Khi vận hành HSDPA ở lân cận hiệu suất phổ cao nhất, tỉ lệ lỗi khối BLER sau lần truyền dẫn đầu tiên được khuyến nghị trong khoảng từ 10- 20%. Cơ chế yêu cầu lặp tự động lai H-ARQ được ứng dụng trong giải pháp HSDPA nhằm giảm trễ và tăng hiệu suất của quá trình tái truyền dẫn dữ liệu. Thực tế, H- ARQ là một giao thức dạng dừng lại và chờ SAW (Stop And Wait).
Trong cơ chế SAW, phía truyền dẫn luôn luôn ở quá trình truyền dẫn các block đang hiện hành cho tới khi thiết bị người sử dụng hoàn toàn nhận được dữ liệu. Để tận dụng thời gian khi Node- B chờ các báo nhận, có thể thiết lập N tiến trình SAW-ARQ song song cho thiết bị người dùng. Do đó, các tiến trình khác nhau truyền dẫn trong các TTI riêng biệt. Số tiến trình SAW-ARQ song song được thiết lập tối đa là 8 (N=8), tuy nhiên thông thường chọn giá trị N từ 4-6. Thời gian trễ nhỏ nhất cho phép giữa quá
trình truyền dữ liệu gốc so với quá trình tái truyền dẫn dữ liệu lần đầu tiên trong HSDPA là 12ms.
Điều khiển H- ARQ lớp 1 được đặt tại Node-B, do đó việc lưu trữ các gói dữ liệu phi báo nhận cùng với chức năng sắp xếp các gói của quá trình tái truyền dẫn là không phụ thuộc vào RNC. Như vậy sẽ tránh được trễ tái truyền dẫn, ngoài ra các trễ này sẽ thấp hơn trễ gây ra bởi quá trình tái truyền dẫn RLC thông thường.
Kỹ thuật HARQ là điểm khác cơ bản so với kỹ thuật phát lại trong WCDMA bởi bộ giải mã UE kết hợp các thông tin “mềm” của quá trình phát lại của cùng một block ở cấp độ bit. Kỹ thuật này đưa ra một số yêu cầu về mở rộng dung lượng bộ nhớ của UE, do UE phải lưu các thong tin “mềm” của những lần phát giải mã không thành công.
Hình 21: Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh
Các phương pháp HARQ như sau:
- Kết hợp khuôn (CC: Chase Combining) mỗi lần phát lại chỉ đơn giản là sự lặp lại của từ mã đã được sử dụng cho lần phát đầu tiên.
• Ưu điểm: Việc truyền và truyền lại được giải mã riêng lẻ (tự giải mã), tăng tính đa dạng thời gian, có thể tăng tính đa dạng đường truyền.
- Tăng độ dư (IR : Incremental Redundancy): Sự phát lại bao gồm cả thông tin
dư thừa bổ xung và thông tin này được phát kèm thêm nếu có lỗi giải mã trong lần phát đầu tiên.
Hình 22: Quá trình truyền lại khối dữ liệu IR
Tăng độ dư được sử dụng để nhận được tính năng tối đa trong băng thông sẵn sàng. Lúc này block được phát lại chỉ bao gồm dữ liệu sửa chữa của tín hiệu gốc được truyền đi chứ không phải thông tin thực sự. Lượng thông tin dư thêm vào được gửi đi ngày càng tăng lên khi quá trình phát lại lặp đi lặp lại mà bên thu vẫn nhận bị lỗi.
• Ưu điểm: Giảm bớt băng thông/ lưu lượng hữu dụng của một người sử dụng và dùng nó cho những người khác.
• Nhược điểm: Các bit hệ thống chỉ được gửi đi khi truyền lần đầu và không thể truyền lại, điều đó làm cho quá trình truyền lại không thể tự giải mã. Vì thế, nếu quá trình truyền lần đầu bị mất thì fading rất lớn sẽ tác động và không có cơ hội khôi phục lại dữ liệu trong hoàn cảnh này.
