NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HSPA VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HSPA TRÊN MẠNG DI ĐỘNG 3G VMS

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT 2G Second Generation Thế hệ thứ 2 3G Third Generation Thế hệ thứ ba 3GPP 3rd Genaration Partnership Project Đề án các đối tác thế hệ thứ ba 3GPP2 3rd Generati

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài: “ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HSPA VÀ ỨNG DỤNG

CÔNG NGHỆ HSPA TRÊN MẠNG DI ĐỘNG 3G VMS”

Giảng viên hướng dẫn : Ths NGUYỄN VIỆT THẮNG Sinh viên thực hiện: TRẦN VĂN HIẾU

Lớp : D07VT2 Khoá : 2007 (2007-2012)

Hà Nội, tháng 12 /2011

NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện)

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH

DANH MỤC CÁC BẢNG

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

Chương I 1

TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1

1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G) 1

1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 (2G) 2

1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) 4

1.4 Công nghệ tiền 4G 6

1.5 Tổng quan về HSPA 7

1.5.1 Truy nhập gói tốc độ cao đường xuống (HSDPA) 9

1.5.2 Truy nhập gói tốc độ cao đường lên (HSUPA) 10

1.6 Kết luận chương I 12

Chương II 13

CÔNG NGHỆ HSPA 13

2.1 Kiến trúc mạng 13

2.1.1 Kiến trúc WCDMA/UMTS R3 13

2.1.2 Kiến trúc WCDMA/UMTS R4 14

2.1.3 Kiến trúc HSPA/WCDMA R5 và R6 15

2.1.4 Kiến trúc HSPA/WCDMA R7 17

2.2 Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) 18

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của HSDPA 18

2.2.2 Giao diện vô tuyến của HSDPA 24

2.2.2.1 Kiến trúc giao thức của HSDPA 24

2.2.2.2 Cấu trúc kênh HSDPA 29

2.2.2.2.1 Kênh HS-SCCH 29

2.2.2.2.2 Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao (HS-DPCCH) 33

2.2.2.2.3 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao HS-DSCH 36

2.2.3 Các kỹ thuật sử dụng trong HSDPA 40

2.2.3.1 Lập biểu phụ thuộc kênh 40

2.2.4 Điều chế và mã hóa thích ứng AMC 47

2.2.5 HARQ với kết hợp mềm 50

2.3 Truy nhập gói tốc độ cao đường lên (HSUPA) 55

2.3.1 Các kênh vật lý và kênh truyền tải E-DCH 55

2.3.1.1 Kênh dữ liệu vật lý dành riêng E-DCH (E-DPDCH) 56

2.3.1.2 Kênh điều khiển vật lý dành riêng E-DCH (E-DPCCH) 58

2.3.1.3 Kênh chỉ thị HARQ E-DCH (E-HICH) 60

2.3.1.4 Kênh cho phép tương đối E-DCH (E-RGCH) 61

2.3.1.5 Kênh cho phép tuyệt đối E-DCH (E-AGCH) 63

2.3.2 Các kỹ thuật sử dụng trong HSUPA 64

2.3.2.1 MAC-e và xử lý lớp vật lý 64

2.3.2.2 Lập biểu 67

2.3.2.2.1 Chương trình khung lập biểu 68

2.3.2.2.2 Thông tin lập biểu 72

2.3.2.3 HARQ với kết hợp mềm 73

2.3.3 Kết luận chương II 78

Chương III 79

TRIỂN KHAI HSPA TẠI VMS 79

3.1 Hiện trạng triển khai HSPA tại Việt Nam 79

3.2 Tình hình triển khai HSPA tại VMS MobiFone 81

3.2.1 Cấu trúc mạng thông tin di động VMS-MobiFone 81

3.2.2 Phương án triển khai HSPA áp dụng công nghệ HSDPA tại VMS-MobiFone 83

3.2.3 Cơ sở triển khai mạng HSDPA tại MobiFone 84

3.2.4 Quá trình áp dụng công nghệ HSPA tại VMS 85

3.2.4.1 Giai đoạn thử nghiệm ban đầu 85

3.2.4.2 Tình hình triển khai HSPA sau thử nghiệm tại VMS 90

3.2.4.2.1 Thiết bị 90

3.2.4.2.2 Các dịch vụ 91

3.3 Kết luận chương III 93

KẾT LUẬN CHUNG 94

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Tiến trình phát triển của hệ thống thông tin di động 1

Hình 1.2 Lộ trình phát triển của HSPA theo 3GPP 8

Hình 1.3 Triển khai HSPA với sóng mang riêng (f2) hoặc chung sóng mang với WCDMA (f1) 9

Hình 1.4 Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện khác nhau 9

Hình 1.5 Kiến trúc HSDPA 10

Hình 1.6 Kiến trúc HSUPA được lập cấu hình E-DCH 12

Hình 2.1 Kiến trúc WCDMA/UMTS R3 13

Hình 2.2 Kiến trúc WCDMA/UMTS R4 15

Hình 2.3 Kiến trúc HSPA/WCDMA R5 và R6 17

Hình 2.4 Kiến trúc HSPA/WCDMA với 1 đường hầm trực tiếp 18

Hình 2.5 Các kênh cần cho hoạt động HSDPA trong R5 19

Hình 2.6 Cấu trúc thời gian và mã HS-DSCH 20

Hình 2.7 Nguyên lý phân tập đa người dùng trong HSDPA 21

Hình 2.8 Các gói tin HS-DPCCH được gửi định kỳ về Node B 22

Hình 2.9 Quan hệ thời gian giữa các gói tin 23

Hình 2.10 Kiến trúc giao thức giao tiếp phiên bản R99 25

Hình 2.11 Kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA và HSUPA cho dữ liệu người dùng 26

Hình 2.12 Kiến trúc giao thức người dùng trong HSDPA 27

Hình 2.13 MAC-hs và quá trình xử lý lớp vật lý 28

Hình 2.14 Cấu trúc khung con HS-SCCH 30

Hình 2.15 Điều khiển công suất phát kênhHS-SCCH 32

Hình 2.16 Sơ đồ giải thuật điều khiển công suất kênh HS-SCCH 33

Hình 2.17 Cấu trúc khung HS-DPCCH 34

Hình 2.18 Định thời kênh HS-DPCCH 35

Hình 2.19 Quá trình mã hóa kênh HS-DPCCH 36

Hình 2.20 Cấu trúc khung kênh HS-DSCH 37

Hình 2.21 Quá trình mã hóa kênh HS-DSCH 38

Hình 2.22 Bộ mã hóa Turbo và đục lỗ 39

Hình 2.23 Điều chế QPSK và 16 QAM 40

Hình 2.24 Lập biểu phụ thuộc kênh cho HSDPA 41

Hình 2.25 Nguyên lý lập biểu phụ thuộc kênh 42

Hình 2.26 Nguyên lý thích ứng kênh truyền 49

Hình 2.27 Cơ chế phát lại của R99 và HSDPA 51

Hình 2.28 Điều khiển luồng giữa RNC và Node B 52

Hình 2.29 Cơ chế Stop And Wait của HSDPA 53

Hình 2.30 Kết hợp kiểu Chase 54

Hình 2.31 Kết hợp kiểu tăng phần dư 55

Hình 2.32 So sánh quá trình xử lý kênh truyền tải của HSUPA và R3DCH 56

Hình 2.33 Cấu trúc khung E-DPDCH 58

Hình 2.34 Cấu trúc khung E-DPCCH 59

Hình 2.35 Mã hóa E-DPCCH 60

Hình 2.36 Cấu trúc khung E-HICH/E-RGCH 61

Hình 2.37 Ghép các kênh E-HICH và E-RGCH 63

Hình 2.38 Cấu trúc mã hóa E-AGCH 64

Hình 2.38 Cấu trúc khung vô tuyến E-AGCH 64

Hình 2.39 MAC-e và xử lý lớp vật lý 66

Hình 2.40 Chương trình khung lập biểu 68

Hình 2.41 Tổng quan hoạt động lập biểu 70

Hình 2.42 Quan hệ giữa cho phép tuyệt đối , cho phép tương đối và cho phép phục vụ 71

Hình 2.43 Mô tả sử dụng cho phép tương đối 72

Hình 2.44 HARQ đồng bộ và HARQ không đồng bộ 75

Hình 2.45 Nhiều xử lý HARQ cho HSUPA 76

Hình 2.46 Ví dụ về các phát lại trong chuyển giao mềm 77

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Mã hóa các bản tin báo nhận ACK/NACK 35

