NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC HSDPA -6 pptx

49 Hình 20: Biểu diễn mã hoá điều chế của HSDPA và tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi mã theo dB 2.5.2 Kỹ thuật H- ARQ Khi vận hành HSDPA ở lân cận hiệu suất phổ cao nhất, tỉ lệ lỗi khối BLER sau lần truyền dẫn đầu tiên được khuyến nghị trong khoảng từ 10- 20%. Cơ chế yêu cầu lặp tự động lai H-ARQ được ứng dụng trong giải pháp HSDPA nhằm giảm trễ và tăng hiệu suất của quá trình tái truyền dẫn dữ liệu. Thực tế, H- ARQ là một giao thức dạng dừng lại và chờ SAW (Stop And Wait). Trong cơ chế SAW, phía truyền dẫn luôn luôn ở quá trình truyền dẫn các block đang hiện hành cho tới khi thiết bị người sử dụng hoàn toàn nhận được dữ liệu. Để tận dụng thời gian khi Node- B chờ các báo nhận, có thể thiết lập N tiến trình SAW-ARQ 50 song song cho thiết bị người dùng. Do đó, các tiến trình khác nhau truyền dẫn trong các TTI riêng biệt. Số tiến trình SAW-ARQ song song được thiết lập tối đa là 8 (N=8), tuy nhiên thông thường chọn giá trị N từ 4-6. Thời gian trễ nhỏ nhất cho phép giữa quá trình truyền dữ liệu gốc so với quá trình tái truyền dẫn dữ liệu lần đầu tiên trong HSDPA là 12ms. Điều khiển H- ARQ lớp 1 được đặt tại Node-B, do đó việc lưu trữ các gói dữ liệu phi báo nhận cùng với chức năng sắp xếp các gói của quá trình tái truyền dẫn là không phụ thuộc vào RNC. Như vậy sẽ tránh được trễ tái truyền dẫn, ngoài ra các trễ này sẽ thấp hơn trễ gây ra bởi quá trình tái truyền dẫn RLC thông thường. Kỹ thuật HARQ là điểm khác cơ bản so với kỹ thuật phát lại trong WCDMA bởi bộ giải mã UE kết hợp các thông tin “mềm” của quá trình phát lại của cùng một block ở cấp độ bit. Kỹ thuật này đưa ra một số yêu cầu về mở rộng dung lượng bộ nhớ của UE, do UE phải lưu các thong tin “mềm” của những lần phát giải mã không thành công. 51 Hình 21: Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh Các phương pháp HARQ như sau: - Kết hợp khuôn (CC: Chase Combining) mỗi lần phát lại chỉ đơn giản là sự lặp lại của từ mã đã được sử dụng cho lần phát đầu tiên.  Ưu điểm: Việc truyền và truyền lại được giải mã riêng lẻ (tự giải mã), tăng tính đa dạng thời gian, có thể tăng tính đa dạng đường truyền.  Nhược điểm: Việc phát lại toàn bộ các gói sẽ lãng phí về băng thông. - Tăng độ dư (IR : Incremental Redundancy): Sự phát lại bao gồm cả thông tin dư thừa bổ xung và thông tin này được phát kèm thêm nếu có lỗi giải mã trong lần phát đầu tiên. Hình 22: Quá trình truyền lại khối dữ liệu IR Tăng độ dư được sử dụng để nhận được tính năng tối đa trong băng thông sẵn sàng. Lúc này block được phát lại chỉ bao gồm dữ liệu sửa chữa của tín hiệu gốc được 52 truyền đi chứ không phải thông tin thực sự. Lượng thông tin dư thêm vào được gửi đi ngày càng tăng lên khi quá trình phát lại lặp đi lặp lại mà bên thu vẫn nhận bị lỗi.  Ưu điểm: Giảm bớt băng thông/ lưu lượng hữu dụng của một người sử dụng và dùng nó cho những người khác.  