hưởng lớn đến sự phức tạp của thiết bị về mặt đảm bảo khả năng xử lý băng tần cơ sở cần thiết ở trạm gốc và trạm đầu cuối. Đối với hệ thống thế hệ ba là hệ thống băng rộng, do đĩ lớp vật lý được thiết kế khơng chỉ phục vụ cho một dịch vụ tiếng duy nhất mà nĩ đảm bảo tính linh hoạt cho các loại dịch vụ mới. Lớp vật lý ở W-CDMA do sử dụng cơng nghệ CDMA nên rất khác so với lớp vật lý ở GSM và GPRS, ngồi ra tổ chức các kênh ở lớp vật lý cũng phức tạp hơn rất nhiều. Trong phần này ta sẽ xét cụ thể lớp vật lý của W-CDMA với trọng tâm là xét sự tố chức các kênh đầu vào và ra lớp vật lý gồm kênh truyền tải và kênh vật lý. Về mặt tổng quát ta sẽ xét sơ đồ trải phổ và cấu trúc khung của các kênh vật lý đường lên và đường xuống. Mỗi kênh vật lý được đặc tả bởi một tổ hợp tần số, mã ngẫu nhiên hĩa (mã định kênh) và pha (chỉ cho đường lên). Các kênh vật lý truyền thơng tin các lớp cao trên giao diện vơ tuyến, tuy nhiên cĩ một số kênh chỉ được dùng cho hoạt động của lớp vật lý.
1. Sự sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênhvật lý vật lý
Ở giao diện vơ tuyến, số liệu cần truyền tải ở trên các kênh logic sẽ được lớp MAC sắp xếp lên các kênh truyền truyền tải, sau đĩ các kênh truyền tải này được sắp xếp lên các kênh vật lý khác nhau. Lớp vật lý được yêu cầu để hỗ trợ các kênh truyền tải với các tốc độ bit thay đổi nhằm cung cấp các dịch vụ với độ rộng theo yêu cầu và để ghép nhiều dịch vụ trên cùng một kết nối.
CCCH DCCHDTCHRACH CPCH DCH RACH CPCH DCH PCCH BCCH CCCH CTCH DCCHDTCH PCH BCH FACH DSCH DCH Các kênh logic Các kênh truyền tải
Đường lên Đường xuống
Sự sắp xếp các kênh logic lên các kênh truyền tải được thể hiện ở hình trong phần cấu trúc mạng W-CDMA
như sau:
Tồn tại các kết nối sau đây giữa các kênh logic và các kênh truyền tải:
- PCCH kết nối đến PCH.
- BCCH được kết nối đến BCH và cũng cĩ thể được kết nối đến FACH.
- DCCH và DTCH cĩ thể được kết nối đến hoặc RACH và FACH, CPCH và FACH, RACH và DSCH, DCH và DSCH hoặc DCH và DCH.
- CCCH được kết nối đến RACH và FACH. - CTCH được kết nối đến FACH.
Cịn các kiểu kênh truyền tải được sắp xếp lên các kênh vật lý được cho ở hình sau:
Tồn tại hai kiểu kênh truyền tải: - Các kênh riêng.
- Các kênh chung.
Điểm khác nhau giữa chúng là: kênh chung là tài nguyên được chia sẻ cho tất cả hoặc một nhĩm người sử dụng trong một ơ, cịn kênh riêng là tài nguyên được ấn định bởi một mã và một tần số nhất định để dành riêng cho một người sử dụng duy nhất.
BCH (Kênh quảng bá)
FACH (Kênh truy nhập
nhanh)
PCH (Kênh tìm gọi)
RACH (Kênh truy nhập nhẫu nhiên)
DCH (Kênh riêng)
DSCH (Kênh chia sẻ
đường xuống)
CPCH (Kênh gĩi chung)
PCCPCH (Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp)
SCCPCH (Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp)
PRACH (Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên)
DPDCH (Kênh vật số liệu riêng)
DPCCH (Kênh vật lý điều khiển riêng)
PDSCH (Kênh vật lý chia sẻ đường xuống)
PCPCH (Kênh vật lý gĩi chung)
SCH (Kênh đồng bộ)
CPICH (Kênh hoa tiêu chung)
AICH (Kênh chỉ thị bắt)
PICH (Kênh chỉ thị tìm gọi)
CSICH (Kênh chỉ thị trạng thái CPCH)
CD/CA-ICH (Kênh chỉ thị phát hiện xung đột/ấn định kênh)
Các kênh truyền tải Các kênh vật lý
Hình 3.1: Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý.
