Đồ án tìm hiểu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

LỜI CÁM ƠN Trước hết, em xin chân thành cám ơn Thầy Dương Hữu Ái, bảo tận tình tài liệu q báu Thầy giúp em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cô giáo trường CĐ CNTT hữu nghị Việt - Hàn tạo điều kiện học tập nghiên cứư cho em suốt bốn năm học vừa qua Xin cám ơn bạn học người thân giúp đỡ, động viên chia sẻ lúc khó khăn thời gian thực luận văn Do thời gian hạn hẹp chịu nhiều yếu tố tác động nên khố luận khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng Thầy, Cơ bạn để tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn!!! i MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i MỤC LỤC ii MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3G 1.1 MỞ ĐẦU .2 1.2 CÁC TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG MẠNG 3G 1.3 CÁC THAM SỐ CHÍNH CỦA W-CDMA 1.4 CÁC KÊNH CƠ BẢN CỦA W-CDMA .8 1.5 CÁC BƯỚC CẢI TIẾN CỦA CÔNG NGHỆ W-CDMA CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ HSDPA 12 2.2 NHỮNG CẢI TIẾN QUAN TRỌNG CỦA HSDPA SO VỚI W-CDMA 14 2.3 CÔNG NGHỆ HSDPA 15 2.4 CẤU TRÚC HSDPA 16 2.5 NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HSDPA .20 2.5.1 Truyền dẫn kênh chia sẻ .21 2.5.2 Điều chế mã hố thích ứng-Kỹ thuật truyền dẫn đa mã 22 2.5.3 Kỹ thuật H-ARQ với kết hợp mềm 24 2.5.4 Lập biểu nhanh phụ thuộc kênh 27 2.5.5 Chuyển giao HSDPA 28 CHƯƠNG 3: LỚP VẬT LÝ TRONG HSDPA 31 3.1 CẤU TRÚC LỚP VẬT LÝ CỦA HSDPA 31 3.1.1 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) 31 3.1.2 Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao (HS-SCCH) 32 3.1.3 Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao (HS-DPCCH) 34 3.2 TRÌNH TỰ HOẠT ĐỘNG LỚP VẬT LÝ CỦA HSDPA 35 CHƯƠNG : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA 38 ii 4.1 VOIP SONG CƠNG TỒN PHẦN VÀ THÚC ĐẨY TRÒ CHUYỆN 38 4.2 TRÒ CHƠI VỚI THỜI GIAN THỰC .38 4.3 LUỒNG TV- DI ĐỘNG 39 4.4 EMAIL 40 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 NHÂN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 44 iii MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 3GPP Dự án đối tác hệ thứ 16QAM Điều chế biên độ cầu phương 16 trạng thái 1xEV-DO Cải tiến tối ưu hóa liệu 1xEV-DV Cải tiến liệu/thoại AMC Điều chế mã hóa thích ứng ARQ u cầu lặp lại tự động BER Tỉ lệ lỗi bit BLER Tỉ lệ lỗi khối BTS Trạm thu phát gốc CDMA Đa truy nhập phân chia theo mã DPCCH Kênh điều khiển vật lý dành riêng DPCH Kênh vật lý dành riêng DRNC RNC trôi DS-CDMA CDMA trải phổ trực tiếp DSCH Kênh chia sẻ đường xuống EDGE Tốc độ liệu cải tiến cho phát triển toàn cầu EGPRS GPRS cải tiến FOMA Tự truy nhập đa phương tiện di động GPRS Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp GPS Hệ thống định vị toàn cầu GSM Hệ thống toàn cầu cho di động HARQ Yêu cầu phát lại tự động lai ghép HSDPA Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HS-DPCCH Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao HS-DSCH Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao HSPA Truy nhập gói tốc độ cao HS-PDSCH Kênh chia sẻ đường xuống vật lý tốc độ cao HS-SCCH Kênh điều khiển chia sẻ cho HS-DSCH MAC Điều khiển truy nhập môi trường MAC-hs Lớp MAC cho HSDPA Mbps Megabit giây iv QoS Quản lý chất lượng QPSK Khóa dịch pha cầu phương R5 Bản phát hành R99 Bản phát hành 99 RLC Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC Điều khiển tài nguyên