Nhược điểm: Các bit hệ thống chỉ được gửi đi khi truyền lần đầu và không thể truyền lại, điều đó làm cho quá trình truyền lại không thể tự giải mã. Vì thế, nếu quá trình truyền lần đầu bị mất thì fading rất lớn sẽ tác động và không có cơ hội khôi phục lại dữ liệu trong hoàn cảnh này. Chương 3 : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA 3.1 VOIP song công toàn phần và thúc đẩy trò chuyện Khi so sánh với nhiều ứng dụng khác chạy qua IP, lưu lượng yêu cầu cho VoIP song công toàn phần thấp, lên trên tới vài chục Kbps, nhưng những yêu cầu tiềm ẩn mặt khác lại đòi hỏi cao hơn, như vậy một lần nữa , RTT – và không phải lưu lượng nối liên kết- là nhân tố mà người dùng cuối giới hạn dịch vụ thực hiện và dung lượng mạng. Khuyến cáo ITU trong thời gian truyền một đường cho tiếng nói song công toàn phần nói rằng người sử dụng thỏa mãn với độ trễ truyền từ miệng đến tai khoảng 280ms. Với độ trễ lớn hơn 280ms thì sự tương tác của kết nối tiếng nói giảm nhanh chóng.Và khi độ trễ đạt đến 400ms thì tiếng nói không thỏa mãn với sự tương tác kết nối. Chú ý rằng độ trễ được nói đến ở đây là độ trễ từ miệng đến tai, và do đó không chỉ bao gồm độ trễ đường truyền mà còn cả độ trễ xử lý (mã hóa/ giải mã) trong bộ phát và bộ nhận. Khuyến cáo của liên 53 hiệp viễn thông quốc tế ngoài ra cũng bao gồm hướng dẫn cho độ trễ mã hóa / giải mã. Với đa số các bộ lấy mẫu dùng cho di động yêu cầu độ trễ chỉ từ 50ms đến 100ms. Bỏ qua độ trễ xử lý thì độ trễ từ lúc truyền tin cho đến khi kết thúc là nhỏ hơn 200ms. Khi chúng ta so sánh yêu cầu độ trễ này với RTT thấp hơn 200ms trong WCDMA và thấp hơn 100ms trong HSPA. Rõ ràng rằng VOIP làm việc tốt trong cả 2 công nghệ.Với RTT ngắn hơn trong liên kết vô tuyến HSPA, độ trễ cho phép trong đường truyền HSPA là lớn hơn so với WCDMA. Chú ý rằng khi tải ở HSPA tăng lên thì RTT cũng tăng. Với các ứng dụng thúc đẩy trò chuyện thì độ trễ yêu cầu từ miệng tới tai là ít đòi hỏi cao hơn so với VOIP song công toàn phần. Mặt khác, những ứng dụng này đặt những yêu cầu chặt chẽ trên việc thiết đặt thời gian cho kết nối vô tuyến. Điều này là bởi vì mỗi thời gian người sử dụng yêu cầu trò chuyện, hệ thống phải thiết đặt một kết nối vô tuyến, thời gian để làm điều này trực tiếp ảnh hưởng đến người dùng kết nối tới cuộc trò chuyện. 3.2 Trò chơi với thời gian thực Có nhiều nhóm trò chơi mạng, và các nhóm này có yêu cầu khác nhau trên mạng di động, những yêu cầu này phụ thuộc thời gian thiết lập kết nối vô tuyến và tuổi thọ của pin. Dưới đây là các ví dụ về các nhóm trò chơi  Những trò chơi hoạt động thời gian thực.  Những trò chơi chiến lược thời gian thực.  Những trò chơi chiến lược trên nền quay. 54 Yêu cầu chặt chẽ nhất là các trò chơi hoạt động thời gian thực. Trong khi tốc độ truyền theo bit tối đa của những trò chơi hoạt động như vậy hiếm khi vượt hơn 100- 200 kbps và tốc độ truyền theo bit trung bình thường khoảng 10- 30 kbps. RTT yêu cầu độ trễ điển hình 125-250ms cho những trò chơi đòi hỏi cao nhất. Do đó, HSPA sẽ có khả năng để hỗ trợ việc chơi trên nền hoạt động với sự nạp thực hiện miễn là mạng người dùng cuối kiểm soát tốt. Yêu cầu tốc độ dữ liệu cho những trò chơi hoạt động thời gian thực thay đổi rất nhanh. HSPA có ưu điểm hơn so với Release 99 về tốc độ dữ liệu có thể được đáp ứng ngay lập tức. 3 .3 Luồng TV – di động Việc cung cấp luồng video có chất lượng tốt đối với một màn ảnh di động sử dụng bộ lấy mẫu video gần đây nhất yêu cầu tốc độ từ 32 đến 128 kbps phụ thuộc vào nội dung. Đa số những kiểu nội dung mang dung lượng 64 Kbps chất lượng sẽ đủ tốt.Các mạng WCDMA có thể cung cấp 64-128kbps với chất lượng rất tốt. Tuy nhiên, cái mà HSPA mang là nhiều khả năng hơn, mà lần lượt cho phép thị trường tốc độ truyền theo bit cao tới những người dùng cuối. Những mạng vô tuyến trước thế hệ 3G. thì chỉ đạt được tốc độ dữ liệu 50- 200 kbps, trong khi 3G mạng với khả năng HSDPA có thể cung cấp những tốc độ dữ liệu lên tới 1 Mbps. Do đó, các ứng dụng luồng phải làm thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông. Sự thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông luồng đã được hỗ trợ trong một số thiết bị đầu cuối, trong khi sự hỗ trợ đầy đủ của 3 GPP đã tiêu chuẩn hóa sơ đồ thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông được bao gồm vào 3 GPP lên thành 55 phiên bản R6. Để lựa chọn tốc độ phương tiện truyền thông thích hợp người phục vụ luồng cần phải biết: - Loại trạm di động nào hướng tới. Trong trường hợp đó là một thiết bị đầu cuối với những khả năng tốc độ truyền theo bit hạn chế, tốc độ phương tiện truyền thông cần phải tính đến những hạn chế đó. - Tốc độ phương tiện truyền thông ban đầu nào cần phải được sử dụng có thể trong một mạng 2G, và đôi khi nó có thể trong một mạng 3G - Khi nào để tăng hay giảm bớt tốc độ phương tiện truyền thông. Trong thực tế, trạm di động và thông tin trao đổi người phục vụ về những khả năng của họ trước khi luồng bắt đầu. Điều này như thế nào thì bước 1 đã được giải quyết. Sự chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thông ban đầu khó khăn hơn. Trong mạng ngày nay nó dựa vào mô hình mạng điện thoại. Khi tốc độ truyền theo bit của các giải pháp dịch vụ được đặt trong những thiết bị đầu cuối và các mạng WCDMA và HSPA rồi tốc độ truyền theo bit có thể được sử dụng để hướng dẫn sự chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thông ban đầu. 3.4 Email Các giá trị trễ trong mạng HSPA thường đủ thấp cho các ứng dụng thư điện tử. Thậm chí nếu người sử dụng không tải các file đính kèm hoặc gửi thư điện tử, ứng dụng thư điện tử dùng gửi tin nhắn tới điện thoại di động: - Tiêu đề thư và vài KB đầu tiên của mỗi email nhận được được đẩy tới thiết bị đầu cuối. 56 - Giữ các tin nhắn hoạt động được trao đổi giữa máy chủ và thiết bị đầu cuối. Kích thước của các tin nhắn được giữ là rất nhỏ. Hình 23 cho ta một ước lượng tiêu thụ công suất của điện thoại di động trên những tin nhắn được giữ lại cứ mỗI 4 phút và nhận 0 –50 tín nhắn email 1 giờ . Hình 23: Ước lượng tiêu thụ công suất của điện thoại di động Việc giữ các tin nhắn hoạt động được mang trên các kênh RACH/FACH trong khi các phần của tin nhắn- của 1 vài KB- được mang trên HS-DSCH . 49 Hình 20: Biểu diễn mã hoá điều chế của HSDPA và tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi mã theo dB 2.5.2 Kỹ thuật H- ARQ Khi vận hành HSDPA ở lân cận hiệu suất phổ cao nhất, tỉ lệ lỗi. thông thường chọn giá trị N từ 4-6. Thời gian trễ nhỏ nhất cho phép giữa quá trình truyền dữ liệu gốc so với quá trình tái truyền dẫn dữ liệu lần đầu tiên trong HSDPA là 12ms. Điều khiển H-. nghị trong khoảng từ 10- 20%. Cơ chế yêu cầu lặp tự động lai H-ARQ được ứng dụng trong giải pháp HSDPA nhằm giảm trễ và tăng hiệu suất của quá trình tái truyền dẫn dữ liệu. Thực tế, H- ARQ là