Tổng quan công nghệ HSDPA

Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc MỤC LỤC Mục lục ……………………………………………………………………… Danh mục từ viết tắt ……………………………………………………… Danh mục hình vẽ …………………………………………………………… 10 Danh mục bảng biểu ………………………………………………………… 11 Lời nói đầu …………………………………………………………………… 12 Mở đầu ………………………………………………………………………… 13 Chương - GIỚI THIỆU VỀ HSDPA …………………………………… 15 1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động hệ thứ ……………………… 15 1.1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động ………………………… 15 1.1.2 Sự phát triển hệ thống thông tin di động 3G ……………………… 17 1.2 Khái niệm HSDPA …………………………………………………… 18 1.3 Những cải tiến HSDPA so với W-CDMA ………………………… 19 1.4 Nguyên lý hoạt động hệ thống HSDPA …………………………… 21 1.5 Kết luận………………………………………………………………… 23 Chương hai – KIẾN TRÚC KÊNH VÔ TUYẾN CỦA HSDPA ……………… 24 2.1 Kiến trúc quản lý tài nguyên vô tuyến ………………………………… 24 2.2 Kiến trúc giao thức HSDPA …………………………………… 26 2.2.1 Giao thức chuyển đổi liệu …………………………………… 27 2.2.2 Điều khiển liên kết vô tuyến ……………………………………… 27 2.2.3 Lớp điều khiển môi trường truy nhập …………………………… 27 2.2.4 Những cải tiến giao thức HSDPA ……………………………… 28 2.3 Kiến trúc kênh HSDPA ………………………………………………… 29 2.3.1 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao ( High-Speed Downlink Shared Channel - HS-DSCH )……………………………………………… 30 2.3.2 Kênh kiểm soát chia sẻ tốc độ cao (High-Speed Shared Control Channel – HS-SCCH) ………………………………………………………… 34 2.3.3 Kênh chia sẻ dành riêng cho điều khiển vật lý (High-Speed Dedicated Physical Control CHannel – HS- DPCCH)……………………… 37 2.4 Nguyên lý hoạt động kênh truyền HSDPA…………………… 40 2.5 Kết luận ……………………………………………………………… 42 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc Chương ba – CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN HSDPA…………… 43 3.1 Dung lượng thiết bị đầu cuối hỗ trợ HSDPA……………………… 43 3.2 Các dịch vụ cung cấp tảng HSDPA ………………………… 44 3.2.1 Duyệt web (Web browsing)……………………………………… 44 3.2.2 Truyền hình di động (Moblie TV – Streaming)…………………… 45 3.2.3 Push Email……………………………………………………… 46 3.2.4 Truy cập băng thông rộng không dây (Wireless broadband access) 47 3.3 Kết luận………………………………………………………………… 47 Danh mục tài liệu tham khảo ………………………………………………… 48 Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1G First Generation 16QAM 16 Quadrature Amplitude Modulation 2G Second Generation 3G Third Generation 3GPP 3rd Generation Partnership Project 64QAM 64 Quadrature Amplitude Modulation 8PSK PhaseShift Keying A-DPCH Associated DPCH AC Admission Control ACK ACKnowledgement AGC Automatic Gain Control AM Acknowledged Mode AMC Adaptive Modulation and Coding AMR Adaptive Multi-Rate ARIB Association of Radio Industries and Businesses (Japan) ARP Allocation and Retention Priority ARQ Automatic Repeat reQuest ATIS Alliance for Telecommunications Industry Solutions (US) ATM Asynchronous Transfer Mode AWGN Additive White Gaussian Noise BCFE Broadcast Control Functional Entity BER Bit Error Rate BMC Broadcast/ Multicast Control protocol BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station BSC Base Station Controller BSS Base Station Subsystem BTS Base Transceiver Station C/I Carrier-to-Interference ratio CC Congestion Control Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc CC Chase Combining CCSA China Communications Standards Association CCTrCH Coded Composite Transport CHannel CDMA Code Division Multiple Access CFN Connection Frame Number CPICH Common PIlot CHannel CQI Channel Quality Information CRC Cyclic Redundancy Check CRNC Controlling RNC CS Circuit Switched CT Core and Terminals DAB Digital Audio Broadcasting DCCH Dedicated Control CHannel (logical channel) DCH Dedicated CHannel (transport channel) DDI Data Description Indicator