IxEV-DO là một chuẩn trong họ các tiêu chuẩn vơ tuyến của CDMA2000 1x. EV-DO là viết tắt của “Evolution, Data-Only” (gần đây được sửa thành “Evolution, Data Optimized”). IxEV-DO cung cấp tốc độ dữ liệu nhanh gấp 10 lần so với IxRTT, cơng nghệ dữ liệu trước đĩ của mạng CDMA. Khơng giống như các chuẩn 1x khác, IxEV-DO chỉ dành cho dữ liệu, khơng dùng cho thoại. Nĩ yêu cầu một khoảng phổ dành riêng, tách biệt với mạng thoại sử dụng các chuẩn như IxRTT
Cĩ hai phiên bản của IxEV-DO: “Release 0” và “Revesion A”.
— Release 0 là phiên bản nguyên thủy, và là phiên bản được triển khai rộng rãi đầu tiên. Release 0 cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 2,4 Mbps, trung bình là 300- 600 kbps trong thực tế. Tốc độ này nhanh hơn rất nhiều so với tốc độ 50-80 kbps cung cấp bởi IxRTT. Tốc độ dữ liệu của Release 0 tương đồng với tốc độ
đữ liệu của IxEV-DV Revision C.
— Revision A tích hợp hầu hết cơng nghệ đữ liệu từ IxEV-DV Revision D, và cải thiện ngắm ngầm. Những nâng cao này cho phép các tính năng như VolP và
thoại video.
Mặc dù EV-DO về nguyên bản khơng cĩ khả năng thoại, Revision A đủ nhanh
để cung cấp cơng nghệ VoIP tại mức độ dịch vụ bằng hoặc tốt hơn so với cơng nghệ thoại IxRTT. Đây cĩ thể là con đường phát triển của CDMA nếu sự phát triển IxEV-
DV vẫn bị ngừng trệ. IxEV-DO được dựa trên cơng nghệ dữ liệu tốc độ cao HDR
hoặc đữ liệu gĩi tốc độ cao HRPD, phát triển bởi Qualcomm. Chuẩn quốc tế gọi là IS- 856.
8.2.2.2 IxEV-DV
IxEV-DV là một chuẩn trong họ các tiêu chuẩn vơ tuyến của CDMA2000 1x. EV-DV là viết tắt của “Evolution, Data and Voice”. IxEV-DV kết hợp cả cơng nghệ tốc độ cao HDR từ 1xEv-DO với chuẩn IxRTT được triển khai rộng rãi. Nĩ tích hợp liền mạch với 1xRTT, cung cấp khá năng tương thích với các hệ thống cũ và đồng thời cả thoại và dữ liệu.
Cĩ hai phiên bản của IxEV-DV: “Revision C” và “Revision D”.
— Revision C cung cấp tốc độ dữ liệu cao chỉ cho chiều xuơi, cĩ nghĩa là tốc độ download sẽ nhanh hơn. Chiều ngược giống như chuẩn IxRTT.
— Revision D cung cấp tốc độ dữ liệu cao cho cả hai chiều, lý tưởng cho các ứng dụng như hội thoại video và tải lên các file dung lượng lớn. Revision D cũng tích hợp việc nhận dạng thiết bị đi động MEID. Sự phát triển IxEV-DV đang bị chững lại, bị cản trở bởi IxEV-DO Revision A và cơng nghệ VoIP.
CHƯƠNG 9: CDMAONE
9.1 Kênh đường xuống (Forward Link)
Trong tiêu chuẩn IS-95, phố tần hoat động của CDMA đường xuống từ 824-849
Mhz, độ rộng băng tần cho mỗi kênh 1,23 Mhz (IS-95B: 1,25 Mhz), gồm 64 kênh lơgic: 1 kênh Pilot, 1 kênh đồng bộ, 7 kênh tìm gọi và 55 kênh lưu lượng, sử dụng hàm Walsh 64, trải phố với chuỗi PN ngắn (short PN: 2!”).
Kênh CDMA đường xuống Băng thơng 1.23Mhz KHT KĐB KTG KTG KLL KLLN KLL25 KLL55 WO W32 WI W7 W M33 W63
Wn: Mã Walsh tương ứng với kênh
KHÍT: Kênh hoa tiêu Lưu lượng | Kênh phụ điều
KTG: Kênh tìm gọi dữ liệu khiến, cơng suất
cho GVHD: ThS. TRÀN DUY CƯỜNG
Trang 78
—....__—————————————————
KLL: Kênh lưu lượng KĐB: Kênh đơng bộ
Hình 9.1 Các kênh CDMA đường xuống trong IS-95 Kênh hoa tiêu đường xuống (F-PICH - Forward Pilot Channel)
©_ Được phát liên tục.
