Núi chung cỏc kờnh logic (LoCH: Logical Channel) được chia thành hai nhúm: cỏc kờnh điều khiển (CCH: Control Channel) để truyền thụng tin điều khiển và cỏc kờnh lưu lượng (TCH: Traffic Channel) để truyền thụng tin của người sử dụng.
Cỏc kờnh logic và ứng dụng của chỳng được tổng kết trong Bảng 2.1 + Nhúm kờnh Kờnh logic ng dỉng BCCH (Broadcast Control Channel: Kờnh điều khiển quảng bỏ) Kờnh đường xuống để phỏt quảng bỏ thụng tin hệ thống PCCH (Paging Control Channel: Kờnh điều khiển tỡm gọi) Kờnh đường xuống để phỏt quảng bỏ thụng tin tỡm gọi CCH (Control Channel: Kờnh điều khiển) CCCH (Common Control Channel: Kờnh điều khiển chung)
Kờnh hai chiều để phỏt thụng tin điều
khiển giữa mạng và cỏc UE. Được sử
dụng khi khụng cú kết nối RRC hoặc
DCCH (Dedicated Control Channel: Kờnh điều khiển riờng).
Kờnh hai chiều điểm đến điểm để phỏt thụng tin điều khiển riờng giữa UE và mạng. Được thiết lập bởi thiết lập kết nối của RRC TCH (Traffic Channel: Kờnh lưu lượng) DTCH (Dedicated Traffic Channel: Kờnh lưu lượng riờng) Kờnh hai chiều điểm đến điểm riờng
cho một UE để truyền thụng tin của người sử dụng. DTCH cú thể tồn tại cảởđường lờn lẫn đường xuống CTCH (Common Traffic Channel: Kờnh lưu lượng chung) Kờnh một chiều điểm đa điểm để truyền thụng tin của một người sử dụng cho tất cả hay một nhúm người sử dụng quy định hoặc chỉ cho một người sử dụng. Kờnh này chỉ cú ở đường xuống. 2.3.2 Cỏc kờnh truy¯n tĐi, TrCH.
Cỏc kờnh lụgic được lớp MAC chuyển đổi thành cỏc kờnh truyền tải. Tồn tại hai kiểu kờnh truyền tải: cỏc kờnh riờng và cỏc kờnh chung. Điểm khỏc nhau giữa chỳng là: kờnh chung là tài nguyờn được chia sẻ cho tất cả hoặc một nhúm cỏc người sử dụng trong ụ, cũn kờnh kờnh riờng được ấn định riờng cho một người sử dụng duy nhất. Cỏc kờnh truyền tải chung bao gồm: BCH (Broadcast channel: Kờnh quảng bỏ), FACH (Fast Access Channel: Kờnh truy nhập nhanh), PCH (Paging Channel: Kờnh tỡm gọi), DSCH (Down Link Shared Channel: Kờnh chia sẻ đường xuống), CPCH (Common Packet Channel: Kờnh gúi chung). Kờnh riờng chỉ cú một kờnh duy nhất là DCH (Dedicated Channel: Kờnh riờng). Kờnh truyền tải chung cú
nhiều người đặc thự. Khi kờnh truyền tải chung được sử dụng để phỏt thụng tin cho tất cả cỏc ngừơi sử dụng thỡ kờnh này khụng cần cú địa chỉ. Chẳng hạn kờnh BCH để phỏt thụng tin quảng bỏ cho tất cả cỏc người sử dụng trong ụ. Khi kờnh truyền tải chung ỏp dụng cho một người sử dụng đặc thự, thỡ cần phỏt nhận dạng người sử dụng trong băng (trong bản tin sẽ được phỏt). Kờnh PCH là kờnh truyền tải chung được sử dụng để tỡm gọi một UE đặc thự sẽ chứa thụng tin nhận dạng người sử dụng bờn trong bản tin phỏt.
