Đối với sự hoạt động của giao thức ARQ hỗn hợp thì báo hiệu điều khiển đờng lên đợc yêu cầu để cung cấp tới NodeB biết đợc các trạng thái kênh đờng xuống tức thời. Báo hiệu này đợc mang trên một kênh vật lý đ- ờng lên mới thêm vào (HS-DPCCH), sử dụng một mã phân kênh riêng từ
DPCCH đờng lên theo quy ớc. Sử dụng mã phân kênh riêng cho HS- DPCCH tạo nên HS-DPCCH “vô hình” ở các trạm gốc không có khả năng HSDPA và tính đến sự tồn tại đờng lên trong chuyển giao mềm ngay cả nếu không phải tất cả các NodeB đang hoạt động đợc hỗ trợ HSDPA.
HS-DPCCH sử dụng một hệ số trải phổ SF = 256 và đợc phát đồng thời với các kênh đờng lên khác nh đợc minh hoạ trong hình 3.10. Để giảm tỷ số đỉnh/ trung bình đờng lên, mã phân kênh đợc sử dụng cho HS-DPCCH và nếu HS-DPCCH đợc ánh xạ tới nhánh I và Q của mã này phụ thuộc vào số lợng HS-DPCCH cực đại đợc sử dụng bởi tập hợp kết hợp dạng vận tải đ- ợc cấu hình cho UE.
Khi hệ số trải phổ HS-DPCCH là 256, HS-DPCCH cho phép toàn bộ 30 bít kênh cho mỗi khung phụ 2 ms (3 khe). Thông tin HS-DPCCH đợc chia ra với xác nhận ARQ hỗn hợp đợc phát trong khe đầu tiên của khung phụ trong khi sự chỉ thị chất lợng kênh đợc phát trong khe thứ hai và ba, nh hình 3.10.
Để giảm tới mức tối thiểu thời gian phản hồi ARQ hỗn hợp, định thời truyền dẫn HS-DPCCH đợc xác định có liên quan đến sự kết thúc của khung phụ mang dữ liệu HS-DSCH tơng ứng nh đợc minh hoạ trong hình 3.10. Định thời khoảng 7.5 khe (19200 chip) cho thời gian xử lý UE có sẵn, từ sự kết thúc TTI HS-DSCH tới truyền dẫn sự xác nhận ARQ hỗn hợp đờng lên tơng ứng. Nếu HS-DPCCH đợc đồng bộ khe với DPCCH đờng lên, có thể thay đổi một khe trong định thời HS-DSCH/ HS-DPCCH. Sự thay đổi này làm giảm thời gian xử lý có sẵn cho UE/ NodeB bằng một khe.
Hình 3.10. Cấu trúc báo hiệu đờng lên cơ sở với IQ/ HS-DPCCH ghép mã
Do sự đồng chỉnh giữa HS-DPCCH đờng lên và HS-DSCH đờng xuống, HS-DPCCH sẽ không đồng bộ khe với DPCH/ DPCCH đờng lên. Tuy nhiên, chú ý rằng HS-DPCCH luôn đợc đồng bộ với DPCCH/ DPDCH
đờng lên trên cơ sở chíp 256 để giữ tính trực giao đờng lên. Nh một hệ quả, HS-DPCCH không thể đợc tập trung hoàn toàn phát định thời có liên quan tới HS-DSCH thu đợc. Để thay thế HS-DPCCH phát sự biến đổi định thời trong khoảng 19200 chíp tới 19200 + 255 chíp. Chú ý rằng CQI và ACK/NAK đợc phát độc lập đối với mỗi tín hiệu khác. Trong các khung phụ nơi không một ACK/NAK hoặc CQI nào đợc phát thì không gì đợc phát trong trờng HS-DPCCH tơng ứng.
Sự xác nhận ARQ hỗn hợp bao gồm một bít thông tin đơn lẻ, ACK hoặc NAK, cho biết dù HS-DSCH đã đợc giải mã chính xác hay không (CRC đã kiểm tra). ACK hoặc NAK chỉ đợc phát trong trờng hợp UE thu đ- ợc chính xác báo hiệu điều khiển HS-SCCH. Nếu báo hiệu điều khiển HS- SCCH không đợc dành cho UE đợc nhận ra, không có gì đợc phát trong tr- ờng ACK/NAK (DTX). Điều này làm giảm tải đờng lên vì chỉ các UE với dữ liệu HS-DSCH thực sự đợc gửi trong một TTI phát một ACK/NAK trên đờng lên. Bít đơn lẻ ACK đợc mã hoá báo lại thành 10 bít để khớp với khe đầu tiên của khung phụ HS-DPCCH.