©_ Khơng điều chế tín hiệu trải phỏ, phát chuỗi PN ngắn. Sử dụng hàm Walsh gồm 64 số 0.
o_ Phát thơng tin so sánh cường độ tín hiệu cho di động.
o_ Khơng điều khiển cơng suất. ©_ Sử dụng hàm W0.
IP
Hàm Walsh 0 N
Kênh hoa tiêu (tồn 0) 3 :
1/2288 Mcps )
QPN
Hình 9.2 Kênh hoa tiêu đường xuống trong IS-95 Kênh đồng bộ đường xuống (F-SYNCH - Forward Sync Channel)
o_ Đồng bộ trạm di động với trạm gốc, để nhận dạng hệ thống và mạng thơng tin. ©o_ Phát đi bản tin để đồng bộ cho trạm di động như: tốc độ dữ liệu của kênh tìm
gọi, thời gian khung tương thích với khoảng thời gian lặp lại của các chuỗi short PN.
o_ Hỗ trợ tốc độ bit 1200bps. ©_ Sử dụng hàm W32.
IPN Hàm Walsh 32 1,2kbps |
Mã hĩa „ị Lặp ký Đan xen CÌỒ,
xoăn hiệu khơi Vị
2,4ksps 4,8ksps
1,2288Mcps
QPN Hình 9.3 Kênh đồng bộ đường xuống trong IS-95 Kênh tìm gọi đường xuống (F-PCH - Forward Paging Channel)
o Kênh tìm gọi mang thơng tin từ trạm gốc đến trạm di động như: bản tin bổ sung, bản tin tìm gọi, bản tin lệnh và ấn định kênh.
© Trạm sốc cĩ thể ấn định kênh tìm gọi cho trạm di động.
©_ Sử dụng hàm WI-?.
o_ Dữ liệu sau khi đan xen khối được rộn với mã PN dài (long PN: 2'?). o_ Hỗ trợ tốc độ bit 4800bps hoặc 9600bps. Hàm Walsh p IPN R=1⁄2 19,2ksps }
9,6kbps | Mã hĩa xoắn và Đan xen €) CЬ § | )
4,8kbps Lăp ký hiêu khơi
1,2288Mcps
Mặt chắn mã — —— 19,2ksps
dài đố vớ —— | Bộ tạo Bộ lây 1 QPN
kênh tìm gọi P mã dài từ 64
1.228§8Mcps
Hình 9.4 Kênh tìm gọi đường xuống trong IS-95 Kênh lưu lượng đường xuống (F-TCH -— Forward Traffic Channel)
o_ Dùng để truyền thơng tin báo hiệu và thơng tin người dùng.
o_ Được dùng tối thiểu 55 kênh lưu lượng, nếu kênh tìm gọi sử dụng ít hơn 7 thì các kênh này sẽ được dùng thêm cho kênh lưu lượng.
Trang 80
o_ Hỗ trợ RSI1 (Rate Set 1) tốc độ 1200, 2400, 4800, 9600 bps và RS2 (Rate Set 2) tốc độ 1800, 3600, 7200, 14400 bps.
For Rate set 2
Đi Ầ khi Ậ
Puncturing „° F” Í Hàm Walsht IPN
R=1⁄2 1,P28§8Mcps J
9,6kbps 19,2ksps Ỷ
2 to Mã hĩa xoắn và Đan xen CỒ Ghép CĐ,
12kbps Lăp ký hiệu khơi
Mặt chá - 9,2ksps
ặt chăn mã . .
dài đố vớ ——| Bộ tạo Bộ lây I Bộ lây l QPN
người sử dụng mã dài từ 64 từ 64
1.2288Mcps
Hình 9.5 Kênh lưu lượng đường xuống trong IS-95 9.2 Kênh đường lên (Reverse Link)
Trong tiêu chuẩn IS-95, cấu trúc mơ hình đường lên khác nhiều so với đường xuống, phổ tần hoạt động của CDMA đường lên từ 869-894 Mhz, độ rộng băng tần cho mỗi kênh 1,23 Mhz, chỉ mang hai loại kênh: kênh truy nhập và kênh lưu lượng được phân biệt các kênh khác nhau khi sử dụng mã PN đài, điều chế trực giao 64 mức.
