W-CDMA sử dụng các công nghệ đặc biệt sau đây.
3.2.4.1 Sử dụng chế độ không đồng bộ giữa các BS và phân chia m∙ đ−ờng xuống
Chế độ không đồng bộ (dị bộ) đ−ợc áp dụng khi không cần duy trì một quá trình đồng bộ chính xác giữa tất cả các BS. Nó đ−ợc sử dụng nhằm mục đích đảm bảo dễ dàng triển khai phủ kín sóng bởi các BS cho cả môi tr−ờng truyền sóng trong nhà và ngoài trời. Hình 3.2 minh họa quá trình phân chia mã trải phổ đ−ờng xuống cho các hệ thống dị bộ. Hai bộ mã trải phổ đ−ợc sử dụng là: bộ mã ngẫu nhiên và bộ mã phân kênh. Mã ngẫu nhiên là một mã đ−ợc gán cho một ô để nhận diện ô, mã này có độ dài khung số liệu là 10 ms (dài hơn mã phân kênh) và nó xử lý các tín hiệu nhiễu từ các ô khác nh− tạp âm. Mã phân kênh để nhận biết mỗi thuê bao và tập các mã trực giao đ−ợc sử dụng trong mỗi ô.
Hình 3.2 Phân chia mã đ−ờng xuống trong chế độ dị bộ giữa các BS
Chế độ đồng bộ sẽ ấn định một mã t−ơng ứng với một mã ngẫu nhiên tới mỗi ô theo chế độ ghép định thời, tức là sử dụng việc dịch định thời (time-shifting) cho một mẫu mã đơn. Ng−ợc lại, chế độ dị bộ sẽ ấn định nhiễu mẫu theo số các mã ngẫu nhiên. Trong tr−ờng hợp này, cần có một số quá trình để giúp UE nhận biết đ−ợc nó thuộc về ô nào. Hệ thống tuân theo quá trình ba b−ớc, công nghệ tìm nhận ô tốc độ cao đã làm
Lớp mã ngẫu nhiên
giảm cơ bản thời gian tìm kiếm ô của UE và tạo ra tính khả thi cho chế độ dị bộ giữa các BS. Hình 3.3 cho thấy cơ chế của ph−ơng pháp tìm nhận ô tốc độ cao theo ba b−ớc.
Hình 3.3 Cơ chế tìm nhận ô nhanh theo ba b−ớc
3.2.4.2 Truyền dẫn OVSF
Để cung cấp các dịch vụ đa ph−ơng tiện, cần phải có ph−ơng thức hiệu quả ngay cả khi có sự kết hợp các dịch vụ ở các tốc độ khác nhau, từ các tốc độ cao đến các tốc độ thấp. Đối với đ−ờng xuống, mã trải phổ OVSF đ−ợc ứng dụng, các mã trong bộ mã này đ−ợc tạo ra trực giao với nhau dù cho SF ( tức là độ dài mã) là khác nhau. Điều này cho phép cung cấp các dịch vụ có tốc độ bít khác nhau qua các kênh trực giao với nhau.
3.2.4.3 Cấu trúc hoa tiêu
Quá trình tách sóng nhất quán có sự trợ giúp của ký hiệu hoa tiêu đ−ợc áp dụng không chỉ với đ−ờng xuống mà với cả đ−ờng lên. Các ký hiệu hoa tiêu trong đ−ờng xuống đ−ợc ghép theo thời gian với các ký hiệu số liệu để giảm thiểu độ trễ cho TPC và đơn giản hóa quá trình thu trong UE. Ký hiệu hoa tiêu đã sử dụng cho các kênh riêng ghép theo thời gian trong đ−ờng xuống cũng có hiệu quả trong quá trình điều chỉnh công suất phát (TPC ) nhanh ở đ−ờng xuống.
B−ớc 1: Tách SCH sơ cấp = Thiết lập đồng bộ khe thời gian và đồng bộ ký hiệu B−ớc 2: Tách SCH thứ cấp = Thiết lập đồng bộ khung và nhận dạng nhóm mã ngẫu nhiên B−ớc 3: Nhận dạng mã ngẫu nhiên = Nhận dạng ô Đầu ra bộ lọc thích ứng Ô Ô Ô SCH sơ cấp
( mã ngẫu nhiên dùng chung)
Mặt khác, đối với đ−ờng lên các ký hiệu số liệu đ−ợc ghép vuông pha (I/Q) với các ký hiệu hoa tiêu. Hay nói cách khác, chúng đ−ợc điều chế BPSK và đ−ợc kết hợp ở hai trạng thái pha 0 và π/2. Điều này làm cho các quá trình truyền dẫn tốc độ biến thiên ở đ−ờng lên đ−ợc liên tục và không thay đổi bất th−ờng. Nó cũng giảm thiểu hệ số đỉnh trong dạng sóng truyền dẫn và giảm bớt các yêu cầu cho bộ khuyếch đại phát trong UE. Hình 3.4 là sơ đồ khái quát về quá trình ghép số liệu và các ký hiệu hoa tiêu.
