1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
3.6.5. HARQ với kết hợp mềm
Chức năng HARQ được chỉ ra như là một Block đơn trong dãy mã hóa có thể được chia thành các phần khác nhau. Chức năng HARQ bao gồm chức năng ánh xạ tốc độ hai trạng thái với việc cho phép điều chỉnh tốc độ dư thừa của các lần truyền lại khác nhau khi sử dụng truyền lại không đồng nhất. HARQ với kết hợp mềm cho phép đầu cuối yêu cầu phát lại các khối thu mắc lỗi, đồng thời điều chỉnh mịn tỷ lệ mã hiệu dụng và bù trừ các lỗi gây ra do cơ chế thích ứng đường truyền. Đầu cuối giải mã từng khối truyền tải mã nó nhận được rồi báo cáo về Node B về việc giải mã thành công hay thất bại cứ 5 ms một lần sau khi thu được khối này. Cách làm này cho phép phát lại nhanh chóng các khối số liệu thu không thành công và giảm đáng kể trễ liên quan để phát lại so với phát hành Re’3.
Nguyên lý xử lý phát lại HSDPA được minh họa trên hình 3.14. Đầu tiên gói được nhận vào bộ nhớ đệm của Node B. Ngay cả khi gói đã được gửi đi Node B vẫn giữ gói này. Nếu UE giải mã thất bại thất bại nó lưu gói nhận được vào bộ nhớ đệm và gửi lệnh không công nhận (NACK) đến Node B. Node B phát lại cả gói hoặc chỉ phần sửa lỗi của gói tùy thuộc vào giải thuật kết hợp gói tại UE. UE kết hợp gói phát trước với gói được phát lại và giải mã. Trong trường hợp giải mã phía thu thất bại, Node B thực hiện phát lại mà không cần RNC tham gia. Máy di động thực hiện kết hợp các phát lại. Phát theo RNC chỉ thực hiện khi xảy ra sự cố hoạt động lớp vật lý (lỗi báo hiệu chẳng hạn). Phát lại theo RNC sử dụng chế độ công nhận RLC, phát lại RLC không thường xuyên xảy ra.
Hình 3.14 HARQ trong HSDPA
Không như HARQ truyền thống, trong kết hợp mềm, đầu cuối không loại bỏ thông tin mềm trong trường hợp nó không thể giải mã được khối truyền tải mà kết hợp thông tin mềm từ các lần phát trước đó với phát lại hiện thời để tăng xác suất giải mã thành công. Tăng phần dư (IR) được sử dụng làm cơ sở cho kết hợp mềm trong HSDPA, nghĩa là các lần phát lại có thể chứa các bit chẵn lẻ không có trong các lần phát trước. IR có thể cung cấp độ lợi đáng kể khi tỷ lệ mã đối với lần phát đầu cao vì các bit chẵn lẻ bổ sung làm giảm tổng tỷ lệ mã. Vì thế IR chủ yếu hữu ích trong tình trạng giới hạn băng thông khi đầu cuối ở gần trạm gốc và số lượng các mã định kênh chứ không phải công suất hạn chế tốc độ số liệu khả dụng. Node B điều khiển tập các bit được mã hóa sẽ sử dụng để phát lại có xét đến dung lượng nhớ khả dụng của UE.
Hình 3.15 HARQ kết hợp mềm phần dư tăng sử dụng mã hóa Turbo Hình 3.15 cho thấy ví dụ về sử dụng HARQ sử dụng mã Turbo cơ sở tỷ lệ mã r=1/3 cho kết hợp phần dư tăng. Trong lần phát đầu gói bao gồm tất cả các bit thông tin cùng với một số bit chẵn lẻ được phát. Đến lần phát lại chỉ các bit chẵn lẻ khác với các bit chẵn lẻ được phát trong gói trước là được phát. Kết hợp gói phát trước và gói phát sau cho ra một gói có nhiều bit dư để sửa lỗi hơn và vì thế đây là sơ đồ kết hợp phần dư tăng.
Trường hợp chức năng ánh xạ tốc độ được đồng nhất giữa các lần truyền dẫn và luôn luôn giữ các bit giống nhau sau hoạt động ánh xạ tốc độ được gửi. Bất chấp số lượng lần truyền lại, hoạt động ánh xạ tốc độ luôn được giữ không đổi đối với mọi lần truyền của các gói tương tự. Bộ thu đầu cuối phải lưu các mẫu thu được như là các giá trị mềm. Trên thực tế việc truyền dẫn lại được thực hiện bởi các trạm cơ sở tạo thành giải pháp toàn diện khả thi từ điểm đầu cuối.
