Hệ thống truy nhập vô tuyến trong mạng thông tin di động w cdma

Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học bách khoa h nội *** luận văn thạc sĩ khoa học Hệ thống truy nhập vô tuyến mạng thông tin di động W-CDMA ngành : Điện tử viễn thông m số : đặng khánh hòa Ngời hớng dẫn khoa học: ts đỗ HONG TIếN Hà nội 2005 ii LI CAM ĐOAN Với lựa chọn đề tài: “Hệ thống truy nhập vô tuyến mạng thông tin di động W-CDMA” với mong muốn hoàn thành luận văn cách tốt đẹp Dưới hướng dẫn thầy giáo: TS Đỗ Hoàng Tiến em xin cam đoan nhũng nội dung luận văn hoàn toàn thật thân tìm tịi nghiên cứu tham khảo tài liệu khoa học ngồi nước Học viên ĐẶNG KHÁNH HỊA iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .vi DANH MỤC CÁC BẢNG xiii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xiv LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG – TỔNG QUAN HỆ THỐNG W-CDMA .2 1.1 Những yêu cầu hệ thống 1.2 Đặc tính W-CDMA thông số hệ thống 1.2.1 Đặc tính W-CDMA .3 1.2.2 Các thông số W-CDMA CHƯƠNG – THIẾT BỊ MẠNG TRUY NHẬP 2.1 BTS 2.1.1 Cấu hình chức .8 2.1.2 Các đặc điểm kĩ thuật BTS 2.1.3 Những công nghệ quan trọng khối chức 11 2.2 RNC 13 2.3 MPE 15 2.4 Anten BS 17 2.4.1 Anten BS cho chuẩn IMT-2000 17 2.4.2 Sự phân chia tần số 19 CHƯƠNG – GIAO DIỆN TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 22 3.1 Cấu trúc mạng truy cập vô tuyến (RAN) 22 3.2 Lớp vật lý 24 3.2.1 Kênh truyền tải 24 3.2.2 Kênh vật lý 25 3.2.3 Ánh xạ kênh truyền tải vào kênh vật lý 32 3.2.4 Ghép kênh truyền tải 32 3.2.5 FEC (mã hoá kênh) 34 3.2.6 Q trình thích ứng tốc độ 35 3.2.7 Bộ cài xen 35 3.2.8 Quá trình điều chế trải phổ 36 3.2.9 TPC 38 3.2.10 Điều khiển công suất phát phân tập lựa chọn site (SSDT) 39 3.2.11 Điều khiển truy nhập ngẫu nhiên 40 3.2.12 Sự phân tập phát 43 3.2.13 Chế độ nén .45 3.3 Tầng phụ điều khiển truy nhập phương tiện (MAC) 46 iv 3.3.1 Kênh logic 46 3.3.2 Ánh xạ kênh logic hỗ trợ kênh truyền tải .47 3.3.3 Tổng quan chức MAC 47 3.3.4 Định dạng liệu 48 3.3.5 Sự chọn lựa kết hợp định dạng truyền tải 49 3.4 Tầng phụ điều khiển kết nối vô tuyến (RLC) 51 3.4.1 Tổng quan chức RLC 51 3.4.2 Chế độ suốt .51 3.4.3 Chế độ không báo nhận .52 3.4.4 Chế độ báo nhận 53 3.4.5 Định dạng liệu 55 3.4.6 Chức loại bỏ 57 3.4.7 Mật mã hoá 57 3.5 Tầng phụ giao thức hội tụ gói liệu (PDCP) .60 3.5.1 Tổng quan chức 60 3.5.2 Định dạng liệu 60 3.5.3 Gán số cho PDCP 61 3.5.4 Tái định vị SRNS .62 3.6 Lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) 62 3.6.1 Tổng quan chức RRC 62 3.6.2 Các thủ tục .64 3.6.3 Tin nhắn 64 CHƯƠNG - THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÔ TUYẾN 65 4.1 Thiết kế hệ thống vô tuyến WCDMA 65 4.2 Khái niệm dung lượng W-CDMA 66 4.2.1 Đường lên 66 4.2.2 Đường xuống 68 4.2.3 Điều khiển giám sát 71 4.3 Thiết kế kết nối vô tuyến 72 4.3.1 Thiết kế đường lên 72 4.3.2 Thiết kế đường xuống .72 4.3.3 Ví dụ quỹ kết nối 75 4.4 Cấu hình cell/sector 78 4.4.1 Tác động vị trí BS 78 4.4.2 Cấu hình sector 78 4.4.3 Sự thở cell 79 4.4.4 Cấu hình cell theo lớp 79 CHƯƠNG - CÁC KỸ THUẬT MẠNG 80 5.1 Giới thiệu 80 5.2 Kĩ thuật ATM 81 5.2.1 Cơ chế chuyển mạch 81 5.2.2 Cấu hình ATM 82 5.2.3 Lớp tương thích ATM (AAL) 82 5.2.3.1 AAL2 83 5.2.3.2 AAL5 84 5.2.4 Chất lượng dịch vụ (QoS) quản lí lưu lượng ATM 84 5.2.4.1 Các lớp QoS theo chuẩn 3GPP 84 5.2.4.2 Lớp dịch vụ ATM .85 5.2.4.3 Điều khiển chấp nhận kết nối (CAC) 