LỚP VẬT Lí ĐƯỜNG XUỐNG LTE
2.3. Sơ đồ truyền dẫn đường xuống 1 Tài nguyờn vật lý đường xuống
2.3.1. Tài nguyờn vật lý đường xuống
Sự truyền dẫn đường xuống LTE được dựa trờn nền tảng ghộp kờnh phõn chia theo tần số trực giao OFDM. Tài nguyờn vật lý đường xuống LTE cú thể xem như một lưới tài nguyờn thời gian-tần số (xem hỡnh 2.5), ở đú mỗi thành phần tài nguyờn tương ứng với một súng mang con OFDM trong thời gian một khoảng symbol OFDM (trong trường hợp truyền dẫn nhiều anten thỡ sẽ cú một lưới tài nguyờn trờn một anten).
Hỡnh 2.5. Tài nguyờn vật lý đường xuống LTE
Đối với đường xuống LTE, khoảng cỏch súng mang con OFDM được chọn với f = 15 kHz. Giả thiết là thực hiện thu/phỏt dựng FFT cơ bản, điều này tương ứng với một tốc độ lấy mẫu fs = 15000.NFFT trong đú NFTT là kớch thước FFT này. Vỡ vậy đơn vị thời gian Ts đó xỏc định trong phần trước cú thể được xem như thời gian lấy mẫu của việc thực hiện thu/phỏt FFT cơ bản với NFFT=2048. Đú là điều quan trọng để hiểu rằng đơn vị thời gian Ts được đưa vào trong đặc điểm kỹ thuật truy nhập vụ tuyến chỉ như là một cụng cụ để xỏc định cỏc khoảng thời gian khỏc nhau và khụng ỏp đặt bất cứ cỏc ộp buộc việc thu và/hoặc phỏt riờng nào, vớ dụ như một tốc độ lấy mẫu nào đú. Trong thực tế, thực hiện thu/phỏt FFT cơ bản cựng với NFFT=2048 và một tốc độ lấy mẫu tương ứng fs=30.72 MHz là phự hợp cho
cỏc độ rộng băng truyền LTE rộng hơn, như là cỏc độ rộng băng thụng trong khoảng 15 MHz hoặc trờn 15 MHz. Tuy nhiờn, đối với cỏc dải thụng truyền dẫn nhỏ hơn, một kớch thước FFT nhỏ hơn và một tốc độ lấy mẫu thấp hơn một cỏch tương ứng cú thể được sử dụng rất tốt. Vớ dụ như đối với cỏc băng thụng truyền dẫn dưới 5 MHz, một kớch thước NFFT=512 và một tốc độ lấy mẫu tương ứng fs=7.67 MHz là đủ.
Một luận cứ để chấp nhận một khoảng cỏch súng mang con 15 kHz cho LTE đú là nú cú thể làm đơn giản hoỏ việc thực thi của cỏc đầu cuối đa chế độ WCDMA/HSPA/LTE. Sự chấp nhận một kớch thước FFT luỹ thừa của 2 và một khoảng cỏch súng mang con ∆f=15 kHz, tốc độ lấy mẫu fs=∆
f.NFFT sẽ là bội số hoặc ước số của tốc độ chớp WCDMA/HSPA fcr=3.84 MHz. Cỏc đầu cuối WCDMA/HSPA/LTE đa chế độ cú thể được thực thi một cỏch đơn giản cựng với một mạch đồng hồ đơn.
Hỡnh 2.6. Cấu trỳc miền tần số đường xuống LTE
Như đó minh hoạ trong hỡnh 2.6, cỏc súng mang con đường xuống trong miền tần số được tập hợp thành cỏc khối tài nguyờn, ở đú mỗi một khối tài nguyờn bao gồm 12 súng mang con liờn tiếp tương ứng với một dải thụng khối tài nguyờn bằng 180 kHz.
Thờm vào đú cú một súng mang con DC chưa dựng đến ở trung tõm của phổ đường xuống. Lý do tại sao mà súng mang con DC khụng được sử dụng cho bất cứ sự truyền dẫn nào, đú là nú cú thể trựng với tần số dao
động nội tại mỏy phỏt trạm gốc và/hoặc mỏy thu đầu cuối di động. Như một hệ quả, nú cú thể phải chịu nhiễu cao vớ dụ là do sự dũ gỉ dao động nội. Tổng số lượng cỏc súng mang con trờn một súng mang đường xuống bao gồm cả súng mang con DC vỡ vậy bằng Nsc = 12.NRB + 1, trong đú NRB
là số cỏc khối tài nguyờn. Cỏc đặc điểm kỹ thuật lớp vật lý LTE trờn thực tế cho phộp một súng mang đường xuống bao gồm số lượng bất kỳ cỏc khối tài nguyờn ở phạm vi từ 6 khối nguồn tài nguyờn lờn tới hơn 100 khối tài nguyờn. Điều này tương ứng với một dải thụng truyền dẫn đường xuống từ khoảng 1 MHz lờn tới khoảng 20 MHz. Điều này cho phộp đối với một mức độ rất cao về tớnh mềm dẻo về dải thụng/phổ, chớ ớt xuất phỏt từ quan điểm đặc điểm kỹ thuật lớp vật lý. Tuy nhiờn cỏc quy định tần số vụ tuyến LTE được xỏc định duy nhất cho một tập giới hạn của cỏc dải thụng truyền dẫn, tương ứng với một tập giới hạn cỏc giỏ trị cú thể cú đối với NRB khối tài nguyờn.
