CHƯƠNG 2 CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN VÀ KÊNH VÔ TUYẾN CỦA 3G WCDMA
2.6 Các kênh của WCDMA
Trong UMTS có 3 loại kênh sau đây :
• Kênh logic : định nghĩa loại thông tin được truyền đi
• Kênh truyền tải : mỗi kênh truyền tải này được mô bởi cách và đặc tính nào của dữ liệu được truyền qua giao diện vô tuyến
• Kênh vật lý : cung cấp truyền số liệu trên giao diện vô tuyến, bao gồm các bit và ký hiệu vật lý (các tín hiệu điện), theo đó trong UMTS thì 1 tần số cụ thể là tập hợp của các mã và pha.
Kênh logic đặc tả bởi kiểu thông tin truyền đi, ví dụ có một vài kênh được dùng để truyền thông tin riêng, có kênh truyền thông tin điều khiển chung…
Cũng như trong GSM, các kênh logic được phân chia thành 2 nhóm : các kênh điều khiển cho mặt phẳng điều khiển và kênh lưu lượng cho mặt phẳng thông tin.
Các kênh lưu lượng là :
• Kênh lưu lượng dành riêng (DTCH : Dedicated Traffic Channel) ; là một kênh điểm – điểm song hướng, no struyeefn thông tin người dùng dành riêng giữa một UE và mạng. Thông tin này có thể là tiếng thoai, dữ liệu chuyển mạch kênh hay gói. Các bit tải trọng trên kênh đến từ lớp ứng dụng cao hơn ( ví dụ như mã hóa AMR). Các bit điều khiển có thể được thêm vào
RLC (thông tin về giao thức). Lớp con MAC cũng thêm 1 tiêu đề vào RLC PDU.
• Kênh lưu lượng chung (CTCH : Common Traffic Channel) : là một kênh đường xuống điểm – đa điểm để truyền thông tin người dùng dành riêng cho tất cả hay 1 nhóm các UE xác định. Kênh này được dùng để phát quảng bá các bản tin BMC. Những bản tin này có thể là dữ liệu quảng bá ô từ các lớp cao hơn hay các bản tin lập lịch để hỗ trợ việc truyền nhận không liên tục của dữ liệu quảng bá ô tại UE. Các bản tin quảng bá ô là các dịch vụ được đưa ra bởi nhà mạng, ví dụ như thông tin thời tiết, giao thông, vị trí hay tỉ giá…
Các kênh điều khiển :
• Kênh điều khiển quảng bá (BCCH : Broadcast Control Channel) : kênh đường xuống phát quảng bá tất cả các thông tin về hệ thống, ví dụ như thống tin định danh ô. Các UE giải mã thông tin này trên kênh BCH trừ khi ở chế độ Cell_DCH, các thông tin báo hiệu quan trọng khác được gửi trên DCCH. • Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH : Paging Control Channel) : kênh đường
xuống được dùng để tìm UE trong chế độ rảnh (idle) hay trong chế độ kết nối (Cell_PCH hay URA_PCH). Khi 1 UE nhận bản tin được gửi trên kênh PCCH, nó sẽ nhập trạng thái Cell_FACH và thực hiện quá trình cập nhật ô (tế bào).
• Kênh điều khiển riêng (DCCH : Dedicated Control Channel) : kênh điểm – điểm song hướng truyền tải thông tin điều khiển riêng giữa UE và mạng. Kênh này được dùng cho báo hiệu riêng sau khi một két nối RRC được thực hiện, ví dụ như quá trình chuyển giao inter-frequency, tin nhắn riêng, quá trình cập nhật tích cự và báo cáo các tham số đo.
• Kênh điều khiển chung (CCCH : Common Control Channel) : kênh song hướng truyền thông tin điều khiển giữa mạng và các UE. Nó được dùng để gửi các bản tin liên quan tới kết nối RRC, cập nhật ô và URA. Kênh này gần giống với DCCH nhưng nó được dùng khi UE chưa được xác định bởi mạng (hay bởi ô mới). Ví dụ nó được dùng để gửi bản tin yêu cầu kết nối RRC , đây là bản tin đầu tiên được UE gửi đi để vào chế độ kết nối. Mạng sẽ trả lời trên cùng kênh đó và gửi các số định danh hiện thời (các số định danh ô, UTRAN), sau các bản tin khởi tạo ban đầu, DCCH sẽ được sử dụng.
Các kênh logic được đóng vào kênh truyền tải mang thông tin đi, bao gồm có các kênh sau :
• Kênh quảng bá (BCH : Broadcast Channel) : kênh đường xuống được dùng để quảng bá thông tin hệ thông trong ô hiện thời.
• Kênh tìm gọi (PCH : Paging Channel) : kênh đường xuống đường dùng để phát quảng bá thông tin điều khiển vào trong ô hiện thời.
• Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH : Random Access Channel) : là một kết nối dựa trên kênh đường lên đường dùng để khởi tạo truy nhập hay truyền lượng nhỏ dữ liệu
• Kênh truy nhập đường xuống (FACH : Forward Access Channel) : được dùng dành riêng cho báo hiệu ( trả lời cho RACH ) hay để truyền lượng nhỏ dữ liệu.
• Kênh riêng (DCH : Dedicated Channel) : kênh dành riêng được ấn định cho người dùng cả đường lên và xuống, có khả năng thay đổi tốc độ và điều khiển công suất nhanh.
Tiếp theo chúng ta bắt đầu thảo luận về kênh vật lý. Kênh vật lý là kênh quan trọng và phức tạp nhất, một kênh vật ý được định nghĩa bởi một tần số sóng mang xác định, mã và pha liên quan. Trong hệ thống CDMA, mã khác nhau (mã trực giao hay mã trải phổ) có thể phân biệt kênh khác nhau. Hầu hết các kênh bao gồm các khung vô tuyến và các khe thời gian, mỗi khung vô tuyến lại bao gồm 15 khe thời gian. Có 2 loại kênh vô tuyến là Uplink – đường lên và Downlink – đường xuống. Đầu tiên ta xét kênh vật lý đường xuống trước.
Các kênh vật lý bao gồm :
• Kênh đồng bộ (Synchronization CHannel : SCH) : kênh đường xuống được dùng cho quá trình tìm kiếm ô. SCH bao gồm các kênh cơ bản và các kênh thứ cấp.
• Kênh vật lý điều khiển chung (Common Control Physical Channel : CCPCH) : kênh đường xuống được dùng để mang thông tin điều khiển chung như mã trực giao ở trong đường xuống (CCPCH cũng có kênh cơ bản và kênh thứ cấp).
• Các kênh hoa tiêu chung (Common Pilot CHannels : P-CPICH và S- CPICH ) : kênh đường xuống được dùng để kết hợp các kênh chung, chúng chỉ định pha tham chiếu.
• Kênh số liệu vật lý dành riêng (Dedicated Physical Data CHannel :DPDCH) : được dùng để mang dữ liệu riêng đến từ lớp 2 và lớp cao hơn (từ DCH), kênh này dùng cho cả đường lên và đường xuống.
• Kênh điều khiển vật lý dành riêng (Dedicated Physical Control CHannel : DPCCH) : mang các thông tin riêng cho điều khiển được sinh ra trong lớp
1 ví dụ như các bit hoa tiêu, TPC và TFCI, dùng cho đường lên và đường xuống.
• Kênh chỉ thị tìm gọi (Page Indicator CHannel : PICH) : kênh đường xuống này thông báo với UE rằng thông tin tìm gọi cho phép trên S-CCPCH • Kênh chỉ thị bắt (Acquisition Indicator CHannel : AICH) : kênh đường
xuống được dùng để thông báo với UE rằng mạng vừa nhận được chính yêu cầu truy nhập của nó.
• Kênh chia sẻ đường xuống goi tốc độ cao (High Speed Packet Downlink Shared CHannel : HS-PDSCH) : dùng để mang dữ liệu dịch vụ thuê bao (kết hợp với HSDPA) đến từ lớp 2, kênh này dành cho đường xuống.
• Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao (High Speed Shared Control Channel : HS-SCCH) : mang các bản tin điều khiển tới HS-PDSCH như điều chế, ID của UE, kênh dùng cho đường xuống.
• Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý (Physical Random Access CHannel : PRACH) : mang thông tin truy nhập ngẫu nhiên khi 1 UE muốn truy nhập vào mạng, kênh dành cho đường xuống.
• Kênh điều khiển vật lý riêng tốc độ cao (High Speed Dedicated Physical Control CHannel : HS-DPCCH) : kênh đường lên này mang các bản tin phản hồi đến HS-DPCCH ví dụ như CQI, ACK/NACK.
Hình 2.15 Chức năng của các kênh vật lý
Hình vẽ 2.16 sẽ hiển thị cách ánh xạ có thể kết hợp được giữa các kênh logic, truyền tải và vật lý. Việc ánh xạ giữa các kênh logic và kênh truyền tải được thực hiện bởi lớp con MAC.
Kênh logic Kênh truyền tải Kênh vật lý BCCH BCH P-CCPCH FACH S-CCPCH PCCH PCH S-CCPCH CCCH RACH PRACH FACH S-CCPCH CTCH FACH S-CCPCH DCCH, DTCH DCH DPDCH HS-DSCH HS-PDSCH RACH, FACH PRACH, S-CCPCH
Hình 2.16 Chuyển đổi giữa các kênh trong 3G WCMDA
Các kết nối khác nhau có thể được tạo ra giữa các kênh logic và truyền tải : • BCCH được kết nối tới BCH và có thể cung được kết nối tới FACH
• DTCH có thể kết nối với cả RACH và FACH, tới RACH và DSCH, tới DCH và DSCH, tới DCH hay CPCH.
• CTCH được kết nối tới FACH.
• DCCH có thê kết nối tới cả RACH và FACH, tới RACH và DSCH, tới DCH và DSCH, tới một kênh DCH hay CPCH.
• PCCH kết nối tới PCH
• CCCH kết nối tới RACH và FACH.
Những liên kết này phụ thuộc vào loại thông tin trên kênh logic.
2.7 Kết luận chương
Để phục vụ tốt cho công tác tối ưu, nhân viên thực hiện phải được trang bị nền tảng kiến thức tốt về các kỹ thuật cơ bản, các kênh vô tuyến của 3G WCDMA (kênh vật lý, logic, truyền tải), như vậy trong quá trính tối ưu sử dụng các phần mềm đo kiểm (ví dụ như TEMS), nhân viên sẽ dễ dàng phát hiện được các lỗi ban đầu ngay tại hiện trường drivingtest.