86 5.2.4.4 Điều khiển tham số sử dụng (UPC) 86 5.3 Cơ chế báo hiệu điều khiển mạng 87 v 5.3.1 Hệ thống báo hiệu mạng lõi ITM-2000 87 5.3.1.1 Giao diện UE MSC/SGSN 87 5.3.1.2 Giao diện RNC MSC/SGSN 88 5.3.1.3 Giao diện MSC/SGSN GMSC/GGSN 88 5.3.1.4 Giao diện HLR/GLR MSC/VLR SGSN/GGSN .89 5.3.2 Cơ chế điều khiển 89 5.3.2.1 Thủ tục 89 5.3.2.2 Các kĩ thuật mạng mới: 92 5.4 Cơ chế truyền thơng gói 97 5.4.1.Tổng quan truyền thơng gói di động 97 5.4.2 Mục đích dịch vụ .98 5.4.3.Cấu trúc mạng 98 5.4.4 Kĩ thuật truyền thơng gói di động 100 5.4.4.1 Tốc độ truyền việc điều khiển QoS .100 5.4.4.2 Điều khiển kỹ thuật xuyên hầm 101 5.4.5 Cơ chế kết nối 103 5.4.5.1 Thủ tục khởi tạo gọi 103 5.4.5.2 Thủ tục kết cuối gọi 104 5.4.5.3 Thủ tục tái định vị 105 5.5 Cơ chế mạng thông minh (IN) 106 5.5.1 Tổng quan chế IN 106 5.5.2 So sánh với hệ thống thông thuờng 107 5.5.3 Ưu điểm chế IN 109 5.5.4 Xu hướng chuẩn hoá 109 5.6 Cơ chế cổng 110 5.6.1Cổng chuyển đổi giao thức .110 5.6.1.1 Cấu hình hệ thống 110 5.6.1.2 Điều khiển gọi chức .111 5.6.2 Cổng TCP 112 5.6.2.1 Cấu hình hệ thống 112 5.6.2.2 Các chức 113 5.6.2.3 W-TCP 113 5.6.3 Cổng đường hầm ‘Tunneling gateway’ 114 5.6.3.1 Cấu hình hệ thống 114 5.6.3.2 Các chức 114 KẾT LUẬN 116 PHỤ LỤC A .117 PHỤ LỤC B .120 PHỤ LỤC C .124 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 3GPP 3GPP2 AAL AC ACCH ACELP 3rd Generation Partnership Project (WCDMA) 3rd Generation Partnership Project (CDMA2000) ATM Adaptation Layer Authentication Center Associated Control Channel Algebraic Code Excited Linear Prediction ACIR Adjacent Channel Interference Ratio ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation AICH Acquisition Indication Channel ALCAP Access Link Control Application Part AMR Adaptive Multi Rate APAccess Preamble Acquisition AICH Indicator Channel APC Auxiliary Pilot Channel ARIB Association of Radio Industries and Business ARQ Automatic Repeat Request ASC Access Service Class BCCH Broadcast Control Channel BCH Broadcast Channel; BCS Block Check Sequence BFSK Binary Frequency Shift Keying BHCA Busy Hour Call Attempts B-ISDN Broadband ISDN BLER Block Error Rate BMC Broadcast/Multicast Control BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station BSC Base Station Controller BSS Base Station Subsystem BSSGP Base Station System GPRS Protocol BSSMAP Base Station System Mobile Application Part BTS Base Transceiver Station CBR Constant Bit Rate CC Call Control CC Call Controls Dự án phát triển mạng hệ cho WCDMA Dự án phát triển mạng hệ cho CDMA 2000 Lớp tương thích ATM Trung tâm nhận thực Kênh điều khiển liên kết Dự đốn tuyến tính kích thích mã đại số Tỷ số nhiễu kênh lân cận Điều chế xung mã vi sai thích nghi Kênh thị bắt Phần ứng dụng điều khiển kết nối truy nhập Biến đổi tốc độ tương thích Kênh thị chiếm giữ truy nhập Preamble Kênh hoa tiêu phụ Hiệp hội công nghệp vô tuyến kinh doanh Yêu cầu lặp lại tự động Lớp dịch vụ truy nhập Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Chuỗi kiểm tra khối Khoá dịch tần nhị phân Giờ gọi cao điểm ISDN băng rộng Tỉ lệ lỗi khối Điều khiển quảng bá Khoá dịch pha nhị phân Trạm gốc Bộ điều khiển trạm gốc Phân hệ trạm gốc Giao thức GPRS hệ thống trạm gố Phần ứng dụng di động hệ thống trạm gốc Trạm thu phát gốc Tốc độ bit không đổi Điều khiển gọi Điều khiển gọi vii CCCH CCH CCPCH CCTrCH CD/CAICH CDMA CFN CN CNR CPCH