Danh sỏch cỏc kờnh truyền tải và ứng dụng của chỳng được cho ở Bảng 2.2
+ I +
Kờnh truy¯n tĐi ng dỉng
DCH (Dedicate Channel:Kờnh riờng)
Kờnh hai chiều được sử dụng để phỏt số liệu của người sử dụng. Được ấn định riờng cho người sử dụng. Cú khả năng thay đổi tốc độ và điều khiển cụng suất nhanh
BCH(Broadcast Channel: Kờnh quảng bỏ)
Kờnh chung đường xuống để phỏt thụng tin quảng bỏ (chẳng hạn thụng tin hệ thống, thụng tin ụ)
FACH(Forward AccessChannel: Kờnh truy
nhập đường xuống)
Kờnh chung đường xuống để phỏt thụng tin điều khiển và số liệu của người sử dụng. Kờnh chia sẻ chung cho nhiều UE. Được sử dụng để truyền số liệu tốc độ thấp cho lớp cao hơn PCH (Paging Channel: Kờnh tỡm gọi) Kờnh chung dường xuống để phỏt cỏc tớn hiệu tỡm gọi RACH(Random Access Channel)
Kờnh chung đường lờn để phỏt thụng tin điều khiển và số liệu người sử dụng. ỏp dụng trong truy nhập ngẫu nhiờn và được sử dụng để truyền số liệu thấp của người sử dụng CPCH(Common
PacketChannel:
Kờnh chung đường lờn để phỏt số liệu người sử dụng. ỏp dụng trong truy nhập ngẫu nhiờn và được sử dụng trước
Kờnh gúi chung) hết để truyền số liệu cụm. DSCH(Dowlink
Shared
Channel:Kờnh chia sẻđường xuống)
Kờnh chung đường xuống để phỏt số liệu gúi. Chia sẻ cho nhiều UE. Sử dụng trước hết cho truyền dẫn số liệu tốc độ cao.
Cỏc kờnh logic được chuyển thành cỏc kờnh truyền tải như cho trờn Hỡnh 2.2
K ] w ổe ổe Y
2.3.3 Cỏc kờnh v–t lý.
Một kờnh vật lý được coi là tổ hợp của tần số, mó ngẫu nhiờn, mó định kờnh và cả pha tương đối (đối với đường lờn). Kờnh vật lý (Physical Channel) bao gồm cỏc kờnh vật lý riờng (DPCH: Dedicated Physical channel) và kờnh vật lý chung (CPCH: Common Physical Channel). Cỏc kờnh vật lý được tổng kết ở Hỡnh 2.3 và Bảng 2.3
] G K 5 + 5 Tờn kờnh ng dỉng DPCH (Dedicated Physical Channel: Kờnh vật lý riờng)
Kờnh hai chiều đường xuống/đường lờn được ấn định riờng cho UE. Gồm DPDCH (Dedicated Physical Data Channel: Kờnh vật lý điều khiển riờng) và DPCCH (Dedicated Physical Control Channel: Kờnh vật lý điều khiển riờng). Trờn đường xuống DPDCH và DPCCH được ghộp theo thời gian với ngẫu nhiờn húa phức cũn trờn đường lờn được ghộp mó I/Q với ngẫu nhiờn húa phức
DPDCH (Dedicated Physical Data Channel: Kờnh vật lý số liệu riờng Khi sử dụng DPCH, mỗi UE được ấn định ớt nhất một DPDCH. Kờnh được sử dụng để phỏt số liệu người sử dụng từ lớp cao hơn DPCCH Khi sử dụng DPCH, mỗi UE chỉđược ấn định một DPCCH.
(Dedicated Physical Control Channel: Kờnh vật lý điều khiển riờng) Kờnh được sử dụng đểđiều khiển lớp vật lý của DPCH. DPCCH là kờnh đi kốm với DPDCH chứa: cỏc ký hiệu hoa tiờu, cỏc ký hiệu điều khiển cụng suất (TPC: Transmission Power Control), chỉ thị kết hợp khuụn dạng truyền tải. Cỏc ký hiệu hoa tiờu cho phộp mỏy thu đỏnh giỏ hưởng ứng xung kim của kờnh vụ tuyến và thực hiện tỏch súng nhất quỏn. Cỏc ký hiệu này cũng cần cho hoạt động của anten thớch ứng (hay anten thụng minh) cú bỳp súng hẹp. TPC để điều khiển cụng suất vũng kớn nhanh cho cảđường lờn và đường xuống. TFCI thụng tin cho mỏy thu về cỏc thụng số tức thời của cỏc kờnh truyền tải: cỏc tốc độ số liệu hiện thời trờn cỏc kờnh số liệu khi nhiều dịch vụđược sử dụng đồng thời. Ngoài ra TFCI cú thể bị bỏ qua nếu tốc độ số liệu cố định. Kờnh cũng chứa thụng tin hồi tiếp hồi tiếp (FBI: Feeback Information) ởđường lờn đểđảm bảo vũng hồi tiếp cho phõn tập phỏt và phõn tập chọn lựa. PRACH (Physical Random Access Channel: Kờnh vật lý truy nhập ngẫu nhiờn)
Kờnh chung đường lờn. Được sử dụng để mang kờnh truyền tải RACH
PCPCH (Physical Common Packet Channel: Kờnh vật lý gúi chung)
Kờnh chung đường lờn. Được sử dụng để mang kờnh truyền tải CPCH
CPICH (Common Pilot Channel:
Kờnh chung đường xuống. Cú hai kiểu kờnh CPICH: P- CPICH (Primary CPICH: CPICH sơ cấp) và S-CPICH
Kờnh hoa tiờu chung)
(Secondary CPICH: CPICH thứ cấp). P-CPICH đảm bảo tham chuẩn nhất quỏn cho toàn bộ ụ để UE thu được SCH, P-CCPCH, AICH và PICH vỡ cỏc kờnh nay khụng cú hoa tiờu riờng nhưở cỏc trường hợp kờnh DPCH. Kờnh S- CPICH đảm bảo tham khảo nhất quỏn chung trong một phần ụ hoặc đoạn ụ cho trường hợp sử dụng anten thụng minh cú bỳp súng hẹp. Chẳng hạn cú thể sử dụng S-CPICH làm tham chuẩn cho S-CCPCH (kờnh mang cỏc bản tin tỡm gọi) và cỏc kờnh DPCH đường xuống. P-CCPCH (Primary Common Control Physical Channel: Kờnh vật lý điều khiển chung sơ cấp)
Kờnh chung đường xuống. Mỗi ụ cú một kờnh để truyền BCH S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel: Kờnh vật lý điều khiển chung thứ cấp)
Kờnh chung đường xuống. Một ụ cú thể cú một hay nhiều S-CCPCH. Được sử dụng để truyền PCH và FACH
SCH
(Synchrronization Channel: Kờnh đồng bộ)
Kờnh chung đường xuống. Cú hai kiểu kờnh SCH: SCH sơ cấp và SCH thứ cấp. Mỗi ụ chỉ cú một SCH sơ cấp và thứ cấp. Được sử dụng để tỡm ụ
Downlink Shared Channel: Kờnh vật lý chia sẻđường xuống)
khụng cú). Được sử dụng để mang kờnh truyền tải DSCH
AICH (Acquisition Indication
Channel: Kờnh chỉ thị bắt)
Kờnh chung đường xuống đi cặp với PRACH. Được sử dụng đểđiều khiển truy nhập ngẫu nhiờn của PRACH. PICH (Page
Indication
Channel: Kờnh chỉ thị tỡm gọi)
Kờnh chung đường xuống đi cặp với S-CCPCH (khi kờnh này mang PCH) để phỏt thụng tin kết cuối cuộc gọi cho từng nhúm cuộc gọi kết cuối. Khi nhận được thụng bỏo này, UE thuộc nhúm kết cuối cuộc gọi thứ n sẽ thu khung vụ tuyến trờn S-CCPCH AP-AICH (Access Preamble Acquisition Indicator Channel: Kờnh chỉ thị bắt tiền tố truy nhập)
Kờnh chung đường xuống đi cặp với PCPCH đểđiều khiển truy nhập ngẫu nhiờn cho PCPCH
CD/CA-ICH (CPCH Collision Detection/ Channel Assignment Indicator Channel: Kờnh chỉ thị phỏt hiện va chạm CPCH/ấn định kờnh)
Kờnh chung đường xuống đi cặp với PCPCH. Được sử dụng đểđiều khiển va chạm PCPCH
CSICH (CPCH Status Indicator Channel: Kờnh chỉ thị trạng thỏi CPCH)
Kờnh chung đường xuống liờn kết với AP-AICH để phỏt thụng tin về trạng thỏi kết nối của PCPCH
Cỏc cỏc kờnh truyền tải được chuyển thành cỏc kờnh vật lý như trờn Hỡnh 2.4
K ] w I + 5
Hỡnh 2.5 cho thấy việc ghộp hai kờnh truyền tải lờn một kờnh vật lý và cung cấp chỉ thị lỗi cho từng khối truyền tải tại phớa thu.
Q S ) I +
Q S G k ) I +
I + 5
2.3.4 Quỏ trỡnh truy nh–p ngflu nhiờn RACH và truy nh–p gúi CPCH
Quỏ trỡnh truy nhập ngẫu nhiờn RACH và truy nhập gúi CPCH được cho trờn Hỡnh 2.6a và 2.6b.
