Chương 2 CÁC HỆ THỐNG IMT-2000 TẠI CHÂU ÂU
2.2.1.3 Cỏc kờnh vật lý dựng chung tuyến xuống.
Đú là cỏc kờnh:
Kờnh hoa tiờu dựng chung CPICH (Common Pilot Chanel) cung cấp giải điều chế chung cho toàn bộ hay một phần của cell.
Kờnh vật lý điều khiển chung sơ cấp PCCPCH (Primary Common Control Physical Channel) mang thụng tin toàn mạng.
Kờnh vật lý điều khiển chung thứ cấp SCCPCH (Secondary Common Control Physical Channel) cho tỡm gọi và số liệu gúi.
Kờnh đồng bộ SCH (Synchronisation Channel) được một UE dựng khi khởi đầu việc tỡm cell.
Kờnh chỉ thị yờu cầu AICH (Acquisition Indication Channel) điều khiển việc sử dụng cỏc kờnh chung tuyến lờn.
Kờnh hoa tiờu chung CPICH (Common Pilot Chanel):
Là kờnh vật lý đường xuống cú tốc độ cố định 30 Kb/s, SF = 256. Nú mang một chuỗi bớt xỏc định. Cú hai kiểu kờnh hoa tiờu chung: kờnh CPICH sơ cấp và kờnh thứ cấp.
Kờnh CPICH sơ cấp (Primary Common Pilot Chanel).
Kờnh này cú cỏc đặc tớnh như sau:
Luụn sử dụng mó định kờnh Cch,256,0, một mó toàn logic „1‟ Mó ngẫu nhiờn là mó ngẫu nhiờn sơ cấp của cell.
Mỗi ụ cú một kờnh.
Phỏt quảng bỏ trờn toàn bộ ụ.
CPICH là chuẩn pha cho cỏc kờnh đường xuống sau: SCH, CCPCH sơ cấp, AICH, PICH. CPICH cũng chuẩn pha cho cỏc kờnh đường xuống khỏc.
Từ tớn hiệu hoa tiờu thu được UE đỏnh giỏ đỏp ứng xung của kờnh và nhờ đú số liệu được khụi phục. Như vậy hoa tiờu và số liệu phải được phỏt trờn cựng một kờnh vụ tuyến. Vỡ P-CPICH được phỏt trờn toàn bộ cell nờn khụng thể dựng nú để khụi phục số liệu từ một bỳp hẹp của anten thụng minh. Một anten thụng minh cú cỏc bỳp hẹp sẽ tạo ra kờnh vụ tuyến chỉ cú ớt hoặc hầu như khụng cú cỏc thành phần đa đường so với một bỳp rộng.
Kờnh hoa tiờu chung thứ cấp S-CPICH (Secondary-Common Pilot Channel).
Kờnh hoa tiờu thứ cấp cung cấp chuẩn kết hợp (Coherent) trong một phần của cell hay sector. Việc hướng tới cỏc UE riờng lẻ hay một nhúm UE gần một UE khỏc được thực hiện nhờ cỏc anten thụng minh cú bỳp súng hẹp. Một nodeB cú thể dựng bất kỳ mó định kờnh nào cú độ dài 256 chip. Kờnh S-CPICH cú thể sử dụng làm chuẩn cho S-CCPCH (mang cỏc bản tin tỡm gọi tuyến xuống) và kờnh dành riờng tuyến xuống DPCH.
Cỏc kờnh vật lý điều khiển chung đường xuống CCPCH .
Cỏc kờnh CCPCH đường bao gồm hai loại kờnh: kờnh CCPCH sơ cấp (P- CCPCH) và kờnh CCPCH thứ cấp (P-CCPCH).
Kờnh vật lý điều khiển chung sơ cấpP-CCPCH.
P-CCPCH là kờnh đường xuống. Nú được phỏt liờn tục trờn toàn cell tốc độ 30kb/s, SF = 256 và được mó hoỏ ngẫu nhiờn bởi cỏc mó ngẫu nhiờn hoỏ sơ cấp của cell. Kờnh này để mang kờnh điều khiển quảng bỏ BCH (kờnh phỏt thanh). Kờnh này khụng cú cỏc bit TPC, TFCI cũng như cỏc bit hoa tiờu. Hỡnh 2.8 cho thấy cấu trỳc khung của P-CCPCH, nú chiếm tới 90% của một khe. P-CCPCH khụng được phỏt trong 256 chip đầu của khe (10%), khoảng thời gian này phỏt SCH sơ cấp và thứ cấp.
Hỡnh 2.9: Cấu trỳc khung và khe thời gian kờnh vật lý điều khiển chung thứ cấp
Kờnh vật lý điều khiển chung thứ cấpS-CCPCH.
