NGHIÊN CỨU CHI TIẾT VỀ CÔNG NGHỆ HSUPA
3.3. Tín hiệu điều khiển.
Để hỗ trợ phát E-DCH ở đường lên, 3 kênh đường xuống mang tín hiệu điều khiển ngoài dải được định nghĩa:
1. E-HICH là kênh vật lý dành riêng được phát từ mỗi tế bào trong tập tích cực và đã sử dụng mang tín hiệu phúc đáp tích cực ARQ lai. 2. E-AGCH là kênh vật lý chia sẻ được phát từ tế bào phục vụ duy nhất
và đã sử dụng mang sự chấp nhận tuyệt đối.
3. E-RGCH mang sự chấp nhận tương đối. Từ tế bào phục vụ, E- RGCH là kênh vật lý dành riêng, mang sự chấp nhận tương đối. Từ tế bào không phục vụ, E-RGCH là kênh vật lý chung, mang chỉ báo quá tải.
Vì vậy, UE sẽ thu các kênh điều khiển vật lý đường xuống. Từ tế bào phục vụ, UE thu E-HICH, E-AGCH, và E-RGCH. Từ từng tế bào không phục vụ, UE thu E-HICH và E-RGCH.
Tín hiệu điều khiển đường lên ngoài dải cũng được yêu cầu chỉ ra E- TFC mà UE đã lựa chọn, RSN, và bít may mắn. Thông tin đó được mang trên E-DPCCH đường lên.
Thêm vào E-DCH có liên quan với tín hiệu điều khiển ngoài dải, tín hiệu điều khiển đường xuống cho truyền các bít điều khiển công suất được yêu cầu. Điều đó không khác với WCDMA nói chung và được mang trên (F-)DPCH. Tương tự như thế, DPCCH có mặt trong đường lên để cung cấp sự tham chiếu pha cho giải điều chế kết hợp. Toàn bộ E-DCH liên quan với tín hiệu điều khiển ngoài dải được minh họa trong hình 3.12.
Hình 3.12: E-DCH có liên quan với tín hiệu điều khiển ngoài dải.
3.3.1. E-HICH
E-HICH là kênh vật lý dành riêng đường xuống, mang phúc đáp tích cực ARQ lai nhị phân cho biết UE về tác động của E-DCH phát hiện tại nút B. Nút B phát ACK hay NAK, phụ thuộc vào dù sự giải mã của khối vận chuyển E-DCH tương ứng là thành công hoặc sự phát lại được yêu cầu. Để không có công suất phát đường xuống hao phí không cần thiết, không cái gì được phát trên E-HICH nếu nút B không nhận ra sự thử phát, mà không có năng lượng nhận ra trên E-DPCCH hoặc E-DPDCH.
Bất chấp thực tế rằng ACK/NAK là 1 bít của thông tin, ACK/NAK được phát với khoảng thời gian 2 hoặc 8 ms, phụ thuộc vào TTI được định hình (lý do 8 ms mà không phải 10 ms là để cung cấp thời gian xử lý bổ sung trong nút B). Điều đó bảo đảm rằng tổng số năng lượng có khả năng có thể đạt được đáp ứng điều kiện lỗi chặt chẽ tương ứng của tín hiệu ACK/NAK, không có sự đòi hỏi công suất lớn cho E-HICH.
Hình 3.13: Cấu trúc E-HICH và E-RGCH (từ tế bào phục vụ).
Để lưu mã phân kênh trong đường xuống, các ACK/NAK được phát dựa vào hệ số trải phổ 128 trong mã phân kênh. Mỗi người dùng được gán 1 chuỗi ký hiệu trực giao phát ra tín hiệu kéo dài 2 hoặc 8 ms như minh họa trong hình 3.13. Bít ACK/NAK được tăng lên nhiều lần với chuỗi ký hiệu với độ dài 40 bít (thực chất, điều đó đồng nhất định nghĩa hệ số trải phổ 40.128=5120), bằng 1 khe với hệ số trải phổ lý thuyết 128. Thủ tục giống như vậy được sử dụng cho 3 hoặc 12 khe, phụ thuộc vào E-DCH TTI, thu được khoảng thời gian tín hiệu yêu cầu 2 hoặc 8 ms. Điều đó cho phép các
UE chia sẻ mã phân kênh và giảm đáng kể tổng số các mã phân kênh cần được gán cho E-HICH.
