Kĩ thuật lập lịch liên sóng mang ccs trong mạng lte sử dungh kết hợp sóng mang

TRƯỜNG Đ I H C QUỐC GIA HĨ NỘI Đ I H C CỌNG NGHỆ KHOA ĐIỆN T VIỄN THỌNG - - BÁO CÁO Đ TĨI NGHIÊN CỨU K thu t l p l ch liên sóng mang (Cross-Carrier Scheduling) m ng LTE s dụng k t h p sóng mang (Carrier Aggregation) Mơn học: Các vấn đề hi n đại c a Công ngh Vi n thông Học viên: Đinh Vi t Anh Ngày sinh: 27 / 09 / 1991 Mã Học viên: 15025080 Khóa: Giảng viên: K22KTVT TS Nguy n Nam Hoàng TS Đinh Triều Dương Hà N i, Tháng 9/2015 Mục lục TịM T T M NG TH HỆ THỨ TƯ 4G LTE 1.1 KHÁI NI M 4G LTE 1.2 MƠ HÌNH H TH NG 1.2.1 Cấu trúc thành phần m ng LTE 1.2.2 Ảiao thức giao diện vô tuyến 1.2.3 Các kênh truyền hệ thống LTE 10 1.3 PHÂN B TÀI NGUYÊN H TH NG 11 K THU T K T H P SÓNG MANG 17 2.1 KHÁI NI M K T H P SÓNG MANG (CA) 17 2.2 TÁC Đ NG C A CA LÊN H TH NG LTE 19 K THU T L P L CH LIÊN SÓNG MANG 22 TỔNG K T 25 TĨI LIỆU THAM KH O 26 Trang Tóm tắt Trong m t thập kỉ qua, ứng d ng đa phương ti n hoạt đ ng thi t bị đầu cu i (đi n thoại thông minh, máy tính bảng, laptop, v.v.) phát triển mạnh m song hành với phát triển c a h th ng truyền thông băng r ng Những ứng d ng yêu cầu t c đ li u nhanh tính tương tác th i gian thực cao Vì l đó, mạng th h thứ tư 4G LTE đư c phát triển dựa tảng c a công ngh mạng th h thứ ba 3G UMTS nhằm cho phép thuê bao truy cập Internet từ thi t bị đầu cu i với t c đ cao đ tr thấp Từ đáp ứng đư c nhu cầu ngày gia tăng khắt khe c a ngư i dùng Th nhưng, nhu cầu c a ngư i vô hạn Những n i dung s chất lư ng cao HD video streaming, chí 4K video streaming lên mạnh m vài năm gần Đồng nghĩa với vi c, cần có m t cơng ngh đư c sinh để đáp ứng nhu cầu 4G LTE với băng thông t i đa 20 MHz cho t c đ li u t i đa 150 Mbps thực t khơng đáp ứng đư c địi h i c a n i dung s chất lư ng cao Cải ti n mặt công ngh truyền dẫn khó OFDM lựa chọn t i ưu Vì vậy, 3GPP nghiên cứu phát triển m t giải pháp nhằm tăng băng thông c a ngư i dùng cách k t h p nhiều sóng mang với nhau, song song truyền li u đ n cho ngư i dùng Công ngh đư c gọi k t h p sóng mang (Carrier Aggregation), lí thuy t cho phép ngư i dùng có băng thông t i đa lên đ n 100 MHz, tương đương t c đ t i đa 1.5 Gbps Nhưng thực t nhà mạng hi n th giới, băng thông t i đa lên đ n 60 MHz t c đ thực t lên đ n 300 Mbps Như bi t, tài nguyên tần s có hạn nên vi c m r ng băng thông t i đa 100 MHz khó Chính th , vi c tận d ng đư c phần dư thừa để ti t ki m tài nguyên h th ng vô cần thi t Khi k t h p hai, ba hay nhiều sóng mang, ngồi vi c lập lịch m t cách hi u sóng mang, ngư i ta phát triển phương pháp lập lịch liên sóng mang (Cross-carrier scheduling) nhằm sử d ng phần tài nguyên v n dành cho kênh điều khiển để truyền li u ngư i dùng Trong báo cáo này, tơi s nói sơ lư c mơ hình c a h th ng 4G LTE, nhấn mạnh vào vi c phân bổ tài nguyên sử d ng vi c truyền li u ngư i dùng li u điều khiển Dựa vào s lãng phí tài ngun h th ng sử d ng k t h p nhiều sóng mang tính hi u c a phương pháp lập lịch liên sóng mang Trang Mạng hệ thứ tư 4G LTE Trong chương này, tơi trình bày sơ lược khái niệm LTE đặc tính bật đồng thời đưa mơ hình hệ thống Và nội dung tập trung vào cách thức phân bố tài nguyên hệ thống LTE 1.1 Khái