Xu hướng phát triển của thông tin di động đòi hỏi đáp ứng cả hai yêu cầu là dung lượng lớn và tốc độ dữ liệu cao. Mặc dù công nghệ 3G WCDMA hiện nay cho phép tốc độ dữ liệu gói lên đến 2Mbps. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn thiết kế hệ thống WCDMA có một số hạn chế như:
• Không tận dụng các ưu thế của dữ liệu gói vốn rất phổ biến đối với đường trục hữu tuyến.
• Thiết kế dịch vụ 2Mbps hiện nay là không hiệu quả và cũng chưa đáp ứng
được nhu cầu sử dụng dịch vụ số liệu.
• Không thể xử lý tốc độ dữ liệu cao lên đến 10Mbps.
Nhu cầu to lớn về dữ liệu tốc độ cao của người sử dụng đã thúc đẩy tìm ra con
đường mới đểđạt được tốc độ vượt qua ngưỡng 2Mbps. Do đó, từ phiên bản R5 của 3GPP đã được đưa ra để khắc phục những hạn chế này, phiên bản R5 là sự phát triển quan trọng của mạng vô tuyến 3G kể từ khi WCDMA được chấp nhận là công nghệ mạng vô tuyến 3G từ năm 1997. Truy nhập gói tốc độ cao đường xuống (HSDPA: High Speed Down Link Packet Access) được 3GPP chuẩn hóa ra trong R5 với phiên bản tiêu chuẩn đầu tiên vào năm 2002. Truy nhập gói đường lên tốc
độ cao (HSUPA) được 3GPP chuẩn hóa trong R6 và tháng 12 năm 2004. Cả hai HSDPA và HSUPA được gọi chung là HSPA. Các mạng HSDPA đầu tiên được đưa vào thương mại vào năm 2005 và HSUPA được đưa vào thương mại vào năm 2007. Các thông số tốc độđỉnh của R6 HSPA được cho trong bảng:
Bảng 3.1: Các thông số tốc độđỉnh R6 HSPA
HSDPA (R6) HSUPA (R6)
Tốc độđỉnh (Mbps)
63
Tốc độ số liệu đỉnh của HSDPA lúc đầu là 1,8Mbps và tăng đến 3,6 Mbps và 7,2Mbps vào năm 2006 và 2007, tiềm năng có thểđạt đến trên 14,4Mbps năm 2008. Trong giai đoạn đầu tốc độđỉnh HSUPA là 1-2Mbps trong giai đoạn hai tốc độ này có thểđạt đến 4-5,7 Mbps vào năm 2008.
HSPA được triển khai trên WCDMA hoặc trên cùng một sóng mang hoặc sử
dụng một sóng mang khác đểđạt được dung lượng cao (hình 3.1).
Hình 3.1: Triển khai HSPA với sóng mang riêng (f2) hoặc chung
sóng mang với WCDMA (f1)
HSPA chia sẻ chung hạ tầng mạng với WCDMA. Để nâng cấp WCDMA lên HSPA chỉ cần bổ sung phần mềm và một vài phần cứng nút B và RNC.
Lúc đầu HSPA được thiết kế cho các dịch vụ tốc độ cao phi thời gian thực, tuy nhiên ở phiên bản R6 và R7 đã cải thiện hiệu suất của HSPA cho VoIP và các
ứng dụng tương tự khác.
Khác với WCDMA trong đó tốc độ số liệu trên các giao diện như nhau (384 kbps cho tốc độ cực đại chẳng hạn), tốc độ số liệu HSPA trên các giao diện khác nhau. Hình 3.2 minh họa điều này cho HSDPA. Tốc độđỉnh (14,4Mbps trên 2 ms) tại đầu cuối chỉ xẩy ra trong thời điểm điều kiện kênh truyền tốt vì thế tốc độ trung bình có thể không quá 3Mbps. Để đảm bảo truyền lưu lượng mang tính cụm này, nút cần có bộ đệm để lưu lại lưu lượng và bộ lập biểu để truyền lưu lượng này trên hạ tầng mạng.
64
Hình 3.2: Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện ở HSDPA
Hình 3.3 cho thấy kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA và HSUPA cho số liệu người sử dụng. Mặt phẳng báo hiệu không được thể hiện trên hình 3.3 (trong mặt phẳng này báo hiệu được nối đến RLC sau đó được đưa lên DCH hay HSDPA hoặc HSUPA). Số liệu từ các dịch vụ khác nhau được nén tiêu đề IP tại PDCP (Packet Data Convergence Protocol). MAC-hs (High Speed: tốc độ cao) thực hiện chức năng lập biểu nhanh dựa trên nút B.
Đối với HSDPA chức năng MAC mới (MAC-hs) được đặt trong nút B để xử
lý phát lại nhanh dựa trên HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request: yêu cầu phát lại tựđộng lai ghép), lập biểu và ưu tiên.
Đối với HSUPA chức năng MAC mới (MAC-e) được đặt trong nút B để xử
lý phát lại nhanh dựa trên HARQ, lập biểu và ưu tiên. Tại UE chức năng MAC-e mới được sử dụng để xử lý lập biểu và HARQ dưới sựđiều khiển của MAC-e trong nút B. Chức năng MAC mới (MAC-es) được đặt trong RNC để sắp xếp lại thứ tự
gói trước khi chuyển lên các lớp trên. Sự sắp xếp lại này là cần thiết, vì của chuyển giao mềm có thể dẫn đến các gói từ các nút B khác nhau đến RNC không theo thứ
65
MAC-hs: High Speed MAC: MAC tốc độ cao (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
MAC-e: E-DCH MAC: MAC kênh E-DCH, MAC-es: thực thể MAC kênh E-DCH để
sắp đặt lại thứ tự
Hình 3.3: Giao diện vô tuyến HSDPA và HSUPA cho người sử dụng
Hình 3.4 cho thấy các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi đưa vào HSPA:
Hình 3.4: Chức năng mới trong các phần tử
66