Hình 3.14: Minh họa bước nhảy chuỗi ký hiệu
Khi sự tương quan chung giữa các chuỗi ký hiệu khác nhau biến đổi với danh mục chuỗi, bước nhảy chuỗi ký hiệu được sử dụng đưa đến giá trị trung bình khác nhau. Với bước nhảy, chuỗi ký hiệu của một vài UE thay đổi từ khe tới khe sử dụng mẫu bước nhảy như minh họa trong hình 3.14.
Cả E-HICH và E-RGCH cho UE nào đó sẽ được chỉ định giống như mã phân kênh và mã xáo trộn. Vì vậy, với độ dài 40 các chuỗi ký hiệu, 20 người dùng, mỗi người với 1 E-RGCH và 1 E-HICH, có thể chia sẻ 1 mã phân kênh đơn lẻ. Chú ý rằng công suất cho E-HICH và E-RGCH của các người dùng có thể được bố trí khác nhau, mặc dù thực tế rằng chúng chia sẻ mã như vậy.
Khi nút B quản lý các tế bào và UE được kết nối tới 1 vài các tế bào đó, UE trong chuyển giao mềm giữa các tế bào đó, điều đó hợp lý để thừa
nhận rằng nút B sẽ phát thông tin ACK/NAK tới UE trong tất cả các tế bào đó. Vì thế, UE sẽ thực hiện kết hợp mềm ở E-HICH trong trường hợp thu được tín hiệu trên mỗi E-HICH đã thu được từ nút B như vậy sẽ được thêm vào trước khi giải mã. Điều đó gần giống như việc sử dụng cho kết hợp mềm của các bít điều khiển công suất từ phiên bản đầu tiên của WCDMA.
Kế hoạch điều chế đã sử dụng cho E-HICH là khác nhau ở các tế bào phục vụ và các tế bào không phục vụ. Tại tập hợp liên kết vô tuyến phục vụ, BPSK được sử dụng trong khi tại các tập hợp liên kết vô tuyến không phục vụ, khóa đóng-mở (OOK) được sử dụng sao cho NAK được ánh xạ tới DTX (không có năng lượng phát). Lý do có các sự ánh xạ khác nhau là sự tiêu thụ công suất đường xuống nhỏ nhất. Thông thường, BPSK thích hợp hơn nếu ACK được phát cho hầu hết sự truyền, trong khi sự tiêu thụ công suất trung bình là thấp so với OOK khi mà NAK được phát hơn 75% thời gian không có công suất được phát cho NAK. Khi mà UE không chuyển giao mềm, chỉ có tế bào phục vụ trong tập hợp tích cực và tế bào đó sẽ phát hiện ra sự hiện diện của 1 đường truyền đường lên tại hầu hết thời gian. Vì thế, BPSK được thích hợp cho các tế bào phục vụ. Mặt khác ,trong chuyển giao mềm, tại 1 tế bào cần được giải mã đường truyền, hàm ý rằng hầu hết các tế bào sẽ phát NAK, làm thu hút OOK. Tuy nhiên, chú ý rằng nút B sẽ chỉ phát ACK hoặc NAK trong trường hợp nó đã phát hiện ra sự hiện diện của sự thử phát đường lên. Nếu không thậm chí sự hiện diện của việc truyền dữ liệu được phát hiện tại nút B, không có cái gì được phát như đã miêu tả ở trên. Vì vậy, máy thu trong UE cần được điều chỉnh DTX, mặc dù từ quan điểm nghi thức chỉ xem xét giá trị ACK và NAK hiện hành.
3.3.2. E-AGCH
E-AGCH là kênh chia sẻ, mang sự chấp nhận lập lịch tuyệt đối bao gồm:
Tỷ số công suất E-DPDCH/DPCCH lớn nhất UE được phép sử dụng đối với E-DCH (5 bít).
1 cờ kích hoạt (1 bít), sử dụng cho sự kích hoạt quá trình ARQ lai riêng lẻ.
Sự nhận dạng UE (hoặc nhóm các UE) để thông tin E-AGCH được dự định (16 bít). Sự nhận dạng không dứt khoát được phát nhưng hoàn toàn kể cả trong sự tính toán CRC.
Hình 3.15: Cấu trúc mã hóa E-AGCH
1/3 tốc độ mã xoắn được sử dụng cho E-AGCH và các bít mã là tốc độ tương ứng với 60 bít, tương ứng với khoảng thời gian 2 ms tại hệ số trải phổ E-AGCH là 256 (Hình 3.15). Trong trường hợp xảy ra 10 ms E-DCH TTI, cấu trúc 2 ms được lặp lại gấp 5 lần. Chú ý rằng mã phân kênh có thể điều chỉnh tế bào với cả các TTI và vì vậy nó không cần thiết để dự trữ 2 mã phân kênh trong 1 tế bào với các TTI hỗn hợp.Các UE với 2 ms TTI sẽ cố gắng giải mã mỗi khung phụ 10 ms E-AGCH không có sự phát hiện nhận dạng của nó. Tương tự, 10 ms UE sẽ kết hợp với 5 khung phụ trước khi giải mã và kiểm soát CRC sẽ thất bại trừ phi sự chấp nhận dài 10 ms. Với lập lịch nhóm, không chắc xảy ra cả 2 và 10 ms các UE sẽ được đưa ra sự chấp nhận như vậy (mặc dù trạng thái phía trên có thể được tận dụng) và
sự chấp nhận tuyệt đối cho 2 nhóm UE có thể được gửi tách biệt cuối cùng dựa vào mã phân kênh.
Mỗi E-DCH cho phép UE thu 1 E-AGCH (mặc dù tại đó có thể là 1 hoặc 1 vài E-AGCH được định hình trong tế bào) từ tế bào phục vụ. Mặc dù UE được quy định giám sát E-AGCH để được thông tin hợp lý mọi TTI, thuật toán lập lịch điển hình có thể chỉ gán địa chỉ 1 UE riêng biệt thỉnh thoảng sử dụng E-AGCH. UE có thể phát hiện ra dù thông tin có hợp lý hay không bởi sự kiểm soát CRC chuyên biệt về ID.
3.3.3. E-RGCH
Sự chấp nhận tương đối được phát trên E-RGCH và cấu trúc đường truyền sử dụng cho E-RCGCH giống hệt với E-HICH. UE được trông đợi để thu 1 sự chấp nhận tương đối cho mỗi TTI từ từng tế bào trong tập hợp tích cực của nó. Vì vậy, sự chấp nhận tương đối có thể được phát từ cả tế bào phục vụ và tế bào không phục vụ.
Từ tế bào phục vụ, E-RGCH là kênh vật lý dành riêng và giá trị tín hiệu có thể là +1, DTX, và -1, tương ứng được UP, HOLD, và DOWN, theo thứ tự định sẵn. Giống như E-HICH, khoảng thời gian của E-RGCH bằng 2 hoặc 8 ms, phụ thuộc vào cấu hình E-DCH TTI.
Từ các tế bào không phục vụ, E-RGCH là kênh vật lý chung, thực chất chỉ báo quá tải thông thường đã sử dụng để giới hạn tổng số nhiễu giữa các tế bào. Giá trị trên E-RGCH từ các tế bào không phục vụ (chỉ báo quá tải) có thể chỉ giữ các giá trị DTX và -1, tương ứng để ‘không quá tải’ và DOWN, theo thứ tự định sẵn. E-RGCH từ các tế bào không phục vụ kéo dài 10 ms, không quan tâm đến cấu hình E-DCH TTI. Chú ý rằng hình 3.13 thể hiện cho tế bào phục vụ khi mỗi UE được chỉ định sự chấp nhận tương đối riêng biệt (từ tế bào không phục vụ E-RGCH là chung cho các UE).