vô tuyến SAW Dừng đợi TDMA Đa truy nhập phân chia theo thời gian TD-SCDMA CDMA đồng phân chia theo thời gian TTI Khoảng thời gian truyền dẫn UE Trang thiết bị người sử dụng UMTS Hệ thống viễn thông di động tồn cầu UTRA Truy nhập vơ tuyến mặt đất UMTS UTRAN Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng so sánh công nghệ di động tốc độ truyền liệu Bảng 1.2: Các thơng số WCDMA Bảng 2.2: Tốc độ bit tối đa khả dụng 24 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Các bước tiến hóa mạng thông tin di động Hình 1.2: Cấu trúc kênh WCDMA Hình 2.1: Biểu đồ cột so sánh thời gian download cơng nghệ 13 Hình 2.2: Các tính HSDPA so sánh với WCDMA .14 Hình 2.3: Cấu trúc giao diện vơ tuyến HSDPA cho số liệu người sử dụng 17 Hình 2.4: Các chức phần tử WCDMA lên HSDPA 17 Hình 2.5 Cấu trúc HSDPA 18 Hình 2.6 Cấu trúc kênh HSDPA kết hợp WCDMA 19 Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động HSDPA 20 Hình 2.8 Cấu trúc thời gian-mã HS-DSCH 22 Hình 2.9: Hoạt động giao thức SAW kênh 27 Hình 2.10: Q trình xác định (đoạn ô) tốt chuyển giao 28 Hình 2.11: Chuyển giao HS-DSCH hai đoạn thuộc nút B 29 Hình 2.12: Chuyển giao HS-DSCH đoạn ô thuộc hai RNC khác 30 Hình 2.13 Chuyển giao HS-DSCH từ NodeB có HS-DSCH sang NodeB có DCH 30 Hình 3.1: Ví dụ đa mã với hai người sử dụng .32 Hình 3.2: Mối quan hệ thời gian HS-SCCH HS-DSCH 33 Hình 3.3: Cấu trúc HS-DPCCH 34 Hình 3.4: Thời gian thiết bị đầu cuối tiến trình HARQ 36 Hình 3.5: Mối quan hệ thời gian DPCH HS-SCCH 37 Hình 4.1: Ước lượng tiêu thụ cơng suất điện thoại di động 40 Hình 4.2: Truy cập email từ mobile sử dụng pin 1000-mAh 41 vii Tìm hiểu công nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, thông tin di động trở thành ngành công nghiệp viến thông phát triển nhanh phục vụ người hữu hiệu Để đáp ứng nhu cầu chất lượng dịch vụ ngày nâng cao, thông tin di động không ngừng cải tiến Cuộc cách mạng thị trường thông tin di động đưa yêu cầu nâng cấp cải tiến dung lượng hệ thống lẫn tốc độ truyền dẫn liệu Để tăng khả hỗ trợ cho dịch vụ liệu chuyển mạch gói, tổ chức 3GPP phát triền chuẩn hóa phiên Release công nghệ mới, HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), cho phép cải thiện tốc độ truyền dẫn liệu đường xuống xem phát triển mang tính cách mạng mạng truy nhập vơ tuyến WCDMA Luận văn trình bày trước hết sơ lược vài nét lịch sử di động đến hệ 3.5G HSDPA, khái quát tảng 3G WCDMA UMTS, chương giới thiệu số tính kỹ thuật tiên tiến công nghệ HSDPA khả hỗ trợ tốc độ liệu tính di động cuối vào tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ 3G Gồm chương: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA CHƯƠNG 3: LỚP VẬT LÝ TRONG HSDPA CHƯƠNG : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA Trong đồ án khơng thể tránh sai sót, mong góp ý thầy bạn để đồ án hoàn chỉnh Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3G 1.1 MỞ ĐẦU Thế hệ điện thoại di động (1G) đời thị trường vào năm 70/80 Đấy điện thoại anolog sử dụng kỹ thuật điều chế radio gần giống kỹ thuật dùng radio FM Trong hệ điện thoại này, thoại không bảo mật Thế hệ 1G thường nhắc đến với "Analog Mobile Phone System (AMPS)" Mốc thời gian đánh dấu đời 2G, điện thoại kỹ thuật số (digital) đầu năm 90 Chuẩn kỹ thuật số D-AMPS sử dụng TDMA (Time division Mutiple Access) Tiếp theo sau điện thoại 2G dựa cơng nghệ CDMA đời Sau Châu Âu chuẩn hóa GSM dựa TDMA Cái tên GSM ban