Một khung con bao gồm hai khe thời gian kớch thước bằng nhau. Mỗi khe bao gồm bảy hoặc sỏu symbol OFDM tương ứng theo thứ tự trong trường hợp tiếp đầu tuần hoàn thường và tiếp đầu tuần hoàn mở rộng .
Hỡnh 2.7 phỏc hoạ chi tiết hơn cấu trỳc miền thời gian cho sự truyền dẫn đường xuống LTE. Mỗi một khung con 1 ms bao gồm hai khe kớch thước bằng nhau với độ dài Tslot = 0.5 ms (15360.Ts). Khi đú, mỗi khe bao gồm một số lượng cỏc symbol kể cả tiền tố tuần hoàn. Một khoảng cỏch súng mang con ∆f = 15 kHz tương ứng với thời gian symbol cú ớch Tu = 1/
∆f ≈ 66.7 às (2048.Ts). Khi đú, toàn bộ thời gian symbol OFDM là tổng
của thời gian cú ớch và độ dài tiếp đầu tuần hoàn TCP.
Như đó minh hoạ trong hỡnh 2.7, LTE xỏc định hai độ dài tiếp đầu tuần hoàn là tiếp đầu tuần hoàn thường và tiếp đầu tuần hoàn mở rộng, theo thứ tự tương ứng với bảy và sỏu symbol OFDM trờn một khe. Cỏc độ dài tiếp đầu tuần hoàn chớnh xỏc được diễn tả theo đơn vị thời gian cơ sở Ts
được cho trong hỡnh 2.7. Nờn chỳ ý rằng, trong trường hợp tiếp đầu tuần hoàn thường thỡ độ dài tiếp đầu tuần hoàn đối với symbol OFDM thứ nhất của một khe là lớn hơn một chỳt so với cỏc symbol OFDM cũn lại. Lý do cho điều này là để điền đầy toàn bộ khe 0.5 ms khi mà tổng số đơn vị thời gian Ts trờn khe (15360.Ts) khụng thể chia hết cho bảy.
Tcp : 160 Ts ≈ 5.2 às (Symbol OFDM đầu tiờn), 144 Ts ≈ 4.7 às (cỏc
symbol OFDM cũn lại) Tcp-e : 512 Ts ≈ 16.7 às
Hỡnh 2.7. Khung con đường xuống LTE và cấu trỳc khe.
Cỏc lý do cho việc xỏc định 2 độ dài tiếp đầu tuần hoàn đối với LTE gồm hai phần:
1. Một tiếp đầu tuần hoàn dài hơn mặc dự ớt cú hiệu quả cao theo quan điểm về mào đầu nhưng cú thể là cú ớch trong cỏc điều kiện cụ thể với sự trải trễ lớn, vớ dụ trong cỏc tế bào rất lớn. Nú là điều quan trọng phải chỳ ý đến, dự rằng một tiếp đầu dài hơn khụng thật sự cú ớch trong trường hợp cỏc tế bào lớn thậm chớ nếu trải trễ là rất rộng trong cỏc trường hợp như thế. Nếu trong cỏc tế bào
lớn hiệu suất kết nối bị giới hạn bởi tạp õm hơn là bởi sự sai lạc tớn hiệu do sự tản mạn thời gian cũn dư khụng được phủ kớn bởi tiếp đầu tuần hoàn thỡ cộng tăng cường vào cho sự tản mạn kờnh vụ tuyến bằng cỏch dựng một tiếp đầu tuần hoàn dài hơn thỡ cú thể khụng phải căn chỉnh sự hao phớ tương ứng về mặt năng lượng tớn hiệu được thu .
2. Trong trường hợp truyền dẫn đa trạm/quảng bỏ MBSFN cơ bản, tiếp đầu tuần hoàn khụng nờn chỉ phủ thành phần chớnh của sự tản mạn thời gian kờnh hiện thời mà cũn cả thành phần chớnh của sự chờnh lệch về thời gian giữa cỏc đường truyền được thu từ cỏc tế bào liờn quan trong việc truyền dẫn MBSFN. Trong trường hợp hoạt động MBSFN, thỡ tiếp đầu tuần hoàn được mở rộng là cần thiết.
Vỡ vậy, phần chủ yếu dựng tiếp đầu tuần hoàn mở rộng LTE là cho sự truyền dẫn MBSFN cơ bản. Chỳ ý rằng cỏc độ dài tiếp đầu tuần hoàn khỏc nhau cú thể được sử dụng cho cỏc khung con khỏc nhau bờn trong một khung.
Cỏc khối tài nguyờn đó đề cập ở trờn bao gồm 12 súng mang con trong khoảng thời gian một khe 0.5 ms. Vỡ vậy, mỗi khối nguồn tài nguyờn bao gồm 12x7=84 phần tử tài nguyờn trong trường hợp tiếp đầu tuần hoàn thường và 12x6=72 phần tử tài nguyờn trong trường hợp tiếp đầu tuần hoàn mở rộng.