Bảng 2.2 Phân loại thiết bị đầu cuối HSPDA 43

Bảng 2.3 Định dạng kết hợp truyền tải 48

Bảng 2.4 Các giá trị CQI cho UE loại 10 49

Bảng 2.4 Nấc tốc độ bit kênh vật lý cho DPDCH và E-DPDCH 57

Bảng 2.5 So sánh các đặc tính giữa DPDCH và E-DPDCH 57

Bảng 2.6 Định dạng khe của E-DPCCH 58

Bảng 2.7 Chuyển đổi ACK/NAK vào giá trị kênh 60

Bảng 2.8 Chuyển đổi bản tin điều khiển công suất tương đối vào giá trị truyền dẫn E-RGCH 62

Bảng 3.1 Phân vùng hình thái phủ sóng 84

Bảng 3.2 Tỷ lệ thuê bao 3G và HSDPA dự kiến 85

Bảng 3.3 Các thông số tiêu chuẩn cho thử nghiệm cho chuẩn giao tiếp WCDMA FDD 86 Bảng 3.4 Các thông số tiêu chuẩn cho thử nghiệm cho chuẩn giao tiếp WCDMA TDD 86 Bảng 3.5 So sánh giải pháp mà Alcatel và Ericsson đưa ra 87

Bảng 3.6 Cấu hình hệ thống cho 5 trung tâm chính 90

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

2G Second Generation Thế hệ thứ 2

3G Third Generation Thế hệ thứ ba

3GPP 3rd Genaration Partnership Project Đề án các đối tác thế hệ thứ ba

3GPP2 3rd Generation Patnership Project 2 Đề án đối tác thế hệ thứ ba 2

ACK Acknowledge Báo nhận

AICH Acquisition Indication Channel Kênh chỉ thị bắt

AMC Adaptive Modulation and Coding Mã hóa và điều chế thích ứng

AMPS Analog Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động analog AMR Adaptive MultiRate Đa tốc độ thích ứng

AP-AICH

Access Preamble Acquisition Indicator Channel

Kênh chỉ thị bắt tiền tố truy nhập

ARQ Automatic Repeat-Request Yêu cầu phát lại tự động

ASN Access Service Network Mạng dịch vụ truy nhập

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dị bộ

BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit

BLER Khối Error Rate Tỷ số lỗi khối

BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa chuyển pha hai trạng thái

BS Base Station Trạm gốc

BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc

BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc

CC Convolutional Code Mã xoắn

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã

CN Core Network Mạng lõi

CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh

CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dư

CSCF Connection State Control Function Chức năng điều khiển trạng thái kết

nối CSN Core Service Network Mạng dịch vụ lõi

DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng

DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng

DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng

DCH Dedicated Channel Kênh điều khiển

DHCP Dynamic Host Configuration

Protocol

Giao thức cấu hình Host động

DL Downlink Đường xuống

DPCCH Dedicated Physycal Control

Channel

Kênh điều khiển vật lý riêng

DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng

DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng

DTX Discontinuous Transmission Phát không liên tục

DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống

DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp

E-AGCH Enhanced Absolute Grant Channel Kênh cho phép tuyệt đối tăng cường E-DCH Enhanced Dedicated Channel Kênh riêng tăng cường

EDGE Enhanced Data rates for GPRS

Evolution

Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GPRS

Enhanced Dedicated Data Channel Kênh số liệu riêng tăng cường

EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị

E-RGCH Enhanced Relative Grant Channel Kênh cho phép tương đối tăng cường FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống

FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần

số F-DPCH Fractional DPCH DPCH một phần (phân đoạn)

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

GSM Global System For Mobile

Communications

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

HA Home Agent Đại diện thường trú

HARQ Hybrid Automatic Repeat Request Yêu cầu phát lại tự động linh hoạt HHO Hard Handover Chuyên giao cứng

HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú

HSDPA High Speed Downlink Packet

Kênh chia sẻ riêng tốc độ cao

HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao

HSS Home Subsscriber Server Server thuê bao nhà

HS-SCCH

High-Speed Shared Control Channel

Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao

HSUPA High-Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ cao IEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers

Viện kỹ nghệ Điện và Điện Tử

IMS International Mobile

Telecommunications 2000

Thông tin di động quốc tế 2000

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IPv4 IP version 4 Phiên bản IP bốn

IPv6 IP version 6 Phiên bản IP sáu

IR Incremental Redundancy Phần dư tăng

Iu Giao diện được sử dụng để thông tin giữa RNC và mạng lõi

Iub Giao diện được sử dụng để thông tin giữa nút B và RNC

Iur Giao diện được sử dụng để thông tin giữa các RNC

LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn

MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng các

phương tiện MGW Media Gateway Cổng phương tiện

MIMO Multi-Input Multi-Output Nhiều đầu vào nhiều đầu ra

MIP Mobile IP IP di động

MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MRF Multimedia Resource Function Chức năng tài nguyên đa phương tiện

MSC Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ

di động NodeB Nút B

OFDMA Orthogonal Frequency Division

Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao

PDCP Packet-Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ số liệu gói

PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống vật lý PHY Physical Layer Lớp vật lý

PRACH Physical Random Access Channel Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên

PS Packet Switch Chuyển mạch gói

QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

QPSK Quatrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vuông góc

RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến

RF Radio Frequency Tần số vô tuyến

RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến

RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến R-SGW Roaming Signalling Gateway Cổng báo hiệu chuyển mạng

RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực

SCH Synchronization channel Kênh đồng bộ

SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ

SF Spreading Factor Hệ số trải phổ

SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ

SHO Soft Handover Chuyển giao mềm

SIM Subscriber Identity Module Mođun nhận dạng thuê bao

SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên

SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin

SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm

SS Subscriber Station Người sử dụng

SS7 Signaling System # 7 Hệ thống báo hiệu số 7

TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời

gian TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Mulptiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời

gian TFC Transport Format Combination Kết hợp khuôn dạng truyền tải

TFCI Transport Format Combination

Indicator

Chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải

TrCH Transport Channel Kênh truyền tải

T-SGW Transport Signalling Gateway Cổng báo hiệu truyền tải

TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian phát

UE User Equipment Thiết bị người sử dụng

UMTS Universal Mobile

Telecommunications System

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

USIM UMTS SIM

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access

Network

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS

VoIP Voice over IP Thoại trên IP

WCDMA Wideband Code Division Multiple

Access

Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng

WiFi Wireless Fidelitity Chất lượng không dây cao

WiMAX Worldwide Interoperability for

Microwave Access

Tương hợp truy nhập vi ba toàn cầu

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, thông tin di động đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh nhất và phục vụ con người hữu hiệu nhất Khởi nguồn từ dịch vụ thoại đắt tiền cho một số ít người đi xe, đến nay với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị thông tin di động thể hệ ba, thông tin di động có thể cung cấp nhiều hình loại dịch vụ đòi hỏi tốc độ

số liệu cao cho người sử dụng kể cả các chức năng camera, MP3 và PDA Với các dịch

vụ đòi hỏi tốc độ cao ngày các trở nên phổ biến này, nhu cầu 3G cũng như phát triển nó lên 4G ngày càng trở nên cấp thiết

Một trong những công nghệ được coi là bước đệm để hướng tới 4G chính là công nghệ 3,5G HSPA với hai công nghệ nền tảng HSDPA (High Speech Downlink Packet Access: truy nhập gói đường xuống tốc độ cao) và HSUPA (High Speech Uplink Packet Access: truy nhập gói đường lên tốc độ cao) HSDPA là một chuẩn tăng cường của 3GPP-3G nhằm tăng dung lượng đường xuống bằng cách thay thế điều chế QPSK trong 3G UMTS bằng 16QAM trong HSDPA HSDPA hoạt động trên cơ sở kết hợp ghép kênh theo thời gian (TDM) với ghép kênh theo mã và sử dụng thích ứng đường truyền Nó cũng đưa ra một kênh điều khiển riêng để đảm bảo tốc độ truyền dẫn số liệu Các kỹ thuật tương tự cũng được áp dụng cho đường lên trong chuẩn HSUPA (High Speech Uplink Packet Access)