Chương 3 : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA
3.1 VOIP song công toàn phần và thúc đẩy trò chuyện
Khi so sánh với nhiều ứng dụng khác chạy qua IP, lưu lượng yêu cầu cho VoIP song công toàn phần thấp, lên trên tới vài chục Kbps, nhưng những yêu cầu tiềm ẩn mặt khác lại đòi hỏi cao hơn, như vậy một lần nữa , RTT – và không phải lưu lượng nối liên kết- là nhân tố mà người dùng cuối giới hạn dịch vụ thực hiện và dung lượng mạng. Khuyến cáo ITU trong thời gian truyền một đường cho tiếng nói song công toàn phần nói rằng người sử dụng thỏa mãn với độ trễ truyền từ miệng đến tai khoảng 280ms. Với độ trễ lớn hơn 280ms thì sự tương tác của kết nối tiếng nói giảm nhanh chóng.Và khi độ trễ đạt đến 400ms thì tiếng nói không thỏa mãn với sự tương tác kết nối. Chú ý rằng độ trễ được nói đến ở đây là độ trễ từ miệng đến tai, và do đó không chỉ bao gồm độ trễ đường truyền mà còn cả độ trễ xử lý (mã hóa/ giải mã) trong bộ phát và bộ nhận. Khuyến cáo của liên hiệp viễn thông quốc tế ngoài ra cũng bao gồm hướng dẫn cho độ trễ mã hóa / giải mã. Với đa số các bộ lấy mẫu dùng cho di động yêu cầu độ trễ chỉ từ 50ms đến 100ms. Bỏ qua độ trễ xử lý thì độ trễ từ lúc truyền tin cho đến khi kết thúc là nhỏ hơn 200ms. Khi chúng ta so sánh yêu cầu độ trễ này với RTT thấp hơn 200ms trong WCDMA và thấp hơn 100ms trong HSPA. Rõ ràng rằng VOIP làm việc tốt trong cả 2 công nghệ.Với RTT ngắn hơn trong liên kết vô tuyến HSPA, độ trễ cho phép trong đường truyền HSPA là lớn hơn so với WCDMA. Chú ý rằng khi tải ở HSPA tăng lên thì RTT cũng tăng.
Với các ứng dụng thúc đẩy trò chuyện thì độ trễ yêu cầu từ miệng tới tai là ít đòi hỏi cao hơn so với VOIP song công toàn phần. Mặt khác, những ứng dụng này đặt những yêu cầu chặt chẽ trên việc thiết đặt thời gian cho kết nối vô tuyến. Điều này là bởi vì mỗi thời gian người sử dụng yêu cầu trò chuyện, hệ thống phải thiết đặt một kết nối vô tuyến, thời gian để làm điều này trực tiếp ảnh hưởng đến người dùng kết nối tới cuộc trò chuyện.
3.2 Trò chơi với thời gian thực
Có nhiều nhóm trò chơi mạng, và các nhóm này có yêu cầu khác nhau trên mạng di động, những yêu cầu này phụ thuộc thời gian thiết lập kết nối vô tuyến và tuổi thọ của pin. Dưới đây là các ví dụ về các nhóm trò chơi
• Những trò chơi hoạt động thời gian thực.
• Những trò chơi chiến lược thời gian thực.
• Những trò chơi chiến lược trên nền quay.
Yêu cầu chặt chẽ nhất là các trò chơi hoạt động thời gian thực. Trong khi tốc độ truyền theo bit tối đa của những trò chơi hoạt động như vậy hiếm khi vượt hơn 100- 200 kbps và tốc độ truyền theo bit trung bình thường khoảng 10- 30 kbps. RTT yêu cầu độ trễ điển hình 125-250ms cho những trò chơi đòi hỏi cao nhất. Do đó, HSPA sẽ có khả năng để hỗ trợ việc chơi trên nền hoạt động với sự nạp thực hiện miễn là mạng người dùng cuối kiểm soát tốt. Yêu cầu tốc độ dữ liệu cho những trò chơi hoạt động thời gian thực thay đổi rất nhanh. HSPA có ưu điểm hơn so với Release 99 về tốc độ dữ liệu có thể được đáp ứng ngay lập tức.
3 .3 Luồng TV – di động
Việc cung cấp luồng video có chất lượng tốt đối với một màn ảnh di động sử dụng bộ lấy mẫu video gần đây nhất yêu cầu tốc độ từ 32 đến 128 kbps phụ thuộc vào nội dung. Đa số những kiểu nội dung mang dung lượng 64 Kbps chất lượng sẽ đủ tốt.Các mạng WCDMA có thể cung cấp 64-128kbps với chất lượng rất tốt. Tuy nhiên, cái mà HSPA mang là nhiều khả năng hơn, mà lần lượt cho phép thị trường tốc độ truyền theo bit cao tới những người dùng cuối.
Những mạng vô tuyến trước thế hệ 3G. thì chỉ đạt được tốc độ dữ liệu 50- 200 kbps, trong khi 3G mạng với khả năng HSDPA có thể cung cấp những tốc độ dữ liệu lên tới 1 Mbps. Do đó, các ứng dụng luồng phải làm thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông. Sự thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông luồng đã được hỗ trợ trong một số thiết bị đầu cuối, trong khi sự hỗ trợ đầy đủ của 3 GPP đã tiêu chuẩn hóa sơ đồ thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông được bao gồm vào 3 GPP lên thành
phiên bản R6. Để lựa chọn tốc độ phương tiện truyền thông thích hợp người phục vụ luồng cần phải biết:
- Loại trạm di động nào hướng tới. Trong trường hợp đó là một thiết bị đầu cuối với những khả năng tốc độ truyền theo bit hạn chế, tốc độ phương tiện truyền thông cần phải tính đến những hạn chế đó.