DL DownLink DPCCH Dedicated Physical Control CHannel DPCH Dedicated Physical CHannel DPDCH Dedicated Physical Data CHannel DRNC Drift RNC DRX Discontinuous Reception DS-CDMA Direct Spread Code Division Multiple Access DSCH Downlink Shared CHannel DSL Digital Subscriber Line DTX Discontinuous Transmission DVB Digital Video Broadcasting EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution EDGE Enhanced Data Rate for Global Evolution EGPRS Enhanced GPRS EGPRS Extended GPRS ETSI European Telecommunications Standards Institute Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc EVM Error Vector Magnitude F-DCH Fractional Dedicated CHannel F-DPCH Fractional Dedicated Physical CHannel FACH Forward Access CHannel FBI FeedBack Information FCC Federal Communications Commission FCS Fast Cell Selection FDD Frequency Division Duplex FDMA Frequency Division Multiple Access FER Frame Error Ratio FER Frame Erasure Rate FFT Fast Fourier Transform FP Frame Protocol FRC Fixed Reference Channel FTP File Transfer Protocol GB GigaByte GERAN GSM/EDGE RAN GGSN Gateway GPRS Support Node GI Guard Interval GP Processing gain GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile Communications HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest HC Handover Control HLR Home Location Register HS-DPCCH Uplink High-Speed Dedicated Physical Control CHannel HS-DSCH High-Speed Downlink Shared CHannel HS-PDSCH High-Speed Physical Downlink Shared CHannel HS-SCCH High-Speed Shared Control CHannel HSDPA High-Speed Downlink Packet Access HSPA High-Speed Packet Access Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc HSUPA High-Speed Uplink Packet Access HTTP Hypertext markup language IP Internet Protocol IR Incremental Redundancy IS-95 Interim Standard 95 ITU International Telecommunication Union ITU International Telegraphic Union LTE Long-Term Evolution MAC Medium Access Control MAC-d dedicated MAC MAC-hs high-speed MAC max-C/I maximum Carrier-to-Interference ratio MB MegaByte MBMS Multimedia Broadcast and Multicast Service MIMO Multiple Input Multiple Output MS Mobile Station MSC Mobile Switching Centre MSC/VLR Mobile services Switching Centre/ Visitor Location Register MUX Multiplexing NF Noise Figure Node B Base station NRT Non Real Time O&M Operation & Maintenance OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access OLPC Outer Loop Power Control OMA Open Mobile Alliance OSS Operations Support System OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor P-CPICH Primary CPICH PA Power Amplifier Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc PAD PADding PAR Peak-to-Average Ratio PAS Power Azimuth Spectrum PC Power Control PCCC Parallel Concatenated Convolutional Code PCH Paging CHannel PDCP Packet Data Convergence Protocol PDP Packet Data Protocol PDU Protocol Data Unit PDU Payload Data Unit PF Proportional Fair PS Packet Switched PU Payload Unit QAM Quadrature Amplitude Modulation QoS Quality of Service QPSK Quadrature Phase Shift Keying RAB Radio Access Bearer RACH Random Access CHannel RAN Radio Access Network RANAP Radio Access Network Application Part RB Radio Bearer RF Radio Frequency RG Relative Grant RLC Radio Link Control RLL Radio Link Layer RLS Radio Link Set RM Resource Manager RNC Radio Network Controller RNTI Radio Network Temporary Identifier ROHC RObust Header Compression RRC Radio Resource Control Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc RRM Radio Resource Management RTO Retransmission TimeOut RTP Real Time Protocol RTT Round Trip Time SC-FDMA Single Carrier FDMA SCCP Signalling Connection Control Part SDU Service Data Unit SF Spreading Factor SGSN Serving GPRS Support Node SI Scheduling Information SIB System Information Block SID Size index IDentifier