Lập biểu là một trong cỏc cụng nghệ cơ bản của HSPA núi chung, và núi riờng là của HSUPA. Lập biểu đó được đưa vào trong phiờn bản đầu của WCDMA nhưng HSUPA hỗ trợ khai thỏc lập biểu nhanh hơn nhiều nhờ đặt bộ lập biểu tại nỳt B. Trỏch nhiệm của bộ lập biểu là điều khiển khi nào và tốc độ số liệu nào UE được quyền phỏt, vỡ thế điều khiển đại lượng nhiễu tỏc động lờn cỏc người sử dụng khai thỏc tại nỳt B. Cú thể xem đõy là một quỏ trỡnh điều khiển tiờu thụ tài nguyờn chung của từng nỳt UE (trong điều kiện HSUPA là đại lượng nhiễu cho phộp) và cũng chớnh là điều khiển tổng cụng
sử dụng phụ thuộc vào tốc độ số liệu được sử dụng. Núi chung, tốc độ số liệu càng cao, thỡ cụng suất phỏt đũi hỏi càng lớn, nghĩa là tiờu thụ tài nguyờn càng cao.
Thuật ngữ độ tăng tạp õm hay độ tăng trờn nhiệt (Rise Over- Thermal) thường được xem xột cho hoạt động đường lờn. Độ tăng tạp õm được định nghĩa là (I0+N0)/N0 (trong đú N0 và I0 là mật độ phổ cụng suất nhiệt và nhiễu với tổng (I0+N0) là tổng cụng suất thu tại nỳt B), là một số đo về sự tăng nhiễu trong ụ do hoạt động phỏt. Chẳng hạn, tăng tạp õm 0 dB chỉ thị hệ thống khụng tải và tăng tạp õm 3 dB chỉ thị mật độ phổ cụng suất nhiễu do phỏt đường lờn bằng mật độ phổ cụng suất tạp õm. Mặc dự sự tăng tạp õm như vậy khụng phải là quan tõm chớnh, nhưng nú lại cú quan hệ mật thiết với tải đường lờn. Tăng tạp õm quỏ lớn sẽ dẫn đến mất phủ súng đối với một số kờnh (do tải đường lờn lớn) - đầu cuối khụng đủ cụng suất phỏt khả dụng để đạt được Eb/N0 tại trạm gốc. Vỡ thế bộ lập biểu đường lờn phải đảm bảo tăng tạp õm trong giới hạn cho phộp.
Lập biểu sử dụng kờnh trong HSDPA cũng cú thể sử dụng cho HSUPA nhưng cần lưu ý đến lợi ớch đạt được là khỏc nhau. Vỡ điều khiển cụng suất nhanh cho đường lờn, nờn khi một đầu cuối phỏt khi cú điều kiện kờnh thuận lợi sẽ tạo ra lượng nhiễu trong ụ giống như đầu cuối phỏt trong tỡnh trạng điều kiện kờnh khụng thuận lợi khi cả hai đầu cuối đều phỏt cựng tốc độ số liệu. Điều này trỏi ngược hoàn toàn với HSDPA, tại đõy cụng suất khụng đổi được sử dụng và cỏc tốc độ số liệu thớch ứng với điều kiện kờnh, vỡ thế cỏc người sử dụng cú điều kiện kờnh thuận lợi hơn sẽ cú tốc độ cao hơn. Tuy nhiờn đối với đường lờn cụng suất phỏt sẽ khỏc nhau đối với hai đầu cuối. Vỡ thế lượng nhiễu gõy ra trong cỏc ụ lõn cận sẽ khỏc nhau. Bộ lập biểu phụ thuộc kờnh vỡ thế sẽ giảm độ tăng tạp õm nhờ vậy cải thiện được dung lượng và (hoặc) vựng phủ.
