CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ LTE

CHƯƠNG II CƠNG NGHỆ LTE 2.1 Tổng quan cơng nghệ LTE 2.1.1 Giới thiệu công nghệ LTE LTE (Long Term Evolution) chuẩn truyền thông di động 3GPP phát triển từ chuẩn UMTS UMST hệ thứ ba dựa WCDMA triển khai tồn giới Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống tương lai, tháng 11/2004 3GPP bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution (LTE) 3GPP đặt yêu cầu cao cho LTE bao gồm giảm chi phí cho bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt bang tần có băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với giao tiếp mở giảm đáng kể lượng tiêu thụ thiết bị đầu cuối Mục tiêu LTE lúc [3]: - Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20MHz: Tải xuống: 100Mbps; Tải lên: 50Mbps - Dung lượng liệu truyền tải trung bình người dùng 1MHz so với mạng HSDPA Rel.6: Tải xuống: gấp đến lần; Tải lên: gấp đến lần - Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển thuê bao 0-15km/h Vẫn trì hoạt động thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120-350 km/h (thậm chí 500km/h tùy băng tần) - Các tiêu phải đảm bảo bán kính vùng phủ tróng 5km, giảm chút phạm vi đến 30km Từ 30-100km khơng hạn chế - Độ dài băng thơng linh hoạt: hoạt động với băng 1.25MHz, 1.6MHz, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz, 20MHz chiều lên xuống Để đạt mục tiêu này, có nhiều kỹ thuật áp dụng bật kỹ thuật vơ tuyến OFDMA, kỹ thuật anten MIMO Ngồi hệ thống chạy hoàn toàn IP (all-IPnetwork), hỗ trợ chế độ FDD TDD Hình 2.1- Kiến trúc mạng LTE 2.1.2 Tiềm công nghệ Yêu cầu đặt việc đạt tốc độ giữ liệu đỉnh cho đường xuống 100Mbps đường lên 50Mbps, hoạt động phân bố phổ 20MHz Khi mà phân bố phổ hẹp tốc độ liệu đỉnh tỉ lệ theo Do đó, điều kiện đặt biểu diễn bit/s/Hz cho đường xuống 2.5 bit/s/Hz cho đường lên Như nói LTE hỗ trợ chế độ FDD TDD, xét trường hợp TDD truyền dẫn đường lên đường xuống không xuất đồng thời nên yêu cầu tốc độ liệu đỉnh trùng đồng thời Đối với trường hợp FDD, đặc tính LTE cho phép trình phát thu đồng thời đạt tốc độ liệu đỉnh theo phần lý thuyết 2.1.3 Hiệu suất hệ thống Yêu cầu lưu lượng người dùng định rõ theo hai điểm: phân bố người dùng trung bình phân bố người dùng phân vị thứ năm (khi mà 95% người dùng có chất lượng tốt hơn) Mục tiêu hiệu suất phổ rõ, thuộc tính hiệu suất phổ định nghĩa lưu lượng hệ thống theo tế bào tính theo bit/s/MHz/cell Những mục tiêu thiết kế tổng hợp bảng [5]: Bảng 2.1- Các yêu cầu hiệu suất phổ lưu lượng người dùng Phương pháp đo hiệu suất Lưu lượng người dùng trung bình (trên 1MHz) Lưu lượng người dùng biên tế bào (trên 1MHz phân vị thứ 5) Hiệu suất phổ bit/s/Hz/cell Mục tiêu đường xuống Mục tiêu đường lên so so với với lần – lần lần – lần lần – lần lần – lần lần – lần lần – lần Yêu cầu độ linh động chủ yếu tập trung vào tốc độ di chuyển thiết bị đầu cuối di động Tại tốc độ thấp, – 15 km/h hiệu suất đạt tối