Trong khuôn khổ đồ án này, em đi sâu vào nghiên cứu cấu trúc của công nghệ HSPA

và triển khai HSPA tại VMS Đồ án gồm 3 chương:

- Chương I: Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

- Chương II: Công nghệ HSPA

- Chương III: Triển khai HSPA tại VMS

Hà Đông, ngày 05 tháng 12 năm 2011

Sinh viên

Trần Văn Hiếu

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin chân thành cám ơn Ths Nguyễn Việt Thắng, sự chỉ bảo tận tình cùng những tài liệu quí báu của Thầy đã giúp em hoàn thành đồ án này Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô giáo trong trường Học viên Công nghệ Bưu chính Viễn thông đã tạo mọi điều kiện học tập và nghiên cứu cho em trong suốt hơn 4 năm học vừa qua Xin cảm ơn các bạn học và những người thân đã luôn giúp đỡ, động viên và chia sẻ những lúc tôi khó khăn trong thời gian thực hiện đồ án này

Do thời gian hạn hẹp và cũng chịu nhiều yếu tố tác động nên đồ án sẽ không tránh khỏi sai sót Em rất mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của Thầy, Cô

và các bạn để có thể tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu của mình

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

Chương I TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G)

Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, là hệ thống truyền tín hiệu tương

tự, là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở Nhật vào năm

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

mã hoặc chia theo thời gian) Sự sắp xếp có trật tự các tế bào, mỗi khu vực phục vụ thì đựợc bao bọc bởi một tế bào lớn, những tế bào lớn và một phần của những tế bào đã làm tăng dung lượng của hệ thống xa hơn nữa

Có 4 chuẩn chính đối với hệ thống 2G: Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu (GSM) và những dẫn xuất của nó; AMPS số (D-AMPS); Đa Truy Cập Phân Chia Theo

Mã IS-95; và Mạng tế bào Số Cá Nhân (PDC) GSM là chuẩn đạt được thành công nhất và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G

GSM là mạng điện thoại di động trong đó các máy điện thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm, kết nối với các cell gần nó nhất Các mạng di động GSM hoạt động trên 4 băng tần: 850, 900, 1800 và 1900 Mhz Hầu hết thì hoạt động ở băng 900 Mhz và 1800 Mhz, chỉ có vài nước ở Châu Mỹ là sử dụng băng 850 Mhz và 1900 Mhz do băng 900 Mhz và 1800 Mhz ở nơi này đã bị sử dụng trước

Hệ thống GSM 900 làm việc trong một băng tần hẹp, dài tần cơ bản từ (890- 960MHz) Trong đó băng tần cơ bản được chia làm 2 phần :

- Đường lên từ (890 – 915) MHz

- Đường xuống từ (935 – 960)MHz

Băng tần gồm 124 sóng mang được chia làm 2 băng, mỗi băng rộng 25MHz, khoảng cách giữa 2 sóng mang kề nhau là 200KHz Mỗi kênh sử dụng 2 tần số riêng biệt cho 2 đường lên và xuống gọi là kênh song công Khoảng cách giữa 2 tần số là không đổi bằng 45MHz Mỗi kênh vô tuyến mang 8 khe thời gian TDMA và mỗi khe thời gian là một kênh vật lý trao đổi thông tin giữa MS và mạng GSM Tốc độ từ 6.5 – 13 Kbps

Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối với băng GSM 850/900 Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng GSM 1800/1900 Mhz

Mạng GSM sử dụng hai kiểu mã hóa âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1 Khz đó là

mã hóa 6 và 13 Kbps gọi là Full rate (13Kbps) và Haft rate (6Kbps) Để nén họ sử dụng

hệ thống có tên là Linear predictive coding (LPC) Vào năm 1997 thì họ cải tiến thêm cho mạng GSM là bộ mã hóa GSM-EFR sử dụng full rate 12,2 Kbps

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

Có tất cả bốn kích thước cell trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và umbrella Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường Macro cell được lắp trên cột cao hoặc trên các tòa nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu thành thị, khu dân cư, pico cell thì có tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nên nó thường được lắp để tiếp sóng trong nhà Umbrella cell lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng trống giữa các cell

Bán kính phủ sóng của một cell tùy thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét đến vài chục km, trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 32km (22 dặm) Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thể phủ sóng tới như nhà ga, sân bay, siêu thị… thì người ta sẽ dùng các trạm Pico để chuyển tiếp sóng từ anten ngoài trời vào

GSM mới chỉ cung cấp các dịch vụ thoại và nhắn tin ngắn, trong khi nhu cầu truy nhập Internet và các dịch vụ từ người sử dụng là rất lớn nên GSM phát triển lên 2,5G:

Trong đó :

HSCSD ( High Speed Circuit Switched Data- Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao): Một vấn đề quan trọng lớn nhất đối với GSM là về tốc độ dữ liệu chậm GSM cơ sở có thể cải thiện tốc độ người dùng trước chỉ là 9.6Kbps, sau đó theo lý thuyết tốc độ người dùng đã là 14.4Kbps, mặc dù nó không được thông dụng cho lắm HSCSD là cách đơn giản hơn cho mọi thứ được tải lên Phương pháp này chính là sự thay thế một khe thời gian, một trạm di động có thể sử dụng nhiều khe thời gian cho một kết nối dữ liệu Những bổ sung trong dòng thương mại, giá trị tối đa thường là 4 khe thời gian Một khe thời gian có thể sử dụng tốc độ 9.6Kbps hoặc 14.4Kbps Toàn bộ tốc độ chính là số khe thời gian nhân với tốc độ dữ liệu của một khe thời gian Đây chính là mối tương quan không phức tạp để nâng cấp dung lượng của hệ thống, vì nó chỉ là những yêu cầu trong việc nâng cấp phần mềm đối với mạng nhưng nó có nhiều trở ngại Vấn đề quan trọng nhất trong việc sử dụng tài nguyên sóng vô tuyến một cách khan hiếm Bởi vì nó là chuyển mạch- mạch, HSCSD phân bố việc sử dụng khe thời gian một cách liên tục ngay

cả khi không có bất cứ thứ gì được truyên đi

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

GPRS (General Packet Radio Service- Dịch vụ vô tuyến gói chung ): GPRS là một hệ thống vô tuyến thuộc giai đoạn trung gian, nhưng vẫn là hệ thống 3G nếu xét về mạng lõi GPRS cung cấp các kết nối số liệu chuyển mạch gói với tốc độ truyền lên tới 171,2Kbps (tốc độ số liệu đỉnh) và hỗ trợ giao thức Internet TCP/IP và X25, nhờ vậy tăng cường đáng kể các dịch vụ số liệu của GSM Công việc tích hợp GPRS vào mạng GSM đang tồn tại là một quá trình đơn giản Một phần các khe trên giao diện vô tuyến dành cho GPRS, cho phép ghép kênh số liệu gói được lập lịch trình trước đối với một số trạm di động Phân hệ trạm gốc chỉ cần nâng cấp một phần nhỏ liên quan đến khối điều khiển gói (PCU- Packet Control Unit) để cung cấp khả năng định tuyến gói giữa các đầu cuối di động các nút cổng (gateway) Một nâng cấp nhỏ về phần mềm cũng cần thiết để

hỗ trợ các hệ thống mã hoá kênh khác nhau Mạng lõi GSM được tạo thành từ các kết nối chuyển mạch kênh được mở rộng bằng cách thêm vào các nút chuyển mạch số liệu và gateway mới, được gọi là GGSN (Gateway GPRS Support Node) và SGSN (Serving GPRS Support Node) GPRS là một giải pháp đã được chuẩn hoá hoàn toàn với các giao diện mở rộng và có thể chuyển thẳng lên 3G về cấu trúc mạng lõi

EDGE ( Enhanced Data Rates for GSM Evolution- Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM): EDGE có thể phát nhiều bit gấp 3 lần GPRS trong một chu kỳ Đây là

lý do chính cho tốc độ bit EDGE cao hơn ITU đã định nghĩa 384kbps là giới hạn tốc độ dữ liệu cho dịch vụ để thực hiện chuẩn IMT-2000 trong môi trường không lý tưởng 384kbps tương ứng với 48kbps trên mỗi khe thời gian, giả sử một đầu cuối có 8 khe thời gian EDGE là một kỹ thuật truyền dẫn 3G đã được chấp nhận và có thể triển khai trong phổ tần hiện có của các nhà khai thác TDMA và GSM EDGE tái sử dụng băng tần sóng mang và cấu trúc khe thời gian của GSM, và được thiết kế nhằm tăng tốc