Đõy là kờnh đường xuống để mang thụng tin tỡm gọi khi cú yờu cầu. Tốc độ số liệu biến đổi từ 30kb/s đến 1920kb/s tương ứng với SF=256 tới 4. Tốc độ số liệu thay đổi khi cú yờu cầu nhờ dựng TFCI. Kờnh này được mó hoỏ ngẫu nhiờn nhờ cỏc mó ngẫu nhiờn sơ cấp hoặc thứ cấp và cú thể được phỏt cú hay khụng cú cỏc bit hoa tiờu của nú. Nhờ S-CCPCH số liệu gúi cú thể được gửi tới cỏc UE mong muốn. Hỡnh 2.9 là cấu trỳc khung S-CCPCH, ta thấy rằng S-CCPCH chiếm hoàn toàn một khe thời gian, và được phỏt trờn mọi khe thời gian. Tuy nhiờn kờnh này chỉ được phỏt khi cú thụng tin cần truyền chứ khụng như kờnh P-CCPCH.
Kờnh chỉ thị tỡm gọi PICH (Paging Indicator Channel).
Kờnh này luụn được kết hợp với một kờnh tỡm gọi trờn một S-CCPCH, mà ở đú kờnh truyền tải PCH được sắp xếp lờn. Kờnh PICH mang cỏc chỉ thị tỡm gọi (PI), mỗi UE được kết hợp với một PI xỏc định và cú tốc độ cố định với SF=256, một khung 10ms cú 15 khe thời gian và vỡ mỗi khe mang 20 bit số liệu, nờn sẽ cú 300 bit trong một khung. PICH chỉ sử dụng 288 bit cũn 12 bit khụng được sử dụng , một khung của PICH cú thể mang 18, 36, 72, 144 PI đồng nghĩa với một PI gồm 16, 8, 4, hay 2 bit. PI chiếm một vị trớ cố định trong một khung phụ thuộc vào số PI trong một khung. Hỡnh 2.10 là một vớ dụ khi PICH mang 18 PI trong một khung đú là cỏc PI cú 16 bit. Tất cả cỏc bit cú giỏ trị „1‟ nếu PI được thiết lập đồng nghĩa với việc một bản tin được gửi trờn kờnh PCH, ngược lại 16 bit toàn „0‟.
Hỡnh 2.10: Khung của kờnh chỉ thị tỡm gọi mang 18 chỉ thị tỡm gọi
Kờnh đồng bộ SCH (Synchronization CHannel).
Trong bất kỳ hệ thống thụng tin nào thỡ đồng bộ là một chức năng trọng yếu. Trong UTRA kờnh SCH được cỏc UE sử dụng trong quỏ trỡnh tỡm cell ban đầu. Trờn hỡnh 2.8 kờnh P-CCPCH chiếm 90% khe thời gian, cũn lại 10% đầu của khe để truyền SCH trong 66,67ns tương ứng với một từ dài 256 chip. Cú hai kờnh SCH là kờnh SCH sơ cấp (P-SCH) và thứ cấp (S-SCH). Hỡnh 2.11 minh hoạ kờnh P-SCH và S-SCH trong một khung 15 khe thời gian.
Hỡnh 2.11: Cấu trỳc khung và khe của kờnh đồng bộ
Từ mó đồng bộ sơ cấp (là Cp ở trờn hỡnh 2.11) trong cỏc khe thời gian là giống nhau cho tất cả cỏc cell và cỏc node B. P-SCH là được cấu trỳc như chuỗi Golay phõn cấp tổng quỏt. Ngoài ra P-SCH được chọn để cú thuộc tớnh tương quan khụng tuần hoàn tốt và chọn sao cho việc tỡm cell khụng quỏ phức tạp. P-SCH được tạo bởi điều chế một mó 16 chip tốc độ 3,84 Mchips/s bằng một mó 16 chip khỏc cú tốc độ 240kchips/s. Kết quả là cú thể tỡm nhanh chúng một chuỗi 256 chip ở tốc độ 3,84Mchip/s cú tớnh tự tương quan. Mỏy thu của UE sẽ sử dụng PSCH để phỏt hiện ra sự hiện diện của cỏc node B lõn cận và sau đú xỏc định điểm bắt đầu của mỗi khethời gian.
Cỏc từ mó SCH thứ cấp là cỏc chuỗi tương tự nhưng khỏc nhau ở cỏc NodeB khỏc nhau. 16 chuỗi này được sử dụng để tạo ra 64 từ mó khỏc nhau cho phộp nhận dạng 64 nhúm mó mà NodeB trực thuộc. Cỏc SCH thứ cấp (cỏc Cs1,j , j=0,1,..14 như trờn hỡnh 2.11) được phỏt đồng thời với SCH sơ cấp trong 256 chip đầu của khe. Trờn hỡnh 2.12 là tổ chức của một Node B. Chức năng cơ bản của SCH thứ cấp là cú thể xỏc định nhúm mó xỏo trộn được Node B sử dụng tại UE. Trờn hỡnh 2.11 ta thấy rằng cú 15 mó đồng bộ thứ cấp độ dài 256 chip, cú nghĩa là sau mỗi khe SSC lại thay đổi để cỏc SSC trong một khung tạo thành xỏc định để kết hợp với nhúm mó ngẫu nhiờn được sử dụng trong cell, như trờn hỡnh 2.7.