đa, cho phép giảm với tốc độ cao Tốc độ tối đa quản lý hệ thống LTE thiết lập lên đến 350 km/h (thậm chí lên đến 500km/h tùy vào băng tần) Yêu cầu vùng phủ sóng tập trung chủ yếu vào phạm vi tế bào, nghĩa khoảng cách tối đa từ vùng tế bào (cell site ) đến thiết bị đầu cuối di động cell Đối với phạm vi tế bào lên đến 5km yêu cầu lưu lượng người dùng, hiệu suất phổ độ linh động đảm bảo giới hạn không bị ảnh hưởng nhiễu Đối với tế bào có phạm vi lên đến 30km lưu lượng người dùng xuất giảm nhẹ, hiệu suất phổ giảm cách đáng kể chấp nhận, yêu cầu độ di động đáp ứng Những yêu cầu MBMS nâng cao xác định hai chế độ: broadcast (quảng bá) unicast Yêu cầu trường hợp broadcast hiệu suất phổ 1bit/s/Hz, tương ứng với khoảng 16 kênh TV di động cách sử dụng khoảng 300kbit/s phân bố phổ tần 5MHz Hơn nữa, cung cấp dịch vụ MBMS với dịch vụ sóng mang, kết hợp với dịch vụ nonMBMS khác 2.1.4 Quản lý tài nguyên vô tuyến Những yêu cầu quản lý tài nguyên vô tuyến chia sau: hỗ trợ nâng cao cho QoS end to end, hỗ trợ hiệu cho truyền dẫn lớp cao hơn, hỗ trợ cho việc chia sẻ tài nguyên quản lý sách thơng qua cơng nghê truy nhập vơ tuyến khác Việc hỗ trợ nâng cao cho QoS end to end yêu cầu cải thiện thích ứng dịch vụ, ứng dụng điều kiện giao thức Việc hỗ trợ hiệu cho truyền dẫn lớp cao đòi hỏi LTE phải có khả cung cấp cấu để hỗ trợ truyền dẫn hiệu suất cao hoạt động giao thức lớp cao qua giao tiếp vô tuyến Việc hỗ trợ chia sẻ tài nguyên quản lý sách thông qua công nghệ truy nhập vô tuyến khác đòi hỏi phải xem xét đến việc lựa chọn lại cấu để định hướng thiết bị đầu cuối theo dạng công nghệ truy nhập vơ tuyến thích hợp hỗ trợ QoS end to end q trình chuyển giao cơng nghệ truy nhập vô tuyến 2.2 Kiến trúc mạng LTE Nhiều mục tiêu ngụ ý kiến trúc phẳng cần thiết, kiến trúc phẳng với nút tham gia làm giảm độ trễ cải thiện hiệu suất Bắt đầu từ phiên 7, 3GPP phát triển ý tưởng đường hầm trực tiếp cho phép mặt phẳng người dùng bỏ qua SGSN [5] - - - - - - - - mặt phẳng điều khiển mặt phẳng người dùng Hình 2.2 Phát triển kiến trúc 3GPP hướng tới kiến trúc phẳng Kiến trúc mạng LTE thiết kế với mục tiêu hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch gói với tính di động linh hoạt, chất lượng dịch vụ (QoS) độ trễ tối thiểu Một phương pháp chuyển mạch gói cho phép hỗ trợ tất dịch vụ bao gồm thoại thông qua kết nối gói Kết kiến trúc phẳng hơn, đơn giản với loại nút cụ thể nút B phát triển (eNB) phần tử quản lý di động/cổng (MME/GW) Điều hồn tốn trái ngược với nhiều nút mạng kiến trúc mạng phân cấp hành hệ thống 3G Một thay đổi lớn phần điều khiển mạng vô tuyến (RNC) loại bỏ khỏi đường liệu chức thành lập eNB Một số ích lợi nút mạng truy nhập giảm độ trễ phân phối việc xử lý tải RNC vào nhiều eNB Việc loại bỏ RNC khỏi mạng truy nhập phần hệ thống LTE khơng hỗ trợ chuyển giao mềm 2.3 Truy nhập vô tuyến LTE 2.3.