SINR Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio SIR Signal to Interference Ratio SNR Signal to Noise Ratio SMS Short Message Services SRB Signalling Radio Bearer SRNC Serving RNC SRNS Serving Radio Network System TCP Transmission Control Protocol TD-SCDM Time division synchronous CDMA TDD Time Division Duplex TF Transport Format TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity TPC Transmission Power Control TR Technical Report TS Technical Specification TSG Technical Specification Group TSN Transmission Sequence Number TTC Telecommunication Technology Committee (Japan) TTI Transmission Time Interval Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc TxAA Transmit Adaptive Antennas UDP User Datagram Protocol UE User Equipment UL UpLink UM Unacknowledged Mode UM-RLC Unacknowledged ModeRLC UMTS Universal Mobile Telecommunications System URA UTRAN Registration Area UTRA UMTS Terrestrial Radio Access (ETSI) UTRA Universal Terrestrial Radio Access (3GPP) UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network VCC Virtual Channel Connection VF Version Flag VoIP Voice over IP VPN Virtual Private Network WAP Wireless Application Protocol WCDMA Wideband CDMA WG Working Group Wimax Worldwide Interoperability for microwave access WLAN Wireless Local Area Network WWW World Wide Web Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình Trang hình vẽ 1.1 Lịch sử phát triển thơng tin di động 15 1.2 Lộ trình phát triển 3G 17 1.3 Lộ trình tăng tốc truyền số liệu phát hành 3GPP 18 1.4 Những thay đổi HSDPA so với WCDMA 19 1.5 Ngun lý hoạt động HSDPA 21 2.1 Mơ hình kiến trúc RRM 24 2.2 Tốc độ đường truyền HSDPA Release 99 26 2.3 Kiến trúc giao thức WCDMA 26 2.4 Q trình truyền tải gói tin qua RRM 28 2.5 Kiến trúc giao thức HSDPA 29 2.6 Cấu trúc kênh HSDPA 29 2.7 Phân bổ tài nguyên HS-DSCH 31 2.8 Bộ mã OVSF sử dụng cho HSDPA 32 2.9 Trạng thái kênh User mã phân phối 33 2.1 Cấu trúc kênh HS-SCCH 35 2.11 Quá trình truyền tải kênh HS-SCCH 36 2.12 Cấu trúc khung HS-PDCCH 37 2.13 Quan hệ CQI tốc độ liệu 38 2.14 Cấu trúc HS-DPCCH DPCCH/ DPDCH 39 2.15 Nâng cấp DPCCH/ DPDCH phiên 39 2.16 Mức ngưỡng so sánh để phân biệt lỗi ACK/ NACK/ DTX 40 2.17 Quy trình hoạt động kênh HSDPA 41 2.18 Quy trình hoạt động HSDPA trường hợp PRE/ POST 42 3.1 Thiết bị Dcom 3G Viettel 47 Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 10 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc chế bậc cao 16QAM cho phép đạt mức độ sử dụng băng thơng cao QPSK địi hỏi tỷ số tín hiệu tạp âm (Eb/N0) cao Vì 16 QAM chủ yếu hữu ích điều kiện kênh thuận lơi Nút B lựa chọn tốc độ số liệu độc lập cho TTI 2ms chế điều điều khiển tốc độ bám thay đổi kênh nhanh 2.3.2 Kênh kiểm soát chia sẻ tốc độ cao (High-Speed Shared Control Channel – HS-SCCH) HS-SCCH, gọi kênh điều khiển chia sẻ, chia sẻ kênh vật lý đường xuống mang tín hiệu điều khiển cần thiết cho thiết bị đầu cuối (User Equipment – UE): giải trải phổ, giải điều chế, giải mã cho kênh HS-DSCH Một khối HS-SCCH gồm khe khe có độ dài 40 bits, chia làm phần truyền song song với HS-DSCH sử dụng mã hóa kênh có hệ số trải phổ SF =128 Trong HS-SCCH khơng mang tín hiệu điều khiển cơng suất bit hoa tiêu, nên HS-SCCH có cấu hình thời gian TTI=2 ms giống với HS-DSCH Trong khoảng thời gian ms tương ứng với HS-DSCH TTI, HSSCCH mang thông tin đến UE Nhưng HSDPA sử dụng HS-DSCH hỗ trợ cho nhiều người dùng lúc theo chế ghép kênh theo mã tế bào cần nhiều kênh HS-SCCH, tùy theo cấu hình tế bào Mỗi UE lúc giải mã nhiều bốn HS-SCCH lúc Kênh HS-SCCH gồm hai phần, với nội dung như: - Phần 1: Mang thông tin kênh chuyển vận HS-DSCH Gồm bits chiếm khe  Mã giải trải phổ kênh HS-DSCH (Channelization-Code Set - CCS) mã cho biết kênh HS-DSCH mã hóa mã Mã phụ thuộc vào thiết bị đầu cuối hỗ trợ giải mã với tối đa mã 5, 10, 15 mã Phần gồm bits  Phương thức điều chế kênh HS-DSCH (Modulation Scheme- ModS) QPSK hay 16QAM, phần bit điều chế QPSK, 16QAM - Phần 2: Mang thơng tin q trình H-ARQ Gồm 13bits, phần mặt nạ người dùng 16 bits Phần chiếm hết hai khe Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 34 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc  Kích thước khối liệu (Transport-Block size – TB) mà kênh HS-DSCH mang Phần bits  Số ARQ (HARQ) cho biết đoạn liệu thuộc ARQ Phần gồm bits  Phiên dự phòng (redundancy version – Xrv) thông tin nhằm báo cho thiết bị đầu cuối giải mã thông tin kết hợp thông tin đối trình truyền lại Phần gồm bits  Chỉ số liệu (new-data indicator – NDI), báo cho thiết bị đầu cuối biết liệu truyền đến liệu yêu cầu truyền lại khối liệu Đối với khối liệu truyền lại sử dụng bit phiên dự phòng để kết hợp với liệu nằm đệm Còn khối liệu giải phóng đệm để chứa liệu Phần gồm bit  Mặt nạ người dùng (UE-ID): dùng để xác định thiết bị đầu cuối phục vụ khung TTI tiếp theo, bao gồm CRC mã hóa kênh HS-SCCH Phần gồm 16 bits Phần CCS ModS bits bits Phần TB HARQ Xrv NDI bits bits bits bit Hình 2.10: Cấu trúc kênh HS-SCCH UE – ID 16 bits Quá trình mã hóa, tham chiếu xuống kênh vật lý nguyên tắc hoạt động kênh HS-SCCH mô tả sau: Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 35 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc Hình 2.11: Quá trình truyền tải kênh HS-SCCH Phần chứa thông tin mã hóa, điều chế kênh HS-DSCH, mã hóa 1/3 mã xoắn Phần gồm bits, trước HS-SCCH tham chiếu xuống kênh vật lý để truyền đi, cài phần chuỗi bit mang thông tin EU-ID, bit mã hóa cho phù hợp với 40 bits khe TTI Các chuỗi bit mang thơng tin EU-ID tạo mã hóa 16bits EU-ID 1/2 mã đục lỗ Phần kênh HS-SCCH gửi kênh vật lý HS-PDSCH đến người dùng ô, trình giải mã tìm thiết bị phục vụ kênh HS-DSCH mang liệu đến thiết bị Trong trường hợp có nhiều kênh HS-SCCH phục vụ ( tối đa kênh) để xác định xác thiết bị cần phải giải mã nhiều HS-SCCH Khi giải mã khe giải mã kênh có số liệu EU-ID khe giúp chuyển liệu đến xác thiết bị yêu cầu, điều gây trễ đường truyền hay thất lạc thơng tin Song có cách khác để giảm việc phải giải mã nhiều kênh dựa vào số liệu xác suất truy cập, lúc giải mã nhận biết thiết bị yêu cầu liệu, thiết bị nhận liệu truyền đến Phần hai lúc chuyển lên kênh HS-PDSCH sau khung HSDSCH đến thiết bị người dùng Phần gồm hai khe với độ dài 80 bits, mang cờ kiểm tra lỗi (Cyclic Redundancy Check – CRC), phần UE-ID Trong trường hợp HS-SCCH phục vụ nhiều người dùng CRC Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 36 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc gửi người dùng song CRC có UE-ID trùng với UE-ID thiết bị phục vụ thiết bị kiểm tra CRC nhằm phát lỗi liệu truyền đến, cịn UE-ID khác khơng kiểm tra CRC Nếu có lỗi tin phần hai mang thông tin báo hiệu gói tin sửa lỗi chế H-ARQ Trong trường hợp kênh HS-SCCH phục vụ cho người nhằm tiết kiệm số lượng mã hóa kênh truyền, thay phải mã hóa cho kênh HS-DSCH HS-SCCH, ta dùng chung mã hóa cho hai kênh truyền hai kênh song song với khoảng TTI 2.3.3 Kênh chia sẻ dành riêng cho điều khiển vật lý (High-Speed Dedicated Physical Control CHannel – HS- DPCCH) Trong hoạt động HSDPA để biết chất lượng kênh truyền từ thiết bị đầu cuối đến Node B, thích ứng liên kết lớp vật lý, đồng thời mang bảng tin ACK/ NACK phản hồi từ thiết bị phục vụ cho trình truyền liệu người ta đưa thêm kênh truyền chia sẻ dành riêng cho điều khiển vật lý: High-Speed Dedicated Physical Control CHannel – HS- DPCCH Kênh HS-DPCCH hoạt động lớp kênh đường lên, có hệ số trải phổ SF=256, sử dụng phương pháp điều chế BPSK, tốc độ kênh 15kbps HS-DPCCH có ba khe thời gian khe ms Hình 2.12: Cấu trúc khung HS-PDCCH Cũng giống kênh HS-SCCH, kênh HS-PDCCH chia làm hai