Hình 3.11. Ngỡng tách sóng đối với trờng HS-DPCCH ACK/NAK
Sự thu xác thực ACK/NAK đờng lên yêu cầu lợng năng lợng đủ. Trong một vài trạng thái UE đợc giới hạn công suất, UE có thể không tập trung đủ năng lợng do việc phát ACK/NAK khắp một khe đơn lẻ. Do đó, có khả năng cấu hình UE để lặp lại ACK/NAK trong N khe ACK/NAK đến sau. Tất nhiên, khi UE đợc cấu hình để phát các xác nhận đợc lặp lại, UE không thể thu dữ liệu HS-DSCH trong các TTI liên tiếp nhau, vì UE sẽ không thể xác nhận tất cả dữ liệu HS-DSCH. Để thay thế, phải có ít nhất N- 1 khung phụ 2 ms rỗi giữa mỗi TTI HS-DSCH trong dữ liệu HS-DSCH sẽ đ- ợc thu. Ví dụ khi sự báo lại các xác nhận có thể hữu dụng là các tế bào rất lớn, hoặc trong một vài trạng thái chuyển giao mềm. Trong chuyển giao
mềm, đờng lên có thể đợc điều khiển công suất bởi nhiều NodeB. Nếu mọi NodeB không phục vụ có đờng lên tốt nhất, chất lợng HS-DPCCH thu đợc tại NodeB phục vụ có thể không đủ và bởi vậy sự báo lại là cần thiết.
Nh đã đề cập ban đầu, ảnh hởng của các lỗi ACK thành NAK và NAK thành ACK là khác nhau, dẫn đến các yêu cầu khác nhau. Ngoài ra, còn có trờng hợp lỗi DTX thành ACK. Nếu UE không thu đợc thông tin lập lịch và NodeB hiểu sai DXT thành ACK, mất dữ liệu trong ARQ hỗn hợp sẽ xẩy ra. Do đó một ngỡng quyết định không đối xứng trong bộ tách sóng ACK/NAK nên tốt nhất là đợc sử dụng nh đợc minh hoạ trong hình 3.11. Căn cứ vào sự thay đổi nhiễu tại bộ tách sóng ACK/NAK, ngỡng có thể đợc tính toán phù hợp với xác suất lỗi DTX thành ACK cụ thể, ví dụ, 10-2, công suất truyền ACK và NAK có thể đợc đặt để phù hợp với các yêu cầu lỗi còn lại (ACK thành NAK và NAK thành ACK).
Hình 3.12. ACK/NAK đợc nâng cao sử dụng PRE và POST
Trong Rel 6 của các đặc điểm kỹ thuật WCDMA, sự nâng cao cho báo hiệu ACK/NAK đã đợc giới thiệu. Ngoài ACK và NAK, UE cũng có thể phát thêm hai từ mã (PRE và POST) trên HS-DPCCH. Một UE đợc cấu hình để sử dụng sự nâng cao sẽ phát PRE và POST trong các khung phụ có trớc và tiếp theo (theo thứ tự định sẵn) ACK/NAK (trừ khi các khung phụ này đợc sử dụng bởi ACK/NAK đối với các khối vận tải khác). Do đó, một ACK sẽ gây ra một sự truyền dẫn mở rộng ra nhiều khung phụ và do đó công suất có thể đợc giảm trong khi duy trì tốc độ lỗi ACK thành NAK nh nhau (hình 3.12).
CQI bao gồm năm bít thông tin. Một mã khối đợc sử dụng để mã hoá thông tin này tạo nên 20 bít, tơng ứng với hai khe trên HS-DPCCH. Tơng tự nh ACK/NAK, sự lặp lại trờng CQI đối với nhiều khung phụ 2 ms là có thể và có thể đợc sử dụng để cung cấp vùng phủ tốt hơn.
Kết luận
Sau thời gian 3 tháng làm đồ án, với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hớng dẫn và sự cố gắng của bản thân, đến nay đồ án đã hoàn thành. Đồ án đã tổng kết đợc các kỹ thuật chủ yếu trong HSDPA nhằm cải thiện dung lợng mạng, cho phép tăng tốc độ dữ liệu đỉnh lên tới 14 Mb/s đối với lu l- ợng gói đờng xuống (về mặt lý thuyết). Những cải tiến về mặt kỹ thuật đó cho phép các nhà khai thác đa ra đợc nhiều dịch vụ tốc độ cao, cải thiện chất lợng dịch vụ, giảm độ trễ, gia tăng đáng kể dung lợng của mạng di động, đạt chi phí thấp... Qua đây cho phép tôi đợc tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong khoa Vô tuyến Điện tử đã tận tình giúp đỡ để tôi hoàn thiện bản đồ án này. Do trình độ và thời gian còn hạn chế nên nội dung đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận đợc những ý kiến đóng góp và chỉ đạo của các thầy cô cùng các bạn để đồ án ngày càng hoàn thiện hơn.
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Phạm Anh Dũng, CDMAOne và CDMA2000, Nhà xuất bản Bu Điện, năm 2003.
2. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Giáo trình thông tin di động, Nhà xuất bản Bu Điện, năm 2003.
3. Harri Holma and Toskala, HSDPA/HSUPA for UMTS, High speed access for mobile communications, Jonh winley and Sons, 2006.
4. Erik Danhlman - Stefan Parkvall - Johan Skold - Per Beming, 3G evolution: HSPA and LTE for Mobile Broadband, Elsevier, 2007.
5. High Speed Downlink Packet Access: Ovewrall description, release 5, 3GPP, Mar 2002.