Để hỗ trợ lập biểu và HARQ với kết hợp mềm trong WCDMA, một kiểu kênh truyền tải mới, E-DCH (Enhanced Dedicated Channel) đợc đa ra trong R6. E-DCH đợc lập cấu hình đồng thời với một hay nhiều kênh DCH khác. Nh vậy, truyền dẫn số liệu gói tốc độ cao trên kênh E-DCH có thể xảy ra đồng thời với các dịch vụ sử dụng DCH từ cùng một UE. Các kênh truyền tải E-DCH hỗ trợ lập biểu nhanh dựa trên nút B, HARQ nhanh với tăng phần d và tuỳ chọn TTI ngắn hơn (bằng 2ms). Tuy nhiên khác với HSDPA, E-DCH của HSUPA không phải là kênh chia sẻ mà là kênh riêng và theo cấu trúc thì nó rất giống với R3 DCH hơn, nhng khác với DCH, E-DCH có lập biểu nhanh và HARQ. Bảng 3.1 tổng kết các khả năng áp dụng các tính năng của DCH, HSDPA và HSUPA.
Bảng 3.1. Bảng so sánh HSUPA, HSDPA và DCH
Tính năng DCH HSDPA HSUPA
Hệ số trải phổ khả biến Điều khiển công suất nhanh Điều chế thích ứng
Lập biểu dựa trên nút B HARQ lớp 1 nhanh Chuyển giao mềm Độ dài TTI (ms) Có Có Không Không Không Có 80, 40, 20, 10 Không Không Có Có Có Không 2 Có Có Không Có Có Có 10, 2
Hình 3.1 cho thấy các kênh cần thiết cho HSUPA. Ngoài kênh số liệu E-DCH còn có các kênh báo hiệu cho nó nh sau. Các kênh E-AGCH (E-DCH Absolute Grant Channel: kênh cho phép tuyệt đối của E-DCH) và E-RGCH (E-DCH Relative Grant Channel: kênh cho phép tơng đối của E-DCH) là các kênh hỗ trợ cho điều khiển lập biểu. Kênh E-HICH (E-DCH HARQ Indicator Channel: kênh chỉ thị HARQ của E-DCH) là kênh hỗ trợ cho phát lại sử dụng cơ chế HARQ.
Hình 3.1. Các kênh cần thiết cho một UE có khả năng HSUPA
Không nh HSDPA, HSUPA không hỗ trợ điều chế thích ứng vì nó không hỗ trợ các sơ đồ điều chế bậc cao. Lý do là các sơ đồ điều chế bậc cao phức tạp hơn và đòi hỏi phát nhiều năng lợng trên một bit hơn, vì thế để đơn giản đờng lên sử dụng sơ đồ điều chế BPSK kết hợp với truyền dẫn nhiều mã định kênh song song.
Một trong các đặc tính then chốt của HSUPA để hỗ trợ số liệu gói là trễ thấp. Vì thế HSUPA hỗ trợ TTI ngắn 2ms để đảm bảo thích ứng nhanh các thông số truyền dẫn và giảm trễ ngời sử dụng đầu cuối liên quan đến truyền dẫn gói. Điều này không chỉ để giảm chi phí phát lại mà còn giảm thời gian phát lần đầu. Trễ xử lý lớp vật lý thờng tỷ lệ với khối lợng số liệu cần xử lý và TTI càng ngắn thì khối lợng số liệu cần xử lý trong từng TTI càng nhỏ đối với một tốc độ số liệu cho trớc. Tuy nhiên khi triển khai với các tốc độ số liệu nhỏ (trong các ô lớn chẳng hạn) có thể cần có TTI dài hơn vì TTI 2ms trở nên quá nhỏ không cần thiết dẫn đến chi phí tơng đối cho thông tin bổ sung quá lớn. Vì thế E-DCH hỗ trợ hai độ dài TTI: 2 và 10ms và mạng có thể lập cấu hình cho giá trị phù hợp. Về nguyên tắc, các UE khác nhau có thể đợc lập cấu hình với các TTI khác nhau.
E-DCH đợc sắp xếp lên một tập các mã định kênh đờng lên đợc gọi là các kênh số liệu vật lý riêng của E-DCH (E-DPDCH). Phụ thuộc vào tốc độ số liệu tức thời, số các E-DPDCH và các hệ số trải phổ có thể thay đổi.
Hình 3.2. Tách riêng xử lý E-DCH và DCH
Nh đã nói ở trên, E-DCH và DCH có thể đợc phát đồng thời. Tơng thích ngợc đòi hỏi nút B không hỗ trợ HSUPA đờng lên không thể nhìn thấy E- DCH. Điều này đợc giải quyết bằng cách tách riêng xử lý DCH và E-DCH và sắp xếp các tập mã định kênh khác nhau nh hình 3.2. Nếu UE nằm trong chuyển giao mềm với nhiều ô, thì các ô không hỗ trợ E-DCH không thể nhìn thấy nó. Điều này cho phép nâng cấp dần mạng hiện có. Một lợi ích nữa của cấu trúc này là nó đơn giản hoá việc đa ra TTI 2ms và cũng cho phép tự do hơn trong việc lựa chọn xử lý HARQ.