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến Giao diện không gian LTE hỗ trợ hai chế độ song công phân chia theo tần số (FDD) song công phân chia theo thời gian (TDD), chế độ có cấu trúc khung riêng Chế độ bán song công FDD cho phép chia sẻ phần cứng đường lên đường xuống đường lên đường xuống không sử dụng đồng thời Kỹ thuật sử dụng số dải tần cho phép tiết kiệm chi phí giảm nửa khả truyền liệu Giao diện không gian LTE hỗ trợ phát đa phương tiện dịch vụ phát quảng bá đa điểm (MBMS) Một cơng nghệ tương đối cho nội dung phát sóng truyền hình kỹ thuật số tới UE cách sử dụng kết nối điểm-đa điểm Các thông số kỹ thuật 3GPP cho MBMS xuất UMTS phiên LTE xác định cấp cao dịch vụ eMBMS, mà hoạt động qua mạng đơn tần số phát quảng bá/đa điểm (MBSFN), cách sử dụng dạng sóng đồng thời gian chung mà truyền tới đa ô khoảng thời gian định MBSFN cho phép kết hợp qua vô tuyến truyền đa ô tới UE, sử dụng tiền tố vòng (CP) để bảo vệ sai khác trễ truyền tải, để UE truyền tải từ tế bào lớn Công nghệ giúp cho LTE có hiệu suất cao cho truyền tải MBMS 2.3.2 Băng tần truyền dẫn LTE phải hỗ trợ thị trường không dây quốc tế, quy định phổ tần khu vực phổ tần sẵn có Để đạt điều thông số kỹ thuật bao gồm băng thơng kênh biến đổi lựa chọn từ 1,4 tới 20MHz Với khoảng cách sóng mang 15kHz Nếu eMBMS sử dụng, khoảng cách sóng mang 7,5kHz Khoảng cách sóng mang số khơng phụ thuộc vào băng thơng kênh 3GPP xác định giao diện vô tuyến LTE băng thơng khơng thể biết, cho phép giao diện vơ tuyến thích ứng với băng thơng kênh khác với ảnh hưởng nhỏ vào hoạt động hệ thống Giá trị nhỏ tài nguyên phân bố đường lên đường xuống gọi khối tài nguyên (RB) Một RB có độ rộng 180kHz kéo dài khe thời gian 0,5ms Với LTE tiêu chuẩn RB bao gồm 12 sóng mang với khoảng cách sóng mang 15kHz, cho eMBMS với tùy chọn khoảng cách sóng mang 7,5kHz RB gồm 24 sóng mang cho 0,5ms 2.3.3 Kỹ thuật đa truy nhập Kế hoạch truyền dẫn đường xuống cho E-UTRAN chế độ FDD TDD dựa kỹ thuật OFDM truyền thống Trong hệ thống OFDM phổ tần có sẵn chia thành nhiều sóng mang, gọi sóng mang Mỗi sóng mang điều chế độc lập dòng liệu tốc độ thấp Tuy nhiên, việc truyền OFDMA phải chịu tỷ lệ cơng suất đỉnh-đến-trung bình (PAPR) cao, điều dẫn đến hệ tiêu cực việc thiết kế phát sóng nhúng UE Đó là, truyền liệu từ UE đến mạng, cần có khuếch đại cơng suất để nâng tín hiệu đến lên mức đủ cao để mạng thu Bộ khuếch đại công suất thành phần tiêu thụ lượng lớn thiết bị, nên hiệu cơng suất cao tốt để làm tăng tuổi thọ pin máy 3GPP tìm phương án truyền dẫn khác cho hướng lên LTE SCFDMA chọn kết hợp kỹ thuật với PAPR thấp hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang, GSM CDMA, với khả chống đa đường cấp phát tần số linh hoạt OFDMA Một so sánh OFDMA SC-FDMA thể hình 2.3, ví dụ sử dụng bốn (M) sóng mang hai chu kỳ ký hiệu với liệu tải trọng biểu diễn điều chế khóa dịch pha cầu phương (QPSK) Các tín hiệu LTE cấp phát đơn vị 12 sóng mang lân cận Bên trái hình 2.4, M sóng mang 15kHz liền