niệm 4G LTE 4G LTE ậ Long Term Evolution, đư c phát triển b i tổ chức 3GPP - Third Generation Partnership Project, m t chuẩn cho truyền thông không dây với t c đ li u cao cho n thoại di đ ng thi t bị đầu cu i khác Hình 1.1 Tổng quan hệ thống m ng truyền thông tương lai Những công ngh đư c sử d ng LTE bước ti n c a th h mạng 2G (GSM/EDGE) 3G (UMTS/HSPA) M c đích cu i tăng thông lư ng h th ng cách sử d ng giao di n truyền dẫn nâng cao dựa công ngh đa truy cập nhiều nâng cấp quan trọng khác mạng lõi Từ tảng cung cấp nhiều dịch v tương tác th i gian thực cho ngư i dùng đầu cu i LTE với băng thông t i đa 20 MHz cung cấp cho thuê bao t c đ li u t i đa 150 Mbps đư ng xu ng 75 Mbps đư ng lên, tương ứng với m t hi u suất phổ t c Trang đ bit gấp 3-4 lần đư ng xu ng 2-3 lần đư ng lên c a h th ng UMTS/HSPA H th ng LTE có tính linh hoạt cao nhiều so với h th ng cũ cung cấp nhiều kích thước băng thông hoạt đ ng, từ 1.4 MHz cho đ n 20 MHz LTE yêu cầu đ tr c a ngư i dùng ms với băng thông MHz tr lên 10 ms với băng thông hẹp nên h tr t c đ di chuyển c a ngư i dùng lên đ n 350 km/h Dung hi u sử d ng phổ tần c a h th ng LTE tăng lên rõ r t nh vi c áp d ng kĩ thuật điều ch bậc cao 64QAM k t h p với công ngh truyền dẫn MIMO, công ngh phân chia kênh theo tần s trực giao (OFDM), mã hóa turbo, mã hóa xoắn Nh vậy, LTE cung cấp m t hi u t t bán kính km đảm bảo k t n i phạm vi lên đ n 30 km LTE bước lớn để ti n đ n mạng toàn IP với giao di n m ki n trúc đơn giản hóa Đây bước đ m c a 3GPP để chuyển đổi từ h th ng mạng lõi tồn song song hai hình thức chuyển mạch kênh gói sang sử d ng chuyển mạch gói 1.2 Mơ hình hệ thống H th ng 4G LTE đư c phát triển tảng c a 2G GSM 3G UMTS/HSPA đư c coi tảng cho công ngh tương lai nên bên cạnh thành phần đóng vai trị cấu thành h th ng, vi c tương thích với hạ tầng mạng th h trước h th ng Non-3GPP khác quan trọng 1.2.1 Cấu trúc thành phần mạng LTE Hình 1.2.1 khái quát thực thể mạng LTE liên k t với mạng 2G/3G Hình 1.2.1 Cấu trúc hệ thống m ng 4Ả LTE Trang 1.2.1.1 Evolved NodeB (eNodeB) eNodeB thành phần quan trọng c a mạng truy cập c a LTE – EUTRAN (Evolved Universal Terrestrial Access Network) eNodeB có vai trị điều khiển quản lí tồn b tài ngun vô n thi t bị đầu cu i mạng lõi, coi h p BTS BSC, NodeB RNC h th ng mạng th h trước Chức c a eNodeB kể đ n như: - Quản lí, lập lịch phân b tài ngun vơ n Nén IP header mã hóa dịng li u c a ngư i dùng Quản lí li u truyền tải m t cách đ c lập, bảo đảm chất lư ng dịch v 1.2.1.2 Serving Gateway (SGW) Cổng ph c v (SGW) thực thể đư c kể đ n mạng lõi toàn IP mẻ c a LTE SGW đóng vai trị quan trọng vi c xác định vị trí thuê bao, định n truyền li u tới ngư i dùng Nhi m v lớn c a SGW chuyển giao li u ngư i dùng từ mạng vô n vào mạng lõi thông qua giao thức GTP dựa chức sau: - Định n định hướng gói li u c a ngư i dùng EUTRAN ngừng b đ m gói đư ng xu ng bắt đầu mạng thúc đẩy th t c yêu cầu dịch v Khi UE trạng tháng r i, SGW k t thúc đư ng li u downlink kích hoạt tìm gọi li u downlink ch chuyển tới UE Quản lỦ lưu trữ văn cảnh c a UE Thực hi n chép lưu lư ng sử d ng trư ng h p ngăn chặn h p pháp 1.2.1.3 PDN Gateway (PGW) PDN Gateway cổng k t n i mạng lõi LTE h th ng bên (Internet, PSTN, …) dịch v nhà mạng cung cấp (IMS, ePDG, RCS, …) M t thi t bị đầu cu i đồng th i k t n i tới nhiều PDN Gateway để truy cập nhiều PDN cung cấp nhiều dịch v khác Chức c a PDN Gateway gồm có: - Quản lí cấp phát địa IP cho thi t bị đầu cu i Lọc gói cho m i ngư i dùng H tr tính cước Ngăn chặn h p pháp (Lawful Interception) Packet screening Cư ng sách (Policy Enforcement) Trang 1.2.1.4 Thực thể quản lí tính di động (MME) MME - Mobility Management Entity thành phần ch ch t vi c đảm bảo tính tương thích mạng LTE th h mạng trước Vai trị c a MME quản lí tính di đ ng c a thi t bị đầu cu i với chức như: - - Báo hi u NAS (Non-Access Stratum) Quản lí nhận dạng tạm th i cho thi t bị đầu cu i Điều khiển quản lí chuyển giao LTE 2G/3G Kiểm tra tính xác thực c a thi t bị đầu cu i giám sát vi c giới hạn roaming cách tương tác với HSS Lựa chọn SGW, PGW, MME, SGSN có chuyển giao n i b LTE với h th ng th h trước 2G/3G, cung cấp chức điều khiển phẳng cho tính lưu đ ng LTE mạng truy cập th h trước Theo dõi UE trạng thái r i để thực hi n chuyển ti p tìm gọi MME điểm cu i mạng để thực hi n vi c dịch mật mã, bảo toàn vẹn cho báo hi u NAS vận hành quản lỦ khóa bảo mật 1.2.2 Giao thức giao diện vô tuyến Cũng gi ng UMTS/HSPA hay h th ng truyền thông hi n đại khác, vi c xử lí li u LTE đư c cấu thành b i nhiều lớp giao thức khác M t nhìn khái quát ki n trúc c a lớp giao thức đư ng downlink LTE đư c thể hi n hình 1.2.2.1 Trang Hình 1.2.2.1 Các lớp giao thức LTE Downlink (User plane) Dữ li u đư c truyền đư ng downlink c a tất ngư i dùng đư c chuyển đ n chu i giao thức xử lí dạng gói tin IP thơng qua m t SAE kênh mang Trước đư c truyền qua giao di n vơ n, gói tin IP s đư c xử lí lớp giao thức đư c mô tả sau đây: - Ảiao thức hội tụ gói tin liệu (Packet Data Convergence Protocol) ti n hành nén IP header nhằm giảm s lư ng bit cần truyền qua giao di n vô n Cơ ch nén hoạt đ ng dựa Robust Header Compression (RoHC), m t thuật toán nén header chuẩn đư c sử d ng WCDMA m t s chuẩn truyền thông di đ ng khác PDCP có vai trị vi c mã hóa bảo tồn li u đư c truyền phía thu, PDCP tương ứng thực hi n chức giải mã giải nén Với m i SAE kênh mang đư c cấu hình cho m t ngư i dùng s có m t thực thể PDCP tương ứng Trang - - - Ảiao thức qu n lí kết nối vô tuyến (Radio Link Control) chịu trách nhi m cắt ghép, quản lí ch kiểm tra, sửa l i truyền lại ARQ, cắt ghép li u để chuyển ti p lên tầng cao Không gi ng với UMTS/HSPA, giao thức RLC nằm eNodeB có m t loại node ki n trúc mạng k t n i vô n c a LTE RLC cung cấp dịch v cho PDCP dạng radio kênh mang Với m i radio kênh mang đư c cấu hình cho ngư i dùng s có m t thực thể RLC tương ứng Ảiao thức điều khiển truy cập môi trường (Medium Access Control) quản lỦ ch lập lịch cho đư ng lên đư ng xu ng, ch Hybrid-ARQ ph c v cho vi c kiểm tra l i, sửa l i truyền lại gói tin bị l i, ph i ghép phân chia li u nhận từ RLC thành transport block để chuyển ti p xu ng tầng vật lí tách li u từ transport block gửi lên từ tầng vật lí B lập lịch đư c đặt eNodeB với m t thực thể MAC dành cho m i cell, quản lí đư ng downlink uplink Phần giao thức HARQ tồn bên nhận bên thu Lớp MAC cung cấp dịch v cho RLC thông qua kênh logic