1.3.3.2. Lập biểu đƣờng xuống
Một trong cỏc nguyờn lý cơ bản của truy nhập vụ tuyến LTE là truyền dẫn kờnh chia sẻ trờn DL – SCH và UL – SCH, nghĩa là tài nguyờn thời gian – tần số đƣợc chia sẻ động giữa cỏc ngƣời sử dụng trờn cả đƣờng lờn và đƣờng xuống. Bộ lập biểu là một bộ phận của lớp MAC, nú điều khiển ấn định tài nguyờn đƣờng lờn và đƣờng xuống. Trong LTE, lập biểu đƣờng lờn và đƣờng xuống đƣợc tỏch riờng và cỏc quyết định lập biểu đƣờng lờn và đƣờng xuống cú thể đƣợc đƣa ra độc lập (Trong cỏc giới hạn đƣợc đặt ra bởi việc phõn chia đƣờng lờn / đƣờng xuống trong trƣờng hợp khai thỏc TDD). Phần cũn lại của phần này sẽ xột lập biểu đƣờng xuống. Nguyờn tắc chung của bộ lập biểu đƣờng lờn là quyết định động (trong từng khoảng thời gian 1ms) đầu cuối nào sẽ đƣợc thu truyền dẫn DL – SCH và trờn cỏc tài nguyờn nào. Nhiều đầu cuối cú thể đƣợc lập biểu đồng thời, trong trƣờng hợp này một DL – SCH đƣợc dành cho một đầu cuối đƣợc lập biểu, mỗi DL – SCH
Chỉ đƣờng xuống Đƣờng xuụng hoặc đƣờng lờn Chỉ đƣờng xuống
Cỏc kờnh logic Cỏc kờnh truyền tải Cỏc kờnh truyền tải PCCH PCCH DTCH DCCH MTCH MCCH PCH BCH DL-SCH UL-SCH MCH
Số húa bởi Trung tõm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
đƣợc sắp xếp đến một tập cỏc tài nguyờn tần số. Đơn vị thời gian – tần số cơ sở trong bộ lập biểu đƣợc gọi là khối tài nguyờn là một đơn vị rộng 180 kHz trong miền tần số. Trong mỗi khoảng lập biểu 1ms, bộ lập biểu ấn định cỏc khối tài nguyờn cho một đầu cuối để thu truyền dẫn DL – SCH. Bộ lập biểu cũng chịu trỏch nhiệm chọn kớch thƣớc khối truyền tải, sơ đồ điều chế và cỏch sắp xếp anten (trong trƣờng hợp phỏt nhiều anten). Nhƣ vậy thực chất bộ lập biểu đồ chỉnh tốc độ, vỡ thế phõn đoạn RLC và ghộp kờnh MAC cũng chịu ảnh hƣởng của quyết định lập biểu. Mặc dự chiến lƣợc lập biểu là một thực hiện đặc thự và khụng đƣợc 3GPP đắc tả, nhƣng mục đớch chung của hầu hết cỏc bộ lập biểu là lợi dụng cỏc thay đổi kờnh giữa cỏc đầu cuối và lập biểu ƣu tiờn truyền dẫn đến đầu cuối cú cỏc điều kiện kờnh ƣu việt. Vỡ thế hoạt động bộ lập biểu LTE về nguyờn lý giống nhƣ bộ lập biểu trong HSPA. Tuy nhiờn do sử dụng OFDM làm sơ đồ truyền dẫn đƣờng xuống, nờn LTE cú thể khai thỏc đƣợc cỏc thay đổi kờnh cả trong miền thời gian và miền tần số, trong khi lập biểu HSPA chỉ cú thể khai thỏc cỏc thay đổi miền thời gian. Đối với cỏc băng thụng lớn hơn đƣợc LTE hỗ trợ, khi mà phading chọn lọc tần số xảy ra khỏ lớn, khả năng bộ lập biểu khai thỏc cỏc thay đổi kờnh miền tần số sẽ càng trở nờn quan trọng so với chỉ khai thỏc thay đổi kờnh miền thời gian. Nhất là tại cỏc tốc độ thấp, khi thay đổi kờnh trong miền thời gian khỏ chậm so với cỏc yờu cầu trễ đƣợc đặt ra bởi nhiều dịch vụ, khả năng khai thỏc đƣợc cả cỏc thay đổi miền tần số lại càng hữu lợi.