Kênh CDMA đường lên Băng thơng 1.23Mhz s KTNI KTNn | KLLI- KLL m KTN: Kênh truy nhập
KLL: Kênh lưu lượng
Hình 9.6 Kênh CDMA đường lên trong IS-95
Kênh truy nhập đường lên (R-ACH - Reverse Access Channel)
o_ Đảm bảo thơng tin từ trạm di động đến trạm gốc khi trạm di động khơng sử dụng kênh lưu lượng.
Trang 81
o_ Cung cấp thơng tin: khởi xướng cuộc gọi, trả lời tìm gọi, đăng ký hệ thống. ©_ Dùng mã PN dài.
o_ Hễ trợ tốc độ bit 4800bps, độ dài khung 20ms.
IPN 1,2288§MCcps R=1⁄2 or 1⁄3 28,8ksps 28,8ksps |
4,8kbps | Mã hĩa xoắn và Đan xen Trực giao LCD
Lặp ký hiệu khơi mã Walsh Ấ
307,2KHz Mặt chăn R | mãdi | Bộtạo QPN mã dài 1.2288Mcps
Hình 9.7 Kênh truy nhập đường lên trong IS-95 Kênh lưu lượng đường lên (R-TCH - Reverse Traffic Channel)
©_ Tương tự như kênh lưu lượng đường lên. o_ Cĩ một vài sự khác biệt:
Điều chế trực giao 64 mức, sự tách sĩng rời rạc (Noncoherent detection). Dùng mã PN dài để phân loại kênh đường lên.
Ngấẫu nhiên hĩa cụm đữ liệu (Data Burst Randomizer).
TPN
bộ _ | 12288Mcps
! R=];2 œ 13 307,2Khz v
` 2§.Sksps Ngấu nhi
a - , u nhiên
4.8kbps Mãhĩa || Đanxen || Trục giao || hĩa cụm số lư ———] xoăn và Lập khối mnã Walsh hiệu
kỷ hiệu . Œ QPN hể-~~-— Mặt chăn Bộ tạo mã đải mã đải 1.228S§Mcps
Hình 9.8 Kênh lưu lượng đường lên trong IS-9S 9.3 Bộ Vocoder
Bộ Vocoder cĩ chức năng nén tín hiệu ngõ ra từ bộ mã hĩa — giải mã thành số liệu cĩ tốc độ bit thấp hơn để làm giảm băng thơng. Băng cách dùng các giải thuật dự đốn tuyến tính kích thích theo mã của Qualcomm (QCELP: Qualcomm'°s Code
Trang 82
Excited Linear Prediction), mã hĩa tốc độ thay đổi tăng cường (EVRC: Enhanced Variable Rate Code).
Pulse Coded Moduliation {PGM) 101001 64 kbps 14.4 kbps (max] — ` > aboul 200 miliseconds
Hình 9.9 Bộ Vocoder (CdmaOne and CDMA2000 Concept and Terminology) 9.4 Bộ mã hĩa xoắn (Convolution Encoder)
Bộ mã xoắn (n,k,K) được dùng cho mã hĩa tiếng và dữ liệu. Trong trường hợp này thì mã xoắn cĩ K=9, R=1/2 cĩ nghĩa là một bit vào bộ mã sẽ cho 2 bit ngõ ra với độ đài bắt buộc mã K, ta sẽ cĩ K-1 trạng thái tạo mã được trình bày ở hình dưới. Đa thức tạo mã của bộ này là:
8o(x)=l+x†x”+xÌ+x”+x'+xẺ (9-1) gi(x)=I+x¬x'+x 1 xŠ (9-2) g0 c0 Các bịt x thơng tịn Chuỗi ký đầu vàd Ì pị D2 D3 D4 D5 D6 D7 ng | | hiệu mã - _ | ngõ ra CĐ gl C
Hình 9.10 Quá trình tạo mã xoăn 9.5 Bộ lặp ký hiệu (Symbol Repetition)
—y
Bộ lặp cĩ nhiệm vụ cân băng tốc độ truyền như nhau cho các kênh lưu lượng cĩ
tốc độ bit khác nhau bằng cách cho phép tận dụng các khoảng trống và khoảng dừng
—.——.————--—--———-———---.rii--rassararar-.-Ỷ.-ễ=snaszazagzzzơờơờợơơơơợợn
trong cuộc đàm thoại để làm giảm tốc độ dữ liệu vào từ 9600bps cịn 1200bps trong khoảng thời gian trống.