Lớp vật lí (Physical Layer) đảm nhi m vai trị mã hóa giải mã, điều ch giải điều ch , multi-antenna mapping, quản lí thích ứng kênh, điều khiển cơng suất, tìm ki m cell (trong q trình đồng b chuyển giao) đo đạc chất lư ng kênh (trong n i b h th ng LTE LTE h th ng khác) Lớp vật lí cung cấp dịch v cho lớp MAC dạng kênh truyền dẫn Ngoài lớp giao thức đảm nhi m vi c xử lí truyền nhận li u c a ngư i dùng, ki n trúc LTE cung cấp hai thực thể có chức quản lí li u điều khiển ảình 1.2.2.2 Tồn kiến trúc giao thức LTE Trang - - Lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến (Radio Resource Control) đảm nhi m vai trò gửi nhận quảng bá tin System Information; gửi nhận Paging; kh i tạo, trì h y b m t k t n i RRC UE E-UTRAN; đảm nhi m chức kh i tạo, bảo mật, trì h y b kênh mang vô n Lớp giao thức không truy nhập (Non Access Stratum Protocols) lớp giao thức cao phần điều khiển UE MME Giao thức NAS quản lí tính di đ ng c a UE quản lí phiên nhằm thi t lập trì m t k t n i IP UE PDN GW 1.2.3 Các kênh truyền hệ thống LTE So với h th ng 3G UMTS, đ phức tạp c a ki n trúc giao thức LTE giảm rõ r t s lư ng kênh truyền tải đư c cắt giảm đáng kể tập trung vào chia sẻ kênh hoạt đ ng n s lư ng kênh chuyên d ng nh Hình 1.2.3.1 Sơ đồ phân chia kênh đường xuống LTE ảình 1.2.3.2 Sơ đồ phân chia kênh đường lên LTE Trang 10 Hình 1.3.1 Cấu trúc sub-frame LTE miền thời gian Trong mạng LTE, tài ngun vơ n đư c hình dung m t lưới kh i tài nguyên miền th i gian - tần s M i kh i tài nguyên m t phần c a m t slot, trải dài m t băng thông 180 kHz Băng thông đư c chia làm 12 sóng mang con, m i sóng mang có băng thơng 15 kHz M i kh i tài nguyên lại bao gồm 84 thành phần tài nguyên (trong trư ng h p cyclic prefix bình thư ng) 72 thành phần tài nguyên (trong trư ng h p cyclic prefix m r ng) M i thành phần tài nguyên m t phần c a OFDM symbol đư c mang m t sóng mang Hình 1.3.2 biểu di n m t block tài nguyên mặt phẳng th i gian - tần s ảình 1.3.2 Block tài nguyên miền thời gian - tần số Ngoài khái ni m đư c nhắc trên, sâu nghiên cứu LTE cần có thêm m t vài khái ni m sau liên quan đ n vi c phân b tài nguyên h th ng: Trang 12 - - Nhóm thành phần tài nguyên (Resource Element Group) bao gồm thành phần tài nguyên liên ti p khơng kể tín hi u tham khảo m t OFDM symbol m t block tài nguyên Thành phần điều khiển kênh (Control Channel Element) chứa nhóm thành phần tài nguyên đư c phân bổ OFDM symbol ảình 1.3.3, 1.3.4 Ví dụ REẢ CCE Những thành phần có nhiều cấu hình khác nhau, gọi Aggregation Level, để từ cung cấp cho thi t bị đầu cu i vị trí kích thước c a phần tài nguyên dành cho kênh điều khiển Từ thi t bị d dàng đồng b truyền nhận li u Trang 13 Hình 1.3.3 1.3.4 phía cho m t nhìn trực quan REG, CCE Aggregation level S lư ng CCE cấu thành nên m t PDCCH 1, 2, CCE liên ti p, đư c xác định b i thơng tin cấu hình PCFICH (CFI - Control Format Indicator) đ r ng băng thơng M i PDCCH chứa xác m t DCI (Downlink Control Information) mang thơng s cấu hình cho đư ng downlink ví d kh i tài nguyên mang tài nguyên dành cho UE, cấu hình giải điều ch đư c sử d ng để xử lí li u, v.v Như vậy, thấy kênh điều khiển có liên h với chặt ch , kênh quy t định cấu hình cho kênh