Giao diện và các kênh trong hệ thống thông tin di đông gsm và wcdm

GIAO DIỆN VÀ CÁC KÊNH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐÔNG GSM VÀ WCDM MỤC LỤC A CÁC GIAO DIỆN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ WCDMA I Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM: 1 II Các giao diện nội (Internal Interface) 1.1 Giao diện vô tuyến Um (MS-BTS) .1 1.2 Giao diện A (BSC-MSC): .4 1.3 Giao diện A-bis (BTS-BSC): 1.4 Giao diện B (MSC-VLR) 1.5 Giao diện C (MSC – HLR) 1.6 Giao diện D (VLR – HLR) 1.7 Giao diện E (MSC-MSC): 1.8 Giao diện F (EIR – MSC): 1.9 Giao diện G (VLR-VLR): .6 1.10 Giao diện H (HLR-AuC) 1.11 Giao diện I: Các giao diện ngoại vi (External Interface) 2.1 Giao diện với OMC .7 2.2 Giao diện với mạng thoại công công PSTN (Ai: MSC-PSTN) 2.3 Giao diện với mạng số đa dịch vụ ISDN (Di: MSC-ISDN) 2.4 Giao diện mạng chuyển mạch gói PSDN (Pi: MSC-PSDN) 2.5 Giao diện với PLMN qua PSTN/ISDN (Di: MSC-PLMN) Các giao diện hệ thống thông tin di động WCDMA: .9 Các giao diện UTRAN 1.1 Giao diện Cu (USIM –UE) 1.2 Giao diện vô tuyến Uu (UE – NodeB) 1.3 Giao diện Iu (UTRAN –CN) .11 1.4 Giao diện Iur (RNC – RNC) .11 1.5 Giao diện Iub (RNC – Node B) 11 Các giao diện mạng lõi CN .11 2.1 Giao diện Gs (MSC-SGSN) 11 2.2 Giao diện Gr (SGSN – HLR) 12 2.3 Giao diện Gf (SGSN –EIR) 12 2.4 Giao diện Gd (SGSN - SMS-GMSC, SGSN - SMS-IWMSC) .12 2.5 Giao diện Gn (SGSN-GGSN): 12 B 2.6 Giao diện Gc (GGSN HLR) 13 2.7 Giao diện Gp: 14 2.8 Giao diện Gi: .14 CÁC KÊNH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ WCDMA 15 I Các kênh hệ thống thông tin di động GSM 15 Kênh vật lý 15 Các kênh logic .19 I 2.1 Các kênh lưu lượng, TCH 20 2.2 Các kênh điều khiển 20 Sắp đặt kênh logic lên kênh vật lý 21 3.1 Tổ hợp kênh 21 3.2 FCCH+SCH+BCCH+CCCH .22 3.3 Các nhóm tìm gọi 22 3.4 SDCCH+SACCH 23 3.5 Các kênh lưu lượng .24 3.6 Các kênh lưu lượng bán tốc .25 3.7 Một cách tổ chức cho dung lượng nhỏ .25 3.8 Mở rộng lưu lượng tìm gọi 25 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA 27 Các kênh logic .27 1.1 Các kênh lưu lượng .27 1.2 Các kênh điều khiển 27 1.3 Sắp xếp kênh logic lên kênh truyền tải .28 Các kênh truyền tải 28 2.1 Kênh quảng bá (BCH) 29 2.2 Kênh tìm gọi PCH .29 2.3 Kênh truy nhập đường xuống (FACH) .29 2.4 Kênh truy cập ngẫu nhiên (RACH) 29 2.5 Kênh gói chung đương lên (CPCH) 29 2.6 Kênh đường xuống dùng chung (DSCH) 30 Kênh vật lý xếp kênh truyền tải kênh vật lý .30 3.1 Kênh riêng đường lên (Downlink DPCH): 31 3.2 Kênh vật lý RACH (PRACH): 33 3.3 Kênh vật lý gói chung đường lên (PCPCH) 34 3.4 Cấu trúc kênh riêng đường xuống .35 3.5 Kênh hoa tiêu chung (CPICH) 35 3.6 Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH): 36 3.7 Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH): 36 3.8 Kênh đồng SCH .36 3.9 Kênh thị truy nhập AICH 37 3.10 Kênh thị tìm gọi PICH 37 Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM A CÁC GIAO DIỆN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ WCDMA I Các giao diện hệ thống thơng tin di động GSM: Hình: Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM Giao diện hệ thống GSM chia làm nhóm giao diện: giao diện nội giao diện ngoại vi I.1 Các giao diện nội (Internal Interface) Giao diện vô tuyến Um (MS-BTS) Đây giao diện BTS MS Giao thức lớp giao diện Um gọi LAPDm (m ký hiệu cho