Hỡnh 2.12: Sơ đồ khối mỏy phỏt BS
Cú 64 nhúm mó ngẫu nhiờn, và nhờ SSC UE sẽ biết số nhúm thực. Mỗi nhúm bao gồm 8 bộ mó và mỗi bộ mó cú một mó ngẫu nhiờn sơ cấp duy nhất. Mó này cũng là mó hoa tiờu. Mỏy thu của UE sẽ tương quan chộo (Cross-correlation) mó hoa tiờu với tất cả 8 mó ngẫu nhiờn sơ cấp của 8 bộ trong nhúm. Nhờ đú mà mỏy thu quyết định được đỳng mó ngẫu nhiờn sơ cấp. Vỡ mó này cũng ngẫu nhiờn hoỏ số liệu BCH nờn bõy giờ cũng cú thể khụi phục được số liệu này. Như vậy đó đạt được mục đớch chớnh của SSC . Trong trường hợp thớch hợp (khi bỳp súng hẹp được dựng) thỡ mó ngẫu nhiờn thứ cấp cũng được sử dụng.
Mó ngẫu nhiờn sơ cấp PSC, Cp, và chuỗi SSC Csi,j, i=1,2,...512 và j=1,2,..14 được cộng với cỏc kờnh khỏc của tuyến xuống. Cp và Csi,j khụng bị nhõn với mó định kờnh hay mó ngẫu nhiờn nào.
Kờnh chỉ thị yờu cầu AICH ( Acquisition Indication Channel).
Là kờnh mang cỏc chỉ thị bắt. Chỉ thị yờu cầu tương ứng với cỏc chữ ký s ở kờnh truy cập vật lý ngẫu nhiờn PRACH hoặc kờnh gúi chung vật lý PCPCH. Một AI là một phần của thủ tục truy cập ngẫu nhiờn nú thụng bỏo cho UE cần phải tiếp tục truyền dẫn yờu cầu truy cập như thế nào. AI cú thể nhận ba giỏ trị: 0, +1, -1. Nếu AI= „0‟ cú nghĩa là UE cần tăng cụng suất cho đến khi nhận được trả lời -1 hay +1. Giỏ trị „-1‟ chỉ thị cho UE ngừng tỡm cỏch truy cập, AI=‟+1‟ cho phộp UE thực hiện bước tiếp theo trong thủ tục truy cập. Cũng chỳ ý là ba trạng thỏi 0, -1, +1 cho kết quả khụng cú mó được phỏt, mó được phỏt nhưng đảo, từ mó được phỏt.
Trờn hỡnh 2.13 ta thấy rằng AICH cú khung gồm 15 khe thời gian, độ dài 20ms (lớn hơn bỡnh thường 10ms). Như vậy mỗi khe thời gian cú độ dài1,33ms tương ứng với 5120 chip. 4096 chip đầu tương ứng với 16 ký hiệu AI vỡ SF=256, 1024 chip sau là 4 ký hiệu AI=0.
Hỡnh 2.13: Cấu trỳc khung và khe kờnh chỉ thị yờu cầu
Phần AI trong khe thời gian cú 16 từ mó trực giao đó được nhõn với AI. Mỗi từ mó tương ứng với một trong 16 mó Walsh dài 256 chip. Những mó này được gọi là cỏc mó chữ ký mào đầu (liờn quan đến phương thức truy cập).
Hỡnh 2.14 là 16 mó chữ ký mào đầu W1-W16. Mỗi mó này sẽ đi cựng với một UE, và một mó này được nhõn với một AI tương ứng. Vớ dụ W2AI2 kết quả là hoặc đầu ra sẽ khụng cú gỡ, hoặc cỏc chip bị đảo thành W2, hay chỉ là W2 phụ thuộc vào AI tương ứng là 0, -1, +1. Cú tất cả 16 WiAIi (i=1-16) được cộng và đưa vào khe AICH. Việc thiết lập chuyển mạch trờn hỡnh 2.15 đối với 4 ký hiệu (symbol) tạo ra cỏc logic „0‟, cú nghĩa là khụng mó nào được phỏt đi. Do vậy khe AICH cú số liệu tương ứng với 16 ký hiệu được sắp xếp trờn 80% ở đầu khe. [9]
Hinh 2.14: Sắp xếp kờnh chỉ thị yờu cầu