Như đã được thảo luận trong Chương 1, mức độ linh hoạt phổ cao là một trong những đặc tính chủ yếu của công nghệ truy nhập vô tuyến LTE. Mục tiêu của tính linh hoạt phổ là việc cho phép triển khai truy nhập vô tuyến LTE trong nhiều phổ tần với những đặc tính khác nhau, bao gồm những sự khác nhau về sắp xếp song công (Duplex Arrangements), băng tần hoạt động, và kích thước của phổ tần khả dụng.
Hình 2.3: FDD vs. TDD. FDD: Frequency Division Duplex; TDD: Time Divison
Duplex; DL:Downlink; UL: Uplink.
2.6.1. Tính linh hoạt trong sắp xếp song công
Một phần quan trọng trong những yêu cầu của LTE về mặt tính linh hoạt phổ là khả năng triển khai truy nhập vô tuyến dựa trên LTE trong cả phổ tần theo cặp hoặc khơng theo cặp, như vậy LTE có thể hỗ trợ sắp xếp song công phân chia theo cả thời gian và tần số. FDD được minh họa trong Hình 2.3a, theo đó truyền dẫn đường lên và đường xuống xuất hiện trong những băng tần khác và hoàn toàn tách biệt. TDD theo như minh họa trong Hình 2.3b, thì truyền dẫn đường lên và đường xuống xuất hiện trong những khe thời gian không trùng nhau. Do vậy, TDD có thể hoạt động với phổ
không theo cặp (Unpaired Spectrum), trong khi FDD lại yêu cầu phổ theo cặp (Paired Spectrum).
Việc hỗ trợ cả phổ theo cặp và không theo cặp là một phần trong đặc điểm kỹ thuật của 3GPP từ phiên bản 99 (Release 99) thông qua việc sử dụng truy nhập vô tuyến WCDMA/HSPA dựa trên FDD đối với phân bố theo cặp và truy nhập vô tuyến TD-CDMA/TD-SCDMA đối với phân bố không theo cặp. Tuy nhiên, điều này đạt được bằng cách sử dụng nhiều công nghệ truy cập vô tuyến tương đối khác nhau và vì thế mà những thiết bị đầu cuối có khả năng hoạt động với cả FDD và TDD vẫn còn chưa được phổ biến. Mặt khác, LTE có thể hỗ trợ cả FDD và TDD với chỉ một công nghệ truy cập vô tuyến, dẫn đến việc tối thiểu độ lệch giữa FDD và TDD cho những truy nhập vô tuyến dựa trên LTE. Như là một hệ quả của điều này, phần tổng quan về truy nhập vô tuyến hỗ trợ cả FDD và TDD của LTE sẽ được bàn đến chi tiết hơn trong những chương tiếp theo, trong trường hợp có sự khác nhau giữa FDD và TDD thì sự khác nhau này sẽ được trình bày rõ ràng.
2.6.2. Tính linh hoạt trong băng tần hoạt động
LTE được triển khai dựa trên cơ sở theo nhu cầu, có thể tạo ra phổ tần khả dụng bằng cách ấn định phổ tần mới cho thông tin di động, chẳng hạn băng tần 2.6 GHz, hoặc bằng cách dịch chuyển cho LTE phổ tần hiện đang được sử dụng cho công nghệ thơng tin di động khác, ví dụ như những hệ thống GSM thế hệ thứ hai, hoặc thậm chí là những công nghệ vô tuyến không phải của di động (Non - Mobile Radio Technologies), ví dụ như những phổ tần Broadcast hiện nay. Hệ quả là nó u cầu truy nhập vơ tuyến LTE phải có khả năng hoạt động trong một dải băng tần rộng, ít nhất là từ băng tần thấp như 450 MHz cho đến băng tần 2.6 GHz.
Khả năng vận hành một công nghệ truy cập vô tuyến trong nhiều băng tần khác nhau, tự bản thân nó khơng có gì là mới. Ví dụ, những thiết bị đầu cuối 3 băng tần là rất phổ biến, có khả năng hoạt động trên cả băng tần 900, 1800, và 1900 MHz. Từ một triển vọng về chức năng truy cập vơ tuyến, điều này khơng có hoặc tác động rất hạn chế và đặc điểm kỹ thuật của LTE không giả định bất cứ một băng tần cụ thể nào. Những cái có thể khác về đặc điểm kỹ thuật, giữa những băng tần khác nhau chủ yếu là việc yêu cầu nhiều RF cụ thể hơn như công suất phát tối đa cho phép, những yêu
cầu/giới hạn về phát xạ ngoài băng (Out Of Band Emission) v.v… Một nguyên nhân cho việc này là do những ràng buộc bên ngoài, được áp đặt bởi những khung quy định (Regulatory Bodies), có thể khác nhau giữa những băng tần khác nhau.
2.6.3. Tính linh hoạt về băng thơng
Có liên quan đến khả năng triển khai truy nhập vô tuyến LTE trên nhiều băng tần khác nhau là việc có thể vận hành LTE với những băng thông truyền dẫn khác nhau trên cả đường xuống và đường lên. Lý do chính của việc này là số lượng phổ tần khả dụng cho LTE có thể khác nhau đáng kể giữa những băng tần khác nhau và cũng dựa trên tình trạng thực tế của nhà khai thác. Hơn nữa, việc có thể vận hành trên nhiều phân bố phổ tần khác nhau cũng mang lại khả năng cho việc dịch chuyển dần dần phổ tần từ những công nghệ truy nhập vơ tuyến khác cho LTE.
LTE có thể hoạt động trong một dải phân bố phổ tần rộng, do tính linh hoạt trong băng thông truyền dẫn là một phần trong đặc tính kỹ thuật của LTE. Để hỗ trợ hiệu quả cho tốc độ dữ liệu rất cao khi phổ tần khả dụng thì một băng thông truyền dẫn rộng là cần thiết. Tuy nhiên, một lượng phổ tần lớn và đầy đủ có thể không phải lúc nào cũng đạt được, hoặc do băng tần hoạt động hoặc do sự dịch chuyển dần dần từ một công nghệ truy nhập vơ tuyến khác, khi đó LTE có thể hoạt động với một băng thông truyền dẫn hẹp hơn. Hiển nhiên, trong những trường hợp như vậy, tốc độ dữ liệu tối đa có thể đạt được sẽ vì lẽ đó mà bị giảm xuống.
Đặc điểm kỹ thuật lớp vật lý LTE không đề cập đến vấn đề băng thông và không đưa ra bất cứ giả định cụ thể nào về băng thơng truyền dẫn hỗ trợ ngồi một giá trị tối thiểu. Như sẽ được biết trong phần tiếp theo, đặc điểm kỹ thuật về truy nhập vô tuyến cơ bản bao gồm lớp vật lý và các tiêu chuẩn giao thức, cho phép bất cứ băng thông truyền dẫn nào nằm trong khoảng từ 1 MHz lên tới hơn 20 MHz theo từng bước 180 KHz. Đồng thời, tại giai đoạn ban đầu, những yêu cầu về tần số vô tuyến chỉ được chỉ định cho một nhóm nhỏ băng thơng truyền dẫn giới hạn, tương ứng với những dự đoán liên quan đến các kích thước phân bố phổ và các diễn tiến dịch chuyển (Migration Scenarios). Như vậy, trong thực tế truy nhập vố tuyến LTE hỗ trợ một nhóm giới hạn các băng thơng truyền dẫn, tuy nhiên những băng thông truyền dẫn bổ sung có thể dễ dàng được hỗ trợ bằng cách cập nhật lại đặc điểm kỹ thuật của RF.
CHƯƠNG 3 KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE