Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit lên đến 2MBit/s. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dể dàng các dịch vụ mới như : điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa phương tiện khác.
VI. GIAO DIỆN VÔ TUYẾN
Giao diện vô tuyến được phân thành 3 lớp giao thức:
- Lớp vật lý (Lớp 1): Là lớp thấp nhất ở giao diện vô tuyến, được sử dụng để truyền dẫn ở giao diện vô tuyến.
- Lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2): được chia thành các lớp con sau:
+ Lớp điều khiển truy nhập môi trường MAC (Medium Access Control): Điều khiển truy nhập môi trường
+ Lớp điều khiển liên kết vô tuyến RLC (Radio Link Control): Có chức năng điều khiển phát lại và một số chức năng khác.
Mặt phẳng giao diện điều khiển có chức năng truyền các tín hiệu điều khiển, mặt phẳng giao diện thuê bao có chức năng truyền các tin tức của thuê bao. Giao thức hội tụ số liệu gói (PDCP) và điều khiển đa địa chỉ/quảng bá (BMC) của lớp 2 có thể sử dụng cho mặt phẳng giao diện thuê bao.
- Lớp mạng (Lớp 3): Bao gồm lớp con điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) kết thúc tại UTRAN và các lớp cao hơn kết thúc tại CN.
Để xử lý linh hoạt các dạng dịch vụ khác nhau và các khả năng gọi hội nghị, giao diện vô tuyến được cấu trúc dựa trên ba lớp kênh cơ bản: các kênh vật lý, các kênh truyền tải và các kênh logic. Các kênh logic được phân loại theo chức năng của các tín hiệu truyền dẫn và các đặc tính logic của chúng, và được gọi tên theo nội dung thông tin mà nó truyền. Các kênh truyền tải được phân loại theo khuôn dạng truyền, được định rõ đặc tính theo cách truyền và loại thông tin được truyền qua giao diện vô tuyến. Các kênh vật lý được phân loại theo các chức năng của lớp vật lý , được nhận biết bởi mã trải phổ, sóng mang và dạng pha điều chế của đường lên.
Việc ghép và phát các kênh truyền tải trên các kênh vật lý tạo các khả năng: ghép tín hiệu điều khiển với tín hiệu số liệu của các thuê bao, ghép và phát tín hiệu số liệu của các thuê bao kết hợp với đa truy nhập. Việc liên kết các kênh logic với một kênh truyền tải đơn cũng đem lại khả năng truyền dẫn hiệu quả hơn. Việc xếp kênh truyền tải với kênh vật lý được tiến hành trong lớp vật lý, việc xếp kênh logic với kênh truyền tải được tiến hành trong lớp con MAC.
1. Các kênh logic
BCH
Kênh thông tin quảng bá
FACH
Kênh truy nhập đường xuống
PCH
Kênh tìm gọi
RACH
Kênh truy nhập ngẫu nhiên
DCH
Kênh riêng
DSCH
Kênh chung đường xuống
BCCH
Kênh điều khiển quảng bá
PCCH
Kênh điều khiển tìm gọi
CCCH
Kênh điều khiển chung
DCCH
Kênh điều khiển riêng
DTCH
Kênh lưu lượng riêng
PCCPCH
Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp
PRACH
Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý
DPCH
Kênh vật lý riêng
PDSCH
Kênh vật lý chung đường xuống
Các kênh vật lý Các kênh truyền tải Các kênh logic SCCPCH
Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp
Hình 3.3 Sắp xếp giữa các kênh vật lý chính ,các kênh truyền tải và các kênh logic
Các kênh logic có thể được chia thành hai nhóm chủ yếu là: nhóm kênh điều khiển và nhóm kênh lưu lượng
- Nhóm kênh điều khiển bao gồm:
+ Kênh điều khiển quảng bá BCCH + Kênh điều khiển nhắn tin PCCH + Kênh điều khiển dành riêng DCCH + Kênh điều khiển chung CCH
+ Kênh điều khiển phân chia kênh SHCCH + Kênh điều khiển riêng cho ODMA – OCCH + Kênh điều khiển chung cho ODMA – OCCH - Nhóm kênh lưu lượng bao gồm:
+ Kênh lưu lượng dành riêng DTCH + Kênh lưu lượng chung CTCH
2. Các kênh truyền tải
Các kênh truyền tải có nhiệm vụ truyền thông tin giữa phân lớp MAC và lớp vật lý. Các kênh truyền tải được phân loại chung thành hai nhóm: các kênh riêng và các kênh chung.
- Các kênh truyền tải dành riêng DCH:
Là một kênh thực hiện việc truyền thông tin điều khiển và thông tin thuê bao giữa UTRAN và UE. DCH được truyền trên toàn bộ ô hoặc chỉ truyền trên một phần ô đang sử dụng. Thông thường chỉ có một kênh truyền dẫn dành riêng sử dụng cho đường lên hoặc đường xuống ở chế độ TDD hoặc FDD.
- Các kênh truyền tải chung:
Mặc dù chức năng chủ yếu của từng kênh truyền tải chung có thể không nhất thiết phải là giống nhau ở hai chế độ FDD và TDD nhưng chúng có cùng một vài chức năng và dấu hiệu cơ bản. Cả FDD và TDD đều có một số kênh truyền tải khác nhau, tuy nhiên FDD không có kênh dùng chung đường lên và TDD không có kênh gói chung.