o m 5 3 5
Cỏc trủ tục truy nhập ngẫu nhiờn trờn Hỡnh 2.6a như sau. UE khởi xướng thủ tục truy nhập ngẫu nhiờn RACH bằng cỏch phỏt đi một AP (tiền tố truy nhập). Nếu chấp nhận (OK), nỳt B phỏt AICH (chỉ thị phỏt hiện bắt) đến UE. Sau đú UE cú thể
Cỏc thủ tục truy nhập ngẫu nhiờn CPCH như sau. Dựa trờn thụng tin khả dụng của từng kờnh PCPCH do CSICH thụng bỏo, UE khởi xướng thủ tục truy nhập CPCH trờn kờnh chưa sử dụng bằng cỏch phỏt đi một AP (tiền tố truy nhập). Nếu được nỳt B chấp nhận (OK) UE phỏt đi một CP (tiền tố phỏt hiện va chạm) để thụng bỏo rằng nú đó chiếm kờnh này. Cuối cựng nỳt B phỏt đi CD/CA-ICH (chỉ thị phỏt hiện va chạm và ấn định kờnh) đến UE. Sau đú UE cú thể phỏt gúi trờn kờnh CPCH (kờnh gúi chung)
2.3.5 Thớ dỉ v¯ bỏo hiáu thiˆt l–p cu c g i sổ dỉng cỏc kờnh logic và truy¯n tĐi.
Hỡnh 2.7 cho thấy bỏo hiệu thiết lập lập cuộc gọi sử dụng kờnh logic và kờnh truyền tải. Đầu tiờn UE sử dụng kờnh logic CCCH truyền trờn kờnh truyền tải RACH để yờu cầu đường truyền bỏo hiệu (RRC). RNC trả lời bằng kờnh logic CCCH trờn kờnh truyền tải FACH. Sau khi cú kết nối RRC, UE sẽ trao đổi bỏo hiệu với RNC qua kờnh logic DCCH trờn kờnh truyền tải DCH. Sau khi nhận được lệnh "truyền trực tiếp" từ UE, RNC phỏt lệnh yờu cầu dịch vụ CM (Connection Management: quản lý kết nối) trờn giao thức RANAP (Radio Access Application Part: phần ứng dụng truy nhập mạng vụ tuyến) để khởi đầu bỏo hiệu thiết lập kờnh mang lưu lượng Tựy thuộc vào yờu cầu của UE lệnh bỏo hiệu này cú thể được chuyển đến MSC hoặc SGSN (trong trường hợp xột là MSC). Sau khi thực hiện cỏc thủ tục an ninh, cỏc thủ tục thiết lập kờnh mang được thực hiện.
2.4 Chuy˙n giao trong WCDMA
Chuyển giao là quỏ trỡnh được thực hiện khi UE đó cú kết nối vụ tuyến để duy trỡ chất lượng truyền dẫn. Trong WCDMA cú thể cú chuyển giao cừng hoặc chuyển giao mềm.
2.4.1 Chuy˙n giao c ng.
Chuyển giao cứng (HHO: Hard Handover) của WCDMA cũng giống như của GSM. UE chỉ nối độn một nỳt B. Khi thực hiện HO đến một nỳt B khỏc, kết nối đến nỳt B cũđược giải phúng.
Tất cả cỏc kết nối sử dụng kờnh FACH (kờnh khụng sử dụng điều khiển cụng suất và dành cho cỏc gúi ngắn) hay DSCH (kờnh phự hợp nhất cho cỏc dịch vụ chuyển mạch gúi) đều sử dụng HHO.
Ngoài ra HHO sử dụng cho:
• HO giữa cỏc hệ thống (giữa UTRAN và GSM)
• HO giữa cỏc tần số súng mang khỏc nhau của UTRAN
2.4.2 Chuy˙n giao m¯m/ m¯m hkn.
Chuyển giao mềm (hoặc mềm hơn) sử dụng nhiều kết nối từ một UE đến nhiều nỳt B. Danh sỏch cỏc nỳt B tham gia vào kết nối với UE trong chuyển giao mềm/mềm hơn được gọi là “tập tớch cực”. Cú thể quy định được kớch thước cực đại của tập tớch cực. Thực chất chuyển giao là quỏ trỡnh trong đú một ụ (đoạn ụ) hoặc được kết nạp vào tập tớch cực hoặc bị loại ra khỏi tập tớch cực. Định kỳ hoặc tại cỏc sự kiện bỏo cỏo (sự kiện 1A, 1B và 1C chẳng hạn), SRNC nhận được kết quả đo từ UE để đưa ra quyết định chuyển giao. Sau khi quyết định chuyển giao, SRNC giửi bản tin lập lại cấu hỡnh liờn kết vụ tuyến đó được đồng bộ đến cỏc nỳt B liờn quan và đồng thời gửi bản tin RRC về lập lại cấu hỡnh kờnh vật lý đến UE để cỏc nỳt B này và UE thực hiện chuyển giao. Chuyển giao mềm cho phộp tăng sốđường truyền
thu được trờn đường xuống và đường lờn nhờ vậy tăng tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu (SIR: Signal to Interference Ratio): Ec/I0 (Ec là năng lượng chip cũn I0 là mật độ phổ cụng suất nhiễu) và lượng tăng này được gọi là độ lợi chuyển giao. Sơđồ tổng quỏt SHO được cho trờn Hỡnh 2.8
+ y O ổk G 5 g
9 Y Mổk S y O
m I + 5
Trong thớ dụ trong trờn Hỡnh 2.8 ta sử dụng cỏc sự kiện bỏo cỏo 1A, 1B và 1C.