độ số liệu của người sử dụng trong mạng GPRS hoặc HSCSD bằng cách sử dụng các hệ thống cao cấp và công nghệ tiên tiến khác Vì vậy, cơ sở hạ tầng và thiết bị đầu cuối hoàn toàn phù hợp với EDGE hoàn toàn tương thích với GSM và GRPS

1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G)

Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International Mobile Telecommunication -2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mong đợi đem lại bởi hệ thống 3G là:

- Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao

- Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, …)

- Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc,…)

- Truy nhập Internet (duyệt Web, tải tài liệu, …)

- Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các hệ thống

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

Để thoả mãn các dịch vụ đa phương tiện cũng như đảm bảo khả năng truy cập Internet băng thông rộng, IMT-2000 hứa hẹn cung cấp băng thông 2Mbps, nhưng thực tế triển khai chỉ ra rằng với băng thông này việc chuyển giao rất khó, vì vậy chỉ có những người sử dụng không di động mới được đáp ứng băng thông kết nối này, còn khi đi bộ băng thông sẽ là 384 Kbps, khi di chuyển bằng ô tô sẽ là 144Kbps Các hệ thống 3G điển hình là:

Ø UMTS (W-CDMA)

UMTS (Universal Mobile Telephone System), dựa trên công nghệ W-CDMA, là giải pháp được ưa chuộng cho các nước đang triển khai các hệ thống GSM muốn chuyển lên 3G UMTS được hỗ trợ bởi Liên Minh Châu Âu và được quản lý bởi 3GPP tổ chức chịu trách nhiệm cho các công nghệ GSM, GPRS UMTS hoạt động ở băng tần 5MHz, cho phép các cuộc gọi có thể chuyển giao một cách hoàn hảo giữa các hệ thống UMTS và GSM đã có Những đặc điểm của WCDMA như sau:

- WCDMA sử dụng kênh truyền dẫn 5 MHz để chuyển dữ liệu Nó cũng cho phép việc truyền dữ liệu ở tốc độ 384 Kbps trong mạng di động và 2 Mbps trong hệ thống tĩnh

- Kết cấu phân tầng: Hệ thống UMTS dựa trên các dịch vụ được phân tầng, không giống như mạng GSM Ở trên cùng là tầng dịch vụ, đem lại những ưu điểm như triển khai nhanh các dịch vụ, hay các địa điểm được tập trung hóa Tầng giữa

là tầng điều khiển, giúp cho việc nâng cấp các quy trình và cho phép mạng lưới có thể được phân chia linh hoạt Cuối cùng là tầng kết nối, bất kỳ công nghệ truyền

dữ liệu nào cũng có thể được sử dụng và dữ liệu âm thanh sẽ được chuyển qua ATM/AAL2 hoặc IP/RTP

- Tần số: hiện tại có 6 băng sử dụng cho UMTS/WCDMA, tập trung vào UMTS tần số cấp phát trong 2 băng đường lên (1885 MHz– 2025 MHz) và đường xuống (2110 MHz – 2200 MHz)

Sự phát triển của WCDMA lên 3.5G là HsxPA

Ø CDMA2000

Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, chuẩn này là sự tiếp nối đối với các

hệ thống đang sử dụng công nghệ CDMA trong thế hệ 2 CDMA2000 được quản

lý bởi 3GPP2, một tổ chức độc lập và tách rời khỏi 3GPP của UMTS CDMA2000 có tốc độ truyền dữ liệu từ 144Kbps đến 3Mbps

Ø TD-SCDMA

Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA đang được phát triển tại Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens Hiện tại có nhiều chuẩn công nghệ cho 2G nên sẽ có nhiều chuẩn công nghệ 3G đi theo, tuy nhiên trên thực tế chỉ có 2 tiêu chuẩn quan trọng nhất đã có sản phẩm thương mại và có khả năng đ ợc triển khai rộng rãi trên toàn thế giới là WCDMA (FDD) và CDMA 2000 WCDMA được phát triển trên cơ sở tương

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

thích với giao thức của mạng lõi GSM (GSM MAP), một hệ thống chiếm tới 65% thị trường thế giới Còn CDMA 2000 nhằm tuơng thích với mạng lõi IS-41, hiện chiếm 15% thị trường

1.4 Công nghệ tiền 4G

Công nghệ tiền 4G tiêu biểu có thể kể đến: LTE và WiMax Điểm chung cho cả 2 công nghệ này là đều sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Access)

Ø GPP LTE

Hệ thống 3GPP LTE, là bước tiếp theo cần hướng tới của hệ thống mạng không dây 3G dựa trên công nghệ di động GSM/UMTS, và là một trong những công nghệ tiềm năng nhất cho truyền thông 4G Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đã định nghĩa truyền thông di động thế hệ thứ 4 là IMT Advanced và chia thành hai hệ thống dùng cho di động tốc độ cao và di động tốc độ thấp 3 GPP LTE là hệ thống dùng cho di động tốc độ cao Ngoài ra, đây còn là công nghệ hệ thống tích hợp đầu tiên trên thế giới ứng dụng cả chuẩn 3GPP LTE và các chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, do đó người sử có thể dễ dàng thực hiện cuộc gọi hoặc truyền dữ liệu giữa các mạng LTE và các mạng GSM/GPRS hoặc UMTS dựa trên WCDMA

3GPP LTE có khả năng cấp phát phổ tần linh động và hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện với tốc độ trên 100Mb/s khi di chuyển ở tốc độ 3km/h, và khi di chuyển ở tốc độ cao 120km/h thì tốc độ truyền là trên 30 Mb/s Tốc độ này nhanh hơn gấp 7 lần so với tốc độ truyền dữ liệu của công nghệ HSDPA (truy nhập gói dữ liệu tốc độ cao) Do công nghệ này cho phép sử dụng các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao trong khi di chuyển ở bất kỳ tốc độ nào nên nó có thể hỗ trợ sử dụng các dịch vụ nội dung có dung lượng lớn với độ phân giải cao ở cả điện thoại di động, máy tính bỏ túi PDA, điện thoại thông minh

Ưu điểm nổi bật:

- Dung lượng truyền trên kênh đường xuống có thể đạt 100 Mbps và trên kênh đường lên có thể đạt 50 Mbps

- Tăng tốc độ truyền trên cả người sử dụng và các mặt phẳng điều khiển

- Sẽ không còn chuyển mạch kênh Tất cả sẽ dựa trên IP VoIP sẽ dùng cho dich vụ thoại

- Kiến trúc mạng sẽ đơn giản hơn so với mạng 3G hiện thời Tuy nhiên mạng 3G LTE vẫn có thể tích hợp một cách dễ dàng với mạng 3G và 2G hiện tại Điều này hết sức quan trọng cho nhà cung cấp mạng triển khai 3GPP LTE vì không cần thay đổi toàn bộ cơ sở hạ tầng mạng đã có

- OFDMA và MIMO được sự dụng trong 3G LTE thay vì CDMA như trong 3G

Ø WiMax

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

Chuẩn WiMAX đầu tiên ra đời vào tháng 10 năm 2001 Khác với WiFi chỉ sử dụng một băng tần, WiMAX có thể hoạt động trong nhiều băng tần khác nhau từ 2-66 Ghz Các ứng dụng khác nhau sẽ dùng những băng tần khác nhau để tránh sự giao thoa

Các chuẩn khác nhau của WiMAX [3]:

- Chuẩn cơ bản 802.16: Chuẩn 802.16 ban đầu được tạo ra với mục đích là tạo ra những giao diện (interface) không dây dựa trên một nghi thức MAC (Media Access Control) chung Kiến trúc mạng cơ bản của 802.16 bao gồm một trạm phát (BS) và người sử dụng (SS) Trong một vùng phủ sóng, trạm BS sẽ điều khiển toàn bộ sự truyền dữ liệu Điều đó có nghĩa là sẽ không có sự trao đổi trực tiếp giữa hai SS với nhau Nối kết giữa BS và SS sẽ gồm một kênh đường lên và đường xuống Kênh đường lên sẽ chia sẻ cho nhiều SS trong khi kênh đường xuống có đặc điểm broadcast Trong trường hợp không có vật cản giữa SS và BS, thông tin sẽ được trao đổi trên băng tầng cao Ngược lại, thông tin sẽ được truyền trên băng tầng thấp để chống nhiễu