kề đặt vào địa điểm mong muốn băng thông kênh sóng mang điều chế với chu kỳ ký hiệu OFDMA 66,7μs ký hiệu liệu QPSK Trong ví dụ này, bốn sóng mang con, bốn ký hiệu đưa song song Đây ký hiệu liệu QPSK có pha sóng mang điều chế cơng suất sóng mang giữ khơng đổi ký hiệu Sau chu kỳ ký hiệu OFDMA trôi qua, CP chèn vào bốn ký hiệu truyền song song Để cho hình ảnh nhìn rõ dàng nên CP hiển thị khoảng trống, nhiên, thực lấp đầy với kết thúc ký hiệu tiếp theo, có nghĩa công suất truyền dẫn liên tục có gián đoạn pha biên ký hiệu Để tạo tín hiệu truyền đi, IFFT thực sóng mang để tạo M tín hiệu miền thời gian Chúng vector tổng hợp để tạo dạng sóng miền thời gian cuối sử dụng để truyền dẫn Hình 2.3 OFDMA SC-FDMA truyền chuỗi ký hiệu liệu QPSK Sự tạo thành tín hiệu SC-FDMA bắt đầu với qui trình đặc biệt sau tiếp tục cách tương tự OFDMA Tuy nhiên trước hết ta xem hình bên phải hình 2.3 Sự khác biệt rõ ràng OFDMA truyền bốn ký hiệu liệu QPSK song song sóng mang con, SC-FDMA truyền bốn ký hiệu liệu QPSK loạt bốn lần, với ký hiệu liệu chiếm M×15kHz băng thơng Nhìn cách trực quan, tín hiệu OFDMA rõ dàng đa sóng mang với ký hiệu liệu sóng mang con, tín hiệu SC-FDMA xuất nhiều sóng mang đơn (vì mà có “SC” tên SC-FDMA) với ký hiệu liệu biểu diễn loạt tín hiệu Lưu ý chiều dài ký hiệu OFDMA SC-FDMA với 66,7μs, nhiên, ký hiệu SC-FDMA có chứa M ký hiệu mà biểu diễn cho liệu điều chế Đó việc truyền tải song song nhiều ký hiệu tạo PAPR cao không mong muốn với OFDMA Bằng cách truyền M ký hiệu liệu dãy vào M thời điểm, SC-FDMA chiếm băng thơng đa sóng mang OFDMA chủ yếu PAPR tương tự sử dụng cho ký hiệu liệu gốc Thêm vào nhiều dạng sóng QPSK băng hẹp OFDMA tạo đỉnh cao thấy băng thơng rộng hơn, dạng sóng QPSK đơn sóng mang SC-FDMA 2.3.4 Kỹ thuật đa anten MIMO Trung tâm LTE ý tưởng kỹ thuật đa anten, sử dụng để tăng vùng phủ sóng khả lớp vật lý Thêm vào nhiều anten với hệ thống vô tuyến cho phép khả cải thiện hiệu suất tín hiệu phát có đường dẫn vật lý khác Có ba loại kỹ thuật đa anten Đầu tiên giúp sử dụng trực tiếp phân tập đường dẫn xạ đường dẫn bị mát fading khác khơng Thứ hai việc sử dụng kỹ thuật hướng búp sóng(beamforming) cách điều khiển mối tương quan pha tín hiệu điện phát vào anten với lượng truyền lái theo tự nhiên Loại thứ ba sử dụng phân tách không gian ( khác biệt đường dẫn cách tách biệt anten ) thông qua việc sử dụng ghép kênh theo không gian tạo chùm tia, gọi kỹ thuật đa đầu vào, đa đầu (MIMO ) Hình 2.4 cho thấy, có cách để thực việc sử dụng kênh vô tuyến Để đơn giản vị dụ miêu tả sử dụng hai anten hướng đường lên phản hồi thị chất lượng kênh (CQI) cần phải chi tiết để đạt mức độ chi tiết sóng mang để thích ứng Ngồi khóa dịch pha nhị phân(BPSK) xác định cho kênh điều khiển, sử dụng BPSK QPSK cho truyền dẫn thông tin điều khiển 2.4.2 Truyền tải liệu người sử dụng hướng lên Dữ liệu người sử dụng hướng lên mang PUSCH, cấu trúc khung 10ms dựa cấp phát tài