Trong cỏc trường hợp thực tế, cụng suất phỏt UE bị giới hạn bởi hai yếu tố: Cỏc quy định và cỏc hạn chế thực hiện bộ khuếch đại cụng suất. Đối với WCDMA, cỏc loại cụng suất khỏc nhau được đặc tả để hạn chế cụng suất cực đại của UE, trong đú 2 dBm là giỏ trị cụng suất cực đại thường gặp. Điều này ảnh hưởng lờn thiết kế lập biểu đường lờn và làm cho lập biểu phụ thuộc kờnh cú lợi ngay cả khi xuất phỏt từ quan điểm nội ụ. Một UE được lập biểu khi điều kiện kờnh thuận lợi. Vỡ thế việc xem xột cỏc điều kiện kờnh thuận lợi trong cỏc quyết định lập biểu sẽ cải thiện dung lượng mặc dự trong phần lớn cỏc trường hợp sự khỏc biệt giữa lập biểu khụng phụ thuộc kờnh và lập biểu phụ thuộc kờnh khụng lớn như trong trường hợp đường xuống.
Lập biểu quay vũng là một thớ dụ về chiến lược lập biểu trong đú cỏc đầu cuối lần lượt phỏt trờn đường lờn. Tương tự như lập biểu quay vũng trong HSDPA, điều này dẫn đến hoạt động giống TDMA và trỏnh được nhiễu nội ụ do đường lờn khụng trực giao. Tuy nhiờn, vỡ cụng suất cực đại của cỏc đầu cuối bị giới hạn, nờn một đầu cuối khụng thể sử dụng hết dung lượng đường lờn, nờn giải phỏp này giảm dung lượng đường lờn trong ụ. Cỏc ụ càng lớn xỏc suất mà UE khụng cú đủ cụng suất phỏt khả dụng càng cao.
Để khắc phục điều này, một giải phỏp khỏc là ấn định tốc độ số liệu như nhau cho tất cả cỏc người sử dụng cú số liệu cần phỏt và chọn tốc độ số liệu tuõn theo quy định tải trong ụ cực đại. Điều này dẫn đến sự cụng bằng cực đại xột về tốc độ số liệu như nhau, nhưng khụng đạt được dung lượng ụ cực đại. Lợi ớch của giải phỏp này là hoạt động của bộ lập biểu đơn giản- khụng cần ước tớnh kờnh đường lờn và trạng thỏi cụng suất phỏt đối với từng UE. Chỉ cú trạng thỏi bộ đệm của từng UE và tổng mức nhiễu trong ụ là cần thiết.
Với phương phỏp “làm no kẻ thốm ăn”, đầu cuối cú cỏc điều kiện vụ tuyến tốt nhất sẽ được ấn định tốc độ số liệu cao nhất tới mức cú thể. Nếu
điều kiện kờnh tốt nhất thỡ hai sẽ được phộp phỏt, và tiếp tục như vậy cho đầu cuối khỏc cho đến khi đạt được mức nhiễu cho phộp tại mỏy thu.
Cỏc chiến lược nằm giữa hai chiến lược trờn cũng cú thể được xem xột, chẳng hạn cỏc chiến lược cõn bằng tỷ lệ. Chiến lược này đưa vào giải phỏp lập biểu một hệ số trọng lượng cho từng người sử dụng, hệ số này tỷ lệ với tỷ số giữa tốc độ số liệu tức thời và giỏ trị trung bỡnh của cỏc tốc độ số liệu. Trong kịch bản thực tế, cũng cần xột đến dung lượng mạng truyền tải, tài nguyờn xử lý trong nỳt B và mức độ ưu tiờn của cỏc luồng số liệu khỏc nhau khi đưa ra quyết định lập biểu.
Cỏc chiến lược lập biểu khỏc nhau được trỡnh bày trờn đều giả thiết là khối lượng số liệu cần phỏt là vụ tận (cỏc bộ đệm đầy). Giống với HSDPA, cũng cần xem xột đến hành vi lưu lượng khi so sỏnh cỏc chiến lược lập biểu khỏc nhau. Cỏc ứng dụng số liệu gúi thường mang tớnh cụm với cỏc yờu cầu tài nguyờn thay đổi lớn và nhanh. Vỡ thế mục tiờu tổng thể của bộ lập biểu là ấn định phần lớn tài nguyờn chia sẻ cho những người sử dụng tức thời đũi hỏi cỏc tốc độ số liệu cao, trong khi đồng thời vẫn đảm bảo hoạt động của hệ thống trong giới hạn quy định của tăng tạp õm. Một lợi ớch đặc biệt của lập biểu nhanh là nú cho phộp giảm nhẹ chiến lược cho phộp kết nối. Đối với DCH, điều kiện cho phộp thường phải dành trước tài nguyờn liờn quan đến tốc độ đỉnh vỡ cú ớt giải phỏp để hồi phục từ sự kiện trong đú nhiều người hay tất cả cỏc người sử dụng đồng thời yờu cầu phỏt với tốc độ cực đại.Dưới đõy ta sẽ xột chi tiết ba vấn đề liờn quan đến lập biểu trong HSUPA.
3.3.1.Chương trỡnh khung lập biểu đối với HSUPA :
Chương trỡnh khung lập biểu cho HSUPA thể hiện tổng quỏt ở chỗ chỉ đưa ra quy định bỏo hiệu điều khiển cho cỏc thực hiện lập biểu khỏc nhau. Điểm khỏc nhau chớnh của lập biểu HSUPA và HSDPA là vị trớ đặt bộ lập biểu và thụng tin cần thiết cho cỏc quyết định lập biểu.
Trong HSDPA, bộ lập biểu và trạng thỏi bộ đệm đều nằm trong một nỳt, nỳt B. Vỡ thế chiến lược lập biểu hoàn toàn phụ thuộc vào thực hiện và khụng cần tiờu chuẩn bỏo hiệu trạng thỏi hỗ trợ cỏc quyết định lập biểu. Cũn trong HSUPA, bộ lập biểu vẫn đặt trong nỳt B để điều khiển hoạt động phỏt của UE, nhưng thụng tin trạng thỏi bộ đệm lại phõn tỏn trong cỏc nỳt UE. Ngoài trạng thỏi bộ đệm, bộ lập biểu cũng cần thụng tin về cụng suất khả dụng trong UE, nếu UE phỏt gần với cụng suất phỏt cực đại thỡ việc lập biểu tốc độ số liệu cao là khụng cần thiết. Vỡ thế cần phải đặc tả bỏo hiệu mang thụng tin trạng thỏi bộ đệm và cụng suất phỏt khả dụng từ UE đến nỳt B.
Cơ sở cho chương trỡnh khung lập biểu là cỏc cho phộp được phỏt đi từ nỳt B đến cỏc UE cựng cỏc giới hạn tốc độ số liệu E-DCH và cỏc yờu cầu lập biểu được phỏt đi từ UE đến nỳt B để yờu cầu cho phộp phỏt (tại tốc độ cao hơn tốc độ cho phộp). Cỏc quyết định lập biểu được đưa ra bởi ụ phục vụ, ụ này chịu trỏch nhiệm chớnh cho lập biểu như chỉ ra trờn hỡnh 3.8 (trong trường hợp đồng thời cú cả HSDPA và HSUPA, cựng một ụ phục vụ đường xuống và đường lờn).
Tuy nhiờn trong trường hợp chuyển giao mềm, cỏc ụ khụng phục vụ cũng cú thể tỏc động lờn hành vi của UE để điều khiển nhiễu giữa cỏc ụ.
Cung cấp cho bộ lập biểu thụng tin cần thiết về trạng thỏi UE, đưa ra quyết định lập biểu dựa trờn thụng tin này và thụng bỏo quyết định ngược lại cho UE đũi hỏi một khoảng thời gian nhất định. Tỡnh trạng UE (trạng thỏi bộ đệm và cụng suất khả dụng) cú thể khỏc nhau tại thời điểm phỏt so với thời điểm thụng tin này được cung cấp cho nỳt B. Chẳng hạn, UE cú thể cú số liệu được truyền đi ớt hơn tớnh toỏn của bộ lập biểu do số liệu ưu tiờn hơn đó được nhập vào bộ đệm truyền dẫn hoặc cỏc điều kiện kờnh trở lờn tồi hơn dẫn đến UE cú cụng suất khả dụng cho truyền dẫn số liệu thấp hơn. Để xử lý cỏc tỡnh trạng này và khai thỏc cỏc giảm nhiễu do tốc độ số liệu thấp hơn, cho phộp lập biểu khụng thiết lập tốc độ số liệu mà chỉ đưa ra giới hạn trờn của mức độ sử dụng tài nguyờn. UE sẽ chọn tốc độ số liệu, hay chớnh xỏc hơn, chọn tổ hợp khuụn dạng truyền tải (E-TFC) của E-DCH trong cỏc giới hạn do bộ lập biểu thiết lập.