- 802.16a: Chuẩn này sử dụng băng tầng có bản quyền từ 2 – 11Ghz Đây là băng tầng thu hút được nhiều quan tâm nhất vì tín hiệu truyền có thể vượt được các chướng ngại trên đường truyền 802.16a còn thích ứng cho việc triển khai mạng Mesh mà trong đó một SS thể liên lạc với BS thông qua một SS khác Với đặc tính này, vùng phủ sóng của 802.16a BS sẽ được nới rộng

- 802.16b: Chuẩn này hoạt động trên băng tầng từ 5 – 6 Ghz với mục đích cung ứng dịnh vụ với chất lượng cao (QoS) Cụ thể chuẩn ưu tiên truyền thông tin của những ứng dụng video, thoại, real-time thông qua những lớp dịch vụ khác Chuẩn này sau đó đã được kết hợp vào chuẩn 802.16a

- 802.16c: Chuẩn này định nghĩa thêm các profile mới cho dải băng tầng từ 66GHz với mục đích cải tiến khả năng hoạt động tương hỗ

10 802.16d: Có một số cải tiển nhỏ so với chuẩn 802.16a Chuẩn này được chuẩn hóa

2004 Các thiết bị pre-WiMAX có trên thị trường là dựa trên chuẩn này

- 802.16e: Đặc điểm nổi bật của chuẩn này là cung cấp khả năng di động lên đến 120km/h với tỷ lệ mất gói không quá 1% trễ chuyển giao thấp hơn 50ms

- 802.16m (còn gọi là WiMAX II): Đang trong giai đoạn hoàn thiện và chuẩn hóa, được phát triển từ chuẩn IEEE 802.16e, là công nghệ duy nhất trong các công nghệ tiền 4G được xây dựng hoàn toàn dựa trên công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA Công nghệ WiMAX II hứa hẹn sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 100 Mb/s cho các ứng dụng di động và có thể lên tới 1Gb/s cho các người dùng tĩnh Khoảng cách truyền của WiMAX II là khoảng 2 km ở môi trường thành thị và khoảng 10 km cho các khu vực nông thôn

1.5 Tổng quan về HSPA

HSPA là công nghệ được phát triển trên cơ sở của mạng 3G hay còn gọi là 3G+ Quá trình phát triển HSPA thể hiện qua quá trình phát triển các phiên bản hệ thống 3GP như ở Hình 1.2

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

Hình 1.2 Lộ trình phát triển của HSPA theo 3GPP HSPA (High Speed Packet Access) truy nhập gói tốc độ cao bao gồm truy nhập gói tốc độ cao đường xuống (HSDPA: High Speed Downlink Packet Access) được 3GPP chuẩn hóa trong R5 với phiên bản tiêu chuẩn đầu tiên vào năm 2002 và truy nhập gói đường lên tốc độ cao (HSUPA: High Speed Uplink Packet Access) được 3GPP chuẩn hóa trong R6 vào tháng 12 năm 2004 Các mạng HSDPA đầu tiên được đưa vào thương mại năm 2005 và HSUPA được đưa vào thương mại năm 2007

Tốc độ số liệu đỉnh của HSDPA lúc đầu là 1,8Mbps và tăng đến 3,6 Mbps và 7,2Mbps vào năm 2006 và 2007, và đạt đến trên 14,4Mbps năm 2008 Trong giai đoạn đầu tốc độ đỉnh HSUPA là 1-2Mbps và đạt đến 4-5,7 Mbps vào năm 2008 Phiên bản HSPA+ đang tiếp tục được hoàn thiện và tốc độ tiếp tục được cải thiện cao hơn

HSPA được triển khai trên WCDMA trên cùng một sóng mang hoặc sử dụng một sóng mang khác để đạt được dung lượng cao hơn

Mô hình triển khai HSPA với sóng mang riêng (f2) hoặc chung sóng mang (f1) với WCDMA như hình 1.3

HSPA chia sẻ chung hạ tầng mạng với WCDMA Để nâng cấp WCDMA lên HSPA chỉ cần bổ xung phần mềm và một vài phần cứng trong BSC và RNC

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

Hình 1.3 Triển khai HSPA với sóng mang riêng (f2) hoặc chung sóng mang với

WCDMA (f1) Lúc đầu HSPA được thiết kế cho các dịch vụ phi thời gian thực, tuy nhiên R6 và R7 cải thiện hiệu suất của HSPA cho VoIP và các ứng dụng tương tự khác Khác với WCDMA trong đó tốc độ số liệu trên các giao diện như nhau (384kbps cho tốc độ cực đại chẳng hạn), tốc độ số liệu HSPA trên các giao diện là khác nhau hình 1.4 minh họa điều này Tốc độ đỉnh (14,4Mbps trên hai thiết bị người sử dụng UE (UE: User Equipment) tại thiết bị người sử dụng chỉ xảy ra trong thời điểm điều kiện kênh truyền tốt

vì thế tốc độ trung bình có thể không quá 3Mbps Để đảm bảo truyền lưu lượng mang tính cụm này, BTS cần có bộ đệm để lưu lại lưu lượng và bộ lập biểu để truyền lưu lượng này trên hạ tầng mạng

Hình 1.4 Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện khác nhau

1.5.1 Truy nhập gói tốc độ cao đường xuống (HSDPA)

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

Khái niệm HSDPA dựa trên một kênh truyền tải mới, kênh chia sẻ đường xuống tốc

độ cao HS-DSCH, kênh HS-DSCH được coi là sự phát triển của kênh DSCH trong WCDMA Kênh HS-DSCH được xếp lên, gộp chung trên các kênh vật lý để chia sẻ giữa giữa tất cả người dùng trong một ghép kênh thời gian

Mục tiêu của HSDPA là mở rộng giao diện vô tuyến của WCDMA, tăng cường hiệu năng và dung lượng của WCDMA Để đạt được điều này, HSPDA sử dụng một số kỹ thuật như: Điều chế bậc cao, lập biểu phụ thuộc kênh và HARQ với kết hợp mềm

Kiến trúc HSDPA có kiến trúc như ở hình 1.5 Mỗi UE sử dụng HSDPA sẽ thu truyền dẫn HS-DSCH từ một ô phục vụ Ô phục vụ chịu trách nhiệm lập biểu, điều khiển tốc độ, HARQ và các chức năng MAC-hs khác cho HSDPA Chuyển giao mềm đường lên được

hỗ trợ trong đó truyền dẫn số liệu đường lên sẽ thu được từ nhiều ô và UE sẽ nhận được các lệnh điều khiển công suất từ nhiều ô

Hình 1.5 Kiến trúc HSDPA

Di động từ một ô hỗ trợ HSDPA đến một ô không hỗ trợ HSDPA được xử lý dễ dàng

Có thể đảm bảo dịch vụ không gián đoạn cho người sử dụng (mặc dù tại tốc độ số liệu thấp hơn) bằng chuyển mạch kênh trong RNC trong đó người sử dụng được chuyển mạch đến các kênh dành riêng (DCH) trong ô không có HSDPA Tương tự, một người sử dụng được trang bị đầu cuối có HSDPA có thể chuyển mạch từ kênh riêng sang HSDPA khi người này di chuyển vào ô có hỗ trợ HSDPA

1.5.2 Truy nhập gói tốc độ cao đường lên (HSUPA)

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

HSUPA được đưa vào WCDMA R6 HSUPA đảm bảo cải thiện dung lượng và hiệu năng đường lên: Tốc độ cao hơn, trễ giảm và dung lượng hệ thống tăng Cốt lõi của HSUPA cũng sử dung hai công nghệ cơ sở như HSDPA là lập biểu nhanh và HARQ kết hợp mềm Cũng giống như HSDPA, HSUPA sử dụng khoảng thời gian ngắn 2ms cho TTI đường lên Các tăng cường này được thực hiện trong WCDMA Thông qua một kênh truyền tải mới là E-DCH (Enhanced Deicated Channel: kênh riêng tăng cường)

Mặc dù sử dụng các công nghệ giống HSDPA nhưng HSUPA cũng có những điểm khác biệt căn bản so với HSDPA, các khác biệt này ảnh hưởng lên việc thực hiện chi tiết các tính năng:

Trên đường xuống các tài nguyên chia sẻ là công suất và mã đều được đặt trong một nút trung tâm Trên đường lên, tài nguyên chia sẻ là đại lượng nhiễu đường lên cho phép, đại lượng này phụ thuộc vào công suất của nhiều nút nằm phân tán