điều khiển cấu hình tài nguyên h th ng dành cho UE Vị trí c a kênh điều khiển phải đư c xác định trước không gian tài nguyên để thi t bị đầu cu i tìm ki m, đồng b lấy thông tin m t cách d dàng Hình 1.3.5 cho thấy vị trị xác định c a kênh điều khiển kênh li u ngư i dùng không gian tài nguyên với cấu hình h th ng LTE dùng anten với băng thơng 1.4 MHz, cyclic prefix bình thư ng, cấu hình điều khiển CFI Trang 14 Trang 15 Mơ hình phân b cho thấy tỉ trọng tài nguyên dành cho loại kênh điều khiển lớn, chi m đ n 27% tài nguyên h th ng trư ng h p cấu hình kênh truyền bình thư ng Trong nhiều trư ng h p, mức chi m d ng lên cao hơn, lên tới 35% Trong h th ng LTE có sử d ng kĩ thuật k t h p sóng mang, m i sóng mang thành phần lại cần dành lư ng lớn tài nguyên cho thơng tin điều khiển kênh PDCCH Vì th , vi c ti t ki m tài nguyên từ vi c giảm tải thông tin điều khiển vấn đề quan trọng Trong hai phần ti p theo, trước tiên kĩ thuật k t h p sóng mang s đư c giới thi u, sau s phân tích phương pháp để giải quy t lãng phí đề cập Trang 16 Kĩ thuật kết hợp sóng mang Trong chương này, tơi trình bày khái niệm kết hợp sóng mang Carrier Aggregation, đặc điểm lợi ích CA thay đổi cần thiết hệ thống LTE triển khai kĩ thuật 2.1 Khái niệm kết hợp sóng mang (CA) K t h p sóng mang Carrier Aggregation đư c triển khai LTE-Advanced nhằm tăng băng thơng, nh đó, tăng t c đ bit để ph c v cho nhu cầu c a ngư i dùng Phương pháp k t h p dựa sóng mang c a 3GPP Release Release để đảm bảo tính tương thích với thi t bị đầu cu i theo chuẩn R8/R9 K t h p sóng mang đư c áp d ng FDD TDD báo cáo tập trung vào FDD Hình 2.1.1 cho thấy khái ni m CA ảình 2.1.1 Khái quát kĩ thuật kết hợp sóng mang Carrier Aggregation Thi t bị đầu cu i chuẩn LTE-Advanced đư c phân b tài nguyên đư ng downlink uplink m t cách k t h p, nằm hai hay nhiều sóng mang thành phần Component Carrier (CC) Thi t bị đầu cu i chuẩn cũ (R8/R9) đư c phân b tài nguyên m t CC Sóng mang thành phần có Trang 17 thể có băng thông khác (1.4, 3, 5, 10, 15 20 MHz) t i đa sóng mang thành phần đư c k t h p tạo m t băng thông t i đa 100 MHz Với h th ng LTE sử d ng FDD, s lư ng sóng mang k t h p dành cho đư ng downlink uplink khác Tuy nhiên, s lư ng CC dành cho uplink không bao gi vư t s lư ng CC dành cho downlink Có m t vài loại k t h p sóng mang khác phương án d k t h p sóng mang thành phần liên ti p m t băng tần c a LTE, hay gọi k t h p ti p giáp band (intra-band contiguous aggregation) Phương pháp khơng phải lúc triển khai cịn tùy thu c vào vi c nhà mạng đư c cấp phát tài nguyên tần s th Đ i với loại k t h p sóng mang khơng ti p giáp, kể đ n k t h p không ti p giáp band (intra-band non-contiguous), nghĩa sóng mang thành phần hoạt đ ng m t băng tần không liên ti p nhau, hoặc, k t h p liên band (inter-band aggregation), nghĩa sóng mang thành phần hoạt đ ng nhiều băng tần khác Hình 2.1.2 cho thấy khác ba phương pháp k t h p Trong thực t h th ng LTE c a nhà mạng th giới, hai phương pháp k t h p không ti p giáp đư c ứng d ng r ng rãi d thực hi n vi c cấp phép tần s ảình 2.1.2 Các phương pháp kết hợp sóng mang Khi k t h p sóng mang đư c sử d ng, thi t bị đầu cu i s k t n i với m t vài cell ph c v (serving