phần: - Phần một: chiếm khe khe TTI=2ms Mang tin báo hiệu ACK/ NACK gói liệu truyền đến thiết bị người dùng Khi cấu hình lớp vô tuyến, đôi lúc thiết bị đầu cuối không đủ công suất để truyền tin ACK/ NACK khung, để đảm bảo thiết bị truyền đủ tin ACK/NACK cấu hình cho thiết bị Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 37 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc đầu cuối phát tối đa tin ACK/ NACK cho kênh HS-DSCH , tin phát sau ms (7,5 khe) sau kết thúc trình truyền dẫn HSDSCH Nếu thiết bị đầu cuối lặp lại nhiều lần tin ACK/ NACK lúc truyền tin không nhận liệu khung Để nhận gói liệu cần khoảng thời gian N-1 TTI TTI truyền HS-DSCH - Phần hai: Mang thông tin chất lượng kênh truyền (Channel Quality Indicator – CQI), thông tin chiếm hết hai khe TTI Giá trị CQI thiết bị đầu cuối gửi lên tỉ lệ Ec/ N0 hay tỉ số tạp âm nhiễu (Signal to Interference Ratio – SIR), thông tin giúp cho lập lịch Node B cấp phát mã mức điều chế hợp, từ đạt tốc độ liệu tốt theo yêu cầu thiết bị đầu cuối Kỹ thuật biết đến kỹ thuật thích ứng kênh truyền, kỹ thuật khắc phục hạn chế việc điều khiển cơng suất nhanh W-CDMA Hình 2.13: Quan hệ CQI tốc độ liệu Việc không sử dụng điều khiển công suất mang lại nhiều lợi ích cho khách hàng: Khi điều khiển thu phát, lập lịch gói dựa vào thơng tin trạng thái kênh MS gửi Mà thường MS dựa vào tham số SIR để yêu cầu lập lịch cấp phát tài nguyên Do đó, máy di động đại nghĩa khả nén nhiễu lớn (nghĩa SIR lớn) lập lịch cấp phát điều khiển BTS phát với tốc độ cao Như khách hàng đầu tư máy đầu cuối đại lợi hệ điều hành hưởng lợi sử dụng điều khiển cơng suất Vì với điều khiển cơng suất, máy đầu cuối tốt, BTS yêu cầu MS giảm công suất Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 38 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc phát, nhiễu giảm dung lượng hệ thống tăng Khi dung lượng tăng lợi ích hệ điều hành khơng phải lợi ích người sử dụng Với lợi ích thuộc khách hàng nói yếu tố kích thích q trình tiêu thụ máy đầu cuối sôi động Kênh HS-DPCCH thường truyền kèm với kênh DPCCH/ DPDCH Hình 2.14: Cấu trúc HS-DPCCH DPCCH/ DPDCH Việc truyền dẫn song song với kênh DPCCH/ DPDCH làm tăng khả thích ứng đảm bảo việc truyền liệu khơng bị gián đoạn: khơng phải nhà mạng triển khai HSDPA cách toàn diện, trường hợp kênh chia sẻ tốc độ cao tải, lúc kênh tốc độ WCDMA đóng vai trò kênh dự phòng cho HSDPA Điều cho phép chuyển giao linh hoạt ô với cấu hình khác Trong phiên để tránh lỗi trình gửi tin ACK/ NACK người ta thêm hai từ mã bổ sung PRE/ POST cho kênh DPCCH Hình 2.15: Nâng cấp DPCCH/ DPDCH phiên Hai từ mã thiết bị đầu cuối gửi lên nhận HS-SCCH, trước gửi ACK/ NACK khung HS-PDCCH, trừ đệm thiết bị đầu cuối có gói tin Việc truyền dẫn gây gián đoạn đổi lại trạm gốc biết truyền tin ACK/ NACK truyền khoảng truyền gián đoạn (DTX), trạm gốc thời gian để so sánh mức ngưỡng công suất để nhận biết lỗi tin ACK/ NACK/ DTX Lợi ích việc giúp gói tin truyền liên tục giúp giảm việc tiêu thụ công suất truyền dẫn DPCCH/ DPDCH Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 39 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc Hình 2.16: Mức ngưỡng so sánh để phân biệt lỗi ACK/ NACK/ DTX 2.4 Nguyên lý hoạt động kênh truyền HSDPA Thích ứng liên kết hoạt động thường xuyên khoảng thời gian 2ms với kênh HS-DSCH Khi đưa định xếp, MAC-hs Node B định mức điều chế mã hóa để phát, điều chỉnh kết nối dựa CQI gửi lên thiết bị đầu cuối.Thích ứng liên kết việc điều khiển công suất mạng linh hoạt Việc điều khiển công suất đường xuống thực dải công suất không lớn để tránh tượng gần- xa tín hiệu với nguồn phát: đường lên ta sử dụng dải lớn khoảng 71 dB đường xuống dải công suất dao động từ 10 dB – 15dB Hoạt động lớp vật lý HSDPA mô tả qua bước sau, bước thực người dùng giống với nhiều người