Tốc độ dữ liệu vào Tốc độ lặp Tốc độ đữ liệu ra sps
bps Đường xuống/đường lên
Rate Set l 9600 Khơng lặp 19200/28800
4800 Lặp 1 lần (2 ký hiệu) 19200/28800 2400 Lặp 3 lần (4 ký hiệu) 19200/28800
1200 Lặp 7 lần (8 ký hiệu) 19200/28800
Rate Set 2 14400 Khơng lặp 28800/28800
7200 Lặp 1 lần (2 ký hiệu) 28800/28800 3600 Lặp 3 lần (4 ký hiệu) 28800/28800 1800 Lặp 7 lần (8 ký hiệu) 28800/28800 9.6 Bộ Puncturing
© Dùng cho kênh lưu lượng đường xuống ổ chế độ Rate Set 2.
©_ Xĩa bỏ các bít riêng biệt để làm giảm tốc độ đữ liệu.
o_ Xĩa bỏ 2 trong 6 ký hiệu để duy trì liên tục tốc độ dữ liệu ngõ ra.
Ví dụ: “110101” thì vị trí bít thứ 1, 2, 4, 6 được bỏ qua.
9.7 Bộ đan xen khối (Block Interleaving)
Bộ đan xen khối cĩ chức năng làm rời rạc các chuỗi ký hiệu làm cho các chuỗi
ký hiệu khơng liên tục với nhau. Do đĩ khi truyền đi dữ liệu sẽ bị cắt thành các cụm riêng biệt thì tại đầu thu từng cụm này sẽ được sửa lỗi, vì vậy đữ liệu thu được sẽ bị lỗi
rất thấp.
Block In(erleaver Input Data : 1, 2, 3, 4,... 59, 60
Data Tnput - 1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12 Data 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Output | 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Block Interleaver Output Data : 1, 13, 25, 37,... . 48, 60 Hình 9.11 Bộ đan xen khối
Trang 84
——.R.R.E.EOOAOAO-OAGOAGGGGỌGGỌỌỚỌỌỌỢỢỢAROAATBAaARaYaaAaARaYBAaYAaAaAaAaAaAaBaBaAaaaABaAaaBaBaBaBAarraBaaaanơơơnng
9.8 Trải tín hiệu trực giao (Orthogonal Spreading)
Chuỗi ký hiệu ngõ ra sẽ được trải tín hiệu trực giao với hàm Walsh cĩ 64 chip thơng qua bộ XOR, kết quá sẽ tạo ra 64 chip cho mỗi ký hiệu. Do đĩ khi tốc độ ký hiệu chưa trải tín hiệu 19,2 Kcps sau khi đưa vào bộ XOR cùng với hàm Walsh cĩ 64 chíp sẽ là: 64.19,2 Kcps=1,228§ Mcps. 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001 Walsh Function #59 1001100101100110011001101001100101100110100110011001100101100110 Pattern to be Transmitted
Hình 9.12 Quá trình trải tín hiệu trực giao dùng mã Walsh 59 9.9 Điều chế trực giao 64 mức (64-ary Orthogonal Modulation)
Dùng cho kênh đường lên, sau khi đan xen khối tốc độ ký hiệu ngõ ra ở đường lên 28,8 Kcps thì cứ mỗi 6 ký hiệu mã sẽ trực giao với một mã Walsh 64 (gồm 64 mã
Walsh, mỗi mã cĩ chiều đài 64 bít), kết quả sẽ cho tốc độ đữ liệu ra khi trực giao 64
mức là: 28,8x10” (ký hiệu mã/§) x 64 (chip Walsh)/(6 ký hiệu mã) = 307,2x10” chip/s. Sau đĩ dữ liệu này cho phép mỗi ký hiệu chip lặp lại chỉ được phép phát một lần thơng
qua bộ ngẫu nhiên hĩa cụm dữ liệu.
9.10 Trải tín hiệu cầu phương (Quadrature Spreading)
Tốc độ dữ liệu 307,2 Kcps từ bộ ngẫu nhiên hĩa cụm dữ liệu sẽ được đưa vào
bộ XOR cùng với tốc độ của chuỗi PN 1,2288§ Mcps, một phần tín hiệu này sẽ được đưa vào chuỗi PN đồng pha (Inphase PN), cịn phần tín hiệu kia cũng được đưa vào chuỗi PN vuơng gĩc (Quadrature PN) sau đĩ các tín hiệu này qua bộ lọc băng gốc để đảm bảo dạng sĩng năm đúng giới hạn của tần số và được điều chế sĩng mang để phát đi. Tốc độ mã trải phổ 1,2288 Mchip/s = 4x307,2x10°. Vậy mỗi chip Walsh được trải bởi 4 chip dãy PN.