đầu xuất phát từ "Groupe Speciale Mobile" (tiếng Pháp), nhóm thành lập CEPT, tổ chức chuẩn hóa Châu Âu, vào năm 1982 Nhóm có nhiệm vụ chuẩn hóa kỹ thuật truyền thơng di động bãng tầng 900MHz Sau đó,GSM chuyển thành Global System for Mobile Communication vào năm 1991 tên tắt cơng nghệ nói Năm 2001, để tăng thông lượng truyền để phục vụ nhu cầu truyền thông tin (không phải thoại) mạng di động, GPRS đời GPRS xem 2.5G Tốc độ truyền data rate GSM = 9.6Kbps GPRS cải tiến tốc độ truyền tăng lên gấp lần so với GSM, tức 20 - 30Kbps GPRS cho phép phát triển dịch vụ WAP internet (email) tốc độ thấp Tiếp theo sau 2003, EDGE đời với khả cung ứng tốc độ lên 250 Kbps EDGE biết đến 2.75G (trên đường tiến tới 3G) Cụm từ điện thoại di động 3G ngày trở nên quen thuộc với người dùng di động 3G viết tắt third-generation technology chuẩn công nghệ truyền thơng hệ thứ ba, cho phép truyền ngồi liệu chuẩn đàm thoại cịn truyền liệu phi thoại (tải liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh, nhạc, internet ) Cơng nghệ 3G vừa cho phép triển khai dịch vụ cao cấp vừa làm tăng dung lượng mạng điện thoại nhờ vào việc sử dụng hiệu hiệu suất phổ Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ Hình 1.1: Các bước tiến hóa mạng thơng tin di động Trong số dịch vụ 3G, điện thoại video khả truy nhập internet thường xem ví dụ tiêu biểu dịch vụ cao cấp mà nhà cung cấp dịch vụ muốn cung cấp cho khách hàng Tuy nhiên tần số vơ tuyến nói chung tài ngun đắt đỏ, giá tần số cho công nghệ 3G đắt nhiều nước, nơi mà bán đầu giá tần số mang lại hàng tỷ euro cho phủ Bởi chi phí cho quyền tần số phải trang trải nhiều năm trước thu nhập từ mạng 3G đem lại, nên khối lượng đầu tư khổng lồ cần thiết để xây dựng mạng 3G Nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông rơi vào khó khăn tài điều làm chậm trễ việc triển khai mạng 3G nhiều nước ngoại trừ Nhật Bản Hàn Quốc, nơi yêu cầu quyền tần số bỏ qua phát triển hạ tầng sở IT quốc gia đặt ưu tiên cao Nước đưa 3G vào khai thác thương mại cách rộng rãi Nhật Bản Năm 2005, khoảng 40% thuê bao Nhật Bản thuê bao 3G, mạng 2G dần biến Nhật Bản Với 3G, có số tên gọi liên quan như: cơng nghệ (nền tảng) 3G, mạng 3G, chuẩn 3G Công nghệ 3G chuẩn 3G coi một, mạng 3G Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ Hình 2.12: Chuyển giao HS-DSCH đoạn ô thuộc hai RNC khác Chuyển giao HS-DSCH sang có DCH Hình 2.13 Chuyển giao HS-DSCH từ NodeB có HS-DSCH sang NodeB có DCH Hình 2.13 minh họa trình chuyển giao HS-DSCH từ (đoạn ơ) có HS-DSCH sang nút B có DCH Sau SRNC định chuyển giao, gửi tin đặt lại cấu hình liên kết vô tuyến đồng đến nút B liên quan đồng thời gửi tin RRC đặt lại cấu hình kênh vật lý đến người sử dụng để chúng thực chuyển giao Trong trường hợp tin đặt lại cấu hình liên kết vơ tuyến SRNC gửi đến nút B đích thơng qua DRNC Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 30 Tìm hiểu công nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ CHƯƠNG 3: LỚP VẬT LÝ TRONG HSDPA 3.1 CẤU TRÚC LỚP VẬT LÝ CỦA HSDPA HSDPA hoạt động kết hợp DSCH với DCH, mang đến dịch vụ yêu cầu độ trễ chặt chẽ hơn, chẳng hạn dịch vụ thoại AMR Để thực tính HSDPA, ba kênh giới thiệu đặc tính kỹ thuật lớp vật lý: • HS-DSCH mang liệu người sử dụng đường xuống, với tốc độ đỉnh lên tới 10 Mbps với 16 QAM • HS-SCCH mang thơng tin điều khiển lớp vật lý cần thiết để giải mã liệu HS-DSCH để thực kết hợp liệu