nguyên miền thời gian miền tần số với 1ms khoảng chia 180kHz Việc phân bổ tài nguyên kèm từ lập biểu đặt eNodeB, minh họa hình 2.7: Hình 2.7 Cấp phát tài nguyên hướng lên điều khiển lập biểu eNodeB Do khơng có cố định nguồn tài nguyên cho thiết bị, khơng cần tín hiệu trước từ eNodeB nguồn tài nguyên cần truy nhập ngẫu nhiên sử dụng Đối với mục đích thiết bị có nhu cầu cần phải cung cấp thông tin cho lập lịch biểu đường lên yêu cầu truyền dẫn (bộ đệm trạng thái) có dựa nguồn tài ngun cơng suất truyền tải sẵn có Cấu trúc khung thông qua cấu trúc khe 0,5ms sử dụng khe (1 khung con) thời gian cấp phát Chu kỳ cấp phát ngắn 0,5ms có qua cường độ tín hiệu với số lượng lớn người sử dụng Cấu trúc khung 10ms minh họa hình 2.8 Cấu trúc khung phù hợp cho hai chế độ FDD TDD, chế độ TDD có phần bổ sung cho điểm chuyển tiếp đường lên/đường xuống khung Hình 2.8 Cấu trúc khung LTE FDD Trong khe 0,5ms có ký hiệu tham chiếu ký hiệu liệu người sử dụng Tốc độ liệu người dùng tạm thời thay đổi chức phân bổ tài nguyên đường lên tùy thuộc vào băng thơng tạm thời cấp phát Băng thơng cấp phát 20MHz bậc 180kHz Cấp phát liên tục truyền dẫn đường lên FDMA điều chế với ký hiệu truyền thời điểm Băng thông khe điều chỉnh TTI liên tiếp minh họa hình 2.9 Nơi mà tăng gấp đôi tốc độ liệu kết tăng gấp đôi băng thông sử dụng Các ký hiệu tham chiếu chiếm không gian miền thời gian tốc độ liệu cao kết tăng tương ứng với tốc độ liệu ký hiệu tham chiếu Hình 2.9 Tốc độ liệu TTI theo hướng lên Tiền tố vòng(Cyclic Prefix) sử dụng đường lên có hai giá trị phụ thuộc vào việc tiền tố vòng ngắn dài áp dụng Các thơng số khác khơng thay đổi khe 0,5ms chứa ký hiệu hình 2.10 Các tải trọng liệu bị giảm bớt tiền tố vòng mở rộng sử dụng Nhưng khơng sử dụng thường xuyên thường có lợi hiệu suất có ký hiệu lớn nhiều so với suy giảm có từ nhiễu liên ký tự trễ kênh dài so với tiền tố vòng Hình 2.10 Cấu trúc khe đường lên với tiền tố vòng ngắn dài Kết tốc độ liệu hướng lên tức thời khung 1ms chức điều chế, số lượng khối tài nguyên cấp phát, tổng số chi phí cho thơng tin điều khiển tốc độ mã hóa kênh áp dụng Phạm vi tốc độ liệu đỉnh hướng lên tức thời tính tốn từ nguồn tài nguyên lớp vật lý khoảng từ 700kbps tới 86Mbps Khơng có đa anten cho truyền tải hướng lên xác định phiên Tốc độ liệu tức thời cho UE phụ thuộc vào đặc điểm đường lên LTE từ yếu tố sau: - Phương thức điều chế áp dụng: với 2, bits ký hiệu điều chế tùy thuộc vào trình tự điều chế với QPSK, 16QAM 64QAM tương ứng - Băng thông áp dụng: 1,4MHz có chi phí lớn có kênh chung tín hiệu đồng Băng thơng tạm thời kênh biến đổi cấp phát tối thiểu 12 sóng mang (một khối tài nguyên 180kHz) băng thông hệ thống lên đến 1200 sóng mang với băng thơng 20MHz - Tốc độ mã hóa kênh áp dụng - Tốc độ liệu trung bình phụ thuộc vào thời gian phân bổ tài nguyên miền Các ô khu vực cụ thể, suất liệu tối đa tăng lên với MIMO ảo (V-MIMO) Trong V-MIMO eNodeB xử lý