Tối ưu hóa lập biểu cho đường lên tốc độ cao trong lộ trình phát triển 3GPP LTE
MỤC LỤC
LẬP BIỂU TRONG HSUPA
Lưu ý rằng chuẩn không quy định việc bộ lập biểu phải sử dụng kết quả đo tuyệt đối (RTWP) hay tương đối (tăng tạp âm, được xác định bằng tỷ số giữa tổng công suất thu chia cho công suất tạp âm: PRX/PN). Vì điều khiển công suất nhanh cho đường lên, nên khi một đầu cuối phát khi có điều kiện kênh thuận lợi sẽ tạo ra lượng nhiễu trong ô giống như đầu cuối phát trong tình trạng điều kiện kênh không thuận lợi khi cả hai đầu cuối đều phát cùng tốc độ số liệu. Điều này trái ngược hoàn toàn với HSDPA, tại đây công suất không đổi được sử dụng và các tốc độ số liệu thích ứng với điều kiện kênh, vì thế các người sử dụng có điều kiện kênh thuận lợi hơn sẽ có tốc độ cao hơn.
Vì thế việc xem xét các điều kiện kênh thuận lợi trong các quyết định lập biểu sẽ cải thiện dung lượng mặc dù trong phần lớn các trường hợp sự khác biệt giữa lập biểu không phụ thuộc kênh và lập biểu phụ thuộc kênh không lớn như trong trường hợp đường xuống. Vì thế mục tiêu tổng thể của bộ lập biểu là ấn định phần lớn tài nguyên chia sẻ cho những người sử dụng tức thời đòi hỏi các tốc độ số liệu cao, trong khi đồng thời vẫn đảm bảo hoạt động của hệ thống trong giới hạn quy định của tăng tạp âm. Đối với DCH, điều kiện cho phép thường phải dành trước tài nguyên liên quan đến tốc độ đỉnh vì có ít giải pháp để hồi phục từ sự kiện trong đó nhiều người hay tất cả các người sử dụng đồng thời yêu cầu phát với tốc độ cực đại.Dưới đây ta sẽ xét chi tiết ba vấn đề liên quan đến lập biểu trong HSUPA.
Cơ sở cho chương trình khung lập biểu là các cho phép được phát đi từ nút B đến các UE cùng các giới hạn tốc độ số liệu E-DCH và các yêu cầu lập biểu được phát đi từ UE đến nút B để yêu cầu cho phép phát (tại tốc độ cao hơn tốc độ cho phép). Các quyết định lập biểu được đưa ra bởi ô phục vụ, ô này chịu trách nhiệm chính cho lập biểu như chỉ ra trên hình 3.8 (trong trường hợp đồng thời có cả HSDPA và HSUPA, cùng một ô phục vụ đường xuống và đường lên). Chẳng hạn, UE có thể có số liệu được truyền đi ít hơn tính toán của bộ lập biểu do số liệu ưu tiên hơn đã được nhập vào bộ đệm truyền dẫn hoặc các điều kiện kênh trở lên tồi hơn dẫn đến UE có công suất khả dụng cho truyền dẫn số liệu thấp hơn.
Nó được biểu diễn như là tỷ số giữa công suất cực đại E-DPDCH trên DPCCH và UE được phép phát từ một nguồn MAC-d bất kì và sử dụng một kích thước khối truyền tải bất kì chừng nào không vượt quá cho phép phục vụ. - Lệnh “UP” (“DOWN”) chỉ thị UE tăng (giảm) cho phép phục vụ, nghĩa là tăng (giảm) tỷ số công suất E-DPCH trên DPCCH so với tỷ số công suất được sử dụng cuối cùng trong TTI trước trong cùng một xử lý HARQ. Mặc dù tên gọi “cho phép tương đối” được sử dụng cho chỉ thị quá tải, nhưng hoạt động này hoàn toàn khác với hoạt động cho phép tương đối từ ô phục vụ: Trước hết chỉ thị quá tải là một tín hiệu chung mà tất cả các UE thu được.
Ngoài ra vì ô không phục vụ không biết được các mức ưu tiên lưu lượng của các UE mà nó không phục vụ, nên không cần thiết phải có báo hiệu riêng từ các ô không phục vụ; Thứ hai, chỉ thị quá tải chỉ nhận hai chứ không phải ba giá trị :“DTX” và “DOWN” , trong đó giá trị thứ nhất không ảnh hưởng đến hoạt động của UE. Tuy nhiên đồng thời cũng phải duy trì lượng tin phát trên đường lên càng nhỏ càng tốt để không tiêu thụ thái quá dung lượng đường lên.Ở một mức độ nhất định yêu cầu này đối lập nhau và chúng được giải quyết trong HSUPA bằng hai cơ chế hỗ trợ nhau:”bit hạnh phúc” ngoài băng được phát trên E-DPCCH và thông tin lập biểu trong băng được phát trên E-DCH. Vì thông tin lập biểu trong băng chỉ là cơ chế dành cho UE không được lập biểu để nó yêu cầu tài nguyên, thông tin lập biểu này có thể được phát không theo lập biểu và vì thế nó được phát không phụ thuộc vào cho phép phục vụ.