dùng, bắt đầu việc cấu hình kênh HS-DSCH liệu từ đệm Node B:  Tại đệm Node B 2ms thực việc lên lịch cho liệu người dùng: tình trạng kênh, trạng thái đệm, thời gian lần truyền dẫn cuối cùng, số liệu truyền dẫn lại…  Tại thời điểm TTI có thiết bị đầu cuối phục vụ Node B cấu hình thơng số cần thiết cho HS-DSCH: số lượng mã, điều chế giới hạn dung lượng đầu cuối  Node B phát hai khe HS-SCCH trước phát HS-DSCH tương ứng Việc lựa chọn HS-SCCH truyền ngẫu nhiên (đối với trường hợp Node B cấu hình nhiều kênh HS-SCCH) Giả sử trường hợp chưa có thơng tin thiết bị đầu cuối kênh HS-DSCH trước  Thiết bị giám sát thiết bị đầu cuối, gửi kênh HS-SCCH đến thiết bị thiết bị đầu cuối (ban đầu kênh chưa có thơng tin xác Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 40 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc thiết bị) song có thiết bị có ID cấu hình HS-SCCH giải mã kênh Thiết bị đầu cuối giải mã phần thứ HS-SCCH đưa vào đệm mã cần thiết cho kênh HS-DSCH chuyển tới  Sau nhận liệu HS-DSCH gửi tới từ việc giải mã phần HS-SCCH, thiết bị đồng thời giải mã tiếp phần hai kênh HS-SCCH để xác định liệu cho trình ARQ, xem xét liên kết với liệu nhận đệm  Trong trường hợp mạng nâng cấp lên phiên 6, kênh HSPDCCH cấu hình hai từ mã PRE/ POST trường ACK/ NACK thiết bị giải mã từ mã PRE, với điều kiện thiết bị đầu cuối chưa có tập tin truyền đến trước Rồi thực giải mã liệu mang kênh HS-DSCH  Thiết bị sau nhận liệu mang kênh HS-DSCH gửi lên thông tin ACK/ NACK báo hiệu cho trạm gốc biết thông qua HSDPCCH (hoặc DPCCH/ DPDCH) Việc định gửi ACK hay NACK thiết bị đánh giá thơng qua CRC gửi đến trước  Nếu trạm tiếp tục gửi liệu cho thiết bị đầu cuối TTI thiết bị nhận thơng tin gói liệu qua kênh HS-SCCH phục vụ trước  Nếu cấu hình phiên thiết bị giải mã thêm từ mã POST trường ACK/ NACK Hình 2.17: Quy trình hoạt động kênh HSDPA Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 41 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc Hình 2.18: Quy trình hoạt động HSDPA trường hợp PRE/ POST Trong hoạt động HSDPA ln có đồng gói tin thiết bị đầu cuối Song phía mạng, có q trình truyền phát lại gói tin tính đồng Điều cho phép lập lịch hoạt động cách tự so với truyền phát ARQ 2.5 Kết luận HSDPA bổ sung thêm chức MAC-hs NodeB phía người dùng, nhằm hỗ trợ cho trình truyền lại HARQ kiến trúc RRM Kênh truyền chia sẻ tốc độ cao: HS-DSCH mang liệu người dùng, HS-SCCH mang thông số cần thiết để thiết bị đầu cuối giải mã thông tin từ kênh HS-DSCH Đặc biệt kênh truyền từ đường xuống không hỗ trợ việc điều khiển công suất, nhằm xác định công suất phát từ trạm xuống thiết bị đầu cuối HSDPA sử dụng yếu tố chất lượng kênh truyền CQI gửi từ thiết bị lên trạm gốc qua kênh HS-DPCCH Căn vào số CQI mà trạm gốc định số mã cấp phát, mức điều chế… đề điều chế liệu gửi xuống cho thiết bị, kỹ thuật thay cho điều khiển công suất, gọi kỹ thuật điều chế đa mã thích ứng liên kết Để nhận biết kết trình gửi nhận tin, thiết bị gửi lên trạm tin ACK/ NACK báo cho trạm gốc biết kết nhận gói tin Nếu chẳng may gói tin bị mát hay có sai khác q trình HARQ trạm giúp thiết bị nhận gói tin bị bị sai Các kênh truyền truyền cách liên tục khoảng thời gian ngắn TTI = 2ms, với khoảng thời gian ngắn giúp cho việc truyền tải gói tin gần không bị gián đoạn việc phân bổ tài nguyên vô tuyến cho thiết bị đầu cuối trở nên tối ưu so với công nghệ truyền gói tin khác trước Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 42 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc Chương ba CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN HSDPA 3.1 Dung lượng thiết bị đầu cuối hỗ trợ HSDPA Tính hỗ trợ HSDPA thiết bị đầu cuối ngẫu nhiên, phụ thuộc vào việc cấu hình cho trạm gốc hỗ trợ cho thiết bị HSDPA chạy loại nào, đồng thời phụ thuộc vào thiết bị chế tạo