mobile) Đây dạng cải tiến LAPD Sự khác LAPD LAPDm chỗ phát sửa lỗi Um thực chức lớp Một điểm khác khung LAPD dài nhiều so với tin cảu LAPDm khung LAPDm phải đặt vừa vào cụm Trang Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM Hình 1: Cấu trúc giao thức giao diện vơ tuyến Lớp báo hiệu 1: Lớp báo hiệu gọi lớp vật lý trình bày chức để truyền luồng bit kênh vật lý môi trường vô tuyến Lớp giao diện với quản lý tài nguyên vô tuyến Ở giao diện tin gửi liên quan đến ấn định kênh vật lý (truy nhập ngẫu nhiên) thông tin hệ thống lớp vật lý bao gồm kết đo Lớp vật lý giao diện với khối chức khác mã hóa tiếng, thích ứng đầu cuối để đảm bảo kênh lưu lượng Lớp bao gồm chức sau:  Sắp xếp kênh logic lên kênh vật lý  Mã hóa kênh để sửa lỗi FEC (Forward Error Connection)  Mã hóa kênh để phát lỗi (CRC: Cyclic Redundance Check)  Mật mã hóa  Chọn chế độ rỗi  Thiết lập kênh vật lý riêng  Đo cường độ trường kênh riêng cường độ trường trạm gốc xung quanh  Thiết lập định trước thời gian công suất thheo điều khiển mạng Trang Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM Các cổng mà qua lớp cung cấp dịch vụ cho lớp gọi điểm truy nhập dịch vụ SAP (Service Access Point) Tồn cổng khác cho tin ngắn cho tin lớp đường truyền Lớp báo hiệu 2: Mục đích lớp báo hiệu cung cấp đường truyền tin cậy trạm di động mạng Mỗi kênh điều khiển logic giành riêng phần tử giao thức riêng GIao thức lớp gọi LAPDm xây dựng sở biên LAPD ISDN Tuy nhiên có vài thay đổi để phù hợp với mơi trường truyền dẫn vô tuyến để đạt hiệu suất lớn việc tiết kiệm phổ tần Chẳng hạn khơng sử dụng kiểm tra tổng mã hóa kênh lớp thực chức Một thay đổi khác mọt số khung điều khiển SABM UA mang thơng tin lớp nhờ tiết kiệm thời gian phổ Thủ tục gọi PIGGY- BACKING Các tin LAPD dài tới 249 byte chúng phân đoạn Các số liệu trao đổi lớp vật lý lớp đường truyền 32 byte BCCH, CCCH, SDCCH FACCH, SACCH 21 byte Lớp báo hiệu Lớp báo hiệu đảm bảo thủ tục báo hiệu trạm di động mạng Nó chưa thành lớp con: RR, MM, CM - Quản lý tài nguyên vô tuyến (RR) Lớp quản lý tài nguyên vô tuyến bao gồm nhiều chức cần thiết để thiết lập tri giải phóng đấu nối tài nguyên kênh điều khiển riêng Các chức thực bao gồm:  Thiết lập chế độ mật mã  Thay đổi kênh dành riêng ô cũ như: từ SDCCH đến kênh lưu lượng  Chuyển giao từ ô đến ô khác  Định nghĩa lại tần số (sử dụng cho nhảy tần) Ở phía mạng tin lớp đặt bên BSC Các tin truyền suốt qua BTS - Quản lý di động (MM) Lớp chứa chức liên quan đến di động thuê bao như:  Nhận thực  Ấn định lại TMSI  Nhận dạng trạm di động cách yêu cầu IMSI hay IMEI Trang Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM Trạm di động thực dời mạng IMSI để thông báo đạt tới trạm gọi vào chuyển hượng chắn khơng tìm gọi rạm di động nói Các tin tới/từ lớp CM truyền suốt bới MM CM phía phát yêu cầu thiết lập MM MM lại yêu cầu đấu nối RR - Quản lý nối thông Lớp CM bao gồm phần tử:  Điều khiển gọi (CC) cung cấp chức thủ tục để điều khiển gọi ISDN, chức thủ tục cải tiến để phù hợp với môi trường truyền dẫn vô tuyến Việc thiết lập lại gọi hay thay đỏi trình gọi dịch vụ mang chẳng hạng thay đổi từ tiếng sang số liệu hai thủ tục đặc biết CC CC chứa chức cho dịch vụ bỏ sung đặc biệt như: bái hiệu người sử dụng  Phần tử đảm bảo dịch vụ bổ sung (SS) xử lý dịch vị bổ sung không liên quan đến gọi như: chuyển hướng gọi không trả