CPFSK CPICH CRC CRNC CS CSCF CSICH CTCH DCA DCCH DCH DHO DPCCH DPCH DPDCH DQPSK DSCDMA DSCH DSSS DTCH DTX EDGE EIA EIR ETSI FACCH FACH Common Control Channel Control Channel Common Control Physical Channel Coded Composite Transport Channel Collision Detection/Channel Assignment Indicator Channel Code Division Multiple Access Connection Frame Number Core Network Carrier-to-Noise Ratio Common Packet Channel Continuous Phase Frequency Shift Keying Common Pilot Channel Cyclic Redundancy Check Controlling Radio Network Controller Circuit Switched Call State Control Function CPCH Status Indicator Channel Common Traffic Channel Dynamic Channel Allocation Dedicated Control Channel Dedicated Channel Diversity HandOver Dedicated Physical Control Channel Dedicated Physical Channel Dedicated Physical Data Channel Differential Quadrature Phase Shift Keying Direct-Sequence Code Division Multiple Access Downlink Shared Channel Direct-Sequence Spread Spectrum Dedicated Traffic Channel Discontinuous Transmission Enhanced Data Rates for GSM Evolution Electronic Industry Association Equipment Identity Register European Telecommunication Fast Associated Control Channel Forward Access Channel Kênh điều khiển dùng chung Kênh điều khiển Kênh vật lí điều khiển dùng chung Kênh ghép mã hoá truyền tải Kênh thị gán kênh/phát va chạm Đa truy cập phân chia theo mã Số khung kết nối Mạng lõi Tỉ số sóng mang nhiễu Kênh gói dùng chung Khố dịch tần pha liên tục Kênh pilot dùng chung Kiểm tra độ dư mã vịng Điều khiển điều khiển mạng vơ tuyến Chuyển mạch kênh Chức điều khiển trạng thái gọi Kênh thị trạng thái CPCH Kênh lưu lượng dùng chung Sự định kênh động Kênh điều khiển dành riêng Kênh riêng Chuyển giao phân tập Kênh điều khiển vật lí dành riêng Kênh vật lí dành riêng Kênh liệu vật lí dành riêng Khố dịch pha cầu phương vi sai Đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp Kênh chia sẻ hướng xuống Trải phổ trực tiếp Kênh lưu lượng dành riêng Phát không liên tục Tăng cường tốc độ liệu cho GSM cải tiến Hiệp hội công nghiệp điện tử Thanh ghi nhận dạng thiết bị Viện tiêu chuẩn truyền thông châu Âu Kênh điều khiển liên kết nhanh Kênh truy nhập đường xuống viii FCCH FCS FDD FEC FER FN GGSN GMS GMSK GP GPRS GSM GTP GTP-U HLR HSS ICMP Frequency Correction Channel Frame Check Sequence Frequency Division Duplex Forward Error Correction Frame Error Rate Frame Number Gateway GPRS Support Node Global System for Mobile Communications Gaussian Minimum Shift Keying Guard Period General Packet Radio System Global System for Mobile Communication GPRS Tunneling Protocol GPRS Tunneling Protocol – User Plane Kênh sửa sai tần số Chuỗi kiểm tra khung Chế độ song công phân chia theo tần số Sửa lỗi trước Tỉ lệ lỗi khung Số hiệu khung Nút hỗ trợ GPRS cổng Hệ thống thơng tin di động tồn cầu Khoá dịch tối thiểu Gaussian Khoảng thời gian bảo vệ Hệ thống vơ tuyến gói đa Hệ thống thơng tin di động tồn cầu Giao thức đường hầm GPRS Giao thức xuyên hầm mặt phẳng người sử dụng Home Location Register Home Subscriber Server Internet Control Message Protocol Internet Engineering Task Force International Mobile Station Equipment Identifier International Mobile Subscriber Identity International Mobile Telecommunication 2000 Interim Standard 136 for U.S Digital Cellular with Digital Control Channels ITU — Telecommunications Standardization Thanh ghi định vị