- Tốc độ phương tiện truyền thông ban đầu nào cần phải được sử dụng có thể trong một mạng 2G, và đôi khi nó có thể trong một mạng 3G
- Khi nào để tăng hay giảm bớt tốc độ phương tiện truyền thông.
Trong thực tế, trạm di động và thông tin trao đổi người phục vụ về những khả năng của họ trước khi luồng bắt đầu. Điều này như thế nào thì bước 1 đã được giải quyết. Sự chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thông ban đầu khó khăn hơn. Trong mạng ngày nay nó dựa vào mô hình mạng điện thoại. Khi tốc độ truyền theo bit của các giải pháp dịch vụ được đặt trong những thiết bị đầu cuối và các mạng WCDMA và HSPA rồi tốc độ truyền theo bit có thể được sử dụng để hướng dẫn sự chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thông ban đầu.
3.4 Email
Các giá trị trễ trong mạng HSPA thường đủ thấp cho các ứng dụng thư điện tử. Thậm chí nếu người sử dụng không tải các file đính kèm hoặc gửi thư điện tử, ứng dụng thư điện tử dùng gửi tin nhắn tới điện thoại di động:
- Tiêu đề thư và vài KB đầu tiên của mỗi email nhận được được đẩy tới thiết bị đầu cuối.
- Giữ các tin nhắn hoạt động được trao đổi giữa máy chủ và thiết bị đầu cuối. Kích thước của các tin nhắn được giữ là rất nhỏ.
Hình 23 cho ta một ước lượng tiêu thụ công suất của điện thoại di động trên những tin nhắn được giữ lại cứ mỗI 4 phút và nhận 0 –50 tín nhắn email 1 giờ .
Hình 23: Ước lượng tiêu thụ công suất của điện thoại di động
Việc giữ các tin nhắn hoạt động được mang trên các kênh RACH/FACH trong khi các phần của tin nhắn- của 1 vài KB- được mang trên HS-DSCH
Việc tiêu thụ công suất nguồn được trình bày trong hình 23 . Tiêu thụ nguồn phụ thuộc vào số lượng tin nhắn nhận được và các thông số thiết đặt trên mạng vô tuyến. Nếu chúng tả giả sử các đồng hồ 5-sec DCH và FACH 50 tin nhắn 1 giờ, thiết bị di động chuẩn là 53h sẽ sử dụng 1000mAp công suất pin. Sự tính toán này chứng minh rằng các thông số trong ứng dụng đẩy email tốt trong mạng vô tuyến.
Hình 24: Truy cập email từ mobile sử dụng pin 1000-mAh
Nếu trạng thái PCH không được sử dụng bởi mạng, UE được di chuyển từ FACH tới trạng thái rỗi và kết nối RRC được giải phóng. Khi dữ liệu tới đường xuống từ lõi mạng 3G , kết nối RRC cần được chiếm giữ. Kết nối RRC thiết đặt các thủ tục có thể tăng tiêu thụ công suất đầu cuối và giảm thời gian chuẩn sử dụng pin. Sử dụng trạng thái PCH là có lợi để đạt được thời gian chuẩn sử dụng dài.
KẾT LUẬN
Chính thức được đưa vào hoạt động lần đầu tiên vào năm 2005, tính đến cuối năm 2006 đã có 19 nhà cung cấp 66 sản phẩm ứng dụng công nghệ HSDPA, trong đó có 32 sản phẩm điện thoại di động.
Ưu thế của HSPA khi hiện tại đã được triển khai tại khoảng 150 mạng trên 60 quốc gia và 25 nhà khai thác đã triển khai HSPA tốc độ 7.2Mbps. Ngoài ra, giải pháp này còn nhằm cung cấp các giải pháp tối ưu hóa chi phí, tiết kiệm chi phí đầu tư để hiệu quả hơn chi phí lắp đặt thiết bị triển khai nhờ đó các nhà khai thác có thể cung cấp dịch vụ cho nhiều đối tượng đa dạng hơn
Với những cải tiến mang tính đột phá, HSDPA là một công nghệ đang được chú trọng phát triển. Trên thực tế, thị trường của HSDPA phát triển mạnh mẽ nhất, đặc biệt là ở giai đoạn khởi đầu, là ở những nước phát triển, nơi có lượng khách hàng khổng lồ sử dụng điện thoại di động chất lượng cao. Lý do là vì những chiếc điện thoại HSDPA sẽ có giá thành cao hơn hẳn những chiếc điện thoại thông thường – được nhắm vào thị trường những nước phát triển thấp hơn.