lời, đợi gọi,…  Phần tử đảm bảo dịch vụ tin ngắn (SMS) cung cấp các giao thức để truyền tin ngắn mạng trạm di động I.2 Giao diện A (BSC-MSC): Đây giao diện MSC BSC hệ thống trạm gốc BSS Giao diện sử dụng cho tin MSC, BSC tin MSC MS Các tin MSC MS sử dụng giao thức sau:  CM: (Connection Management- Quản lý kết nối) sử dụng để điều khiển quản lý gọi (thiết lập, giải phóng giám sát gọi), để quản lý dịch vụ bổ sung để quản lý cá dịch vụ tin ngắn  MM (Mobility Management –Quản lý di động) sử dụng để quản lý vị trí tính bảo mật trạm di động Giao thức CM MM thuộc lớp Các lớp CM MM đặt bên MSC Thay cho việc sử dụng tin ISDN-UP tới MS, tin biến đổi vào tin CM Việc biến đổi thực MSC biến đổi tin MAP MM Các tin điều khiển gọi đăng ký dịch vụ bổ sung (trong CM) xếp tin MAP MSC BSSAP (BSS Application Part) giao thức sử dụng để truyền tin CM MM Giao thức sử dụng để điều khiển trực tiếp BSS, chẳng hạn Trang Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM MSC yêu cầu BSC ấn định kênh BSSAP sử dụng giao thức MTP SCCP Giao thức bao gồm ba phần sau: - BSSMAP (BSS Management Application Part – Phần ứng dụng quản lý hệ thống trạm gốc) sử dụng để gửi tin liên quan MS giưa BSC MSC - DTAP (Direct Transfer Application Part- Phần ứng dụng truyền trực tiếp) sử dụng cho tin tới/từ MS (CM, MM) chế độ định hướng theo nối thông (các tin truyền suốt) - Chức phân phối dùng để phân loại tin BSSMAP DTAP BSSAP sử dụng MTP giao thức SCCP I.3 Giao diện A-bis (BTS-BSC): Đây giao diện BSC BTS Các tin trao đổi giao diện có nhiều nguồn gốc nơi nhận khác nhau: tin BSC BTS (để điều khiển BTS), MS với phần tử khác mạng tin xuất xứ từ MS khác (trên kênh vô tuyến khác nhau) Các tin lớp từ MS truyền suốt (không bị xử lý) qua BTS giao diện Ngồi hai tin lớp nói đến giao diện cịn có tin quản lý tài ngun vơ tuyến RR (Radio Resource Management) Ở phía mạng, lớp tin nằm BSC Chức chủ yêu RR thiết lập, trì giải phóng nối thơng tài ngun vơ tuyến kênh điều khiển riêng Hầu hết tin RR truyền suốt qua BTS, nhiên có số tin lại có quan hệ mật thiết đến thiết bị vô tuyến BTS xử lý BTS giao thức quản lý BTS (BTSM BTS Management), giao thức biến đổi RR RR’ Một thí dụ tin tin mật mã, đay khóa mật mã sử dụng lớp giao tiếp vô tuyến goi thử tục truy nhập đoạn nối kênh D LAP D (Link Access Procedures on D Channel) Kênh D kênh bào hiệu để phân biệt với kênh B kênh lưi lượng Đây la giao thức ISDN LAP D có chức phát sửa lỗi định hạn khung cách đưa cờ đầu khung cuối khung I.4 Giao diện B (MSC-VLR) Giao diện B tồn MSC VLR Nó sử dụng giao thức gọi giao thức MAP/B Hầu hết VLR đặt chung với MSC, điều làm cho giao diện hoàn toàn giao diện nội Giao diện sử dụng bấ MSC cần truy cập vào kiệu liên quan đến MSC khu vực VLR I.5 Giao diện C (MSC – HLR) Trang Các giao diện hệ thống thông tin di động GSM Giao diện C nằm MSC HLR Giao diện sử dụng báo hiệu số CSS7 với giao thức MAP/C, MSC sử dụng giao diện để truy nhập vào HLR để lấy thông tin trường hợp như: I.6 - Số thuê bao di động vãng lai MSRN có gọi từ mạng cố định vào mạng di động qua GMSC (Gate MSC) - Thông tin định tuyến HLR tới GMSC có gọi từ mạng di động vào mạng cố định Giao diện D (VLR – HLR) Giao diện D sử dụng báo hiệu số 7, CCS7 để trao đổi số liệu thuê bao di động cở sở liệu VLR HLR, Các tham số tài nguyên truy cập mạng thuê bao - Tái thiết lập lại số liệu