cell), m i cell tương ứng với m t sóng mang thành phần Nhưng UE có k t n i RRC tới m t cell, cell ph c v (primary serving cell) sóng mang thành phần (primary component carrier), mà từ đó, UE nhận tin điều khiển giao thức NAS, giao thức RRC có k t n i thông tin h th ng khơng có k t n i Dữ li u đư ng lên c a Trang 18 UE hoàn toàn đư c truyền qua PCC Những sóng mang thành phần khác đư c gọi sóng mang thành phần ph (secondary component carrier, tương ứng với cell ph c v ph (secondary serving cell) Những sóng mang thành phần ph đư c thêm vào ngắt b cần thi t sóng mang thành phần đư c thay đổi có chuyển giao (handover) ảình 2.1.3 Cell phục vụ phụ kết hợp sóng mang Vùng ph c a m i cell ph c v khác nên m i sóng mang thành phần băng tần khác s chịu ảnh hư ng khác c a môi trư ng dẫn tới chất lư ng kênh truyền khác Các đư ng truyền li u tới UE hồn tồn đ c lập với tính chất t c đ li u Trong hình 2.1.3 trên, hai thi t bị đầu cu i vị trí khác s có cấu hình CA khác nhau, m t thi t bị có sóng mang k t h p với m t thi t bị có sóng mang k t h p Chú Ủ rằng, UE có chung m t tập sóng mang thành phần khác có sóng mang thành phần PCC khác đồng nghĩa với vi c trạm ph c v khác 2.2 Tác động CA lên hệ thống LTE Vi c đưa kĩ thuật k t h p sóng mang vào LTE có ảnh hư ng đ n lớp giao thức MAC lớp giao thức vật lí với m t vài tin điều khiển RRC Về bản, m i sóng mang thành phần tương tự sóng mang c a chuẩn Release Tuy nhiên, có m t s thay đổi cần thi t, ví d cần bổ sung thêm tin RRC dành cho vi c quản lí điều khiển sóng mang ph , Trang 19 lớp giao thức MAC cần quản lí đư c vi c lập lịch nhiều sóng mang thành phần Nhưng thay đổi ch y u tập trung vào lớp vật lí để ti p nhận xử lí thơng tin lập lịch c a sóng mang thành phần vi c truyền ACK/NACK c a q trình HARQ tương ứng cho mõi sóng mang thành phần Hình 2.2.1 khái quát ảnh hư ng c a CA lên h th ng LTE Hình 2.2.1 nh hưởng kĩ thuật CA lên lớp giao thức hệ thống LTE Tích h p kĩ thuật k t h p sóng mang phần lớn s tập trung thay đổi phía eNodeB Về phía ngư i dùng, kĩ thuật hồn tồn khơng có ảnh hư ng tới lớp giao thức phía lớp MAC Từ LTE-Advanced (Release 10) tr đi, lớp MAC h tr lên tới sóng mang thành phần tương ứng tầng vật lí Trong kĩ thuật CA, lớp MAC đư c sử d ng để chia li u thành dòng li u nh , m i dòng li u s qua m t sóng mang thành phần CA có ảnh hư ng đ n m t vài chức c a giao thức MAC chẳng hạn cách quản lí nhiều kênh PDSCH PUSCH MAC thông báo cho lớp RLC khả truyền nhận c a tất sóng mang thành phần, từ gói tin RLC đư c phân bổ tương ứng MAC RLC nằm eNodeB nên hoạt đ ng chặt ch với Điểm khác bi t lớn c a h th ng có CA h th ng LTE thông Trang 20 thư ng nằm ch HARQ Cơ ch cần bi t xác kh i li u (transport block) đư c gửi lên từ sóng mang thành phần để xảy l i, vi c truyền lại s đư c thực hi n sóng mang Vì ch HARQ đ c lập cho sóng mang thành phần, kênh điều khiển tương ứng (PDCCH, PHICH, PCFICH) đư c định nghĩa riêng cho sóng mang M t thi t bị đầu cu i tích h p kĩ thuật k t h p sóng mang phải có khả xử lí nhiều kh i li u (transport block) m t đơn gị th i gian (TTI) UE có m t k t n i RRC tới cell ph c v (Pcell) đư c ph c v b i bao nhiều sóng mang Pcell luôn trạng thái hoạt đ ng để truyền