theo chuẩn HSDPA Việc hỗ trợ cho HSDPA khác tốc độ đỉnh 1Mbps – 14.4Mbps Khả hỗ trợ cho HSDPA độc lập với phiên 99, điều có nghĩa HSDPA cấu hình NodeB thiết bị đầu cuối, thiết bị khỏi vùng phủ HSDPA thiết bị tự động chuyển xuống chạy chế độ phiên 99 sủ dụng thiết lập kênh DCH 32, 64, 128, 384Kbps, thơng thường DCH cấu hình 384 Kbps Bảng 3.1 danh mục thiết bị đầu cuối hỗ trợ HSDPA, khác biệt lớp loại thiết bị mức điều chế dùng cho thiết bị đó: QPSK, hay 16QAM, số thời gian TTI: thiết bị chạy mức TTI có tốc độ cao so với thiết bị chạy với TTI cao Ngoài chức đệm nguyên tắc để xác định tốc độ đỉnh HSDPA Bảng 3.1: Danh mục thiết bị HSDPA Ta tính dung lượng theo cách sau: Theo UTMS, khe có số lượng bit truyền 2560 chip ( tốc độ chip tốc độ xung trải phổ trực tiếp sử dụng kỹ thuật ghép kênh CDMA, tốc độ chip mã số xung giây mà mã truyền tới Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 43 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc nhận được) Trong HSDPA TTI 2ms có khe, có tổng cộng 7680 chip Với mức điều chế QPSK có bit/ symbol Ta suy 7680*2 = 15360 chip/ 2ms Với 1s, với hệ số trải phổ SF = 16 ta có: (15360*1000)/ (2*16) = 480 Kbps Thiết bị đầu cuối sử dụng 15 mã điều chế QPSK nhận được: 480*15 = 7,2 Mbps Tương tự sử dụng điều chế 16QAM có 4bit/ symbol dung lượng nhận được: 7,2 Mbps * = 14.4Mbps Ngoài mức điều chế tốc độ đỉnh phụ thuộc vào tốc độ mã hóa turbo, bên cạnh độ rộng đệm liệu RLC định đến dung lượng thiết bị Bảng 3.2: Độ rộng đệm RLC ứng với thể loại HSDPA 3.2 Các dịch vụ triển khai HSDPA HSDPA phù hợp với nhiều loại dịch băng tần cấp phép WCDMA, tùy theo mức độ phát triển công nghệ nước nhu cầu thị trường mà số dịch vụ trở nên khả dụng quốc gia Tại Việt Nam, nhà mạng triển khai HSDPA: Mobifone, Vinaphone, Viettel, trọng triển khai số dịch vụ sau 3.2.1 Duyệt Web (Web Browsing): Người dùng truy cập thơng tin giải trí, bao gồm ứng dụng không dây (Wireless Application Protocol – WAP) thơng qua điện thoại di động máy tính xách tay Thời gian đáp ứng dịch vụ phải nhanh chóng Đây cách duyệt web Người dùng quen dùng với việc duyệt web thông qua kết ADSL Wifi họ hài lòng với cách kết nối Song vấn đề người dùng sử dụng thiết bị cầm tay muốn duyệt web trước thường không Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 44 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc hài lòng với tốc độ GPRS, EGPRS mang lại Nhưng HSDPA đời dường người dùng cảm thấy hài lịng với dịch vụ nơi khơng có đường truyền ADSL hay Wifi Biều đồ 3.3: Mức độ hài lòng kết nối HSDPA Biểu đồ 3.4: Mức độ hài lòng kết nối EGPRS Với phương pháp kết nối nhanh chóng dường dáp ứng nhu cầu trực tuyến thường xuyên người dùng trang mạng xã hội với ứng dụng mobile weblog 3.2.2 Truyền hình di động (Moblie TV – Streaming) Dịch vụ cho phép người dùng xem kênh truyền hình: tin tức, giải trí, đoạn phim, âm nhạc, video Các ứng dụng ngốn băng thông lớn, yêu cầu tốc độ liệu phải trì ổn định Để cung cấp chất lượng ổn định cho thiết bị nhà dịch vụ sử dụng mã hóa (codec) video phù hợp có tốc độ 32 Kbps – 128Kbps tùy thuộc vào nội dung, hầu hết nội dung 64Kbps đủ mang lại chất lượng tốt với codec H.264 Với tốc độ WCMDA hồn tồn đáp ứng được, song HSDPA mang lại khả cung cấp video với tốc độ bit cao đến cho người dung Hiện dịch Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 45 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc phân phối thông qua kết nối trực tiếp điểm – điểm, tương lai dịch vụ cung cấp qua bên thứ ba theo phương thức phát sóng đa phương tiện đa dịch vụ (Multimedia Broadcast and Multi-cast Service – MBMS) Trong năm triển khai Việt Nam, dịch vụ xem video thiết bị di động chưa phát huy mạnh minh số lý chủ quan 3.2.3 Push Email Dịch vụ Push Email xem dịch vụ mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà cung cấp dịch vụ người dùng Nó cho phép người dùng sử dụng email thiết bị cầm tay thay phải sử dụng máy tính xách tay hay PC sử dụng Email Dịch vụ địi hỏi người dùng phải có IP mở thường xuyên Đặc điểm dịch vụ nhà cung cấp dịch vụ đóng vai trị server mail thứ cấp cho người dùng Khi người dùng có email tới nhà cung cấp giữ Email người dùng gửi đến thiết bị người dùng tin nhắn nội dung tiêu đề Email Sau người dùng đưa định có tải nội dung Email hay không Thời gian giữ email, liên hệ với thiết bị đầu cuối server mail ngắn chiếm phần tần số nhỏ Tin nhắn lưu giữ kênh RACH/ FACH, nội dung Email chuyển kênh HS-DSCH Biều đồ 3.5: Quan hệ mức tiêu thụ lượng thời gian Push Email tmail: thời gian thông báoEmail = 2s talive: thời gian giữ cho tin nhắn tiếp nhận = 2ms t1: thời gian hẹn phát DCH = 2-10ms t2: thời gian phát cho FACH = 2-10 ms IDCH: công suất tiêu thụ DCH = 250 mA Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 46 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc IFACH: công suất tiêu thụ FACH = 125 mA IPCH: công suất tiêu thụ PCH = 3mA 3.2.4 Truy cập băng thông rộng không dây (Wireless broadband access) Tại Việt Nam dịch vụ chiếm ưu hẳn so với dịch vụ khác biết tên gọi Mobile Internet dùng cho máy điện thoại di động có hỗ trợ chuẩn 3G, USB có gắn sim 3G: Dcom 3G Viettel, ezCom Vinaphone, Fastconnect Mobifone Hình 3.1: Thiết bị USB 3G Dcom Viettel Đặc điểm loại dịch vụ giúp người dùng truy cập Internet từ máy tính xách tay máy tính để bàn với tốc độ cao ngang với tốc độ đường truyền Internet, Viêt Nam thiết bị hỗ trợ tốc độ 3,6 Mbps 7,2Mbps Người sử dụng truy cập Internet nơi có phủ sóng di động 3.3 Kết luận HSDPA dường mở cạnh tranh mạng thông tin di động mạng máy tính, kết cạnh tranh mang lại lợi ích cho người dùng giúp người kết nối lúc nơi Trong tương lai nhà mạng đưa phương án hội tụ mạng thông tin lại với tạo mạng thơng tin có khả đáp ứng nhu cầu người dùng Tại Việt Nam quốc gia có tốc độ phát triển công nghệ thông tin với tốc độ cao việc cung cấp dịch vụ HSDPA diện xong việc người dùng chưa sử dụng hết tiện ích có vài lí khách quan Nhưng khơng thể phụ nhận lợi ích mà cơng nghệ mang lại Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 47 Đồ án môn học số Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Kim Phúc DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Ajay R Mishra, Advanced Cellular Network Planning And Optimisation 2G/2.5G/3G…Evolution to 4G, John Wiley &Sons, 2007, pp 467-480 [2] Borko Furhut, Syed A.Ahson, HSDPA/ HSUPA Handbook, CRC Press, 2011 [3] Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld and Per Beming, 3G HSPA and LTE for Mobile Broadband, Elsevier, first edition, 2007, Great Britain [4] Harri Holma, Annti Toskala (Editors), HSDPA/HSUPA for UMTS: High Speed Radio Access for Mobilde Communication, John Wiley &Sons, first edition, 2006 [5] Heikki Kaaranen, Ari Ahtiainen, Lauri Laitinen, Siamäk Naghian, Valtteri Niemi, UMTS Networks: Architecture, Mobility and Services, John Wiley &Sons, second edition, 2005 [6] T.S Nguyễn Phạm Anh Dũng, giảng Giới thiệu công nghệ 3G WCDMA UMTS, Hà Đông 2009 Sinh viên thực hiện: Phạm Phú Thảo Trang 48 ... phí thấp Ngày công nghệ HSDPA trở thành chuẩn công nghệ sản phẩm thiết bị cầm tay, lựa chọn nhà sản xuất thiết bị bên cạnh chuẩn kết nối không dây khác Và HSDPA nơi thử nghiệm công nghệ truyền... hai công nghệ khác nhau: UMTS theo công nghệ W-CDMA CDMA2000 theo công nghệ CDMA Nhưng hệ thống UMTS dường chiếm ưu thông tin di động 3G Hệ thống tiêu chuẩn hóa cải tiến tổ chức 3GPP Năm 2006, HSDPA. .. bày tổng quan công nghệ HSDPA Đồ án bao gồm phần sau  Chương một:  Giới thiệu lịch sử phát triển thông tin di động hệ thứ (3G), trọng giới thiệu trình đời xu hướng phát triển cơng nghệ HSPA/ HSDPA