3.3.4. Định thời
Cấu trúc định thời cho các kênh điều khiển đường xuống E-DCH (E- AGCH, E-RGCH, E-HICH) được thiết kế để thực hiện số các thủ tục. Bổ sung những cơ sở định thời trong UE là không mong muốn từ 1 viễn cảnh phức tạp, và vì thế quan hệ định thời sẽ được căn cứ vào hoa tiêu thông thường hoặc DPCH đường xuống như định thời của các kênh đó dù thế nào đi nữa cần được điều chỉnh bởi UE.
Các kênh thông thường, E-RGCH từ tế bào không phục vụ và E- AGCH, được giám sát bởi các UE và phải có định thời chung. Vì vậy, quan hệ định thời của các kênh đó được xác định rõ như độ lệch tương đối đối với hoa tiêu chung. Khoảng thời gian E-AGCH bằng với E-DCH TTI đối với cái mà UE được định hình. Với E-RGCH từ tế bào phục vụ, khoảng thời gian luôn luôn là 10 ms, không quan tâm đến TTI. Đơn giản hóa các UE phức tạp với các TTI khác nhau ở tế bào đơn lẻ trong khi cung cấp thích hợp sự điều khiển nhiễu giữa các tế bào nhanh chóng.
Các kênh dành riêng, E-RGCH từ tế bào phục vụ và E-HICH, là duy nhất cho mỗi UE. Duy trì độ trễ xử lý tương tự trong UE và nút B, không quan tâm đến khoảng bù thời gian UE theo hoa tiêu chung, sự định thời đó được định nghĩa tương đối theo như DPCH.
Cấu trúc của E-HICH, nơi mà các E-HICH chia sẻ mã phân kênh chung, đã ảnh hưởng đến hệ thức định thời. Bảo toàn tính trực giao giữa các người dùng chia sẻ mã kênh, cấu trúc khung (phụ) của các E-HICH phải được săp thẳng hàng. Vì vậy, định thời E-HICH được xuất phát từ định thời DPCH đường xuống, điều chỉnh lại gần nhất 2 ms khung phụ không xâm phạm đến nhu cầu xử lý UE nhỏ nhất.
Số các quá trình ARQ lai ngay lập tức tác động đến dự toán độ trễ trong UE và nút B. Số các quá trình ARQ lai nhỏ, tốt hơn từ khoảng thời gian đi hết 1 vòng nhưng cũng kín hơn thủ tục bổ sung. Số các quá trình ARQ cho E-DCH được cố định để 4 quá trình trong trường hợp 10 ms TTI và 10 quá trình trong trường hợp 2 ms TTI. Tống số dự toán độ trễ được chia ra giữa UE và nút B khi chuyển đến bởi sự biểu diễn quan hệ định thời DPCH đường xuống tới khung phụ E-HICH tương ứng. cho phép cộng thêm 2 ms vào độ trễ xử lý nút B, không có sự thắt chặt nhu cầu UE, khoảng thời gian tồn tại E-HICH là 8 ms, hơn là 10 ms trong trường hợp 10 ms E-DCH TTI. Chú ý rằng, có thể thừa nhận UE và độ trễ xử lý nút B biến đổi trong khoảng thời gian 2 ms phụ thuộc vào cấu hình định thời DPCH đường xuống. Đối với UE, tác động đó là khó khăn để tận dụng khi nó không điều khiển trên khắp cấu hình mạng và bởi vậy, UE phải thiết kế tính toán cho trường hợp xấu nhất. Mặt khác, ít nhất trong nguyên tắc nút B có thể tận dụng thực tế đó nếu mạng được định dạng thu được thời gian xử lý nút B lớn nhất.
Để đơn giản, định thời của E-RGCH từ tế bào phục vụ giống với E-HICH. Điều đó cũng phù hợp với sự thể hiện của sự chấp nhận tương đối trong UE khi nó được định rõ tương đối ở TTI trước đó trong quá trình ARQ lai, đó là mối quan hệ mà hợp lý đối với ACK/NAK.
Hệ thức định thời đường xuống được biểu diễn ở hình 3.16 đối với 10 ms E-DCH TTI và hình 3.17 đối với 2 ms TTI. Tổng quan về độ trễ quá trình xấp xỉ trong UE và nút B có thể được tìm thấy trong bảng 3.1.