Đối với truyền lại không đồng nhất hay còn gọi là số dư gia tăng sử dụng một ánh xạ tốc độ khác nhau giữa các lần truyền lại. Giải pháp này yêu cầu bộ nhớ lớn hơn trong bộ thu và phải được thích ứng với dung lượng thiết bị người sử dụng. Thiết bị đầu cuối với các tham số đồng nhất nhưng dung lượng bộ nhớ mềm lớn có thể quản lý khác với số dư gia tăng trừ ở tốc độ dữ liệu tối đa. Chức năng ánh xạ tốc độ được đa dạng giữa các lần truyền lại khác nhau và trong việc giải mã kênh thực hiện hiện thời có thể được thực hiện đối với mỗi lần truyền dẫn hoặc dữ liệu có thể được giữ trong các bộ đệm ảo. Nếu lần truyền lại lớp vật lý sai hoặc vượt quá số lượng lần truyền lại thì lớp kết nối vô tuyến RLC sẽ thực hiện truyền lại đầy đủ. Điều này xảy ra với sự chuyển đổi cell HS-DSCH dịch vụ hoặc đôi khi khả năng bao phủ kém hay theo lỗi báo hiệu mà có thể đầy bộ đệm với dữ liệu không mong muốn.
3.6.6. Lập lịch nhanh và hợp lý tại Node B
Trong mạng W-CDMA tiêu chuẩn trình tự các gói được thực hiện tại kết nối mạng vô tuyến RNC, nhưng trong HSDPA trình tự gói (medium access layer-hs) được di chuyển đến Node B. Điều đó làm cho các quyết định về trình tự gói hầu như xảy ra ngay lập tức. Vì độ dài TTI ngắn hơn 2 ms, do đó trình tự này được thực hiện rất nhanh với mỗi TTI.
Để có một trình tự hợp lý có thể sử dụng phương pháp lược đồ quay vòng (Round-Robin), nơi mỗi người sử dụng được phục vụ theo kiểu liên tục, để tất cả người sử dụng nhận được thời gian như nhau. Tuy nhiên, với yêu cầu tốc độ sắp xếp trình tự gói cùng với khả năng của AMC, nơi kênh truyền dẫn được bố trí theo các điều kiện kênh ngay lập tức, một trình tự gói phổ biến khác là trình tự gói hợp lý cân đối. Ở đây, thứ tự của dịch vụ được xác định bởi mức độ đáp ứng ngay lập tức cao nhất chất lượng kênh liên quan. Từ đó sự lựa chọn được dựa trên các điều kiện liên quan, mỗi người sử dụng nhận được xấp xỉ số lượng thời gian phân phối giống nhau phụ thuộc vào điều kiện kênh truyền dẫn. Lập lịch nhanh và hợp lý tại Node B được mô tả như hình 3.15
Hình 3.16 Lập lịch nhanh và hợp lý
3.6.7. Khoảng thời gian truyền dẫn ngắn TTI
Trong HSDPA, HS-DSCH được thêm vào sử dụng TTI ít hơn 2ms so với TTI kênh truyền dẫn phiên bản Re’99. Do đó làm giảm thời gian đi vòng, tăng tốc độ xử lý và khả năng hiệu chỉnh bám theo thời gian tốt hơn với những kênh vô tuyến thay đổi. Trên thực tế độ dài của khung thay đổi và được chọn dựa trên lưu lượng được hỗ trợ và số người sử dụng được hỗ trợ. Giá trị tiêu biểu là 2ms.
KẾT LUẬN
Với những cải tiến mang tính đột phá, HSDPA là một công nghệ đang được chú trọng phát triển. Trên thực tế thì thị trường của HSDPA phát triển mãnh mẽ đặc biệt là ở giai đoạn khởi đầu-ở những nước phát triển, nơi mà có lượng khách hành lớn sử dụng điện thoại di động chất lượng cao. Đến cuối năm 2008 theo thống kê thì đã có gần 300 nhà khai thác 3G/WCDMA đã hoạt động, chiếm tới 70% của mạng 3G thương mại. Trong đó có tới 90% nhà khai thác sử dụng công nghệ HSDPA
HSDPA đã cung cấp các giải pháp tối ưu hóa chi phí, tiết kiệm đầu tư để hiệu quả hơn chi phí lắp đặt thiết bị triển khai nhờ đó các nhà khai thách có thể cung cấp dịch vụ cho nhiều đối tượng đa dạng hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] The comparision of performance when HSDPA and WCDMA coexistin two environment_Pei Li_Weiling Wu
[2] HSDPA.HSUPA.for.UMTS.High.Speed.Radio.Access.for.Mobile.Commu nications_Harri holma
[3] Những mối tương quan chung giữa công nghệ CDMA2000 và WCDMA- 3G_Lêsum
[4] Thông tin di động thế hệ thứ 3- nhà xuất bản bưu điện 2001_Nguyễn Phạm Anh Dũng
[5] http://www.tapchibtvt.gov.vn/
[6] Thông tin di động 3G lên 4G – Học Viện Bưu Chính Viễn Thông_Nguyễn Phạm Anh Dũng 12/2008.