a. Kênh vật lý dùng chung theo mode FDD
Các kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý đường lên (PRACH- Physical Random Access CHannel) được sử dụng để mang bản tin RACH trên UL. Một kênh truyền truy cập ngẫu nhiên được hoạt động bất cứ khi nào MS có dữ liệu truyền và mong muốn kết nối với các trạm BS. Thông thường một burst truy nhập ngẫu nhiên bao gồm một hoặc một số bản tin. Mỗi tiêu đề bao gồm một chữ ký được lặp lại 256 lần của mã Hadamard 16 chip tương ứng độ dài chữ ký đó 256 x 16 = 4096 chip
Data
2/3ms, 10x2k bit (k =0...3) Dữ liệu
Điều khiển Pilot TFCI
2/3ms, 10 bit
TFCI: chỉ thị kết hợp khuông dạng truyền tải
Hình 2.6. Cấu trúc khe thời gian của phần bản tin khi phát đa truy nhập ngẫu nhiên trong UTRAN khung này được truyền ở khe đầu tiên lúc truy nhập
Các kênh vật lý dành riêng UL hình 2.4, phần bản tin phát truy nhập ngẫu nhiên bao gồm thông tin dữ liệu, và thông tin điều khiển được phát song song trên các kênh I/Q của bộ giải mã (hình 2.6). Tốc độ bit các kênh cho phần dữ liệu là 15/30/60/ 120kbps. Ngược lại, các thông tin điều khiển trong đó bao gồm 8 bit hoa tiêu và 2 bit TFCI được truyền đi ở tốc độ cố định là 15kbps. Rõ ràng trong trường hợp này lệnh FBI và TPC không được yêu cầu, bắt đầu truyền từ MS.
DL
P-CCPCH TFCI Data
2/3ms, 20 bit
256 chip
Hình 2.7 Cấu hình khe thời gian kênh điều khiển dùng chung sơ cấp DL UTRAN được ánh xạ vào khe thời gian hình 2.6
Các kênh vật lý gói chung UL PCPCH được sử dụng để mang bản tin CPCH ở UL dựa trên nguyên tắc DSMA-CD với chỉ thị bắt nhanh. Một burst truy nhập ngẫu nhiên CPCH bao gồm một hoặc nhiều tiền tố truy nhập (A-P), một tiền tố phát hiện tranh chấp (CD-P) và một tiền tố điều khiển công suất DPCCH (PC-P) và một bản tin. Độ dài tổng cộng của cả A-P và CD-P là 4096 chip trong khi thời gian của PC-P có thể tương đương là 0 hoặc 8 khe thời gian. Mỗi khe thời gian của PC-P bao gồm bit pilot, bit FBI, bit TPC. Phần bản tin của burst CPCH bao gồm phần dữ liệu và phần điều khiển giống kênh vật lý dành riêng ở đường lên trình bày ở hình 2.4 về cấu trúc và tốc độ bit kênh. Tốc độ kênh DPCH DL là 15kbps luôn gắn liền với kênh PCPCH UL. Do đó thông tin FBI và TPC bao gồm trong bản tin của cụm CPCH sử dụng kỹ thuật phân tập phát DL và điều khiển công suất.
Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH) được sử dụng tại BS để quảng bá thông tin kênh BCH ở tốc độ cố định là 30kbps tới tất cả các MS trong cell. P- CCPCH chỉ được truyền sau 256 chip của mỗi một khe được chỉ ra trong hình 2.7. Trong 256 chip đầu tiên của mỗi khe, bản tin của kênh đồng bộ (SCH) được truyền ở đó.
Data
2/3ms, 10x2k bit (k =0 … 6)
DL
S-CCPCH TFCI Pilot
Hình 2.8. Cấu trúc khe thời gian kênh S-CCPCH UTRAN DL FDD
Kênh vật lý điều khiển dùng chung thứ cấp (S-CCPCH) trong bảng 2.3 mang thông tin kênh FACH và PCH của bảng 2.2 trên DL. S-CCPCH sẽ truyền với độ dịch là bội số của 256 chip khi bắt đầu nhận được bản tin P-CCPCH trong hình 2.7. Bản tin S-CCPCH được truyền với tốc độ bit khác nhau là 30/60/120/ 480/960/1920 kbps
Kênh vật lý dùng chung đường xuống (PDSCH) trong bảng 2.3 được sử dụng để mang bản tin DSCH ở các tốc độ 30/60/120/240/480/960/1920 kbps. Kênh PDSCH được chia sẻ giữa nhiều người sử dụng dựa trên mã ghép kênh. Thông tin điều khiển lớp 1 được truyền kết hợp với kênh DPCH DL
Kênh chỉ thị bắt (AICH) trong bảng 2.3 và kênh chỉ thị tìm gọi (PICH) được sử dụng để mang các bản tin chỉ thị bắt (AI) và chỉ thị tìm gọi (PI) tương ứng. AI là một chỉ thị để truyền PRACH hoặc PCPCH và tương ứng với việc xác nhận liên quan đến PRACH, PCPCH A-P hoặc PCPCH CD-P được trình bày ở trên. AICH bao gồm một dãy lặp lại của 15 khe thời gian truy nhập (AS) liên tiếp Mỗi AS bao gồm 32 symbol phần AI và 8 symbol phần không sử dụng được chỉ ra trong hình 2.9 trong khoảng thời gian 20 ms
AI - chỉ thị bắt Không sử dụng
32 bit 8 bit
AS #0 AS #i AS #14
AS: Khe truy nhập DL
AICH
20 ms
Hình 2.9. Cấu trúc khe gian nhập (AS) của kênh chỉ thị bắt (AICH) UTRAN DL
Một bản tin PI được sử dụng để báo hiệu cho MS trên kênh S-CCPCH rằng có dữ liệu gửi đến MS. Để thuận lợi cho việc thực hiện điều chỉnh công suất ở chế độ chờ. Một PICH được minh họa ở hình 2.10, mỗi một khung 10 ms gồm có 300 bit trong đó có 288 bit được sử dụng cho PI và 12 bit không sử dụng. Mỗi khung PICH có thể mang tổng số N PI, với N = 18, 36, 72 và 144. PICH cũng được truyền với độ dịch
tương ứng với việc bắt đầu kênh P-CCPCH là bội số của 256 chip tiếp đến S-CCPCH sẽ phát 7680 chip.