IPN(no offset) ¬- : Ả 12288Mcps [p-yan | ¡TẾ _ÁL/ Filter 1 307.2Kcps, $ 1.P288Mcps ¡: CĨ052‡f BaseBand PN chip >> D >Ì Bilter 1,2288Mcps t¬--I—=
⁄2 PN chip Time Delay
Q PN(no offset) sin2rft
Hình 9.13 Trải phỗ tín hiệu cầu phương 9.11 Hệ thống, mạng và chuyển vùng
Hệ thống IS-95 nhận dạng cấu trúc đã thiết lập của hệ thống được định nghĩa bởi SIDs (System Indentifcation Numbers — Số nhận dạng hệ thống). Hệ thống IS-95 tương thích với các hệ thống AMPS và TDMA.
1= ky
nh: In ¡ TRSTIne" -
SYSTEM "A" Los Angeles “ABC Inc." SYSTEM "A" San Diego "XYZ Inc."
Hình 9.14 Cấu trúc tơng quát hệ thống và mạng
Một mạng là tập hợp các ơ trong một hệ thống, gọi là NIDs (Network Identification Numbers — Số nhận dạng mạng). Là mạng chứa hồn tồn trong một hệ
Trang 86
-=aaasaaaanaaaaơơaợaaaaazơơơngaunnnuununuzzzzợợờớiẳiẳrz-z-.zxm.yn-ờơ-ơợơợơợ‹-W-W‹xơơơờơờờớớợớýa
thống, trạm gốc phải nhớ hệ thống và mạng của mình, cho phép sĩng mang sử dụng phố của mình cho các mục đích riêng. Cung cấp việc tổ chức các mạng riêng.
Trạm di động cĩ thể ở các trạng thái chuyền vùng (Roaming) sau: ©_ Not Roaming: Trạm di động ở tại vị trí của nĩ.
ưo_ NID Roaming: Trạm di động ở mạng khác NID nhưng trong cùng home SID. ©_ SID Roaming: Trạm di động ở hệ thống SIĐ.
Trạm di động phải duy trì danh sách các home SID/NID. o_ NID và SID kết hợp lại chỉ ra vị trí của nĩ.
©_ Lưu trong bộ nhớ của máy. 9.12 Đăng ký vào mạng
Trạm di động sẽ gửi thơng tin của nĩ cho hệ thống biết vị trí, trạng thái, nhận dạng và các đặc tính khác của trạm di động. Gồm hai dạng đăng ký:
Tự động đăng ký (Aufonomous): được kích khởi bởi các sự kiện khác ngồi việc theo yêu cầu của trạm gốc, khi thuê bao di động di chuyển từ phân đoạn ơ này tới phân đoạn khác (sector), từ ơ này tới ơ khác (cell) hay hệ thống này tới hệ thống khác.
o_ Đăng ký khi mở nguồn (Power-up registration). Đăng ký khi tắt nguồn (Power-down registration).
©
o_ Đăng ký dựa vào thới gian định thời (Time-based registration). ưo_ Đăng ký theo khoảng cách (Distance-based registration). o_ Đăng ký theo vùng (Zone-based registration).
Khơng tự động đăng ký (Non — Autonomous): các yêu cầu ngay lập tức của trạm gốc hay theo các bản tin khác mà trạm gốc nhận được.
o_ Đăng ký khi cĩ sự thay đổi tham số (Parameter—Charge registration). o_ Đăng ký ngầm (Implicit reg1stration).
o Đăng ký khi cĩ sự yêu cầu và đăng ký kênh lưu lượng (Ordered and Traffic channel registration).
7—-._—_ÿHnnnnaaNnna.y-iẳỶiỶnsyWẳằờ—>—e——=———>————
_———.—----.-—----r---aaaauaauarannuuơnnơnnợơơơơdwwwwzơzơơa
CHƯƠNG I0:
HỆ THĨNG THƠNG TIN DI ĐỘNG CDMA2000 1X
10.1 Giới thiệu về CDMA2000
Tiêu chuẩn IMT — 2000 này liên quan tới một tập hợp các kĩ thuật mới được gọi là CDMA2000, mục tiêu của sự phát triển cơng nghệ di động 3G dựa trên kĩ thuật đa