Trên đường xuống bộ lập biểu và các bộ đệm phát được đặt trong cùng một nút, còn trên đường lên bộ lập biểu được đặt trong nút B, trong khi đó các bộ đệm số liệu được phân tán trong các UE Vì thế các UE phải thông báo thông tin về tình trạng bộ đệm cho

bộ lập biểu

Đường lên WCDMA và HSDPA không trực giao và vì thế xảy ra nhiễu giữa các truyền dẫn trong cùng một ô Trái lại trên đường xuống các kênh được phát trực giao Vì thế điều khiển công suất quan trọng đối với đường lên để xử lý vấn đề gần xa E-DCH được phát với khoảng dịch công suất tương đối so với kênh điều khiển đường lên được điều khiển công suất và bằng cách điều chỉnh dịch công suất cực đại, bộ lập biểu có thể điều khiển tốc độ số liệu E-DCH Trái lại đối với HSDPA, công suất phát không đổi (ở mức độ nhất định) cùng với sử dụng thích ứng tốc độ số liệu

Chuyển giao được E-DCH hỗ trợ Việc thu số liệu từ đầu cuối tại nhiều ô là có lợi vì

nó đảm bảo tính phân tập, trong khi đó phát số liệu từ nhiều ô trong HSDPA là phức tạp

và chưa chắc có lợi Chuyển giao mềm còn có nghĩa là điều khiển công suất bởi nhiều ô

để giảm nhiễu gây ra cho các ô lân cận và duy trì tính tương thích ngược với UE không

sử dụng E-DCH

Trên đường xuống điều chế bậc cao hơn được sử dụng để cung cấp các tốc độ số liệu cao trong một số trường hợp, chẳng hạn bộ lập biểu ấn định số lượng mã định kênh ít cho truyền dẫn nhưng đại lượng công suất truyền dẫn khả dụng lại khá cao Đối với đường lên không cần thiết phải chia sẻ các mã định kênh đối với các người sử dụng khác và vì thế thông thường tỉ lệ mã hóa kênh thấp hơn Như vậy khác với đường xuống, điều chế

Đồ án tốt nghiệp Chương I Tổng quan về các hệ thống thông tin di động

bậc cao ít hữu ích hơn trên đường lên trong các ô vĩ mô và vì thế không được xem xét trong phát hành đầu tiên của HSUPA

Kiến trúc HSUPA được mô tả như ở hình 1.6/

Giống như HSDPA một thực thể MAC mới (MAC-e) được đưa vào MS và vào nút B Trong nút B, MAC-e chịu trách nhiệm truyền tải các phát lại HARQ và lập biểu, còn trong UE MAC-e chịu trách nhiệm lựa chọn tốc độ số liệu trong các giới hạn do bộ lập biểu trong MAC-e của nút B đặt ra

Hình 1.6 Kiến trúc HSUPA được lập cấu hình E-DCH Khi UE nằm trong chuyển giao mềm với nhiều nút B, các khối truyền tải khác nhau

có thể được giải mã đúng tại các nút B khác nhau Kết quả là một khối truyền tải có thể được thu đúng tại một nút B trong khi các nút B khác vẫn tham gia và các quá trình phát lại của một khối truyền tải được phát sớm hơn Vì thế, để đảm bảo truyền các khối truyền tải đúng trình tự đến giao thức RLC, cần có chức năng sắp xếp lại thứ tự trong RNC ở dạng một thực thể mới: MAC-es Trong chuyển giao mềm nhiều thực thể MAC-e được

sử dụng cho một UE vì số liệu thu được từ nhiều ô Tuy nhiên MAC-e trong ô phục vụ chịu trách nhiệm chính cho lập biểu; MAC-e trong ô không phục vụ chủ yếu xử lý giao thức HARQ

1.6 Kết luận chương I

Chương I đã trình bày tổng một cách tổng quát nhất về các hệ thống thông tin di động,

sơ lược lịch sử ra đời và phát triển cũng như điểm qua những đặc tính kỹ thuật đặc trưng trong kiến trúc hệ thống để có cái nhìn toàn diện về các hệ thống, đồng thời cũng giới thiệu một cách tổng quan về công nghệ HSPA, tạo điều kiện để tiếp tục đi sâu vào nghiên cứu chi tiết các đặc điểm kỹ thuật của công nghệ HSPA trong chương II

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

Chương II CÔNG NGHỆ HSPA

2.1 Kiến trúc mạng

HSPA là công nghệ tăng cường cho 3G WCDMA còn được gọi là 3G+ Do đó để thấy được kiến trúc mạng HSPA ta xét cấu trúc của nó trong các phát hành của WCDMA

2.1.1 Kiến trúc WCDMA/UMTS R3

WCDMA/UMTS R3 là phiên bản đầu tiên của UMTS, nó hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói Trong miền CS tốc độ bít thông tin lên đến 384 Mbps và trong miền PS là 2Mbps Đảm bảo yêu cầu roamming giữa mạng 2G và 3G

Sử dụng lại đa phần mạng lõi của hệ thống GSM/GPRS hiện tại, giảm thiểu chi phí đầu tư cũng chính là tiền đề cho việc đưa ra những dịch vụ tiên tiến với giá thành rẻ đảm bảo khả năng cạnh tranh trên thị trường tốt và có thể thực hiện triển khai nhanh chóng Có khả năng cung cấp dịch vụ truyền thống của mạng 2G cũng như các dịch

vụ tiên tiến gồm: điện thoại có hình (Hội nghị video), âm thanh chất lượng cao và tốc

độ truyền cao tại đầu cuối Hình 2.1 mô tả cấu trúc mạng UMTS theo Phiên bản R3

Hình 2.1 Kiến trúc WCDMA/UMTS R3 Thiết bị đầu cuối trong WCDMA R3 không chỉ đơn thuần dành cho thiết bị điện thoại truyền thống mà còn bao gồm các thiết bị truy cập các dịch vụ số liệu mới Nhằm tăng cường sử dụng đầu cuối cho nhiều dịch vụ số liệu hơn và vì thế đầu cuối trở thành tổ hợp của máy thoại di động, modem và máy tính bàn tay Thiết bị đầu cuối bao gồm các thành phần TE, ME, USIM như trên hình vẽ RNC-Radio Network Controller: Bộ điều khiển mạng vô tuyến chức năng giống BSC của mạng GSM Nó kết nối tới một hoặc nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng Một

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo mật và tính toàn vẹn dữ liệu Sau thủ tục nhận thực và thỏa thuận khóa, các khóa bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC Sau

đó các khóa này được sử dụng bởi các hàm an ninh f8 và f9 Node B có chức năng giống BTS trong GSM với nhiệm vụ thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó Nó nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu Bên cạnh đó nó còn thực hiện quản lý tài nguyên vô tuyến cơ

sở như "điều khiển công suất vòng trong" Điều này cho phép nếu tất cả các đầu cuối đều phát cùng một công suất, thì các đầu cuối gần Node B nhất sẽ che lấp tín hiệu từ các đầu cuối ở xa Node B kiểm tra công suất thu từ các đầu cuối khác nhau và thông báo cho chúng giảm công suất hoặc tăng công suất sao cho Node B luôn thu được công suất như nhau từ tất cả các đầu cuối Mạng lõi (CN) gồm ba miền: miền PS, miền CS và HE Miền PS đáp ứng các dịch vụ số liệu cho người sử dụng bằng các kết nối đến Internet và các mạng số liệu khác và miền CS đáp ứng các dịch vụ điện thoại đến các mạng khác bằng các kết nối TDM Các Node B trong CN được kết nối với nhau bằng đường trục của nhà khai thác, thường sử dụng các công nghệ mạng tốc độ cao như ATM và IP Mạng đường trục trong miền CS sử dụng TDM còn trong miền

PS sử dụng IP

2.1.2 Kiến trúc WCDMA/UMTS R4

Hình 2.2 cho thấy kiến trúc cơ sở của 3G WCDMA R4 Sự khác nhau cơ bản giữa R3 và R4 là ở chỗ khi này mạng lõi là mạng phân bố và chuyển mạch mềm Thay cho việc có các MSC chuyển mạch kênh truyền thống như ở kiến trúc trước, kiến trúc chuyển mạch phân bố và chuyển mạch mềm được đưa vào