phát thông tin điều khiển Giao thức MAC chịu trách nhi m quản lí cell ảình 2.2.2 Thành phần điều khiển tr ng thái Scell tầng MAC Khi k t n i RRC đư c thi t lập, MAC kích hoạt (activate) h y kích hoạt (deactivate) cell ph c v ph (Scell) cách sử d ng thành phần điều khiển c a tầng MAC (MAC Control Element - LCID 11011) ứng với m i Scell Vi c kích hoạt h y kích hoạt đư c quy t định dựa điều ki n kênh truyền đ lớn c a lư ng li u c a UE nằm b đ m c a eNodeB Về bản, vi c truyền nhận li u ngư i dùng, m i sóng mang thành phần hoạt đ ng tương tự sóng mang c a chuẩn Release Các thơng tin điều khiển cấu hình đư ng downlink, vị trí c a kh i tài nguyên chứa li u c a UE, v.v đư c truyền tất sóng mang thành phần qua kênh điều khiển PCIFCH, PHICH, PDCCH Như phân tích chương trước, thành phần điều khiển chi m d ng nhiều tài nguyên h th ng (lên tới 30% điều ki n truyền dẫn t ) Hơn nữa, thông tin điều khiển cần có m t đ xác cao Khi m i sóng mang thành phần có thơng tin điều khiển riêng, đặc bi t sóng mang thành phần ti p giáp băng tần, s d gây nhi u cho Vi c giảm đ tin cậy c a thông tin điều khiển, gây l i gói tin dẫn tới vi c truyền lại, ảnh hư ng đ n hi u c a toàn h th ng Chính l đó, kĩ thuật lập lịch liên sóng mang đư c đưa để giải quy t hai vấn đề kĩ thuật k t h p sóng mang Kĩ thuật s đư c nghiên cứu trình bày chương ti p theo Trang 21 Kĩ thuật lập lịch liên sóng mang Trong chương này, khái niệm cách thức ho t động kĩ thuật lập lịch liên sóng mang (cross-carrier scheduling) trình bày Từ đưa lợi ích kĩ thuật hệ thống LTE sử dụng kĩ thuật kết hợp sóng mang Lập lịch liên sóng mang m t tính quan trọng h th ng mạng phức tạp (Heterogeneous Networks - HetNet) nói chung h th ng LTE nói chung nhi u liên cell có ảnh hư ng rõ r t lên chất lư ng kênh truyền b i cell HetNet đư c cấu hình hoạt đ ng m t tần s sóng mang Thi t bị đầu cu i bắt bu c phải giải mã đư c tín hi u điều khiển kênh PDCCH để giải mã thông tin điều khiển đư ng xu ng (Downlink Control Information - DCI) thi t bị nằm rìa cell với lư ng chất lư ng c a tín hi u nhận đư c thấp Vì th , li u kênh PDCCH đư c truyền với lư ng cao kênh dành cho ngư i dùng Điều tạo nhi u liên cell lên kênh PDCCH c a sóng mang tương ứng Trong h th ng LTE có áp d ng kĩ thuật k t h p sóng mang, CA đư c kích hoạt, UE s nhận li u đồng th i từ nhiều sóng mang Trong trư ng h p sóng mang thành phần dùng chung tần s , khả tạo nhi u liên tần s tăng lên cao, ảnh hư ng đ n đ tin cậy c a thông tin kênh điều khiển Kĩ thuật lập lịch liên sóng mang cho phép thi t bị đầu cu i nhận thông tin lập lịch c a sóng mang thành phần từ m t cell ph c v chính, từ xác định đư c li u c a nằm vị trí khơng gian tài ngun Điều giảm thiểu gần t đ i tác đ ng c a nhi u từ sóng mang thành phần lên thơng tin điều khiển Trang 22 ảình 3.1 Kĩ thuật lập lịch liên sóng mang có hai cell thành phần Bên cạnh vi c giảm thiểu nhi u liên tần s , kĩ thuật lập lịch liên sóng mang cịn giúp cân đ i ti t ki m tài nguyên h th ng sử d ng cho vi c truyền thông tin điều khiển li u c a ngư i dùng Khi không thực hi n lập lịch liên sóng mang, thơng tin phân b tài nguyên đư ng xu ng cho sóng mang thành phần nằm kênh PDCCH c a sóng mang Và tương tự, tài