Cuối cùng kênh hoa tiêu dùng chung (CPICH) ở kênh vật lý đường xuống của bảng 2.3 có tốc độ 30kbps dùng để mang thông tin dãy bit xác định. Nó cung cấp thông tin về pha cho SCH, P-CCPCH, AICH và PICH, khi các kênh này không sử dụng các bit hoa tiêu được chỉ ra tương ứng trong hình 2.8, 2.9 và 2.10. Kênh PICH được truyền đồng bộ với kênh P-CCPCH.
PI - chỉ thị tìm gọi Không sử dụng
288 bit 12 bit
DL PICH
10 ms
Hình 2.10. Cấu trúc kênh chỉ thị tìm gọi UTRAN DL (PICH). Mỗi khung PICH có thể mang tổng số N PI trong đó N = 18, 36, 72 và 144.
b. Kênh vật lý dùng chung theo mode TDD
Ngược lại với cấu trúc FDD từ hình 2.4 đến hình 2.10. Trong TDD hoạt động dựa theo cấu trúc cụm của hình 2.11 được sử dụng cho tất cả các kênh vật lý. Thông tin được truyền trên mỗi khe thời gian có thể được cấp tùy ý cho DL hoặc UL được chỉ ra trong hình 2.12 với 3 khả năng có thể xẩy ra trong TDD. Do đó việc cấp phép một cách linh hoạt cho cụm DL và UL trong chế độ TDD cho phép sử dụng phù hợp với các modem. Do đó các thông số của modem như hệ số trải phổ hoặc số bit trên symbol có thể được thay đổi trên cụm bằng cụm cơ bản để tối ưu chất lượng kết nối. DL/UL đối xứng cho phép thực hiện xấp xỉ bằng số các cụm DL và UL được cấp trong một khung TDD, trong khi DL/UL không đối xứng cho phép số lượng cụm DL/UL không bằng nhau, ví dụ cho tải file từ internet hoặc video theo yêu cầu
Midamble Data
Data GP
2/3 ms
Cụm loại 1: Data = 976 chip, Midamble = 512 chip
Cụm loại 2: Data = 1104 chip, Midamble = 256 chip GP: Tiền tố lặp = 96 chip
Hình 2.11. Cấu trúc cụm trong mode UTRAN TDD. Có 2 loại cụm là loại 1 và 2
Trong UTRAN có 2 cấu trúc cụm TDD khác nhau là cụm loại 1 và cụm loại 2. Cụm Midmable loại 1 (512 chip) dài hơn cụm loại 2 (256 chip). Tuy nhiên cả 2 cụm có cùng một tiền tố lặp (GP) là 96 chip. Dãy midamble được cấp cho các cụm TDD khác nhau trong mỗi khe thời gian trong tập mã midamble. Các mã trong mỗi tập mã midamble được bắt nguồn duy nhất từ một mã midamble cơ bản. Các cell liên kề được cấp tập mã midamble khác tương ứng với mã midamble cơ bản khác. Điều này có thể sử dụng trong việc nhận dạng cell
Hình 2.12. 15 khe thời gian DL/UL được đưa ra trong UTRAN TDD
Trong chế độ TDD chỉ có một loại kênh vậy lý dành riêng (DPCH). Do đó lớp 1 có thông tin điều khiển như lệnh TPC và thông tin TFCI sẽ được truyền trong trường dữ liệu của hình 2.11. Trường TFCI được chia làm 2 phần được đặt trước và sau trường midamble (hoặc sau lệnh TCP, nếu cần thiết điều khiển công suất) trong trường dữ liệu. Lệnh TCP luôn được truyền sau midable được chỉ ra trong hình 2.13. Lệnh TCP chỉ được truyền trên UL và chỉ 1 lần mỗi khung 10 ms cho mỗi MS
Midamble Data Data GP 2/3 ms TF C I TP C Midamble Data Data GP 2/3 ms TF C I TF C I TF C I
Cấu trúc cụm với thông tin TFCI
Cấu trúc cụm với thông tin TFCI và TPC
Hình 2.13. Cấu trúc cụm trong chế độ TDD UTRAN có thông tin TFCI và TFCI+TPC
Ngược lại với chế độ FDD, Kênh SCH trong chế độ TDD không được ghép theo thời gian vào P-CCPCH trong bảng 2.3, thay vào đó các bản tin SCH được truyền trên một hoặc hai khe thời gian cho mỗi khung. P-CCPCH sẽ ghép kênh theo mã với khe thời gian đầu tiên SCH trong mỗi khung
