần sử dụng cho khối “preamble” Mã sử dụng cho “preamble” PRACH dãy phức Chúng xác định theo cơng thức sau: Trong Sr-pre,n dãy số chip đến chip thứ 4095 Clong,1,n Csig,s dãy s sử dụng để điều khiển truy cập ngẫu nhiên Đặc biệt, dãy gồm 4096 chip hình thành lặp ký tự Ps(n) dài 16 chip 256 lần Mẫu ký tự Ps(n) mã 16 Hadamard dãy trực giao Dãy số xác định xác ký tự nhờ vào dị tìm “preamble” trạm gốc Mã đổi tần hướng xuống Mã đổi tần dài dãy phức dãy gold Zn với chiều dài 218 phát (n số mã đổi tần, liên quan với phương pháp phát dãy gold) Phần số thực Zn, phần số ảo dãy phát dịch chuyển Zn = 131072 chip Tổng cộng có 218-1=262142 mã đổi tần phát Tuy nhiên, thực tế tất mã đổi tần 123 sử dụng Mã đổi tần chia thành 512 nhóm mã Mỗi nhóm gồm mã đổi tần sơ cấp 15 mã đổi tần thứ cấp Mã đổi tần sơ cấp mã có n=16*i (trong i=0-511) Mã đổi tần thứ cấp mã có n=16*i+k (trong k=1-15) Mã đổi tần sơ cấp mã đổi tần thứ cấp liên kết với Nói theo cách khác, mã đổi tần sơ cấp thứ i tương ứng với tập hợp thứ i mã đổi tần thứ cấp Dựa vào giải thích trên, có 8192 mã đổi tần sử dụng (k=08191) Mỗi mã đổi tần kết hợp với mã đổi tần thay bên trái mã đổi tần thay bên phải Những mã thay mã đổi tần sử dụng chế độ nén Số mã đổi tần thay bên trái tương ứng với số k mã đổi tần k+8192, số mã đổi tần thay bên phải tương ứng với số k mã đổi tần k+16384 Mã đổi tần thay bên phải dùng n