gửi lớp vật lý lên HSDSCH trường hợp truyền lại gói bị lỗi • HS-DPCCH mang thơng tin điều khiển cần thiết đường lên, xác nhận ARQ (cả xác định lẫn sai) thông tin phản hồi chất lượng kênh đường xuống Ba loại kênh thảo luận phần sau 3.1.1 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) HS-DSCH có đặc trưng cụ thể nhiều cách khác so sánh với kênh tồn Release 99 Khoảng thời gian truyền dẫn (TTI) hay thời gian xen kẽ định nghĩa 2ms (3 khe) để đạt trễ quay vòng ngắn cho hoạt động thiết bị đầu cuối Node B để truyền lại TTI 2ms HS-DSCH ngắn so với khoảng thời gian truyền dẫn 10, 20, 40 hay 80 Release 99 Thêm phối hợp điều chế bậc cao hơn, 16 QAM mã hóa dư thừa làm tăng tốc độ liệu đỉnh lên tức thời Theo quan điểm miền mã hóa, SF cố định; 16, truyền dẫn đa mã ghép kênh mã người sử dụng khác xảy Số lượng mã tối đa cấp 15, phụ thuộc vào khả thiết bị đầu cuối, thiết bị đầu cuối cá nhân nhận giá trị tối đa 5, 10 hay 15 mã (trong thực tế thấy thiết bị usb 3g hỗ trợ 3,6 Mbps; 7,2 Mbps hay cao tùy vào giá thành công nghệ) Tổng số mã kênh với hệ số trải phổ 16 tương ứng 16 (dưới mã xáo trộn), cần phải có không gian mã kênh khác, kênh HS-SCCH DCH liên quan, số mã tối đa đặt 15 Một kịch đơn giản minh họa hình 3.1, nơi mà hai người dùng sử dụng HS-DSCH Cả hai người sử dụng kiểm tra thông tin Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 31 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ từ HS-SCCH để định mã HS-DSCH dùng để giải trải phổ tham số cần thiết để phát xác 3.1.2 Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao (HS-SCCH) Hình 3.1: Ví dụ đa mã với hai người sử dụng HS-SCCH mang thông tin cần thiết cho giải điều chế HS-DSCH Dịch vụ viễn thơng di động tồn cầu (UMTS) Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất (RAN) (UTRAN) cần phân bố số HS-SCCH tương ứng với số tối đa người sử dụng mã hóa-ghép kênh Nếu khơng có liệu HS-DSCH, khơng cần truyền HS-SCCH Từ điểm mạng lưới, thấy số lượng lớn HS-SCCH giao, thiết bị cần tối đa bốn HS-SCCH thời gian gửi HSSCCH coi báo hiệu tớ thiết bị đầu cuối mạng Thực tế, cần nhiều bốn HS-SCCH khó xảy Tuy nhiên, HS-SCCH cần thiết để khớp mã có tốt cho thiết bị đầu cuối với giới hạn dung lượng HSDPA Mỗi khối HS-SCCH có ba khe thời gian chia thành hai phận chức Khe (phần thứ nhất) mang thông tin thời gian định (critical-time) cần thiết để bắt đầu trình giải điều chế để tránh đệm cấp độ chip Hai khe thời gian sau (phần thứ hai) chứa tham số thời gian định bao gồm CRC (kiểm tra độ dư vòng) để kiểm tra độ xác thơng tin HS-SCCH thơng tin tiến trình HARQ Để bảo vệ, hai phần HS-SCCH sử dụng mặt nạ đặc trưng đầu cuối cho phép thiết bị đầu cuối định xem kênh điều khiển phát dành cho thiết bị đầu cuối HS-SCCH sử dụng hệ số trải phổ 128, cung cấp 40 bit khe thời gian (sau mã hóa kênh) khơng có hoa tiêu hay bít điều khiển cơng suất truyền (TPC) HS-SCCH HS-SCCH sử dụng mã xoắn nửa tốc độ với hai phần Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 32 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ mã hóa phân cách phần thơng tin thời gian định yêu cầu có sẵn sau khe thời gian thực tế xen kẽ với phần thứ Các tham số phần thứ HS-SCCH cho thấy điều sau đây: • Các mã giải trải phổ Điều liên quan đến khả thiết bị đầu cuối giải tối đa 5, 10 hay 15 mã • Điều chế sử dụng QPSK hay 16 QAM Các tham số phần thứ hai HS-SCCH cho thấy : • Thơng tin phiên dư thừa