MSC được chia thành MSC server và cổng các phương tiện (MGW: Media Gateway) MSC server chứa tất cả các phần mềm điều khiển cuộc gọi, quản lý di động có ở một MSC tiêu chuẩn Tuy nhiên nó không chứa ma trận chuyển mạch Ma trận chuyển mạch nằm trong MGW được MSC Server điều khiển và có thể đặt xa MSC Server

Báo hiệu điều khiển các cuộc gọi chuyển mạch kênh được thực hiện giữa RNC và MSC Server Đường truyền cho các cuộc gọi chuyển mạch kênh được thực hiện giữa RNC và MGW Thông thường MGW nhận các cuộc gọi từ RNC và định tuyến các cuộc gọi này đến nơi nhận trên các đường trục gói Trong nhiều trường hợp đường trục gói sử dụng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP: Real Time Transport Protocol) trên giao thức Internet (IP) Từ hình 2.2 ta thấy lưu lượng số liệu gói từ RNC đi qua SGSN và từ SGSN đến GGSN trên mạng đường trục IP Cả số liệu và tiếng đều có thể sử dụng truyền tải IP bên trong mạng lõi Rất nhiều giao thức được sử dụng bên trong mạng lõi là các giao thức trên cơ sở gói sử dụng hoặc IP hoặc ATM

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

Tuy nhiên mạng phải giao diện với các mạng truyền thống qua việc sử dụng các cổng các phương tiện Ngoài ra mạng cũng phải giao diện với các mạng SS7 tiêu chuẩn Giao diện này được thực hiện thông qua cổng SS7 (SS7 GW) Đây là cổng mà ở một phía nó hỗ trợ truyền tải bản tin SS7 trên đường truyền tải SS7 tiêu chuẩn, ở phía kia

nó truyền tải các bản tin ứng dụng SS7 trên mạng gói (IP chẳng hạn) Các thực thể như MSC Server, GMSC Server và HSS liên lạc với cổng SS7 bằng cách sử dụng các giao thức truyền tải được thiết kế đặc biệt để mang các bản tin SS7 ở mạng IP Bộ giao thức này được gọi là Sigtran

Hình 2.2 Kiến trúc WCDMA/UMTS R4 Phiên bản R4 hoàn toàn tương thích được với R3 (R99): Các đầu cuối không thay đổi và không cần nâng cấp vì chúng nâng cấp các khả năng và dịch vụ hoàn toàn giống R3 Bởi vậy hệ thống này tiết kiệm giá thành, tích hợp, linh hoạt và tiến hóa Lý

do tiết kiệm giá thành vì IP tỏ ra là một công nghệ chuyển mạch rẻ hơn so với mạng lõi chuyển mạch thời gian 64Kbps và ATM Ngoài ra các mã đa tốc độ thích ứng tốc

độ thấp (khả biến từ 5 đến 12 Kbps) trong mạng này không cần phải biến đổi vào 64Kbps và ngược lại tại bộ chuyển đổi mã như trước kia Mạng R4 cho phép thực hiện linh hoạt quá trình này Việc thực hiện các vùng CS và PS trong cùng một mạng lõi vì thế tăng tính linh hoạt và cho phép tích hợp giám sát và điều khiển các chức năng

2.1.3 Kiến trúc HSPA/WCDMA R5 và R6

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

Bước phát triển tiếp theo của UMTS là đưa ra kiến trúc mạng đa phương tiện IP (hình 2.3) Kiến trúc này được xây dựng trên các công nghệ gói và điện thoại IP cho đồng thời các dịch vụ thời gian thực và không gian thực Kiến trúc này thể hiện sự thay đổi toàn bộ mô hình cuộc gọi, đó là lưu lượng thoại và số liệu được xử lý giống nhau trên toàn bộ đường truyền từ đầu cuối của người sử dụng đến nơi nhận cuối cùng Trên hình 2.3 cho thấy chỉ có một giao diện Iu duy nhất mang tất cả phương tiện Trong mạng lõi giao diện này kết cuối tại SGSN và không có MGW riêng

Điểm nổi bật của kiến trúc toàn IP là thiết bị của người sử dụng được tăng cường rất nhiều Nhiều phần mềm được cài đặt ở UE Trong thực tế, UE hỗ trợ giao thức khởi đầu phiên (SIP: Session Initiation Protocol) UE trở thành một tác nhân của người sử dụng SIP Như vậy, UE có khả năng điều khiển các dịch vụ lớn hơn trước rất nhiều

Phân hệ đa phương tiện IP (IMS: IP Multimedia Subsystem) là điểm mới của R5

và R6 Đây là một miền mạng IP được thiết kế để hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện thời gian thực IP Nó gồm phần tử sau: Chức năng điều khiển trạng thái kết nối (CSCF: Connection State Control Function), Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF: Multimedia Resource Function), chức năng điều khiển cổng các phương tiện (MGCF: Media Gateway Control Function), Cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW: Transport Signalling Gateway) và Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW: Roaming Signalling Gateway)

HSPA được biết đến với việc hỗ trợ đường xuống tốc độ cao HSDPA trong R5 và HSUPA trong R6 Công nghệ này dựa trên nền tảng kiến trúc mạng WCDMA nhằm tăng cường dung lượng mạng và giảm thời gian trễ đối với các dịch vụ tương tác

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

Hình 2.3 Kiến trúc HSPA/WCDMA R5 và R6

2.1.4 Kiến trúc HSPA/WCDMA R7

Từ phát hành R7 trong kiến trúc HSPA/WCDMA có một đường hầm trực tiếp trong mạng 3G để tối ưu hóa lưu lượng cho các dịch vụ không dây băng rộng, đường hầm trực tiếp này sẽ cung cấp một kênh dữ liệu trực tiếp từ RNC đến GGSN trong R7, điều này giúp tăng topo mạng một cách linh hoạt và cải thiện độ trễ

Dữ liệu người sử dụng được dự kiến tăng đáng kể trong một vài năm tới do sự xuất hiện của HSPA và các hệ thống con IP đa phương tiện Hiện tại trong UMTS lưu lượng dữ liệu gói cần phải đi qua 2 node trong mạng lõi đó là SGSN và GGSN Từ phát hành R7 3GPP cho thấy một khả năng của các hệ thống UMTS có thể đạt được bởi một đường hầm trực tiếp giữa RNC với GGSN hay giữa node B với GGSN (trong HSPA+) Bằng việc sử dụng một đường hầm trực tiếp, các chức năng điều khiển và truyền tải trong SGSN được tách ra, kết quả là GGSN có thêm các chức năng phân phối mới Lúc này GGSN chịu trách nhiệm truyền tải phần lớn các lưu lượng của mạng

Kiến trúc HSPA với một đường hầm trực tiếp có một số lợi ích:

- Tất cả các tài nguyên truyền dẫn đều được chia sẻ điều này làm giảm đáng kể chi phí khi các yêu cầu về phần cứng của SGSN giảm

- Tất cả mặt phẳng truyền tải dữ liệu chỉ được điều khiển bởi GGSN và không gắn với phân bố địa lý của các người sử dụng

- Khả năng mở rộng mặt phẳng người sử dụng: Khi lưu lượng dữ liệu người dùng tăng, tài nguyên truyền dẫn chỉ cần bổ xung vào GGSN

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

Hình 2.4 Kiến trúc HSPA/WCDMA với 1 đường hầm trực tiếp

2.2 Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA)

HSDPA được thiết kế để tăng thông lượng số liệu gói đường xuống bằng cách kết hợp các công nghệ lớp vật lý: truyền dẫn kết hợp phát lại nhanh và thích ứng nhanh được truyền theo sự điều khiển của nút B

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của HSDPA

HSDPA sử dụng ba kênh vật lý mới bao gồm kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao HS-SCCH (High Speed-Shared Control Channel), kênh vật lý điều khiển dành riêng tốc độ cao HS-DPCCH (High Speed-Dedicated Physical Control Channel)

và kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao HS-PDSCH (High Physical Downlink Shared Channel) Trong đó, kênh HS-SCCH là kênh điều khiển đường xuống, kênh HS-DPCCH là kênh điều khiển đường lên và kênh HS-PDSCH là kênh mang số liệu chính được chia sẻ giữa các người dùng trên đường xuống Kênh truyền tải HS-DSCH sẽ được lớp MAC sắp xếp lên kênh vật lý HS-PDSCH trước khi được phát đến người dùng Ngoài ba kênh vật lý trên, HSDPA đòi hỏi phải có ít nhất một kết nối DCH (gồm có DPCCH và DPDCH) hoạt động song song Nếu dịch vụ cung cấp cho UE chỉ bao gồm dịch vụ số liệu thì kênh DCH mang các thông tin báo hiệu Còn đối với trường hợp dịch vụ cho các