thường trú Máy chủ thuê bao thường trú Giao thức tin điều khiển Internet IWF LAC LAI LLC LPC LSA LSN LTP M3UA Interworking Function Link Access Control Location Area Identity Logical Link Control Linear Predictive Coding Local Service Area Last Sequence Number Long Term Predictor Message Transfer Part — User Adaptation layer Chức liên mạng Điều khiển truy nhập liên kết Nhận dạng vùng định vị Điều khiển liên kết logic Mã hố dự đốn tuyến tính Vùng dịch vụ địa phương Số hiệu cuối Dự đoán dài kì Lớp tương thích người dùng - Phần trao đổi tin MAC MAP MER Medium Access Control Mobile Application Part Message Error Rate Điều khiển truy nhập mềm Phần ứng dụng di động Tỉ lệ lỗi tin IETF IMEI IMSI IMT2000 IS-136 ITU-T Tổ chức kỹ sư mạng Internet Số nhận dạng thiết bị trạm di động quốc tế Thực thể thuê bao di động quốc tế Tổ chức truyền thông di động quốc tế 2000 Tiêu chuẩn viễn thông Liên minh truyền thông đa quốc gia ix MGCF Media Gateway Control Function MGW MIP-LR MM MPE Media Gateway Mobile IP with Location Register Mobility Managerment Multimedia Processing Equipment Mobility-services Switching Center Minimum Shift Keying Message Transfer Part Multiuser Detection Mobile User Identifier Negative ACK Non Access Stratum Node-B Application Services Network (layer) Service Access Point Identifier Network Subsystem Operations, Administration, and Maintenance Operations and Management Center Offset QPSK Orthogonal Variable Spreading Factor Packet Associated Control Channel Packet Assembler and Disassembler Packet Access Grant Channel Packet Broadcast Channel Paging Control Channel Primary Common Control Physical Channel Paging Channel Physical Common Packet Channel Personal Communication Services Packet Control Unit Packet Data Channel Packet Data Convergence Protocol Packet Data Protocol (IP, X.25, etc.) Physical Downlink Shared Channel Packet Data Transfer Channel MSC MSK MTP MUD MUI NACK NAS NBAP NSAPI NSS OA&M OMC OQPSK OVSF PACCH PAD PAGCH PBCH PCCH PCCPCH PCH PCPCH PCS PCU PDCH PDCP PDP PDSCH PDTCH Chức điều khiển Gateway phương tiện Gateway phương tiện IP di động với ghi định vị Quản lý tính di động Thiết bị xử lí đa phương tiện Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động Khoá dịch tối thiểu Phần tin truyền Phát đa người dùng Nhận dạng người dùng di động ACK phủ định Tầng không truy nhập Phần ứng dụng Node B Nhận dạng điểm truy nhập dịch vụ mạng Phân hệ mạng Vận hành giám sát bảo dưỡng Trung tâm quản lí khai thác Kố dịch pha cầu phương sai lệch Nhân tố trải phổ trực giao thay đổi Kênh điều khiển liên kết gói Đóng mở gói Kênh quảng bá gói Kênh điều khiển tìm gọi Kênh vật lý điều khiển dùng chung sơ cấp Kênh tìm gọi Kênh gói chung vật lý Các dịch vụ thơng tin cá nhân Khối điều khiển gói Kênh liệu gói Giao thức hội tụ liệu gói Giao thức liệu gói Kênh chia sẻ hướng xuống vật lí Kênh truyền liệu gói x PDU PI PICH PLMN PLP PNCH PPCH PRACH PS PSCH PSPDN PSTN PTM PTP PVC QPSK RA RAB RACH RAN RANAP RB RL RLCP RLP RNC RNS RNSAP RNTI RR RRC RRM RSM RSSI RSVP RTP SAP SAPI SAR SCCH Protocol Data Unit Paging Indicator Page Indication Channel Public Land Mobile Network Packet Loss Probability Packet Notification Channel Packet Paging Channel Packet Random Access Channel; Physical Random Access Channel Packet Switched Physical Shared Channel Packet Switched Public Data Network Public Switched