nguyên cho đư ng lên đư c xác định dựa vào thông tin nằm kênh PDCCH c a đư ng downlink liên k t với đư ng uplink Khi kĩ thuật lập lịch liên sóng mang đư c sử d ng, thơng tin điều khiển tất sóng mang thành phần đư c truyền kênh PDCCH c a sóng mang (PCC) từ UE s bi t vị trí c a kênh PDSCH chứa li u ngư i dùng sóng mang thành phần lại.Tương tự với đư ng uplink, UE s bi t phải truyền li u PUSCH theo sóng mang Từ đó, tài nguyên dành cho li u ngư i dùng c a sóng mang thành phần s tăng lên đáng kể.vì đư c k thừa phần tài nguyên đáng l dành cho PDCCH Để làm đư c vậy, m t s thay đổi đư c thêm vào tin điều khiển c a giao thức RRC UE s thơng báo cho EUTRAN bi t h tr tính lập lịch liên sóng mang thơng qua tham s crossCarrierScheduling-r10 phần PhyLayerParameters-v1020 Trang 23 trình trao đổi khả c a UE (UE capability) Với m i UE, eNodeB quy t định cho phép khơng cho phép kích hoạt cross-carrier scheduling m t cách đ c lập sóng mang thành phần Thông tin điều khiển đư ng xu ng c a sóng mang thành phần s đư c truyền kênh PDCCH c a Pcell M t trư ng mới, Carrier Indicator Field (CIF) đư c thêm vào trước m i thông tin DCI c a PDCCH N u trư ng có nghĩa DCI thu c Pcell Đ i với Scell, giá trị c a trư ng thứ tự c a Scell ảình 3.2 Các tham số cấu hình cho lập lịch liên sóng mang Tham s schedulingCellInfo nằm phần crossCarrierSchedulingConfig cho bi t lập lịch liên sóng mang có đư c kích hoạt hay khơng Giá trị c a tham s ‘own’ nghĩa Scell s sử d ng kênh PDCCH riêng, cross-carrier scheduling không đư c kích hoạt Ngư c lại, giá trị c a ‘other’ có nghĩa lập lịch liên sóng mang đư c sử d ng Tham s schedulingCellId thơng báo cho UE bi t cell có chứa tài nguyên cho đư ng xu ng Như nói trên, cross-carrier scheduling đư c sử d ng, UE s không giải mã kênh PDCCH hay PCFICH c a Scell Vì th , tham s pdsch-Start s thơng báo cho UE bắt đầu giải mã li u kênh PDSCH c a Scell Trang 24 Tổng kết Báo cáo đưa nhìn tổng quát h th ng LTE, từ thành phần cấu thành nên h th ng, giao thức giao di n vô n kênh truyền h th ng LTE Sâu nữa, cách phân bổ tài nguyên cho kênh truyền đư c đưa phân tích chi ti t nhằm cần thi t c a vi c ti t ki m tài nguyên dành cho kênh điều khiển Báo cáo trình bày khái ni m kĩ thuật k t h p sóng mang Carrier Aggregation tác đ ng c a lên ki n trúc h th ng LTE K t h p với phần trước để vi c ti t ki m tài nguyên dành cho kênh điều khiển h th ng LTE có sử d ng kĩ thuật k t h p sóng mang vơ quan trọng Từ đưa m t phương pháp s đư c áp d ng h th ng LTE CA tương lai, kĩ thuật lập lịch liên sóng mang L i ích c a vi c áp d ng kĩ thuật đư c nêu phân tích rõ ràng Do tầm hiểu bi t hạn hẹp ki n thức chưa đ sâu, báo cáo đơn nguyên lí hoạt đ ng c a kĩ thuật nói Để có m t nhìn sâu cách thức triển khai cần có thêm nhiều th i gian công sức đầu tư nghiên cứu Hy vọng báo cáo đư c m r ng, đào sâu tương lai gần Trang 25 Tài liệu tham khảo [1] E Dahlman, S Parkvall, J Skold, P Beming, “3G Evolution – HSPA and LTE for Mobile Broadband”, Academic Press, 2008 [2] http://www.3gpp.org/ [3] http://www.sharetechnote.com/ [4] http://lteuniversity.com/ [5] http://howltestuffworks.blogspot.com/ [6] http://dhagle.in/LTE [7] https://www.qualcomm.com/ Trang 26