+ Kênh quảng bá BCH: Kênh truyền tải đường xuống, dùng cho hệ thống quảng bá và thông tin cụ thể về ô. BCH thường được truyền trên toàn bộ ô.
+ Kênh truy nhập đường xuống FACH: Kênh truyền tải đường xuống, truyền thông tin điều khiển tới trạm di đông khi hệ thống biết được định vị ô của trạm di động.
+ Kênh tìm gọi PCH: Kênh truyền tải đường xuống, thường được truyền trên toàn bộ ô, dùng để truyền thông tin điều khiển tới trạm di động khi hệ thống không biết vị trí ô của trạm đi động.
+ Kênh truy nhập ngẫu nhiên RACH: Kênh truyền tải đường lên, thường thu được từ toàn bộ ô, thực hiện truyền thông tin điều khiển từ trạm di động.
+ Kênh gói chung CPCH:
Với FDD: là kênh truyền tải đường lên kết hợp với một kênh riêng đường xuống tạo các lệnh điều khiển CPCH. Nó được đặc trưng bởi nguy cơ xung đột ban đầu và việc sử dụng điều khiển công suất vòng trong cho việc truyền dẫn.
Với TDD: kênh truyền tải đường lên được dùng chung bởi một vài UE thực hiện truyền số liệu điều khiển dành riêng hoặc lưu lượng.
+ Kênh dùng chung đường xuống DSCH: là kênh truyền tải đường xuống được dùng chung bởi một vài UE, thực hiện truyền số liệu điều khiển dành riêng hoặc lưu lượng.
3. Các kênh vật lý
Các kênh vật lý được phân loại dựa trên hai đặc trưng: kênh đường lên và đường xuống, kênh dành riêng và kênh chung.
3.1. Các kênh vật lý đường lên
- Các kênh vật lý dành riêng đường lên:
Có hai kiểu:
+ Kênh số liệu vật lý dành riêng DPDCH + Kênh điều khiển vật lý dành riêng DPCCH
Các kênh vật lý dành riêng đường lên có mã I/Q ghép kênh cho từng khung vô tuyến. DPDCH truyền kênh truyền dẫn DCH, còn DPCCH truyền thông tin điều khiển như: các bit hoa tiêu để hỗ trợ đánh giá việc xác định kênh trong quá trình phát hiện tương quan, các lệnh điều khiển công suất phát TPC, thông tin phản hồi FBI và một bộ chỉ thị kết hợp định dạng truyền dẫn TFCI. TFCI thông báo cho phía thu việc kết hợp định dạng truyền dẫn tức thời của các kênh truyền dẫn để truyền một cách đồng thời. Có một và chỉ một kênh DPCCH đường lên trên một liên kết vô tuyến. Tuy nhiên có thể không có, có một hoặc vài kênh DPDCH đường lên trên mỗi liên kết vô tuyến.
Có hai kiểu kênh vật lý dành riêng đường lên, vì thế một kênh có chứa trường TFCI và một kênh không chứa TFCI.. Ở chế độ nén, các khe DPCCH được định dạng với các trường TFCI bị thay đổi. Có hai dạng khe nén có thể có cho mỗi dạng khe danh
định. Chúng được đánh nhãn là A và B và việc lựa chọn chúng tùy thuộc vào số khe được truyền trên từng khung ở chế độ nén. Khi chỉ có một kênh DPCCH trên một liên kết vô tuyến thì có một vài kênh DPDCH song song sử dụng các mã kênh khác nhau có thể được truyền theo phương thức đa mã trên các kênh vật lý dành riêng đường lên.
- Các kênh vật lý chung đường lên: được chia thành hai loại:
+ Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý PCH: mang thông tin của kênh giao vận RACH.
+ Kênh gói chung vật lý PCPCH: mang thông tin của kênh giao vận CPCH.
3.2. Các kênh vật lý đường xuống
Các kênh vật lý đường xuống bao gồm một kênh vật lý dành riêng, một kênh phân chia và 5 kênh điều khiển chung.
Các kênh điều khiển chung:
- Kênh vật lý dành riêng đường xuống DPCH: phát số liệu dành riêng được tạo từ lớp 2 và lớp cao hơn.
- Các kênh hoa tiêu chung CPICH: là một kênh vật lý đường xuống tốc độ cố định 30 kbit/s, thực hiện truyền chuỗi bit / ký tự xác định trước. Trong phân tập phát, trên bất kỳ kênh đường xuống nào không có điều khiển công suất vòng kín hoặc hở, CPICH có thể được phát từ hai anten sử dụng cùng mã kênh và mã ngẫu nhiên.
- Kênh phân chia vật lý đường xuống DSCH
- Kênh vật lý điều khiển chung chính và dự phòng CCPCH:
+ CCPCH sơ cấp: là một kênh vật lý đường xuống với tốc độ cố định 30 kbit/s truyền hình quảng bá BCH. Nó khác với DPCH đường xuống ở chỗ nó không truyền các lệnh TCP hoặc các bit hoa tiêu
+ CCPCH thứ cấp: có hai kiểu: một có TFCI và một không có TFCI truyền FACH và PCH. Do UTN xác định khi nào TFCI có thể được truyền nếu nó được ủy nhiệm bởi tất cả các UE hỗ trợ sử dụng TFCI. Tốc độ CCPCH thứ cấp có thể giống với DPCH đường xuống.
- Kênh đồng bộ SCH: là một tín hiệu đường xuống sử dụng trong quá trình dò tìm khe, nó bao gồm 2 kênh con: SCH sơ cấp và SCH thứ cấp.