BÁO HIỆU ĐIỀU KHIỂN TRONG HSUPA
Tuy nhiên sẽ gặp phải vấn đề khi tiến đến gần biên ô, khi này báo hiệu sử dụng chu kỳ 2ms bắt đầu tiêu thụ nhiều công suất đặc biệt tại nút B như minh họa trên 3.17. Khác với HSDPA, số người sử dụng tích cực có thể đồng thời lớn hơn nhiều vì thế có thể đảm bảo báo hiệu đường xuống cho số lượng lớn người sử dụng với việc sử dụng chu kỳ 2ms là không thể. Để không lãng phí công suất phát đường xuống nút B chỉ phát E-HICH khi nó phát hiện có phát phát từ UE, nghĩa là phát hiện có năng lượng trên E-DCCH (E-Dedicated Control Channel – Kênh điều khiển riêng) hoặc E-DPDCH.
Cả E-HICH và E-RGCH đều sử dụng cùng một cấu trúc để đơn giản hoá thực hiện UE, E-RGCH và E-HICH đối với một UE sẽ được ấn định cùng một mã định kênh và cùng một mã giả ngẫu nhiên (ngẫu nhiên hoá). Khi một nút B xử lý nhiều ô (đoạn ô) và một UE được nối đến các ô này, nghĩa là UE đang ở chuyển giao mềm giữa các ô này, hợp lý hơn cả là nút B này phát cùng một thông tin ACK/NAK đến UE trong tất cả các ô này. Vì thế UE sẽ thực hiện kết hợp mềm E-HICH trong trường hợp này và báo hiệu nhận được trên từng E-HICH (thu được thông tin từ cùng một nút B) sẽ được cộng nhất quán với nhau trước khi giải mã.
Trong tập các đường truyền vô tuyến ô phục vụ điều biến BPSK được sử dụng còn trong các tập đường truyền vô tuyến ô không phục vụ thì OOK (On-Off Keying : Khóa bật tắt) được sử dụng sao cho NAK được đặt vào DTX (Không có năng lượng phát). Nói chung, BPSK nên dùng hơn nếu ACK được phát cho hầu hết các trường hợp, trong khi tiêu thụ công suất trung bình thấp hơn so với OOK khi NAK được phát nhiều hơn 75% thời gian vì không có năng lượng cho phát NAK. Trái lại trong chuyển giao mềm thông thường, nhiều nhất chỉ có một ô là có khả năng giải mã được phát đường lên, vì thế hầu hết các ô sẽ phát NAK dẫn đến OOK hấp dẫn hơn.
Một UE có thể có đến hai nhận dạng , UE-id sơ cấp / thứ cấp hay nhận dạng tạm thời trong mạng vô tuyến E-DCH sơ cấp / thứ cấp (E-RNTI), nếu nó phát hiện được một trong hai nhận dạng này thì có. Đối với lập biểu theo nhóm, có lẽ cùng một cho phép sẽ không phát cả hai loại 2ms UE và 10ms UE (mặc dù có thể sử dụng) mà cho phép tuyệt đối cho hai nhóm UE này có thể được gửi tách riêng theo thời gian trên cùng một mã định kênh. Chú ý: RLS (Radio Link Set: Lập đờng truyền vô tuyến): Lập đờng truyền phát từ cùng một nút B và cùng một kênh điều khiển công suất (cùng một nội dung) để cho phép UE thực hiện kết hợp miền các kênh này.
Nếu ô phục vụ trong chuyển giao mềm hơn với các ô khác được định nghĩa là thuộc cùng một tập đường truyền vô tuyến, thì các NAK được phát từ tất cả các ô này để có thể kết hợp mềm trong máy thu giống như kết hợp các lệnh điều khiển công suất trong chuyển giao mềm hơn. Đồ án trình bày tổng quan các quá trình phát triển từ 3G WCDMA lên 3G HSPA (3G+) và LTE (E 3G/4G-), đề cập đến ba công nghệ có thể coi là rất cơ bản trong lộ trình phát triển từ 3G lên 4G : Công nghệ OFDM và DFTS- OFDM, lập biểu, thích ứng đường truyền và HARQ, kỹ thuật đa anten. HSUPA sử dụng kênh truyền nâng cao tốc độ đường lên E-DCH (Enhanced Dedicated Channel).Mục tiêu chủ yếu của HSUPA là cải tiến tốc độ tải lên cho các thiết bị di động và giảm thời gian trễ trong ứng dụng game, email, chat.