cho phép giải điều chế kết hợp với lần truyền trước • Số tiến trình ARQ cho thấy tiến trình ARQ thuộc liệu • Lần truyền hay thị truyền lại trình truyền kết hợp với liệu tồn đệm (nếu không giải điều chế thành công lần trước) hay đệm cần phải xóa thay liệu Các tham số tỉ lệ mã kênh khơng báo hiệu, suy từ kích thước khối truyền tham số định dạng truyền khác Như minh họa hình 3.2, thiết bị đầu cuối có khe thời gian để xác định mã để giải trải phổ từ HS-DSCH Việc sử dụng mặt nạ đầu cuối đặc trưng cho phép thiết bị đầu cuối kiểm tra liệu dành cho Tổng số HS-SCCH mà thiết bị đầu cuối quản lý (ở phần kênh) tối đa bốn, trường hợp có liệu cho thiết bị đầu cuối khoảng thời gian truyền dẫn liên tiếp, HS-SCCH giống thiết bị đầu cuối khác khoảng TTI để tăng độ tin cậy tín hiệu Cách tiếp cận cần thiết không để bỏ qua thiết bị đầu cuối có liệu đệm khơng cần thiết mà cịn có nhiều mã sử dụng hỗ trợ khả thiết bị đầu cuối Hình 3.2: Mối quan hệ thời gian HS-SCCH HS-DSCH Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 33 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ Thời gian DCH đường cuối không gắn với thời gian HS-SCCH (hoặc HSDSCH) 3.1.3 Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao (HS-DPCCH) Hướng đường lên phải mang thơng tin ACK/NACK cho q trình truyền lại lớp vật lý thông tin phản hồi chất lượng sử dụng lập lịch Node B để xác định thiết bị truyền truyền với tốc độ liệu Nó yêu cầu để đảm bảo hoạt động chuyển giao mềm trường hợp tất Node B hỗ trợ hết lên HSDPA Vì vậy, để lại cấu trúc kênh đường lên thêm vào yếu tố thông tin cần thiết kênh mã song song HS-DPCCH HS-DPCCH chia thành hai phần, thể hiển hình 3.3, mang thơng tin sau đây: • Truyền ACK/NACK, phản ánh kết việc kiểm tra CRC sau giải điều chế kết hợp gói • Chỉ thị chất lượng kênh đường xuống (CQI) cho biết kích thước khối truyền tải, kiểu điều chế số mã song song nhận cách xác (với tỉ lệ lỗi khối hợp lý (BLER)) đường xuống Hình 3.3: Cấu trúc HS-DPCCH Trong tiêu chuẩn 3GPP, có thảo luận sơi động khía cạnh này, khơng phải vấn đề tầm thường để xác định phương pháp phản hồi đưa vào triển khai máy thu khác tài khoản vân vân, đồng thời dễ dàng chuyển đổi thông tin lập lịch Node B Trong trường hợp khác, thông tin phản hồi bao gồm bit mang thông tin liên quan đến chất lượng Một trạng thái tín hiệu dành cho trạng thái ‘không bận tâm đến việc truyền’ trạng thái khác đại diện truyền tải cho thiết bị đầu cuối nhận thời điểm Do đó, dải Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 34 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ trạng thái chất lượng từ truyền mã QPSK lên đến 15 mã 16 QAM (bao gồm tỉ lệ mã hóa khác nhau) Rõ ràng, khả thiết bị đầu cuối cần phải thêm vào tín hiệu phản hồi; đó, thiết bị đầu cuối không hỗ trợ số lượng định phần mã bảng thông tin phản hồi CQI giá trị tín hiệu cho hệ số giảm cơng suất có liên quan đến kết hợp hầu hết hỗ trợ từ bảng CQI Bảng CQI bao gồm khoảng kích thước khối truyền, số mã kết hợp điều chế định nghĩa tỉ lệ mã hóa kết HS-DPCCH cần số phần công suất truyền đường lên, tác động đến chi phí liên kết cho đường lên 3.2 TRÌNH TỰ HOẠT ĐỘNG LỚP VẬT LÝ CỦA HSDPA Hoạt động lớp vật lý HSDPA tuân theo bước sau: • Bộ lập lịch Node B đánh giá khác điều kiện kênh người dùng mạng, liệu chờ đệm cho người, thời gian trôi qua kể từ người dùng cụ thể phục vụ, người sử dụng chờ truyền lại Các tiêu chuẩn xác