thuê bao VLR cần thiết Thiết lập số liệu thuê bao cho VLR thuê bao di chuyển sang vùng phục vụ tổng đài khác - Khi có gọi từ mạng cố định vào mạng GSM HLR chuyển yêu cầu GSMC MSRN cho VLR - Thiết lập số liệu thuê bao cho VLR thuê bao chuyển từ vùng phục vụ tổng đài khác tới - Xử lý lưu trữ thông tin dịch vụ bổ sung (Supplementary Service) có thuê bao yêu cầu I.7 Giao diện E (MSC-MSC): Là giao diện tổng đài mạng GSM Giao diện E dùng để thiết lập nối thuê bao thuộc vùng kiểm soát tổng đài khác Giao diện sử dụng luồng PCM32 (2Mb/s) kênh CCS7 để thực chức năng: - Duy chuyển nối từ MSC sang MSC khác mạch nối cho thuê bao thực gọi di chuyển, gọi “Handover” “Roaming” - Trao đổi thông tin điều khiển gọi MSC thuê bao xảy Handover - Thiết lập hay hủy nối từ MSC sang MSC khác I.8 Giao diện F (EIR – MSC): Giao diện sử dụng CCS7 để trao đổi số liệu nhận dạng thiết bị thuê bao vãng lai IMEI (International Mobile Equipment Identity) với sở liệu ghi sẵn ghi nhận dạng thiết bị mạng EIR (Equipment Identification Register) cần kiểm tra để xác nhận trạng thái IMEI ME quyền truy cập mạng Trang Các kênh hệ thống thông tin di động GSM 102 khung TDMA Lưu ý đường lên đường xuống dịch chu kỳ thời gian, để kênh SDCCH số đường xuống phát cá khung 0-3 đường lên khung 15-18 Nhờ MS có đủ thời gian để tính tốn trả lời cho SDCCH đường xuống Hình 12: Ghép kênh điều khiển dành riêng lên TS1, tổ hợp kênh (l), đường lên đường xuống 3.5 Các kênh lưu lượng Khi sử dụng tổ hợp (a), (d), (l) khe thời gian TS0, TS1 C0 dành cho kênh logic điều khiển, lại khe TS đến TS7 dành cho kênh lưu lượng TCH xếp kênh vật lý với SACCH Chu kỳ lặp 26 khung/120ms FACCH sử dụng với kênh lưu lượng làm việc chế độ lấy cắp lúc tiếng thay báo hiệu Trang 24 Các kênh hệ thống thơng tin di động GSM Hình 13: Ghép kênh kênh TCH, tổ hợp kênh (a) 3.6 Các kênh lưu lượng bán tốc Các kênh bán tốc sử dụng tổ hợp (b) (c) Trong hai người sử dụng dùng chung kênh vật lý, nhờ dung lượng hệ thống nhân đôi Kung IDLE kênh toàn tốc sử dụng SACCH MS thứ hai Vì MS sử dụng số hai khe thời gian cho gọi nên đa khung chứa 13 khung rỗi cho thuê bao Một thuê bao sử dụng hai kênh lưu lượng chẳng hạn kênh cho tiếng kênh cho số liệu (c) Hình 14: Đa khung cho kênh bán tốc (0, 1) 3.7 Một cách tổ chức cho dung lượng nhỏ Ở vùng dung lượng nhỏ cần thiết bị thu phát TRX, cho tế bào, cần sử dụng khe thời gian cho báo hiệu khe thời gian khác dành cho tiếng Tất nhiên lúc dung lượng báo hiệu SDCCH tìm gọi giảm Trường hợp sử dụng số TRX nhỏ 3.8 Mở rộng lưu lượng tìm gọi Để mở rộng lưu lượng tìm gọi người ta sử dụng tổ hợp (f) Tổ hợp sử dụng bổ sung cho tổ hợp (d) Trang 25 Các kênh hệ thống thơng tin di động GSM Hình 15: Tổ hợp kênh (f) để mở rộng tìm gọi          - BTS dung lượng nhỏ (3* TRX): TS0: tổ hợp FCCH + SCH + BCCH + CCCH + SDCCH/4(0…3) + SACCH/C4(0 3) TS1 đến TS7 cho kênh lưu lượng - BTS dung lượng trung bình (4*TRX) TS0/C0: tổ hợp FCCH + SCH +BCCH + CCCH TS1/C0: tổ hợp SDCCH/8(0…7) + SACCH/C8(0…7) 6*TS/C0 +8*TS*3/C1,C2,C3:32 TCH/F - BTS dung lượng cao (12TRX) TS0/C0: tổ hợp FCCH + SCH + BCCH + CCCH TS1,TS3/C0: tổ hợp SDCCH/8(0…7) +SACCH/C8(0…7) TS2,TS4/C0; tổ hợp BCCH + CCCH 3*TS/C0 + 8*TS*11/C1-11:91 TCH/F Trang 26 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA II Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA Các kênh