Báo hiệu điều khiển đờng xuống cần thiết cho hoạt động của E-DCH. Các kênh điều khiển đờng xuống cũng nh đờng lên cần thiết cho hoạt động của E-DCH đợc minh hoạ trên hình 3.3 cùng với các kênh sử dụng cho HSDPA.
Hình 3.3.Cấu trúc kênh tổng thể với HSDPA và HSUPA
Trong cơ chế HARQ, nút B phải có khả năng yêu cầu UE phát lại. Thông tin này (ACK/NAK) đợc phát trên kênh vật lý riêng đờng xuống: E- HICH (E-DCH Hybrid ARQ Indicator Channel: kênh chỉ thị HARQ của E- DCH). Mỗi UE đợc lập cấu hình E-DCH sẽ thu E-HICH của mình từ từng ô tham gia vào chuyển giao mềm với nó.
Các cho phép lập biểu (đợc phát đi từ bộ lập biểu đến UE để điều khiển cho phép khi nào và tại tốc độ nào UE đợc phát) có thể đợc phát đến UE trên kênh cho phép tuyệt đối E-DCH chia sẻ: E-AGCH (E-DCH Absolute Grant Channel: kên cho phép tuyệt đối E-DCH). E-AGCH chỉ đợc phát từ ô phục vụ vì đây là ô chịu trách nhiệm chính cho hoạt động lập biểu và chỉ các UE đợc lập cấu hình E-DCH là có thể thu đợc. Ngoài ra thông tin cho phép lập biểu cũng có thể đợc truyền đến UE thông qua kênh E-RGCH (E-DCH Relative Grant Channel: kênh cho phép tơng đối ủa E-DCH). E-RGCH đợc sử dụng cho các điều chỉnh nhỏ trong khi đang xảy ra truyền số liệu. Dới đây ta sẽ khảo sát kỹ hơn hoạt động lập biểu.
Vì đờng lên không trực giao theo thiết kế, nên cần thiết điều khiển công suất nhanh để xử lý vấn đề gần xa. E-DCH không khác với mọi kênh đờng lên khác và vì thế công suất đợc điều khiển theo cách giống nh các kênh đờng lên khác. Nút B đo tỷ số tín hiệu trên nhiễu và phát đi các lệnh điều khiển công suất trên đờng xuống đến UE để điều chỉnh công suất phát của UE. Các lệnh điều khiển công suất có thể đợc phát bằng cách sử dụng DPCH hay để tiết kiệm các mã định kênh bằng F-DPCH.
Trên đờng lên, cần có báo hiệu điều khiển để cung cấp cho nút B thông tin cần thiết cho giải điều chế và giải mã truyền dẫn số liệu. Sỡ dĩ nh vậy vì, về mặt nguyên lý, ô phục vụ trong chuyển giao mềm đã có thông tin này và nó đã phát đi các cho phép lập biểu, nhng các ô không phục vụ trong chuyển giao mềm không có thông tin này. Ngoài ra E-DCH cũng hỗ trợ các truyền dẫn
Công suất phát DPDCCH ớc tính không đợc lập biểu. Vì thế cần có báo hiệu điều khiển ngoài băng trên đờng lên và kênh E-DPCCH đợc sử dụng cho mục đích này.
Tơng tác giữa DCH và E-DCH trong truyền dẫn đồng thời từ một UE rất đơn giản. Trớc hết chọn TFC (kết hợp khuôn dạng truyền tải) đợc thực hiện cho DCH và công suất đợc sử dụng cho quá trình này tất nhiên không còn khả dụng cho quá trình chọn E-TFC. Điều này có nghĩa là DCH có quyền tuyệt đối trớc tiên đối với tài nguyên công suất, hay nói một cách khác DCH có u tiên tuyệt đối so với E-DCH. Lý do là vì E-DCH đợc thiết kế cho truy nhập gói đờng lên và vì thế nếu có bất kỳ dịch vụ chuyển mạch kênh nào thì các dịch vụ này phải đợc sắp xếp lên DCH. Vì các dịch vụ chuyển mạch kênh chịu đựng rất kém đối với các thay đổi số liệu thờng xuyên và đột biến, vì thế có thể nói rằng cuộc thoại AMR thông thờng sẽ nhận công suất mà nó cần và phát công suất này trên DCH và chỉ công suất còn lại là đợc sử dụng cho E- DCH. ấn định công suất của quá trình chọn TFC và E-TFC của UE đợc minh hoạ trên hình 3.4. Cần lu ý rằng tốc độ DCH cho phép cực đại khi đợc lập cấu hình song song với E-DCH là 64kbit/s.
Hình 3.4. Chia sẻ tài nguyên công suất E-DCH và DCH