phải đưa vào tài khoản lập lịch vấn đề thực nhà cung cấp • Một thiết bị đầu cuối xác định để phục vụ TTI cụ thể, Node B xác định tham số HS-DSCH cần thiết Ví dụ, mã lấp đầy? Có thể sử dụng 16QAM khơng? Hạn chế khả thiết bị đầu cuối gì? Khả nhớ mềm thiết bị đầu cuối định nghĩa kiểu HARQ sử dụng • Node B bắt đầu truyền hai khe HS-SCCH trước TTI HS-DSCH tương ứng biết tham số cần thiết thiết bị đầu cuối Việc lựa chọn HS-SCCH (từ thiết lập tối đa bốn kênh) tự khơng có liệu cho thiết bị đầu cuối từ khung HS-DSCH trước • Thiết bị đầu cuối giám sát HS-SCCH đưa mạng thiết bị đầu cuối giải mã phần từ HS-SCCH dành cho nó, bắt đầu giải mã phần lại HS-SCCH lưu đệm mã cần thiết từ HS-DSCH • Khi có tham số HS-SCCH giải mã từ phần hai, thiết bị đầu cuối xác định tiến trình ARQ cho dù cần phải kết hợp với liệu có đệm mềm Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 35 Tìm hiểu công nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ • Sau giải mã liệu có khả kết hợp, thiết bị đầu cuối gửi vào đường lên thị ACK/NACK, phụ thuộc vào đầu việc kiểm tra CRC thực liệu HS-DSCH • Nếu mạng tiếp tục truyền liệu cho thiết bị đầu cuối TTI tiếp theo, thiết bị đầu cuối HS-SCCH sử dụng TTI trước Thủ tục hoạt động HSDPA xác định cách xác giá trị thời gian cho hoạt động thiết bị đầu cuối từ việc tiếp nhận HS-SCCH thông qua giải mã tín hiệu ACK/NACK đường lên Giá trị khóa thời gian từ điểm đầu cuối 7.5 khe từ kết thúc TTI HS-DSCH tới bắt đầu trình truyền ACK/NACK HS-DPCCH đường lên Mối qua hệ thời gian đường xuống đường lên minh họa hình 3.4 Phía mạng khơng đồng điều kiện gửi trình truyền lại đường xuống Vì vậy, tùy thuộc vào việc thực hiện, khoảng thời gian khác dành cho tiến trình lên lịch phía mạng Hình 3.4: Thời gian thiết bị đầu cuối tiến trình HARQ Các khả thiết bị đầu cuối không ảnh hưởng đến thời gian trình truyền khe thời gian để định khe truyền tới thiết bị đầu cuối Các khả bao gồm thông tin khoảng liên TTI tối thiểu cho dù TTI tiếp sử dụng hay không Giá trị thị TTI tiếp sử dụng, giá trị tương ứng để tương ứng để tối thiểu hai TTI trống gói tin truyền Từ đường xuống DCH đường lên DCH khe đồng chỉnh để HSDPA truyền kênh, đường lên HS-DPCCH bắt đầu khe đường lên tốt, điều cần đưa vào tài khoản tiến trình cài đặt cơng suất đường lên Thời Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 36 Tìm hiểu công nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ gian đường lên lượng tử hóa 256 chip (symbol chỉnh) giá trị 7,5 khe -128 chip tới 7,5 khe 128 chip Điều minh họa hình 3.5 Hình 3.5: Mối quan hệ thời gian DPCH HS-SCCH Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 37 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ CHƯƠNG : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA 4.1 VOIP SONG CƠNG TỒN PHẦN VÀ THÚC ĐẨY TRỊ CHUYỆN Khi so sánh với nhiều ứng dụng khác chạy qua IP, lưu lượng yêu cầu cho VoIP song công toàn phần thấp, lên tới vài chục Kbps, yêu cầu tiềm ẩn mặt khác lại đòi hỏi cao hơn, lần , RTT – lưu lượng nối liên kết- nhân tố mà người dùng cuối giới hạn dịch vụ thực dung lượng mạng Khuyến cáo ITU thời gian truyền đường cho tiếng nói song cơng tồn phần nói người sử dụng thỏa mãn với độ trễ truyền từ miệng đến tai khoảng 280ms Với độ trễ lớn 280ms tương tác kết nối tiếng nói giảm nhanh chóng.Và độ trễ đạt đến 400ms tiếng nói khơng thỏa mãn với tương tác kết nối Chú ý độ trễ nói đến