38
3.5.2.1. Bước 1: Truyền dẫn tiền tố truy nhập
Bước thứ nhất trong thủ tục truy nhập ngẫu nhiên là truyền dẫn một tiền tố truy nhập ngẫu nhiên. Mục đích chính của tiền tố này là để thông tin cho mạng về có một ý định truy nhập và để nhận được đồng bộ thời gian đường lên trong giới hạn một phần nhỏ của CP đường lên.
Về tổng quát, các truyền dẫn tiền tố truy nhập ngẫu nhiên có thể hoặc trực giao hoặc không trực giao đối với số liệu của người sử dụng. Trong WCDMA, tiền tố là không trực giao đối với truyền dẫn số liệu đường lên. Điều này là có lợi vì không cần phải ấn định bán cố định tài nguyền cho truy nhập ngẫu nhiên. Tuy nhiên để điều khiển nhiễu truy nhập ngẫu nhiên đối với
số liệu, công suất phát của tiền tố truy nhập ngẫu nhiên phải được điều khiển cẩn thận. Trong WCDMA, điều này đựợc giải quyết bằng thủ tục tăng công suất từng nấc, trong đó đầu cuối tăng từ từ công suất theo từng nấc quy định trước cho đến khi trạm di động phát hiện được truy nhập ngẫu nhiên. Mặc dù đây là một giải pháp thích hợp cho vấn đề nhiễu, nhưng thủ tục tăng từng nấc dẫn đến trễ tổng thể thủ tục truy nhập ngẫu nhiên. Vì thế từ quan điểm trễ, thủ tục truy nhập ngẫu nhiên không đòi hỏi tăng từng nấc sẽ có lợi hơn.
Trong LTE, truyền dẫn tiền tố truy nhập ngẫu nhiên có thể được thực hiện trực giao với các truyền dẫn số liệu của người sử dụng và kết quả là không cần tăng công suất từng nấc (mặc dù đặc tả tiêu chuẩn cho phép tăng từng nấc). Trực giao giữa số liệu cuả người sử dụng được phát đi từ các đầu cuối khác và các ý đồ truy nhập đạt được cả trong miền thời gian và miền tần số. Mạng phát quảng bá thông tin đến tất cả đầu cuối về tài nguyên thời gian- tần số dành cho truyền dẫn tiền tố truy nhập ngẫu nhiên. Để tránh nhiễu giữa số liệu và các tiền tố truy nhập ngẫu nhiên, mạng tránh lập biểu cho các truyền dẫn đường lên trong các tài nguyên thời gian-tần số này. Điều này đựơc minh họa trên hình 3.25. Vì đơn vị thời gian cơ bản để truyền dẫn số liệu trong LTE là 1ms, một khung con đựơc dành trước cho truyền dẫn tiền tố. Tiền tố truy nhập ngẫu nhiên sẽ được phát trong các tài nguyên dành trước này.
Trong miền tần số, tiền tố truy nhập ngẫu nhiên có băng thông tương ứng với sáu khối tài nguyên (1,08 MHz). Điều này hoàn toàn phù hợp với băng thông nhỏ nhất mà LTE có thể hoạt động (sáu khối tài nguyên). Vì thế, cùng một cấu trúc tiền tố truy nhập có thể được sử dụng không phụ thuộc vào băng thông truyền dẫn của ô. Đối với các triển khai sử dụng các ấn định băng thông lớn hơn, nhiều tài nguyên truy nhập ngẫu nhiên có thể được định nghĩa trong miền tần số để đảm bảo dung lượng truy nhập lớn hơn.
Hình 3.25. Minh họa nguyên lý truyền dẫn tiền tố ngẫu nhiên
Để thực hiện truy nhập nhẫu nhiên, đầu cuối di động phải nhận đươc đồng bộ đường xuống trong thủ tục tìm ô trước khi phát tiền tố. Tuy nhiên định thời đường lên vẫn chưa được thiết lập. Khởi đầu khung đường lên tại đầu cuối được định nghiã tương đối so với khởi đầu khung đường xuống tại đầu cuối di động. Do trễ truyền sóng giữa trạm gốc và đầu cuối, nên phát đường lên sẽ trễ tương đối so với định thời phát đường xuống tại trạm gốc.
Do khoảng cách giữa trạm gốc và đầu cuối di động không biết, nên sẽ có sự không rõ ràng trong định thời đường lên tương ứng với hai lần khoảng cách giữa trạm gốc và đầu cuối, để giải quyết sự không rõ ràng này và tránh nhiễu giao thoa với các khung con tiếp theo, cần sử dụng một khỏang bảo vệ, nghĩa là độ dài tiền tố thực tế ngắn hơn 1ms, Hình 3.26 minh họa độ dài tiền tố và thời gian bảo vệ. Với độ dài tiền tố vào khoảng 0,9ms, thời gian bảo vệ là 0,1ms sẽ cho phép các kích thước ô đến 15km, Trong các ô lớn hơn, trong đó sự không rõ ràng có thể lớn hơn thời gian bào vệ, có thể tạo ra thời gian bảo vệ bổ sung bằng cách không lập biểu các truyền dẫn trong khung con tiếp sau tài nguyên truy nhập ngẫu nhiên.
Hình 3.26. Định thời tiền tố tại eNodeB cho các người sử dụng truy nhập ngẫu nhiên
Việc tạo ra tiền tố truy nhập ngẫu nhiên được minh họa trên hình 3.27. Mặc dù hình vẽ minh họa việc quá trình này trong miền thời gian, nhưng cũng có thể thực hiện tạo tiền tố truy nhập ngẫu nhiên trong miền tần số. Ngoài ra để xử lý miền tần số tại tram gốc (sẽ xét dưới đây), CP được chèn vào trong quá trình tạo tiền tố.
Hình 3.27. Tạo tiền tố truy nhập ngẫu nhiên
Các chuỗi tiền tố được chia thành các nhóm 64 chuỗi. Sau khi lập cấu hình hệ thống, mỗi ô được ấn định một nhóm nói trên bằng cách định nghĩa một hay nhiều chuỗi Zadoff-Chu gốc và các dịch vòng cần thiết để tạo ra tập các tiền tố. Để đơn giản việc quy hoạch chuỗi giữa các ô, số nhóm phải đủ lớn.
không có đầu cuối nào cũng tìm cách truy nhập tại cùng một thời điểm bằng cùng một chuỗi, thì không có va chạm và ý đồ truy nhập này sẽ được mạng phát hiện với xác suất cao.