Cho phộp phục vụ (Serving Granb) là một biến nội bộ trong từng UE, nú được sử dụng để theo dừi khối lượng tài nguyờn cực đại mà UE được phộp sử dụng. Nú được biểu diễn như là tỷ số giữa cụng suất cực đại E-DPDCH trờn DPCCH và UE được phộp phỏt từ một nguồn MAC-d bất kỡ và sử dụng một kớch thước khối truyền tải bất kỡ chừng nào khụng vượt quỏ cho phộp phục vụ. Vỡ thế, bộ lập biểu chịu trỏch nhiệm cho lập biểu giữa cỏc UE, cũn cỏc UE tự chịu trỏch nhiệm để lập biểu cỏc luồng MAC-d theo cỏc qui định trong đặc tả. Về nguyờn tắc, luồng ưu tiờn cao phải được phục vụ trước luồng ưu tiờn thấp.
Lý do biểu diễn cho phộp phục vụ bằng tỷ số cụng suất cực đại xuất phỏt từ việc chất lượng cơ bản mà bộ lập biểu cố gắng điều khiển là nhiễu đường lờn. Nhiễu này tỷ lệ thuận với cụng suất phỏt. Cụng suất phỏt E-DPCH được định nghĩa tương đối so với DPCCH để đảm bảo rằng E-DPDCH phải
chịu tỏc động của cỏc kờnh điều khiển cụng suất. Vỡ cụng suất phỏt E- DPDCH thường lớn hơn nhiều so với cụng suất phỏt DPCCH, nờn một cỏch gần đỳng tỷ số cụng suất E-DPCH trờn DPCCH tỷ lệ thuận với tổng cụng suất phỏt :
(PE-DPCH+ PDPCCH )/ PDPCCH ≈ PE-DPCH / PDPCCH)
Và vỡ thế việc thiết lập giới hạn cho tỷ số cụng suất E-DPCH và DPCCH tương ứng với điều khiển cụng suất phỏt cực đại của UE. Nỳt B cú thể cập nhật cho phộp phục vụ trong UE bằng cỏch phỏt đi cho phộp tuyệt đối (Absolute Grant) hay cho phộp tương đối (Relative Grant) đến UE, như chỉ ra trờn hỡnh 3.9.
Hỡnh 3.9 - Quan hệ giữa cho phộp tuyệt đối, cho phộp tương đối và cho phộp phục vụ
Cỏc cho phộp tuyệt đối được phỏt trờn kờnh E-AGCH chia sẻ và được sử dụng cho cỏc thay đổi cho phộp phục vụ tuyệt đối. Thụng thường cỏc thay đổi này khỏ lớn, chẳng hạn để ấn định một tốc độ số liệu cao cho UE để truyền dẫn gúi đường lờn. Cỏc cho phộp tương đối được phỏt trờn E-RGCH và
phộp tuyệt đối, cỏc cho phộp tương đối này chỉ thay đổi nhỏ và thường chỉ trong khoảng 1 dB. Trong chuyển giao mềm, cỏc thay đổi tương đối cú thể được phỏt từ cỏc ụ phục vụ lẫn cỏc ụ khụng phục vụ. Tuy nhiờn tồn tại khỏc biệt rất lớn giữa hai trường hợp này là chỳng được xử lý riờng.
Cỏc thay đổi tương đối từ ụ phục vụ được dành cho UE, nghĩa là mỗi UE thu cho phộp tương đối riờng để cú thể điều chỉnh cỏc cho phộp phục vụ riờng trong cỏc UE khỏc nhau. Thay đổi tương đối này thường được sử dụng cho cỏc cập nhật nhỏ tốc độ số liệu, cú thể xảy ra thường xuyờn trong một truyền dẫn gúi đang diễn ra. Cho phộp tương đối từ ụ phục vụ cú thể cú ba giỏ trị “UP” , “HOLD” hoặc “DOWN”:
- Lệnh “UP” (“DOWN”) chỉ thị UE tăng (giảm) cho phộp phục vụ, nghĩa là tăng (giảm) tỷ số cụng suất E-DPCH trờn DPCCH so với tỷ số cụng suất được sử dụng cuối cựng trong TTI trước trong cựng một xử lý HARQ.
- Lệnh “HOLD” chỉ thị UE khụng thay đổi cho phộp tương đối.
Hỡnh 3.10 - Mụ tả hoạt động cho phộp tương đối
Cỏc cho phộp tương đối từ cỏc ụ khụng phục vụ được sử dụng để điều khiển nhiễu giữa cỏc ụ. Bộ lập biểu trong ụ phục vụ khụng cú thụng tin về nhiễu gõy ra đối với cỏc ụ lõn cận cho cỏc quyết định lập biểu. Chẳng hạn tải
trong ụ phục vụ cú thể thấp và từ cỏch nhỡn này, nú cú thể lập biểu truyền dẫn tốc độ cao. Tuy nhiờn ụ lõn cận cú thể khụng chịu được nhiễu bổ sung do tốc độ truyền dẫn cao này gõy ra. Vỡ thế, ụ lõn cận phải cú thể tỏc động lờn cỏc tốc độ số liệu được sử dụng. Thực ra, cú thể coi điều này như là “chỉ thị quỏ tải ” để ra lệnh cho cỏc UE khụng được ụ này phục vụ phải hạ thấp tốc độ số liệu của mỡnh.
Mặc dự tờn gọi “cho phộp tương đối” được sử dụng cho chỉ thị quỏ tải, nhưng hoạt động này hoàn toàn khỏc với hoạt động cho phộp tương đối từ ụ phục vụ: Trước hết chỉ thị quỏ tải là một tớn hiệu chung mà tất cả cỏc UE thu được. Vỡ chỉ cú ụ khụng phục vụ là liờn quan đến mức nhiễu tổng từ ụ lõn cận chứ khụng phải UE gõy ra nhiễu này, vỡ thế một bỏo hiệu chung là đủ. Ngoài ra vỡ ụ khụng phục vụ khụng biết được cỏc mức ưu tiờn lưu lượng của cỏc UE mà nú khụng phục vụ, nờn khụng cần thiết phải cú bỏo hiệu riờng từ cỏc ụ khụng phục vụ; Thứ hai, chỉ thị quỏ tải chỉ nhận hai chứ khụng phải ba giỏ trị :“DTX” và “DOWN” , trong đú giỏ trị thứ nhất khụng ảnh hưởng đến hoạt động của UE. Tất cả cỏc UE nhận được “DOWN” từ bất kỡ một ụ khụng phục vụ nào sẽ phải giảm cho phộp phục vụ tương đối so với TTI trước trong cựng một xử lý ARQ.
3.3.2.Thụng tin lập biểu trong HSUPA :
Để lập biểu hiệu quả, bộ lập biểu cần thụng tin về trạng thỏi UE liờn quan đến trạng thỏi bộ đệm và cụng suất phỏt khả dụng. Thụng tin này càng chi tiết càng tốt cho bộ lập biểu để nú đưa ra cỏc quyết định chớnh xỏc. Tuy nhiờn đồng thời cũng phải duy trỡ lượng tin phỏt trờn đường lờn càng nhỏ càng tốt để khụng tiờu thụ thỏi quỏ dung lượng đường lờn.Ở một mức độ nhất định yờu cầu này đối lập nhau và chỳng được giải quyết trong HSUPA bằng hai cơ chế hỗ trợ nhau:”bit hạnh phỳc” ngoài băng được phỏt trờn E-DPCCH và thụng tin lập biểu trong băng được phỏt trờn E-DCH.
Bỏo hiệu ngoài băng được thực hiện bằng một bit trờn E-DPCCH:”bit hạnh phỳc”. Mỗi khi UE cú cụng suất khả dụng cho E-DCH để phỏt tốc độ số liệu cao hơn so với được cho phộp bởi cho phộp phục vụ và số bit trong bộ đệm đũi hỏi nhiều TTI hơn so với một số lượng TTI nhất định. UE sẽ đặt bit