độ trễ từ miệng đến tai, khơng bao gồm độ trễ đường truyền mà độ trễ xử lý (mã hóa/ giải mã) phát nhận Khuyến cáo liên hiệp viễn thơng quốc tế ngồi bao gồm hướng dẫn cho độ trễ mã hóa / giải mã Với đa số lấy mẫu dùng cho di động yêu cầu độ trễ từ 50ms đến 100ms Bỏ qua độ trễ xử lý độ trễ từ lúc truyền tin kết thúc nhỏ 200ms Khi so sánh yêu cầu độ trễ với RTT thấp 200ms WCDMA thấp 100ms HSPA Rõ ràng VOIP làm việc tốt công nghệ.Với RTT ngắn liên kết vô tuyến HSPA, độ trễ cho phép đường truyền HSPA lớn so với WCDMA Chú ý tải HSPA tăng lên RTT tăng Với ứng dụng thúc đẩy trị chuyện độ trễ u cầu từ miệng tới tai địi hỏi cao so với VOIP song cơng tồn phần Mặt khác, ứng dụng đặt yêu cầu chặt chẽ việc thiết đặt thời gian cho kết nối vô tuyến Điều thời gian người sử dụng yêu cầu trò chuyện, hệ thống phải thiết đặt kết nối vô tuyến, thời gian để làm điều trực tiếp ảnh hưởng đến người dùng kết nối tới trị chuyện 4.2 TRỊ CHƠI VỚI THỜI GIAN THỰC Có nhiều nhóm trị chơi mạng, nhóm có yêu cầu khác mạng di động, yêu cầu phụ thuộc thời gian thiết lập kết nối vô tuyến tuổi thọ pin Dưới ví dụ nhóm trị chơi • Những trị chơi hoạt động thời gian thực • Những trò chơi chiến lược thời gian thực Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 38 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ • Những trò chơi chiến lược quay Yêu cầu chặt chẽ trò chơi hoạt động thời gian thực Trong tốc độ truyền theo bit tối đa trò chơi hoạt động vượt 100200 kbps tốc độ truyền theo bit trung bình thường khoảng 10- 30 kbps RTT u cầu độ trễ điển hình 125-250ms cho trị chơi địi hỏi cao Do đó, HSPA có khả để hỗ trợ việc chơi hoạt động với nạp thực miễn mạng người dùng cuối kiểm soát tốt Yêu cầu tốc độ liệu cho trò chơi hoạt động thời gian thực thay đổi nhanh HSPA có ưu điểm so với Release 99 tốc độ liệu đáp ứng 4.3 LUỒNG TV- DI ĐỘNG Việc cung cấp luồng video có chất lượng tốt ảnh di động sử dụng lấy mẫu video gần yêu cầu tốc độ từ 32 đến 128 kbps phụ thuộc vào nội dung Đa số kiểu nội dung mang dung lượng 64 Kbps chất lượng đủ tốt.Các mạng WCDMA cung cấp 64-128kbps với chất lượng tốt Tuy nhiên, mà HSPA mang nhiều khả hơn, mà cho phép thị trường tốc độ truyền theo bit cao tới người dùng cuối Những mạng vô tuyến trước hệ 3G đạt tốc độ liệu 50- 200 kbps, 3G mạng với khả HSDPA cung cấp tốc độ liệu lên tới Mbps Do đó, ứng dụng luồng phải làm thích nghi tốc độ phương tiện truyền thơng Sự thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông luồng hỗ trợ số thiết bị đầu cuối, hỗ trợ đầy đủ GPP tiêu chuẩn hóa sơ đồ thích nghi tốc độ phương tiện truyền thơng bao gồm vào GPP lên thành phiên R6 Để lựa chọn tốc độ phương tiện truyền thơng thích hợp người phục vụ luồng cần phải biết: - Loại trạm di động hướng tới Trong trường hợp thiết bị đầu cuối với khả tốc độ truyền theo bit hạn chế, tốc độ phương tiện truyền thơng cần phải tính đến hạn chế - Tốc độ phương tiện truyền thông ban đầu cần phải sử dụng mạng 2G, đơi mạng 3G - Khi để tăng hay giảm bớt tốc độ phương tiện truyền thông Trong thực tế, trạm di động thông tin trao đổi người phục vụ khả họ trước luồng bắt đầu Điều bước giải Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 39 Tìm hiểu công nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ Sự chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thơng ban đầu khó khăn Trong mạng ngày dựa vào mơ hình mạng điện thoại Khi tốc độ truyền theo bit giải pháp dịch vụ đặt thiết bị đầu cuối mạng WCDMA HSPA tốc độ truyền theo bit sử dụng để hướng dẫn chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thông ban đầu 4.4 EMAIL Các giá trị trễ mạng HSPA thường đủ thấp cho ứng dụng thư điện tử Thậm chí người sử dụng khơng tải file đính kèm gửi thư điện tử, ứng dụng thư điện tử dùng gửi tin nhắn tới điện thoại di động: - Tiêu đề thư vài KB email nhận được đẩy tới thiết bị đầu cuối - Giữ tin nhắn hoạt động trao đổi máy chủ thiết bị đầu cuối Kích thước tin nhắn giữ nhỏ Hình 4.1 cho ta ước lượng tiêu thụ công suất điện thoại di động tin nhắn giữ lại mỗI phút nhận –50 tín nhắn email Hình 4.1: Ước lượng tiêu thụ công suất điện thoại di động Việc giữ tin nhắn hoạt động mang kênh RACH/FACH phần tin nhắn- vài KB- mang HS-DSCH Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 40 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ Việc tiêu thụ công suất nguồn trình bày hình 4.1 Tiêu thụ nguồn phụ thuộc vào số lượng tin nhắn nhận thông số thiết đặt mạng vô tuyến Nếu chúng tả giả sử đồng hồ 5-sec DCH FACH 50 tin nhắn giờ, thiết bị di động chuẩn 53h sử dụng 1000mAp công suất pin Sự tính tốn chứng minh thơng số ứng dụng đẩy email tốt mạng vơ tuyến Hình 4.2: Truy cập email từ mobile sử dụng pin 1000-mAh Nếu trạng thái PCH không sử dụng mạng, UE di chuyển từ FACH tới trạng thái rỗi kết nối RRC giải phóng Khi liệu tới đường xuống từ lõi mạng 3G , kết nối RRC cần chiếm giữ Kết nối RRC thiết đặt thủ tục tăng tiêu thụ cơng suất đầu cuối giảm thời gian chuẩn sử dụng pin Sử dụng trạng thái PCH có lợi để đạt thời gian chuẩn sử dụng dài Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 41 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ KẾT LUẬN HSDPA (High Speech Downlink Packet Access: truy nhập gói đường xuống tốc độ cao) mở rộng hệ thống 3G W-CDMA UMTS đời để tăng dung lượng đường xuống cung cấp tốc độ lên đến 10 Mbps, đáp ứng tốt nhu cầu dịch vụ truy nhập tốc độ cao Hiện thiết bị di động đại hay usb 3g trở nên thân thuộc đời sống hàng ngày tương lai cịn phát triển phổ biến Tồn luận văn trình bày vắn tắt lịch sử phát triển, lý thuyết công nghệ 3G với đường truyền xuống truy cập gói tốc độ cao HSDPA, nghiên cứu lớp vật lý, bên cạnh mơ với mơ hình kênh truyền thông tin vô tuyến ảnh hưởng mà gây Đồ án nêu lên nhìn khái qt cơng nghệ WCDMA-HSDPA nhiên kiến thức, thực tế thời gian hạn chế nên cịn có nhiều thiếu sót chưa tìm hiểu thêm vấn đề công nghệ HSUPA, HSPA+… Em xin cảm ơn thầy cô, bạn đặc biệt thày giáo hướng dẫn: Dương Hữu Ái tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 42 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 43 Tìm hiểu công nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ NHÂN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 44 ... tảng) 3G, mạng 3G, chuẩn 3G Công nghệ 3G chuẩn 3G coi một, mạng 3G Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ mạng di động ứng dụng công nghệ 3G Trước... thành đồ án Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 42 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B 43 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di. .. - Lớp CCVT03B 37 Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ CHƯƠNG : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA 4.1 VOIP SONG CÔNG TỒN PHẦN VÀ THÚC ĐẨY TRỊ CHUYỆN Khi so sánh với nhiều ứng dụng khác chạy