trong hệ thống thông tin di động WCDMA chia làm loại: kênh logic, kênh truyền tải kênh vật lý Hình 16: Các kênh hệ thống thơng tin di động WCMA - Các kênh logic (LoCH: Logical Channel): Kênh lớp MAC lớp cung cấp cho lớp cao - Các kênh truyền tải (TrCH: Transport Channel): Kênh lớp vật lý cung cấp cho lớp để truyền số liệu Các kênh TrCH xếp lên PhCH - Các kênh vật lý (PhCH: Physical Channel): kênh mang số liệu giao diện vơ tuyến Mỗi PhCH có trải phổ mã định kênh để phân biệt với kênh khác Mỗi người sử dụng tích cực sử dụng PhCH riêng, chung hai Kênh riêng kênh PhCH dành riêng cho UE kênh chung chia UE ô Các kênh logic I.1 Các kênh lưu lượng  Kênh lưu lượng riêng- DTCH (Dedicated Traffic Channel): Kênh lưu lượng riêng kênh hai chiều điểm đến điểm riêng cho UE để truyền thông tin người sử dụng DTCH tơng đường lên lẫn đường xuống  Kênh lưu lượng chung – CTCH (Common Traffic Channel): Kênh lưu lượng chung kênh chiều điểm đa điểm để truyền thông tin người sử dụng cho tất hay nhóm người sử dụng quy định cho người sử dụng Kênh có đường xuống I.2 Các kênh điều khiển  Kênh điều khiển quảng bá – BCCH (Broadcast Control Channel): Đây kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin hệ thống Trang 27 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA  Kênh điều khiển tìm gọi – PCCH (Paging Control Channel): Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin tìm gọi  Kênh điều khiển chung – CCCH (Common Control Channel) Kênh hai chiều để phát thông tin điều khiển mạng UE Được sử dụng khơng có kết nối RRC truy nhập ô  Kênh điều khiển riêng – DCCH (Dedicated Control Channel) Kênh hai chiều điểm đến điểm để phát thông tin điều khiển riêng UE mạng Được thiết lập thiết lập kết nối RRC I.3 Sắp xếp kênh logic lên kênh truyền tải Hình 17: Sắp xếp kênh logic lên kênh truyền tải Các kênh truyền tải Trong UTRAN số liệu tạo lớp cao truyền tải đường vô tuyến bới kênh truyền tải cách xếp kênh lên kênh vật lý khác Lớp vật lý yêu cầu để hỗ trợ kênh truyền tải với vận tốc bit thay đổi nhằm cung cấp dịch vụ với độ rộng băng tần theo yêu càu ghép nhiều dịch vụ kêt nối Trang 28 Các kênh hệ thống thơng tin di động WCMA Có hai kiểu truyền tải: Các kênh riêng kênh chung Điểm khác chúng kênh chung chia sẻ cho tất nhóm người sử dụng cell, tài nguyên kênh riêng ấn định mã tần số định để dành riêng cho người dùng Hình 18: Các kênh truyền tải WCDMA 2.1 Kênh quảng bá (BCH) BCH kênh truyền tải đường xuống, kênh phát quảng bá thông tin hệ thông ô mã truy nhập ngẫu nhiên, khe truy nhập ô tế bào loại phân tập dung Mỗi trạm di động phải giải mã kênh trước đăng ký vào tế bào, kênh thường truyền tốc độ bit thấp phát mức cơng suất cao 2.2 Kênh tìm gọi PCH PCH kênh truyền tải đường xuống, kênh mang tin tìm gọi đến trạm di động 2.3 Kênh truy nhập đường xuống (FACH) FACH kênh truyền tải đường xuống, mang thông tin điều khiển thị từ trạm gốc sau Ủ ngẫu nhiên chọn khe truy nhập kênh truy nhập ngẫu nhiên truyền khe Kênh dùng mang số lượng liệu gọi hạn chế, thơng tin truyền tồn cell phần cell, có nhiều kênh FACH ô tế bào, kênh hoạt động tốc độ liệu khác 2.4 Kênh truy cập ngẫu nhiên (RACH) RACH kênh truyền tải đường lên, kênh dùng để mang thông tin yêu cầu trạm di động Kênh dùng để mang liệu người dùng Tất trạm di động tế bào truy nhập vào kênh nên kênh hoạt động tốc độ bit thấp 2.5 