Telephone Network Point-to-Multipoint Point-to-Point Permanent Virtual Circuit Quadrature Phase Shift Keying Routing Area Radio Access Bearer Random Access Channel Radio Access Network RAN Application Part Radio Bearer Radio Link Radio Link Control Protocol Radio Link Protocol Radio Network Controller Radio Network Sub-System RNS Application Part Radio Network Temporary Identity Radio Resources, Resource Reservation Radio Resource Control Radio Resource Managerment Radio Subsystem Management Received Signal Strength Indicator Resource Reservation Protocol Real-time Transport Protocol Service Access Point Service Access Point Identifier Segmentation and Reassembly Synchronization Control Channel Đơn vị giao thức liệu Chỉ thị nhắn tin Kênh thị tìm gọi Mạng di động công cộng mặt đất Khả gói Kênh thơng báo gói Kênh tìm gọi gói Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lí/gói Chuyển mạch gói Kênh chia sẻ vật lí Mạng liệu cơng cộng chuyển mạch gói Mạng điện thoại chuyển mạch cơng cộng Điểm - Đa điểm Điểm - Điểm Mạch ảo cố định Khoá dịch pha cầu phương Vùng định tuyến Mạng truy nhập vô tuyến Kênh truy nhập ngẫu nhiên Mạng truy nhập vơ tuyến Phần ứng dụng RAN Tín hiệu mang vô tuyến Đường liên kết vô tuyến Giao thức điều khiển kết nối vô tuyến Giao thức kết nối vô tuyến Khối điều khiển mạng vô tuyến Phân lớp mạng vô tuyến Phần ứng dụng RNS Thực thể vô tuyến tạm thời Tài nguyên vô tuyến Điều khiển tài nguyên vơ tuyến Quản lý tài ngun vơ tuyến Quản lí phân hệ vô tuyến Giao thức dành trước tài nguyên Giao thức truyền tải thời gian thực Điểm truy cập dịch vụ Số nhận dạng điểm truy cập dịch vụ Ghép đoạn phân đoạn Kênh điều khiển đồng 114 ACK SACK Yêu cầu truyền lại gói bị RFC2018 trường hợp gói bị phía thu khơng u cầu truyền lại gói bị gói Sự mở rộng kích thước Tăng số lượng gói tin cao thể truyền RFC2414 cửa sổ ban đầu bắt đầu kết nối RFC2581 Sự mở rộng đơn vị truyền Tăng kích thước liệu truyền RFC793 dẫn cực đại gói (Giảm tác động tín hiệu mào đầu mào đầu TCP khởi động chậm) 5.6.3 Cổng đường hầm ‘Tunneling gateway’ Cổng đường hầm cổng đặt CN mạng nội bộ, cho phép đầu cuối truy nhập an tồn từ mơi trường di động đến mạng nội thông qua mạng PS di động (Gói IMT-2000, PDC-P) Cổng đường hầm mạng nội kết nối theo nhiều định dạng bao gồm FR (Frame Relay), ISDN ISP 5.6.3.1 Cấu hình hệ thống Hình 5.27 minh họa cấu hình hệ thống chồng giao thức cổng đường hầm sử dụng Gói người sử dụng (khung PPP) gửi từ máy khách phía UE chuyển qua cổng đường hầm vào mạng nội dựa giao thức đường hầm gói di động (MTP) Các khung PPP bao gồm liệu người sử dụng liệu nhận dạng người sử dụng, truyền cách suốt tới đầu cuối truy nhập cài đặt phía mạng nội Giao thức vận chuyển sử dụng W-TCP TCP WTCP miêu tả mục 5.6.2.3 sử dụng hệ thống PPP không dây (W-PPP) sử dụng để tăng thỏa thuận PPP W-PPP phiên nâng cao dựa mở rộng PPP (RFC2153), với thời gian thỏa thuận PPP ngắn nhiều Đầu cuối truy nhập phần thiết bị cho truy nhập máy chủ mạng nội qua mạng NTT DoCo kênh truyền thông, có chức hồn thành MTP W-PPP 5.6.3.2 Các chức Cổng đường hầm có chức chuyển gửi gói người sử dụng từ máy di động khách (đầu cuối IMT-2000 đầu cuối PDC-P) tới máy chủ mạng nội Nó có chức thiết lập đường hầm để chuyển gửi gói liệu 115 truyền dẫn máy chủ tới máy di động khách Bảng 5.6 chức cổng đường hầm Bảng 5.6: Các chức cổng đường hầm Chức Mơ tả Chức chuyển Thiết