truyền từ hai UE khác (với ăngten phát đơn) kiểu truyền dẫn MIMO VMIMO không góp phần vào tốc độ liệu tối đa cho người dùng đơn lẻ Hình 2.11 Chuỗi mã hóa kênh PUSCH Chuỗi mã hóa kênh cho đường lên thể hình 2.11, nơi mà liệu thơng tin điều khiển mã hóa riêng sau ánh xạ tới ký hiệu riêng để truyền Thơng tin điều khiển có địa điểm riêng quanh ký hiệu tham chiếu, thông tin điều khiển lớp vật lý mã hóa riêng biệt đặt vào tập ký hiệu điều chế xác định trước Mã hóa kênh chọn cho liệu người dùng LTE mã turbo Mã hóa mã chập ghép song song (PCCC) mã hóa kiểu turbo Mã turbo đan xen WCDMA sửa đổi để phù hợp với đặc tính LTE, cấu trúc khe cho phép linh hoạt để thực việc sử lý tín hiệu song song với tốc độ liệu tăng lên LTE sử dụng kết hợp với phát lại lớp vật lý, thường gọi yêu cầu lặp lại thích ứng hỗn hợp (HARQ) Trong vận hành lớp vật lý HARQ nhận lưu trữ gói tin việc kiểm tra CRC thất bại kết hợp gói tin nhận nhận truyền lại Dữ liệu thông tin điều khiển ghép theo thời gian mức thành phần tài nguyên Dữ liệu điều khiển cách độc lập với thông tin điều khiển, thời gian điều chế 1ms TTI Hình 2.12 Ghép kênh thông tin điều khiển liệu 2.4.3 Truyền tải liệu người sử dụng hướng xuống Dữ liệu người dùng hướng xuống mang kênh chia sẻ đường xuống vật lý (PDSCH) Tương tự việc phân bổ tài nguyên 1ms hợp lệ đường xuống Các sóng mang cấp phát đơn vị tài nguyên 12 sóng mang dẫn đến đơn vị cấp phát 180kHz (khối tài nguyên vật lý, PRBs) Với PDSCH, đa truy nhập OFDMA, sóng mang truyền song song với 15kHz tốc độ liệu người sử dụng phụ thuộc vào số lượng sóng mang cấp phát (hoặc khối tài nguyên thực tế) cho người dùng định eNodeB cấp phát khối tài nguyên dựa số chất lượng kênh (CQI) từ thiết bị đầu cuối Tương tự đường lên, khối tài nguyên cấp phát miền thời gian miền tần số, minh họa hình 2.13: Hình 2.13 Cấp phát tài nguyên đường xuống eNodeB Kênh điều khiển đường xuống vật lý (PDCCH) thơng báo cho thiết bị khối tài nguyên cấp phát cho nó, tự động với độ chi tiết cấp phát 1ms Dữ liệu PDSCH chiếm giữ từ đến ký hiệu khe 0,5ms tùy thuộc vào việc cấp phát cho PDCCH phụ thuộc xem liệu tiền tố vòng sử dụng ngắn hay dài Trong khung 1ms, có khe 0,5ms chứa PDCCH khe 0,5ms thứ hoàn toàn cho liệu (cho PDSCH) tiền tố vòng dài ký hiệu gắn khe 0,5ms Trong với tiền tố vòng ngắn ký hiệu gắn vào Ví dụ hình 2.14, giả sử có ký hiệu cho PDCCH điều thay đổi Với băng thông nhỏ 1,4MHz số ký hiệu thay đổi cho phép có đủ dung lượng để truyền tín hiệu đủ bit phép mã hóa kênh đủ tốt trường hợp quan trọng Hình 2.14 Cấu trúc khe đường xuống cho băng thơng 1.4 MHz \ Hình 2.15 Chuỗi mã hóa kênh DL-SCH Ngồi ký hiệu điều khiển cho PDCCH, khơng gian liệu người sử dụng có bị giảm bớt tín hiệu chuẩn, tín hiệu đồng liệu quảng bá Do ước lượng kênh có lợi tín hiệu chuẩn phân bố miền thời gian miền tần số Điều làm giảm bớt chi phí cần thiết, yêu cầu số quy tắc phải xác định để hai máy thu máy phát hiểu để ánh