Kênh gói chung đương lên (CPCH) Trang 29 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA Kênh CPCH kênh truyền tải đường lên, dùng để mang gói liệu người dùng Kênh hoạt động kênh RACH Kênh riêng đường xuống mang thông tin thị điều khiền điều khiển công suất cho kênh 2.6 Kênh đường xuống dùng chung (DSCH) Kênh DSCH kênh truyền tải đường xuống, liên kết với nhiều kênh riêng đường xuống mang liệu người dùng thông tin điều khiển Kênh chia với vài UE Kênh vật lý xếp kênh truyền tải kênh vật lý Kênh vật lý tương ứng với tần số mang, mã đường lên cịn tương ứng với góc pha tương đối Có loại kênh vật lý: Kênh vật lý đường lên kênh vật lý đường xuống Hình 19: Các kênh vật lý đường lên Trang 30 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA Hình 20: Các kênh vật lý đường xuống Sắp xếp kênh truyền tải lên kênh vật lý Hình 21: Sắp xếp kênh truyền tải lên kênh vật lý 3.1 Kênh riêng đường lên (Downlink DPCH): Đường lên gồm hai kênh, thông tin điều khiển lớp vật lý mang kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH) với hệ số trải phổ =256, thông tin lớp cao bao gồm số liệu người sử dụng mang bới kênh số liệu vật lý riêng (DPDCH) với hệ số trải phổ từ -256 Truyền dẫn đường lên gồm hay nhiều kênh DPDCH với hệ số trải phổ thay đổi kênh DPCCH với hệ số trải phổ cố định Tốc độ số liệu DPDCH thay đổi theo khung thông báo kênh DPCCH thị kết hợp khuôn dạng truyền tải (TFCI) Nếu giải mã TFCI khơng tồn khung số liệu bị Vì TFCI thị khn dạng khung giống nên việc TFCI không ảnh hưởng đến khung khác Trang 31 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA Kênh vật lý riêng hướng lên sử dụng cấu trúc khe với 15 khe khung vô tuyến dài 10 ms, khe dài 2560 chip với độ rộng 666µs tương ứng với chu kỳ điều khiển công suất Như độ rộng khe gần với độ rộng khe 577 µs GSM Mỗi khe có bồn trường dành riêng cho bit hoa tiêu (pilot), TFCI, bit thông tin phản hồi FBI bit điều khiển công suất phát TPC Có đến bit hoa tiêu sử dụng cho việc đánh giá kênh máy thu, TFCI tùy chọn có phát hay khơng, có TFCI có 2,3 bit, bit FBI dùng để cung cấp thông tin từ UE đến UTRAN dùng sử dụng phân tập phát vịng kín, bit FBI tùy chọn có phát hay khơng, có có bit, bit TPC mang lệnh điều khiển công suất cho việc điều khiển công suất có bit Hình 22: cấu trúc khung vô tuyến cho DPDCH/DPCCH hướng lên Thông số k xác định số bit khe DPDCH/DPCCH đường lên Nó liên quan đến hệ số trải phổ kênh vật lý sau: SF= 256 k Như hệ số trải phổ DPDCH thay đổi từ 256 xuống 4, chọn tùy theo tốc độ liệu Trang 32 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA Thông thường máu thu đường lên BS cần thực nhiệm vụ sau thu truyền dẫn từ máy đầu cuối: Máy thu khởi đầu thu khung nén phổ DPCCH, nạp đệm DPDCH theo tốc độ bit cực đại tương ứng với hệ số trải phổ nhỏ Đối với khe nhận đánh giá kênh từ bit hoa tiêu DPCCH, đánh giá tỉ lệ bit nhiễu (SIR) từ bit hoa tiêu cho tưng khe, phát lệnh TPC đường xuống đến đầu cuối để điều khiển công suất phát đường lên, giải mã bit TPC khe thời gian điều khiển công suất đường xuống kênh kết nối cách phù hợp Đối với khe thứ hai thứ tư, giải mã bit FBI có hai bốn khe điều chỉnh pha anten phân tập hay pha biên độ phụ thuộc vào chế độ phân tập phát Đối với khung 10ms giải mã TFCI từ khung DPCCH để nhận tốc độ bit thông số giải mã cho DPDCH Đối với khoảng thời gian