Speed-UE có các dịch vụ chuyển mạch kênh như thoại AMR hoặc thoại hình ảnh thì các dịch

vụ này sẽ được phụ vụ song song với HSDPA bằng các kênh DCH Ngoài ra, trong

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

giai đoạn đầu khi công nghệ truy nhập gói đường lên tốc độ cao – HSUPA (High Speed-Uplink Packet Access) chưa được chuẩn hóa bởi 3GPP thì dữ liệu đường lên trong HSDPA phải được truyền qua kênh DCH

Như đã đề cập ở trên, HSDPA sử dụng kênh chia sẻ đường xuống DSCH cho các người dùng HSDPA trong ô Khác với các kênh trong WCDMA, kênh HS-DSCH được trải phổ với hệ số trải phổ cố định là SF = 16 (tức là có 16

mã định kênh PDSCH), trong đó các mã từ 1 đến 15 được sử dụng cho kênh DSCH, mã còn lại được dùng cho mục đích khác như báo hiệu điều khiển hoặc phục

HS-vụ cho các dịch HS-vụ đa pương tiện MBMS (Multimedia Broadcast and Multicast Services)

Hình 2.5 Các kênh cần cho hoạt động HSDPA trong R5 Các kênh HS-DSCH được chia sẻ cho từng người dùng trong các khoảng thời gian TTI, có thể là trong một TTI hoặc một vài TTI Một người dùng có thể được cấp phát một vài mã định kênh hoặc tất cả 15 mã trong một hoặc một vài TTI liên tiếp Do đó có thể xem hoạt động của HSDPA dựa trên nguyên lý ghép kênh phân chia theo mã – CDM (Code Division Multiplexing) kết hợp với ghép kênh phân chia theo thời gian – TDM (Time Division Multiplexing) Việc cấp phát động này được thực hiện nhờ bộ lập biểu tại Nút B Với TTI = 2ms, đảm bảo thời gian trễ trong HSDPA là thấp hơn rất nhiều so với WCDMA hiện tại (TTI = 10ms) Bên cạnh

đó, việc giảm TTI xuống còn 2ms giúp cho việc lập biểu ấn định kênh cho mỗi người dùng cũng như lựa chọn phương pháp mã hóa và điều chế trở nên linh hoạt hơn rất nhiều so với sự thay đổi nhanh của chất lượng kênh truyền

Hoạt động của HSDPA có thể được xem như một quá trình phân tập đa người sử dụng Nguyên lý của việc phân tập đa người sử dụng có thể được minh họa trong hình 2.7 Trong một ô phục vụ có nhiều người dùng, mỗi người dùng có một

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

kênh truyền riêng với những điều kiện về trễ truyền dẫn và ảnh hưởng Fading khác nhau Do đó, chất lượng kênh truyền của mỗi người dùng biến thiên theo từng thời điểm Hoạt động cấp phát tài nguyên mạng của bộ lập biểu tại Nút B dựa trên sự thay đổi của chất lượng kênh truyền đến từng người dùng Bằng các thông tin phản hồi

từ các người dùng cụ thể là các chỉ thị chất lượng kênh – CQI (Channel Quanlity Indicator) mà bộ lập biểu sẽ quyết định tài nguyên sẽ được cấp phát cho người dùng nào trong từng TTI Các bản tin CQI được các thiết bị người dùng UE gửi định kì về Nút B

Hình 2.6 Cấu trúc thời gian và mã HS-DSCH

Do đó, tại Nút B luôn có sự đánh giá chính xác về chất lượng kênh truyền đến các người dùng Rõ ràng ta thấy tài nguyên mạng được tận dụng tốt hơn do tính ngẫu nhiên của Fading ảnh hưởng đến các kênh truyền và thời điểm yêu cầu dịch vụ từ các người dùng Một UE chỉ được cấp phát kênh khi chất lượng kênh truyền đến UE đó

là tốt và ngược lại khi chất lượng kênh xấu thì tài nguyên sẽ được cấp phát cho một

UE có chất lượng kênh truyền tốt hơn

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

Hình 2.7 Nguyên lý phân tập đa người dùng trong HSDPA

Để cung cấp thông tin về chất lượng kênh cho Nút B, các thiết bị đầu cuối UE gửi các chỉ thị chất lượng kênh CQI trên kênh HS-DPCCH theo chu kì xác định Ngoài ra, các kênh HS-DPCCH còn mang các bản tin báo nhận ACK/NACK được gửi về từ UE Hình bên dưới minh họa quá trình gửi các bản tin CQI và ACK/NACK trên kênh điều khiển đường lên HS-DPCCH theo chu kì là 10ms Khi người dùng không di chuyển, tức là kênh truyền không có sự thay đổi lớn, các bản tin phản hồi này có thể được thiết lập với chu kì dài hơn như 20ms, 40ms hoặc thậm chí 40ms

Các chỉ thị chất lượng kênh truyền CQI còn được sử dụng cho quá trình điều chế

và mã hóa thích ứng - AMC của HSDPA Như đã phân tích ở trên, một khi nhận được các bản tin CQI, Nút B sẽ nhận định được chính xác về chất lượng kênh truyền đến từng người dùng Sự nhận định này không chỉ giúp cho Nút B quyết định

dữ liệu được gửi đến người dùng nào mà còn giúp Nút B chọn được một phương pháp điều chế và mã hóa dữ liệu thích hợp với kênh truyền lúc đó Các chỉ số CQI được qui định ở 32 mức cụ thể, trong đó mỗi giá trị CQI qui định một phương pháp điều chế và kích thước khối truyền tải tối đa trong một TTI mà UE có thể nhận được với xác suất lỗi < 10% Hai phương pháp điều chế được sử dụng trong HSDPA là QPSK và 16QAM Điều chế 16QAM được sử dụng khi kênh truyền đạt chất lượng cao và QPSK được sử dụng trong trường kênh truyền kém hơn

Đồ án tốt nghiệp Chương II Công nghệ HSDPA

Hình 2.8 Các gói tin HS-DPCCH được gửi định kỳ về Node B ACK/NACK là các bản tin báo nhận được sử dụng trong thủ tục yêu cầu phát lại

tự động lai – HARQ giữa UE và Nút B Khi một khối dữ liệu được gửi đến UE trong một TTI, sau quá trình giải mã và kiểm tra CRC, nếu dữ liệu thu được là chính xác, bản tin ACK sẽ được gửi về từ UE để báo cho Nút B biết nó đang chờ nhận khối dữ liệu tiếp theo Ngược lại, Nút B sẽ nhận được NACK nếu quá trình kiểm tra CRC thất bại và quá trình phát lại dữ liệu được thực hiện tại Nút B Kỹ thuật yêu cầu phát lại tự động - ARQ (Automatic Repeat reQuest) đã được ứng dụng trong UMTS WCDMA và được tiếp tục phát triển trong HSDPA Nếu như trước đây, phần dữ liệu bị lỗi sau khi kiểm tra CRC sẽ bị xóa đi trong khi chờ phát lại thì HARQ thực hiện kết hợp dữ liệu phát lại và dữ liệu bị lỗi trước đó Bằng cách kết hợp này, tỉ lệ giải mã thành công các gói tin cao hơn rất nhiều, do đó giảm yêu cầu phát lại đáng kể Kênh số liệu HS-PDSCH chỉ được sử dụng khi có dữ liệu cần phát đến UE trong khi trên kênh HS-DPCCH các chỉ thị chất lượng kênh được gửi liên tục về Nút B

Trước khi một khối dữ liệu được phát đến một UE theo sự điều khiển của bộ lập biểu tại Nút B, kênh điều khiển đường xuống HS-SCCH được sử dụng để thông báo cho UE biết là sắp có dữ được phát đến Gói tin báo hiệu cho mỗi khối dữ liệu được phát đến một UE trong một TTI có độ dài là 2ms (bằng độ dài một TTI kênh HS-DSCH) Các gói tin báo hiệu cho các UE khác nhau được phân biệt bằng mã nhận dạng thiết bị đầu cuối – UE ID (User Equipment Identifier) Một khi UE nhận