Từ Hỡnh 2.8 ta thấy:
• Lỳc đầu. Chỉ cú ụ 1 và ụ 2 nằm trong tập tớch cực
• Tại sự kiện A. (Ec/I0)P-CPICH1 > (Ec/I0)P-CPICH3- (R1a-H1a/2) trong đú (Ec/I0)P- CPICH1 là tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu kờnh hoa tiờu của ụ 1 mạnh nhất, (Ec/I0)P- CPICH3 là tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu kờnh hoa tiờu của ụ 3 nằm ngoài tập tớch cực, R1a là hằng số dải bỏo cỏo (do RNC thiết lập), H1a là thụng số trễ sự kiện và (R1b-H1a/2) 1à cửa sổ kết nạp cho sự kiện 1A. Nếu bất đẳng thức này tồn tại trong khoảng thời gian ∆T thỡ ụ 3 được kết nạp vào tập tớch cực
• Tại sự kiện C. (Ec/I0)P-CPICH4 > (Ec/I0)P-CPICH2 +H1c, trong đú (Ec/I0)P-CPICH4 là tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu của ụ 4 nằm ngoài tập tớch cực và (Ec/I0)P-CPICH2 là tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu của ụ 2 tồi nhất trong tập tớch cực, H1c là thụng số trễ sự kiện 1C. Nếu quan hệ này tồn tại trong thời gian ∆T và tập tớch cực đó đầy thỡ ụ 2 bị loại ra khỏi tập tich cực và ụ 4 sẽ thế chỗ của nú trong tập tớch cực. • Tại sự kiện B. (Ec/I0)P-CPICH1 < (Ec/I0)P-CPICH3- (R1b+H1b) trong đú (Ec/I0)P-CPICH1
là tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu kờnh hoa tiờu của ụ 1 yếu nhất trong tập tớch cực, (Ec/I0)P-CPICH3 là tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu của ụ 3 mạnh nhất trong tập tớch cực và R1b là hằng số dải bỏo cỏo (do RNC thiết lập), H1b là thụng số số trễ và (R1b+H1b) là cửa sổ loại cho sự kiện 1C. Nếu quan hệ này tồn tại trong khoảng thời gian ∆T thỡ ụ 3 bị loại ra khỏi tập tớch cực.
2.5 T ng kˆt
Trước hết chương này trỡnh bày ngăn xếp giao thức của giao diện vụ tuyến và cỏc kờnh logic, kờnh truyền tải, kờnh vật lý được tạo nờn ở giao diện này. Sau đú chương trỡnh bày cỏc thụng số lớp vật lý và quy hoạch tần số của WCDMA. Tại Việt- Nam băng I được chia làm bốn khe và được phõn cho 4 nhà khai thỏc. Ngăn xếp giao thức được chia thành hai loại: một trong mặt phẳng C-Plane để truyền bỏo hiệu và một trong mặt phẳng U-Plane để truyền lưu lượng. Tiếp theo cấu trỳc của cỏc kờnh này được trỡnh bày cụ thể. Cỏc kờnh được chia thành hai loại: kờnh điều khiển, bỏo hiệu và kờnh để truyền lưu lượng. WCDMA là giai đoạn phỏt triển đầu của 3G WCDMA UMTS vỡ thế việc thiết kế cỏc kờnh để truyền lưu lượng vẫn tập trung lờn dịch vụ chuyển mạch kờnh với kờnh được sử dụng cho dịch vụ này là DPCH. Tuy nhiờn cỏc kờnh dung cú chuyển mạch gúi cũng đó bắt đầu được chỳ trọng. DSCH (Kờnh chia sẻ đường xuống), RACH, FACH và CPCH được sử dụng cho mục đớch này. Cỏc kờnh RACH, FACH và CPCH được sử dụng để truyền nhanh cỏc gúi nhỏ, cũn kờnh DSCH được sử cựng với kờnh DPCH trong thời điểm