lập kênh (RF, ISDN,…) để đăng ký với mạng tiếp gói nội theo đáp ứng yêu cầu kết nôi từ đầu cuối di động Chức khiển luồng điều Thực điều khiển luồng đầu cuối di động cổng đường hầm, cổng đường hầm mạng nội Chức kết thúc Thực thứ tự kết thúc gọi đến GGSN đáp gọi ứng theo yêu cầu kết thúc gọi từ mạng nội Hình 5.27: Cấu hình hệ thống chồng giao thức gateway tạo đường hầm 116 KẾT LUẬN Tiêu chuẩn W-CDMA thực đáp ứng nhu cầu truy cập Internet, dịch vụ đa phương tiện với tốc độ tối đa lên đến 2Mbps W-CDMA áp dụng nhiều kỹ thuật tiến tiến, thích hợp để đảm bảo cung cấp dịch vụ đảm bảo nhất, tốt Mạng truy nhập vô tuyến tạo khả sử dụng tối đa tài nguyên nhờ vào phân bổ hợp lí tần số, kênh vật lí, kênh logic, kênh truyền tải cho người dùng, theo loại dịch vụ, mức QoS khác Mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA bổ xung thêm kĩ thuật trải phổ, hoàn thiện thêm kỹ thuật điều khiển công suất, QoS, phân tập thu phát … Theo điều kiện sở hạ tầng nhà khai thác dịch vụ GSM/GPRS Việt Nam chuẩn W-CDMA phù hợp đảm bảo tiết kiệm chi phí đầu tư, thời gian triển khai đưa dịch vụ vào khai thác ngắn Khách hàng sử dụng dịch vụ (2.5G) không chiếm tỉ lệ cao khách hàng truyền thống chắn thu hút mạnh mẽ đất nước ta thời hịa nhập với giới, gia nhập tổ chức WTO 117 PHỤ LỤC A Bảng 3.1: Danh sách kênh truyền tải Tên kênh Ứng dụng DCH (kênh dành Kênh song phương sử dụng để truyền liệu người sử riêng) dụng Được gắn độc lập với thiết bị người sử dụng Có thể thay đổi tốc độ điều khiển công suất tốc độ cao BCH (kênh Kênh dùng chung hướng xuống dùng để truyền thông tin phát quảng bá) (ví dụ thơng tin hệ thống, thơng tin cell) BCH truyền tốc độ cố định FACH (kênh truy Kênh dùng chung hướng xuống dùng để truyền thông tin điều nhập hướng khiển liệu người sử dụng Được nhiều thiết bị xuống) người sử dụng dùng Được sử dụng cho đường truyền liệu tốc độ thấp từ lớp cao PCH (kênh nhắn Kênh dùng chung hướng xuống dùng để truyền tín hiệu tin) nhắn tin RACH (kênh Kênh dùng chung hướng lên sử dụng để truyền thông tin điều truy cập ngẫu khiển liệu người sử dụng Được sử dụng truy nhiên) cập ngẫu nhiên dùng đường truyền liệu tốc độ thấp từ lớp cao CPCH (kênh gói Kênh dùng chung hướng lên dùng để truyền liệu dùng chung) người sử dụng Được sử dụng truy cập ngẫu nhiên dùng cho đường truyền liệu xung tốc độ cao DSCH (kênh chia Kênh phổ thông hướng xuống sử dụng để truyền liệu sẻ hướng xuống) dạng gói Được nhiều thiết bị người sử dụng dùng, dùng cho đường truyền liệu tốc độ cao 118 Bảng 3.2: Danh sách kênh vật lý Tên kênh vật lý Ứng dụng DPCH (kênh vật lý Kênh hướng lên/xuống chiều, gắn với thiết bị dành riêng) người sử dụng Bao gồm kênh liệu vật lý dành riêng (DPDCH) kênh điều khiển vật lý dành riêng (DPCCH) Trong trình hướng xuống, DPDCH DPCCH ghép kênh theo thời gian khe thời gian, trình hướng lên, chúng gắn với pha I pha Q DPDCH (kênh liệu Tối thiểu phải có DPDCH gán với thiết bị vật lý dành riêng) người sử dụng dùng DPCH Được sử dụng để truyền liệu từ lớp cao DPCCH (kênh điều Chỉ DPCCH gán với thiết bị người sử dụng khiển vật lý dành có dùng DPCH riêng) Được sử dụng để điều khiển lớp vật lý DPCH (DPDCH DPCCH) PRACH (kênh truy Kênh dùng chung hướng lên Được sử dụng để truyền nhập ngẫu nhiên vật liệu dạng gói (chủ yếu tốc độ thấp) lý) PCPCH (kênh chung vật lý) gói Kênh dùng chung hướng lên Dùng để truyền liệu gói (chủ yếu tốc độ cao) CPICH (kênh dùng chung) pilot Kênh dùng chung tải xuống Có loại CPICH: IPICH sơ cấp CPICH thứ cấp Ở cell có CPICH sơ cấp, chủ yếu dùng để dự đốn kênh hướng xuống dùng cho tìm kiếm cell thiết bị người sử dụng, hệ quy chiếu thời gian cho kênh vật lý hướng xuống khác cell CPICH thứ cấp chủ yếu sử dụng dùng ma trận thích nghi (Adaptive Atenna Array-AAA) P-CCPCH (kênh vật lý Là kênh dùng chung hướng xuống Mỗi cell có điều khiển dùng chung P-CCPCH, sử dụng để truyền thông tin quảng bá sơ cấp) S-CCPCH (kênh vật lý Là kênh dùng chung hướng xuống Mỗi cell có chứa điều khiển dùng chung nhiều S-CCPCH Được sử dụng để truyền tín hiệu thứ cấp) nhắn tin liệu từ lớp cao (chủ yếu với tốc độ thấp) SCH (kênh đồng kênh dùng chung hướng xuống Có loại SCH: SCH sơ hoá) cấp SCH thứ cấp Mỗi cell chứa SCH sơ cấp 119 SCH thứ cấp Được sử dụng để tìm kiếm cell thiết bị người sử dụng PDSCH (kênh chia sẻ Là kênh dùng chung hướng xuống Mỗi cell có hướng xuống vật lý) nhiều PDSCH (hoặc khơng có) Được sử dụng để truyền liệu dạng gói (chủ yếu tốc độ cao) AICH (kênh dẫn Là kênh dùng chung hướng xuống, tồn song song với thu nhận) PRACH Được sử dụng để điều khiển truy nhập ngẫu nhiên PRACH PICH (kênh dẫn Là kênh dùng chung hướng xuống, tồn song song với nhắn tin) S-CCPCH (tại vẽ tín hiệu nhắn tin) Truyền tải thơng tin gọi đến cho nhóm gọi đến Thiết bị người sử dụng thuộc nhóm gọi đến nhận kênh nhắn tin khung vô tuyến ánh xạ tới S-CCPCH nhận thơng báo có gọi đến thuộc nhóm gọi đến thơng qua PICH AP-AICH (kênh Là kênh dùng chung nỗi xuống dưới, tồn song song dẫn thu nhận) với PCPCH Được sử dụng để điều khiển truy nhập ngẫu nhiên PCPCH CD/CA-ICH Là kênh hướng xuống, tồn song song với DCPCH Được sử dụng để điều khiển va chạm PCPCH CSICH (kênh dẫn Là kênh hướng xuống, liên kết với AP-AICH truyền trạng thái CPCH) thông tin lên 120 PHỤ LỤC B Mã trải phổ Trong trình truyền dẫn, liệu truyền nhờ mã đổi tần mã hóa kênh Có hai loại mã là: mã hóa kênh mã đổi tần Mã đổi tần mã trải phổ dài, có độ dài 38400 chip (mã đổi tần dài) mã dài gồm 256 chip (mã đổi tần ngắn) Có nhiều mã đổi tần sử dụng Mã hóa kênh mã trải phổ ngắn với độ dài chip khoảng đến 512, loại mã từ đến 512 sử dụng phụ thuộc vào độ dài chúng Những mã dùng theo cách khác trình hướng lên trình hướng xuống Trong trình hướng lên, mã đổi tần gán với UE, trạm gốc nhận dạng UE theo mã đổi tần Trong trình hướng xuống, mã đổi tần khác gán với sector UE nhận dạng sector cách truyền lại sử dụng mã trộn dùng sector qua Mặt khác, mã hóa kênh sử dụng theo cách sau Trong trình hướng lên, UE sử dụng mã hóa kênh để xác định kênh vật lý Nhiều UE sử dụng mã hóa kênh UE trạm gốc nhận dạng với mã đổi tần tương ứng, phần trình bày Trong q trình hướng xuống, mã hóa kênh sử dụng để nhận dạng kênh vật lý sector Các sector sử dụng mã hóa kênh mã đổi tần khác gán với sector Mã hoá kênh hướng lên Mã hóa kênh hệ số trải phổ biến thiên trực giao (OVSF) Đây loại mã đảm bảo tính trực giao mã dù chúng có hệ số trải phổ hay khơng hệ số trải phổ Việc sử dụng mã để truyền kênh vật lý loại bỏ yếu tố gây nhiễu kênh vật lý, làm tăng dung lượng nhớ Mã OVSF xác định nhờ mã hình 3.33 Trong hình 3.34 mã hóa kênh ký tự Cch, SF, k SF hệ số trải phổ, k số mã Chiều dài mã SF số lượng hàng mã quy định Hình 3.34 trình bày cách tạo mã kênh 121 Hình 3.33: Cây mã OVSF Những giới hạn ứng dụng cho phép gán mã hóa kênh DPCCH DPDCH: - DPCCH ln truyền với mã Cc = Cch,256,0 - Khi có DPDCH DPDCH1 truyền với Cd,1 = Cch,SF,k SF hệ số trải phổ DPDCH1, k=SF/4 - Trong trình hướng lên, truyền đa mã DPDCH chấp nhận SF=4 Khi truyền nhiều DPDCH SF tất DPDCH DPDCHn truyền với Cd,n = Ccn,4,k Nếu n=1 2, k=1; n=3 4, k=2; n=5 k=3 Hình 3.34: Phương pháp tạo mã kênh Mã hóa kênh hướng xuống Mã hóa kênh hướng xuống mã OVSF giống mã dùng cho kênh vật lý hướng lên Mã hóa kênh sử dụng P-CPICH cố định Cch,256,0 Mã hóa kênh sử dụng cho P-CCPCH cố định Cch,256,1 Các mã sử dụng cho kênh vật lý khác lớp cao quy định Trong trường hợp thay đổi chế độ nén cách chia đôi SF (xem mục 3.3.1.13), mã OVSF sử dụng khung nén phải tuân theo quy tắc sau: 122 - Mã Cch,SF/2,n/2 sử dụng mã đổi tần thường Mã Cch,SF/2,n mod SF/2 sử dụng mã đổi tần cho chế độ nén Ở Cch,SF,n loại mã trước sử dụng chế độ nén Mã đổi tần hướng lên Mẫu chip tất kênh vật lý hướng lên mã đổi tần ngẫu nhiên hoá Mã đổi tần dãy giá trị phức Có hai loại mã đổi tần: mã đổi tần dài mã đổi tần ngắn Mã đổi tần ngắn thiết kế để thúc đẩy trình thu nhận trạm gốc nhờ ứng dụng thiết bị khử nhiễu Có 224 mã (16777216 mã) đổi tần (cả hai loại ngắn dài) Mã đổi tần dài phần dãy gold có tính tương quan chéo tự tương quan Nó có 38400 chip đếm từ phần dãy Gold Mã đổi tần ngắn có 256 chip, chúng dãy giá trị phức UE lớp cao thông báo mã đổi tần sử dụng Mã đổi tần dài dãy phức dãy gold phát 224 chiều dài Clong,1,n Clong,2,n Clong,2,n nhờ di chuyển Clong,1,n 16777232 chip Người ta sử dụng HPSK trình trải phổ hướng lên HPSK sơ đồ biến điệu dịch pha truyền, làm giảm góc tới chuyển pha 1800 làm giảm biến dạng khơng tuyến tính cách lặp luân phiên QPSK π/2BPSK định mức thời gian theo chip Để làm điều này, mã đổi tần dài phát theo công thức tương quan Clong,1,n Clong,2,n sau: Trong DPCCH DPDCH hướng lên, người ta sử dụng mã đổi tần dài mã đổi tần ngắn Mã đổi tần dùng cho khối tin truyền PRACH mã đổi tần dài 10ms (38400 chip) mã đổi tần dài cell Chúng đặt theo tỷ lệ 1:1 với mã đổi tần sử dụng cho khối “preamble” Mã sử dụng cho “preamble” PRACH dãy phức Chúng xác định theo cơng thức sau: Trong Sr-pre,n dãy số chip đến chip thứ 4095 Clong,1,n Csig,s dãy s sử dụng để điều khiển truy cập ngẫu nhiên Đặc biệt, dãy gồm 4096 chip hình thành lặp ký tự Ps(n) dài 16 chip 256 lần Mẫu ký tự Ps(n) mã 16 Hadamard dãy trực giao Dãy số xác định xác ký tự nhờ vào dị tìm “preamble” trạm gốc Mã đổi tần hướng xuống 123 Mã đổi tần dài dãy phức dãy gold Zn với chiều dài 218 phát (n số mã đổi tần, liên quan với phương pháp phát dãy gold) Phần số thực Zn, phần số ảo dãy phát dịch chuyển Zn = 131072 chip Tổng cộng có 218-1=262142 mã đổi tần phát Tuy nhiên, thực tế tất mã đổi tần sử dụng Mã đổi tần chia thành 512 nhóm mã Mỗi nhóm gồm mã đổi tần sơ cấp 15 mã đổi tần thứ cấp Mã đổi tần sơ cấp mã có n=16*i (trong i=0-511) Mã đổi tần thứ cấp mã có n=16*i+k (trong k=1-15) Mã đổi tần sơ cấp mã đổi tần thứ cấp liên kết với Nói theo cách khác, mã đổi tần sơ cấp thứ i tương ứng với tập hợp thứ i mã đổi tần thứ cấp Dựa vào giải thích trên, có 8192 mã đổi tần sử dụng (k=08191) Mỗi mã đổi tần kết hợp với mã đổi tần thay bên trái mã đổi tần thay bên phải Những mã thay mã đổi tần sử dụng chế độ nén Số mã đổi tần thay bên trái tương ứng với số k mã đổi tần k+8192, số mã đổi tần thay bên phải tương ứng với số k mã đổi tần k+16384 Mã đổi tần thay bên phải dùng n