truyền dẫn (TTI) 10, 20, 40 hay 80 ms giải mã số liệu DPDCH Đường xuống thực chức trừ ngoại lệ sau: đường xuống kênh riêng chung có hệ số trải phổ khơng đổi, ngoại trừ kênh dùng chung đường xuống, bit FBI khơng sử dụng đường xuống, có kênh hoa tiêu dùng chung bit hoa tiêu DPDCH, kênh hoa tiêu sử dụng để hỗ trợ đánh giá kênh trường hợp phân tập phát, phát đường xuống xảy từ hai anten Máy thu phân tích kênh mẫu hoa tiêu nhận kết hợp số liệu sau trải phổ nhận từ hai anten 3.2 Kênh vật lý RACH (PRACH): Ngoài kênh DCH, liệu người dùng sử dụng cịn truyền kênh RACH, xếp lên kênh PRACH Công việc dành cho hoạt động với số liệu gói có tốc độ thấp mà giữ kết nối liên tục Thiết bị người sử dụng (UE) truy cập ngẫu nhiên số dịch thời quy định trước, ký hiệu khe truy nhập Cứ hai khung có 15 khe chúng cách 5120 chip Quá trình tryền bắt đầu cách phát hay nhiều tiền tố sau phát phần tin Mỗi tiền tố dài 4096 chip với hệ số trải phổ 256 bao gồm chuỗi chữ ký 16 ký hiệu Phần tin kênh truyền khung đơn 10ms hai khung 10ms liên tiếp với khung vô tuyến 10ms chiều dài khe 2560 chip Phần tin bao gồm hai phần phần liệu phần điều khiển Hệ số trải phổ phần liều 256, 128, Trang 33 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA 64, 32 Số bit truyền khe phần liệu 10, 20,40, 80 bit phụ thuộc hệ số trải phổ Hình 23: Hoạt động kênh PRACH Phần điều khiển tin có hệ số trải phổ 256, khe phần điều khiển có 10 bit, cs bit bit hoa tiêu bit bit TFCI Phần liệu điều khiển truyền đồng thời 3.3 Kênh vật lý gói chung đường lên (PCPCH) Kênh gói chung vật lý PCPCH sử dụng để mang CPCH đay mở rộng PRACH Các tiền tố tương tự PRACH, tiền tố dài 4096 chip Có hai loại tiền tố tiền tố truy nhập tiến đồ dị tìm va chạm hay nhiều tiền tố truy nhập có tiền tố dị tìm va chạm Tiền tố điều khiển cơng suất có khơng, có chiều dài khe Phần tin bao gồm nhiều khung ms Cũng PRACH, phần tin gồm hai phần liệu người dùng lớp cao thông tin điều khiển lớp vật lý Phần liệu có hệ số trải phổ từ đến 256 Còn phần điều khiển với hệ số trải phổ 256 Cả hai phần tin phát đồng thời sử dụng khác mã Trang 34 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA Hình 24: Cấu trúc truyền PCPCH 3.4 Cấu trúc kênh riêng đường xuống Kênh riêng đường xuống phát riêng kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH đường xuống) Kênh ghép kênh theo thời gian với liệu người dùng lớp cao thông tin điều khiển tạo lớp vật lý Phần liệu mang DPDCH đường xuống phần điều khiển mang DPCCH đường xuống DPCCH bao gồm trường: TPC, TFCI bit hoa tiêu TPC ln xuất có chiều dài 2,4,8 16 bit TFCI tùy chọn có phát hay khơng, khơng ccosTFCI dùng cho dịch vụ tốc độ cố định, có dùng cho nhiều dịch vụ đồng thời có chiều dài 2.4.8 16 bit Các bit hoa tiêu ln xuất có chiều dài 2,4,8,16 32 bit Hệ số tải phổ phụ thuộc tốc độ liệu thay đổi từ đến 512 Hình 25: Cấu trúc khung DPCH đường xuống Trang 35 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA Mỗi khung dài 10ms chia thành 15 khe, khe dài 2560 chip, tương ứng với chu kỳ điều khiển công suất Thông số k xác định tổng số bit khe khe DPCH đường xuống, quan hệ với hệ số trải phổ sau: SF= 512 2k 3.5 Kênh hoa tiêu chung (CPICH) Kênh hoa tiêu chung kênh không điều chế, ngẫu nhiên hóa mã ngẫu nhiên đặc thù cell Chức hỗ trợ việc đánh giá kênh thiết bị đầu cuối cho kênh riêng đảm bảo tham chuẩn đánh giá kênh cho kênh chung chúng không liên kết với kênh riêng không tham gia vào kỹ thuật anten thích ứng UTRA có hai kiểu kênh hoa tiêu: kênh sơ cấp thứ cấp Kênh hoa tiêu chung sơ cấp: sử dụng mã định kênh, ngẫu nhiên hóa bới mã ngẫu nhiên sơ cấp; Mỗi có kênh; phát quảng bá tồn ơ; chủ yếu sử dụng để đo đạc nhằm mục đích chuyển giao chọn lại cell Việc điều chỉnh mức công suất CPICH cho phép cân tải cell khác Kênh hoa tiêu chung thứ cấp: sử dụng mã định kênh tùy ý với SF=256, ngẫu nhiên hóa mã ngẫu nhiên sơ cấp thứ cấp, cell khơng có có nhiều kênh, phát cell Kênh sơ cấp sử dụng cho khai thác anten bup hướng hẹp để phục vụ vùng có mật độ lưu lượng cao CPICH khơng mang thông tin lớp cao khơng có kênh truyền tải đặt lên 3.6 Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH): P-CCPCH kênh vật lý mang kênh quảng bá (BCH) Tất UE cần phải giải điều chế kênh P-CCPCH không mang thông tin điều khiển lớp có tốc độ cố định không mang thông tin điều khiển công suất Tốc độ bit 30 Kbps với hệ số trải phổ SF=256 Tổng tốc độ bit giảm 27 Kbps sử dụng chung với kênh SCH Thực tế phải phát kênh mức cơng suất cao khơng bắt kênh UE khơng thể truy nhập vào hệ thống Trong tốc độ kênh phải thấp để ảnh hưởng đến dung lượng hệ thống Mã hóa kênh cho P-CCPCH mã xoắn có tỉ lệ ½ với đan xen 20ms hai khung liên tiếp Để cải Trang 36 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA thiện chất lượng sử dụng phân tập vịng hở cho P-CCPCH Lúc UE có thơng tin trước giải mã BCH trình tìm kiếm cell 3.7 Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH): S-CCPCH mang hai kênh truyền tải chung khác kênh FACH PCH Hai kênh sử dụng chung kênh S-CCPCH sử dụng kênh S-CCPCH khác TỐi thiểu cấu hình cell phải có kênh S-CCPCH Mã hóa kênh mã xoắn tỷ lệ ½ mang kênh sử dụng để truy nhập Nói chung ccs kênh P-CCPCH S-CCPCH sử dụng điều khiển công suất nên cải thiện chất lượng phân tập vịng hở Ngồi chúng thường phát với tồn công suất để đến biên cell nên việc giảm công suất phát cần thiết cải thiện dung lượng hệ thống 3.8 Kênh đồng SCH Kênh SCH cần thiết để tìm ơ, gồm kênh SCH sơ cấp SCH thứ cấp - SCH sơ cấp sử dụng chuỗi trải phổ 256 chip giống cho tất cell Chuỗi chung cho toàn hệ thống để tối ưu hóa việc thực lọc thấp - SCH thứ cấp sử dụng chuỗi với khả kết hợp từ mã khác thể nhóm mã hóa khác Khi đàu cuối nhận diện kênh đồng thứ cấp nhận đồng khung, khe thời gian nhóm mà trực thuộc Q trình tìm đầy đủ địi hỏi tìm tất nhóm, nhiên trình cần thiết UE bật nguồn vào vùng phủ sóng Các trường hợp khác UE có thơng tin cần thiết ô xung quanh thực tất bước Không kênh truyền tải đặt lên SCH từ mã dùng cho múc đích tìm cell SCH sơ cấp thứ cấp phát song song 3.9 Kênh thị truy nhập AICH Kênh thị truy nhập từ trạm gốc BS sử dụng để thị thu nhận chuỗi ký tự RACH Khi BS phát ta tiền tố thử truy nhập RACH với chuỗi chữ ký sử dụng tiền tố phát lại AICH Để phát AICH, đầu cuối phải tham chuẩn pha từ kênh hoa tiêu chung AICH cần thu tất UE, phải phát với cơng suất cao khơng có điều khiển cơng suất 3.10 Kênh thị tìm gọi PICH Kênh tìm gọi PCH hoạt động kênh PICH để đảm bảo đầu cuối hoạt động hiệu chế độ nghỉ Để phát PICH, đầu cuối cần Trang 37 Các kênh hệ thống thông tin di động WCMA tham khảo pha từ CPICH Vì tất Ủ cell phải bắt PICH nên PICH phải phát sóng cơng suất cao khơng có điều khiển cơng suất Trang 38