Nhu cầu sử dụng điện thoại HSDPA được mong đợi là sẽ đạt con số 2100 sản phẩm tính đến cuối năm nay. Đến năm 2010, con số này có thể là 100 triệu chiếc, theo phân tích của IDC. Hơn nữa, theo Strategic Analytics, đến năm 2010, 70% điện thoại 3G sẽ sử dụng HSDPA.
Tuy nhiên, sẽ mất nhiều thời gian để HSDPA thực sự trở nên phổ biến. Tính đến cuối năm 2005, hầu hết các nước trên thế giới không có mạng 3G. Rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động đang cố gắng triển khai mạng 3G và có thể được nâng cấp thành mạng 3.5G theo nhu cầu của thị trường.
PHỤ LỤC
MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG CÓ TÍCH HỢP HSDPA Các sản phẩm của HTC:
HTC Touch Dual
Là một sản phẩm màn hình cảm ứng đem lại cho người sử dụng những trải nghiệm mới và thay đổi cách sử dụng điện thoại thông thường..
HTC P6500 Sedna
HTC Sedna sở hữu một cấu hình ấn tượng và thực sự là một trong những thiết bị mạnh mẽ nhất. Màn hình 3,5 inches độc đáo sẽ hữu dụng khi hiển thị những bức ảnh lớn. Hơn nữa, màn hình cảm ứng chống lóa này cũng khiến chiếc điện thoại trở nên đặc biệt hơn.
Là một chiếc điện thoại Quadband GSM và thêm cả gói công nghệ CDMA tri- band, Sedna có thể tương thích với hầu hết các mạng di động hiện nay. Thiết bị này còn cung cấp cả nhưng giải pháp quản lý dữ liệu, với kết nối HSDPA là giải pháp quan trọng nhất. Sẽ là một điều đáng thất vọng nếu không có chức năng này, khi tốc độ truyền dữ liệu nhanh là vô cùng quan trọng với một thiết bị cầm tay mạnh mẽ. Vì vậy, để hoàn thiện, HTC Sedna còn có cả kết nối wi-fi và bluetooth 2.0.
HTC S730
HTC S730 là một sản phẩm smartphone mạnh mẽ và sành điệu với bàn phím slide QWERTY tự động giúp soạn tin nhắn và văn bản nhanh chóng và hiệu quả. Với HTC S730, T10người sử dụng luôn được update emails, tin nhắn, cuộc hẹn, các cuộc gọi nhỡ nhờ màn hình HTC Home™.
Các sản phẩm của Sony Ericsson:
Sony Ericsson V640i
V640i là một chiếc điện thoại được tạo ra để phục vụ các thượng đế yêu nhạc với khả năng chơi nhạc hoàn hảo và mạnh mẽ. Nặng chỉ 97g, W640i sử dụng đường truyền băng thông rộng 3G HSDPA, cho phép download một bản nhạc trọn vẹn chỉ trong 14 giây.
Sony Ericsson vW910
W910 là một chiếc điện thoại HSDPA Walkman được thiết kế chủ yếu cho nhu cầu giải trí, với khả năng chơi nhạc, game 3D, video, và lướt web với tốc độ cao. Chức năng Shake control cho phép bạn lựa chọn những bản nhạc yêu thích theo cách rất riêng.
Sony Ericsson K850
Sản phẩm Sony Ericsson K850 lại là một chiếc điện thoại chụp ảnh chuyên nghiệp. Với camera 5MP được tích hợp trong một thân hình mảnh mai, chiếc điện thoại này cho phép bạn chụp những bức ảnh với chất lượng tốt nhất. K850 là một sản phẩm tri-band HSDPA và quad-band GPRS/EDGE.
Sản phẩm Nokia:
Nokia E51
Nokia E51 được trang bị thêm khả năng xử lý tốc độ cao hơn và tích hợp nhiều hơn những ứng dụng chủ chốt. Trong khi đó, tính năng smartphone và thiết kế đầy phong cách mà khách hàng luôn chờ đợi ở E series vẫn được duy trì.
Nokia N95 8GB
Được coi là chiếc điện thoại đa năng mạnh mẽ nhất, giờ đây, khi được nâng cấp với phiên bản 8GB, Nokia N95 8GB trở nên mạnh mẽ hơn rất nhiều. Máy được sở hữu camera 5MP với ống kính Carl Zeiss thời thượng. Ngoài ra, chiếc điện thoại này còn