Hình 3.4 Cấu trúc hoa tiêu
Đối với đ−ờng xuống, CPICH đã đ−ợc sử dụng để giải điều chế các kênh chung cũng đ−ợc sử dụng để giải điều chế các kênh riêng.
Các ký hiệu hoa tiêu riêng đ−ợc ghép trên các kênh riêng cũng là một giải pháp hữu hiệu để đảm bảo khả năng mở rộng, khả năng ứng dụng các anten thích nghi và các công nghệ khác để phát triển hơn nữa.
3.2.4.4 Ph−ơng pháp truy nhập gói
Khi mà truyền gói trở thành kỹ thuật then chốt đối với các dịch vụ 3G thì nhiều nghiên cứu khác nhau đã đ−ợc tiến hành trên các công nghệ truyền.W-CDMA chọn giải pháp sử dụng hệ thống có khả năng chuyển đổi thích ứng giữa các kênh chung và các kênh riêng theo l−u l−ợng số liệu.
Hình 3.5 trình bày cơ chế truyền gói. Khi l−ợng số liệu cần truyền lớn thì việc ấn định kênh riêng DPCH là hiệu quả hơn và công suất sử dụng là thấp nhất nhờ quá trình TPC. Ng−ợc lại, khi l−ợng số liệu cần truyền nhỏ và l−u l−ợng thay đổi đột biến thì việc sử dụng một kênh chung sẽ hiệu quả hơn. Trong ph−ơng pháp này, hệ thống sẽ chuyển đổi thích ứng giữa các kênh chung và các kênh riêng theo l−u l−ợng số liệu.
Đ−ờng xuống Đ−ờng lên Đo Số liệu Hoa tiêu Hoa tiêu Lệnh TPC Số liệu
Hình 3.5 Truyền gói tin thích ứng theo các kênh chung và kênh riêng
Các ph−ơng pháp khác cũng đ−ợc sử dụng, bao gồm ph−ơng pháp dùng kênh chia sẻ (chung) đ−ờng xuống, trong đó một kênh đ−ờng xuống đ−ợc chia sẻ bởi nhiều thuê bao. Các kênh riêng tốc độ thấp đ−ợc gắn vào kênh chia sẻ đ−ờng xuống. Các kênh điều khiển vật lý (CCH) trên các kênh riêng này thực hiện việc điều khiển và chỉ ra thông tin cần để giải mã kênh chia sẻ. Kênh chia sẻ đ−ờng xuống đ−ợc tin cậy để truyền số liệu tốc độ cao ở đ−ờng xuống một cách hiệu quả.
3.2.4.5 Các m∙ Turbo
Về các mã sửa lỗi, các nghiên cứu đã tập trung vào việc ứng dụng các mã turbo với thông tin di động, các mã này đ−ợc xác nhận là có hiệu suất sửa lỗi cao đối với các quá trình truyền dẫn ở tốc độ t−ơng đối cao.
3.2.4.6 TPC
Đối với đ−ờng lên, TPC là một chức năng cần thiết để chống lại hiệu ứng xa-gần trong CDMA trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA), tỷ số công suất tín hiệu trên nhiễu (SIR) dựa trên TPC đ−ợc áp dụng. Đối với đ−ờng xuống, TPC áp dụng cùng chu trình nh− đối với đ−ờng lên, quá trình TPC càng nhành thì càng hiệu quả trong việc cải thiện hiệu suất đ−ờng xuống.
Số liệu phát
Đ−ờng xuống
Đ−ờng lên
Khi l−ợng số liệu phát xuống d−ới một ng−ỡng nhất định, nó chuyển tới kênh chung
Khi l−ợng số liệu phát v−ợt quá một ng−ỡng nhất định, nó chuyển tới kênh riêng
Sử dụng công suất phát cực tiểu nhờ TPC và ngừng phát khi không có số liệu Kênh vật lý chung Kênh vật lý riêng Kênh vật lý chung
Kênh truy nhập ngẫu nhiên Kênh truy nhập đ−ờng xuống
Kênh riêng
Kênh riêng
Kênh vật lý riêng
3.2.4.7 Phân tập truyền dẫn
Một số công nghệ phân tập truyền dẫn đã đ−ợc nghiên cứu và sau đó đ−ợc áp dụng để nâng cao hiệu suất gồm: ph−ơng pháp phân tập anten phát chuyển mạch thời gian (TSTD) và phân tập anten phát dựa trên mã khối thời gian-không gian (STTD) dạng vòng mở-trong đó không sử dụng vòng hối tiếp; và hai ph−ơng pháp này ở dạng vòng kín trong đó có sử dụng vòng hồi tiếp. TSTD chuyển đổi anten phát trong mỗi khe, ng−ợc lại STTD cải thiện hiệu quả sửa lỗi nhờ việc ngẫu nhiên hóa các lỗi tại điểm thu bằng cách mã hóa số liệu giống nhau và gửi đồng thời chúng tới hai anten phát. Dạng vòng kín, đ−ợc áp dụng với các kênh riêng sẽ làm giảm ảnh h−ởng của pha đinh bằng cách điều chỉnh pha sóng mang phát ra từ hai anten theo tín hiệu tham chiếu phản hồi từ UE tại điểm thu.