xạ tài nguyên cách giống Từ tổng không gian cấp phát tài nguyên với nhu cầu vận chuyển toàn vào tài khoản cho kênh chung PBCH, tiêu tốn khơng gian tài ngun riêng họ Một ví dụ PDCCH việc cấp phát tài nguyên PDSCH thể hình 2.16: Hình 2.16 Ví dụ chia sẻ tài nguyên đường xuống PDCCH & PDSCH Mã hóa kênh cho liệu người dùng theo đường xuống sử dụng mã turbo 1/3 hướng đường lên Kích thước tối đa cho khối mã hóa turbo giới hạn 6144 bit để giảm bớt gánh nặng xử lý, cấp phát cao sau phân đoạn đến khối mã hóa đa Bên cạnh việc mã hóa turbo, đường xuống có lớp vật lý HARQ với phương pháp kết hợp tương tự hướng lên Các loại thiết bị phản ánh số lượng nhớ đệm có sẵn để kết hợp phát lại Chuỗi mã hóa đường xuống minh họa hình 2.16 Khơng có ghép kênh nguồn tài nguyên lớp vật lý với PDCCH chúng có nguồn tài nguyên riêng khung 1ms Một liệu mã hóa, từ mã cung cấp sau cho chức điều chế xáo trộn Ánh xạ điều chế áp dụng điều chế mong muốn (QPSK, 16QAM 64QAM) ký hiệu nạp cho lớp ánh xạ trước mã hóa Đối với việc truyền dẫn đa anten (2 4) liệu sau chia thành nhiều luồng khác sau ánh xạ để điều chỉnh thành phần tài nguyên sẵn có cho PDSCH sau tín hiệu OFDMA thực tế tạo ra, thể hình 2.17 với ví dụ truyền dẫn anten Nếu có anten phát sẵn có, rõ dàng chức lớp ánh xạ trước mã hóa khơng có vài trò truyền dẫn tín hiệu Hình 2.17 Sự tạo thành tín hiệu hướng xuống Hiệu tốc độ liệu hướng xuống tức thời phụ thuộc vào : - Điều chế, với phương pháp tương tự hướng đường lên - Cấp phát số lượng sóng mang Lưu ý đường xuống khối tài nguyên không cần thiết phải cấp phát liên tục miền tần số Phạm vi việc cấp phát băng thông tương tự hướng đường lên từ 12 sóng mang (180kHz) tới 1200 sóng mang - Tốc độ mã hóa kênh - Số lượng anten phát (các luồng độc lập) với hoạt động MIMO Tốc độ liệu đỉnh tức thời cho đường xuống (giả sử tất tài nguyên cho người dùng tính nguồn tài nguyên vật lý có sẵn) khoảng từ 0,7Mbps tới 170Mbps Thậm chí 300Mbps cao sử dụng cấu hình MIMO – anten Khơng có giới hạn tốc độ liệu nhỏ nhất, cần có đơn vị cấp phát nhỏ (1 khối tài nguyên) cao khoảng đệm áp dụng 2.5 Các thủ tục truy nhập LTE 2.5.1 Dò tìm tế bào Dò tìm cell thủ tục mà theo thiết bị đầu cuối tìm thấy cell có khả kết nối tới Như phần thủ tục dò tìm cell, thiết bị đầu cuối thu nhận dạng cell ước tính định thời khung cell xác định Hơn nữa, thủ tục dò tìm cell cung cấp đánh giá thông số cần thiết cho việc thu nhận thông tin hệ thống kênh quảng bá, có chứa thơng số lại cần thiết cho việc truy nhập vào hệ thống Để tránh việc lập kế hoạch cell phức tạp, số lượng nhận dạng cell lớp vật lý phải có đủ lớn LTE hỗ trợ 510 nhận dạng ô khác nhau, chia thành 170 nhóm nhận dạng cell Để giảm phức tạm việc dò tìm cell, dò tìm cell LTE thường thực vài bước, tương tự thủ tục dò tìm ô ba bước WCDMA Để hỗ trợ thiết bị đầu cuối thủ tục này, LTE cung cấp tín hiệu đồng sơ cấp tín hiệu đồng thứ cấp đường xuống Các tín hiệu đồng sơ cấp thứ cấp chuỗi riêng, chèn vào hai ký hiệu OFDM cuối khe khung phụ (subframe) Ngồi tín hiệu đồng bộ, thủ tục dò tìm cell lợi dụng tín hiệu tham chiếu phần hoạt động 2.5.2 Truy nhập ngẫu nhiên Một yêu cầu cho hệ thống di động tế bào khả cho thiết bị đầu cuối yêu cầu thiết lập kết nối Điều thường gọi truy nhập ngẫu nhiên phụ vụ hai mục đích LTE, thiết lập đồng hướng lên thiết lập nhận dạng thiết bị đầu cuối nhất, C-RNTI, biết đến hệ thống mạng thiết bị đầu cuối Do đó, truy nhập ngẫu nhiên sử dụng khơng cho truy nhập ban đầu, chuyển giao từ LTE_DETACHED (LTE_tách biệt) LTE_IDLE (LTE_rảnh rỗi) tới LTE_ACTIVE (LTE_tích cực), mà sau giai đoạn tình trạng khơng tích cực đường lên đồng đường lên bị LTE_ACTIVE Tổng quan truy nhập ngẫu nhiên thể hình 2.18, bao gồm bốn bước: - Bước bao gồm truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên, cho phép eNodeB ước tính định thời truyền tải thiết bị đầu cuối Đồng hướng lên cần thiết khơng thiết bị đầu cuối khơng thể truyền liệu hướng lên - Bước thứ hai bao gồm: mạng truyền lệnh định thời sớm đến để điều chỉnh định thời truyền thiết bị đầu cuối, dựa phép đo định thời bước Ngoài việc thiết lập đồng hướng lên, bước hai định nguồn tài nguyên hướng lên cho thiết bị đầu cuối sử dụng bước thứ ba thủ tục truy nhập ngẫu nhiên - Bước thứ ba bao gồm truyền dẫn nhận dạng thiết bị đầu cuối di động cách sử dụng UL-SCH tương tự liệu hoạch định thơng thường Nội dung xác tín hiệu phụ thuộc vào trạng thái thiết bị đầu cuối, dù trước có biết đến mạng hay không - Bước thứ tư bước cuối bao gồm truyền dẫn thông điệp phân giải tranh chấp từ mạng tới thiết bị đầu cuối kênh DL-SCH Bước giải tranh chấp có nhiều thiết bị đầu cuối cố gắng để truy nhập vào hệ thống cách sử dụng tài nguyên truy nhập hệ thống Hình 2.18 Thủ tục truy nhập ngẫu nhiên 2.6 Kết luận chương Qua chương tìm hiểu kiến trúc, lớp vật lý thủ tục truy nhập LTE Tuy nhiên, LTE gọi với tên khơng thức 3,9G chưa đủ đáp ứng yêu cầu hệ thống thông tin di động thứ tư LTE sử dụng kỹ thuật truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA đường xuống Trong đường lên LTE sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang SC – FDMA Vậy để thức gọi hệ thống thông tin di động hệ thứ tư TLE cần có thêm gì, ta tìm hiểu cơng nghệ LTE – Advanced ... đầu, chuyển giao từ LTE_ DETACHED (LTE_ tách biệt) LTE_ IDLE (LTE_ rảnh rỗi) tới LTE_ ACTIVE (LTE_ tích cực), mà sau giai đoạn tình trạng khơng tích cực đường lên đồng đường lên bị LTE_ ACTIVE Tổng quan... thống LTE không hỗ trợ chuyển giao mềm 2.3 Truy nhập vô tuyến LTE 2.3.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến Giao diện không gian LTE hỗ trợ hai chế độ song công phân chia theo tần số (FDD) song công. .. Kết luận chương Qua chương tìm hiểu kiến trúc, lớp vật lý thủ tục truy nhập LTE Tuy nhiên, LTE gọi với tên khơng thức 3,9G chưa đủ đáp ứng yêu cầu hệ thống thông tin di động thứ tư LTE sử dụng