Mỗi kênh truyền tải đều đi kèm với một chỉ thị khung truyền tải (TFI) tại mỗi thời điểm mà các kênh truyền tải sẽ nhận được số liệu từ các mức cao hơn. Lớp vật lý kết hợp thơng tin TFI từ các kênh truyền tải khác nhau vào chỉ thị tổ hợp khuơn dạng truyền tải (TFCI) . TFCI được phát trên kênh điều khiển để thơng báo cho máy thu rằng kênh nào đang tích cực ởû khung hiện thời. Máy thu sẽ thực hiện giải mã TFCI để nhận được các TFI. Sau đĩ các TFI này được chuyển đến các lớp cao hơn cho các kênh truyền tải tích cực ở kết
nối. Dưới đây là một ví dụ về việc sắp xếp hai kênh truyền tải lên một kênh vật lý và cung cấp chỉ thị lỗi cho từng khối truyền tải.
Các kênh truyền tải chung cần thiết cho việc hoạt động cơ bản của mạng là RACH, FACH và PCH, cịn việc sử dụng DSCH cà CPCH là lựa chọn và cĩ thể được quyết định bởi mạng.
Ngồi các kênh truyền tải được trình bày ở trên, cịn tồn tại các kênh truyền tải chỉ mang thơng tin liên quan đến các thủ tục lớp vật lý. Kênh đồng bộ (SCH), kênh hoa tiêu (CPICH) và kênh chỉ thị bắt (AICH), đây là
Khối truyền tải Khối truyền tải Khối truyền tải Khối truyền tải TFI TFI TFCI Mã hĩa và ghép kênh Khối truyền tải và chỉ thị lỗi TFI TFI Giải
TFCI Giải mã vàgiải ghép kênh Khối truyền tải và chỉ thị lỗi Khối truyền tải và chỉ thị lỗi Khối truyền tải và chỉ thị lỗi Lớp cao Lớp vật lý Kênh điều khiển vật lý Kênh số liệu vật lý Kênh điều khiển vật lý Kênh số liệu vật lý Máy phát Máy thu TFI : Chỉ thị khuơn dạng truyền tải. TFCI: Chỉ thị tổ hợp chỉ thị
truyền tải.Hình 3.2: Giao diện giữa các lớp cao và lớp vật lý.
Kênh truyền
các kênh khơng thể trực tiếp nhìn thấy từ lớp cao và là kênh bắt buộc được phát từ mọi BS từ quan điểm hoạt động của hệ thống. Kênh chỉ thị trạng thái cho CPCH (CSPICH) và kênh chỉ thị phát hiện xung đột/ấn định kênh (CD/CA-ICH) cần cĩ khi CPCH được sử dụng.
Kênh riêng (DCH) được sắp xếp lên hai kênh vật lý. Đĩ là kênh vật lý số liệu riêng (DCPCH) mang các thơng tin cao, bao gồm số liệu của người sử dụng , cịn kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH) mang thơng tin lớp vật lý cần thiết. Cả hai kênh riêng này dùng để hỗ trợ hiệu quả tốc độ bit thay đổi ở lớp vật lý. Tốc độ bit ở kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH) khơng đổi cịn tốc độ bit ở kênh DPDCH cĩ thể thay đổi theo
khung 10 ms. Hình dưới là cấu trúc khung vơ tuyến của kênh vật lý.
Một kênh vật lý điều khiển và một hay nhiều kênh số liệu vật lý tạo nên một kênh truyền tải đa hợp được mã hĩa (CCTrCH). Cĩ thể cĩ nhiều kênh CCTrCH trên một kết nối cho trước nhưng trong trường hợp này chỉ cĩ một kênh điều khiển được phát.
Nĩi chung mỗi kênh vật lý được chia thành các
khung vơ tuyến 10 ms tương ứng với 38400 chip và mỗi khung lại được chia thành 15 khe thời gian (mỗi khe tương ứng 2560 chip). Chu kỳ dài hơn được sử dụng là chu kỳ khung của hệ thống . Số khung hệ thống (SFN: System frame number) là một số 12 bit được một số thủ tục sử dụng khi cĩ thời gian sử dụng dài hơn một khung. Các thủ tục lớp vật lý như: thủ tục tìm gọi hay thủ tục
Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe
#14Tkhe = 2560 Tkhe = 2560
chip