Có liên quan đến khả năng triển khai truy nhập vô tuyến LTE trên nhiều băng tần khác nhau là việc có thể vận hành LTE với những băng thông truyền dẫn khác nhau trên cả đường xuống và đường lên. Lý do chính của việc này là số lượng phổ tần khả dụng cho LTE có thể khác nhau đáng kể giữa những băng tần khác nhau và cũng dựa trên tình trạng thực tế của nhà khai thác. Hơn nữa, việc có thể vận hành trên nhiều phân bố phổ tần khác nhau cũng mang lại khả năng cho việc dịch chuyển dần dần phổ tần từ những công nghệ truy nhập vô tuyến khác cho LTE.
LTE có thể hoạt động trong một dải phân bố phổ tần rộng, do tính linh hoạt trong băng thông truyền dẫn là một phần trong đặc tính kỹ thuật của LTE. Để hỗ trợ hiệu quả cho tốc độ dữ liệu rất cao khi phổ tần khả dụng thì một băng thông truyền dẫn rộng là cần thiết. Tuy nhiên, một lượng phổ tần lớn và đầy đủ có thể không phải lúc nào cũng đạt được, hoặc do băng tần hoạt động hoặc do sự dịch chuyển dần dần từ một công nghệ truy nhập vô tuyến khác, khi đó LTE có thể hoạt động với một băng thông truyền dẫn hẹp hơn. Hiển nhiên, trong những trường hợp như vậy, tốc độ dữ liệu tối đa có thể đạt được sẽ vì lẽ đó mà bị giảm xuống.
Đặc điểm kỹ thuật lớp vật lý LTE không đề cập đến vấn đề băng thông và không đưa ra bất cứ giả định cụ thể nào về băng thông truyền dẫn hỗ trợ ngoài một giá trị tối thiểu. Như sẽ được biết trong phần tiếp theo, đặc điểm kỹ thuật về truy nhập vô tuyến cơ bản bao gồm lớp vật lý và các tiêu chuẩn giao thức, cho phép bất cứ băng thông truyền dẫn nào nằm trong khoảng từ 1 MHz lên tới hơn 20 MHz theo từng bước 180 KHz. Đồng thời, tại giai đoạn ban đầu, những yêu cầu về tần số vô tuyến chỉ được chỉ định cho một nhóm nhỏ băng thông truyền dẫn giới hạn, tương ứng với những dự đoán liên quan đến các kích thước phân bố phổ và các diễn tiến dịch chuyển (migration scenarios). Như vậy, trong thực tế truy nhập vố tuyến LTE hỗ trợ một nhóm giới hạn các băng thông truyền dẫn, tuy nhiên những
băng thông truyền dẫn bổ sung có thể dễ dàng được hỗ trợ bằng cách cập nhật lại đặc điểm kỹ thuật của RF.
CHƯƠNG 3 KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE
Tương tự với WCDMA/HSPA cũng như là hầu hết những hệ thống truyền thông hiện đại khác, quy trình kỹ thuật dành cho LTE được cấu trúc thành nhiều lớp vật lý khác nhau. Mặc dù có một số lớp trong những lớp này thì tương tự với những lớp được sử dụng cho WCDMA/HSPA nhưng vẫn có một số khác biệt, chẳng hạn như sự khác nhau về kiến trúc tổng thể giữa WCDMA/HSPA và LTE. Chương này gồm có những mô tả cho các lớp giao thức bên trên lớp vật lý, sự tương tác giữa chúng, và sự giao tiếp với lớp vật lý.
Tổng quan về kiến trúc giao thức LTE cho đường xuống được minh họa trong hình hình 3.1 . Có một vấn đề sẽ trở nên rõ ràng hơn trong phần thảo luận tiếp theo đó là không phải tất cả những phần tử được minh họa trong hình 3.1 đều được áp dụng trong mọi trường hợp. Ví dụ như trong trường hợp broadcast thông tin hệ thống thì MAC scheduling và hybrid ARQ đều không được sử dụng. Hơn nữa,
kiến trúc giao thức LTE liên quan đến đường lên thì tương tự với kiến trúc đường xuống trong hình 3.1, mặc dù cũng có một số sự khác biệt về sự lựa chọn định dạng truyền tải (transport format selection) và truyền dẫn đa anten (multi-antenna transmission) và vấn đề này cũng sẽ được thảo luận.
Dữ liệu được truyền trên đường xuống dưới dạng các gói IP trên một trong những tải tin SAE (SAE bearers). Trước khi truyền đi qua giao diện vô tuyến, những gói IP đến (incoming IP packets) sẽ đi qua nhiều phần tử, được tổng kết dưới đây và được mô tả chi tiết hơn trong những phần sau:
• Giao thức hội tụ số liệu gói (Packet Data Convergence Protocol -PDCP): thực hiện việc nén tiêu đề IP (IP header) để làm giảm số lượng
bit cần thiết cho việc truyền dẫn thông qua giao diện vô tuyến.
Cơ chế nén tiêu đề dựa trên ROHC, một thuật toán nén tiêu đề tiêu chuẩn được sử dụng trong WCDMA cũng như là trong các tiêu chuẩn thông tin di động khác. PDCP cũng đảm nhiệm việc mã hóa và bảo vệ tính toàn vẹn của dữ liệu được truyền đi. Tại phía thu, giao thức PDCP sẽ thực hiện công việc giải nén và giải mã thông tin. Chỉ có một phần tử PDCP trên một tải tin vô tuyến được cấu hình cho một thiết bị đầu cuối di động.
• Điều khiển liên kết vô tuyến (Radio Link Control - RLC): đảm nhiệm
việc phân đoạn / ghép nối, điều khiển việc truyền lại, và phân phát lên các lớp cao hơn theo thứ tự. Không giống như WCDMA, giao thức RLC được định vị trong eNodeB vì chỉ có một loại node đơn trong kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến LTE (LTE radio access network architecture). RLC cung cấp các dịch vụ cho PDCP dưới dạng các tải tin vô tuyến. Chỉ có một phần tử RLC trên một tải tin vô tuyến được cấu hình cho một thiết bị đầu cuối di động.
Hình 3.1 – Kiến trúc giao thức LTE (đường xuống)
• Điều khiển truy cập môi trường (Medium Access Control - MAC): điều
khiển việc truyền lại hybrid-ARQ và hoạch định đường lên, đường xuống. Chức năng hoạch định được định vị trong eNodeB, và nó chỉ có một phần tử MAC cho một tế bào, cho cả đường lên và đường xuống. Phần giao thức hybrid ARQ có mặt trong cả đầu cuối phát và thu của giao thức MAC. Khối MAC cung cấp các dịch vụ cho RLC dưới dạng các kênh logic.
• Lớp vật lý (Physical layer – PHY): điều khiển việc mã hóa / giải mã,
điều chế / giải điều chế, ánh xạ đa anten (multi antenna mapping), và các chức năng lớp vật lý tiêu biểu khác. Lớp vật lý cung cấp dịch vụ cho lớp MAC dưới dạng các kênh chuyển tải (transport channels).
Những phần sau sẽ cung cấp những mô tả chi tiết hơn về các giao thức RLC và MAC của LTE cũng như là tổng quan về lớp vật lý khi được nhìn từ lớp MAC,
trong khi những chi tiết đầy đủ của lớp vật lý LTE sẽ được đề cập đến trong chương 4. Những thông tin khác có thể được tìm thấy trong đặc tính kỹ thuật của LTE và những tham khảo trong đó.