Thụng tin về cỏc điều kiện kờnh đƣờng xuống cần thiết để lập biểu phụ thuộc kờnh đƣợc phản hồi từ đầu cuối di động đến eNodeB thụng qua cỏc bỏo hiệu chất lƣợng kờnh. Bỏo cỏo chất lƣợng kờnh (cũn đƣợc gọi là chỉ thị chất lƣợng kờnh: CQI) khụng chỉ chƣa thụng tin về chất lƣợng kờnh tức thời trong miền tần số mà cũn thụng tin cần thiết để quyết định xử lý anten phự hợp trong trƣờng hợp ghộp kờnh khụng gian. Cơ sở của cỏc bỏo cỏo CQI là cỏc kết quả đo cỏc tớn hiệu thảm khảo đƣờng xuống. Tuy nhiờn, cỏc nguồn thụng tin kờnh bổ xung thờm cho cỏc bỏo cỏo CQI.
Ngoài chất lƣợng kờnh, bộ lập biểu hiệu năng cao cũng phải xột đến trạng thỏi bộ đệm và cỏc mức ƣu tiờn trong cỏc quyết định lập biểu. Ngoài ra cỏc khỏc biệt về kiểu dịch vụ và kiểu đăng ký cũng cú thể ảnh hƣởng lờn mức ƣu tiờn lập biểu.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Chẳng hạn, một ngƣời sử dụng VoIP với đăng ký đắt tiền sẽ đƣợc đảm bảo chất lƣợng dịch vụ của mỡnh ngay cả khi tải hệ thống cao, trong khi một ngƣời sử dụng tải file xuống và cú đăng kớ giỏ rẻ cú thể phải thỏa món với cỏc tài nguyờn khụng dựng cho ngƣời sử dụng khỏc.
Điều phối nhiễu cũng là một bộ phận của bộ lập biểu. Vỡ chuẩn khụng quy định chiến lƣợc lập biểu này, nờn sơ đồ điều phối nhiễu (nếu đƣợc sử dụng) là đặc thự của nhà cung cấp thiết bị và chỳng cú thể đơn giản hoặc tiờn tiến.
1.3.3.3. Lập biểu đƣờng lờn
Sơ đồ cơ sở của bộ lập biểu đƣờng lờn cũng giống nhƣ đƣờng xuống, nghĩa là nú quyết định trong từng khoảng 1ms cỏc đầu cuối nào sẽ đƣợc phỏt trờn cỏc UL – SCH của chỳng và phỏt trờn cỏc tài nguyờn đƣờng lờn nào. Lập biểu đƣờng lờn cũng đƣợc sử dụng cho HSUPA, nhƣng do cỏc sơ đồ đa truy nhập khỏc nhau đƣợc sử dụng, nờn giữa cỏc sơ đồ này cú cỏc khỏc biệt đỏng kể.
Trong HSUPA, tài nguyờn đƣờng lờn chia sẻ trƣớc hết là nhiễu cho phộp tại trạm gốc. Bộ lập biểu đƣờng lờn HSPA chỉ thiết lập một giới hạn về lƣợng nhiễu đƣờng lờn mà một đầu cuối di động đƣợc phộp tạo ra. Dựa trờn giới hạn này, đầu cuối di động tự quyết chọn khuụn dạng truyền tải phự hợp. Chiến lƣợc này chỉ cú nghĩa cho đƣờng lờn khụng trực giao nhƣ ở trƣờng hợp HSPA .Một đầu cuối nếu khụng sử dụng toàn bộ tài nguyờn đƣợc cho phộp sẽ phỏt cụng suất thấp hơn và vỡ thế giảm nhiễu giữa cỏc ụ. Vỡ thế tài nguyờn chia sẻ khụng đƣợc sử dụng hết bởi một đầu cuối di động cú thể đƣợc một đầu cuối di động khỏc sử dụng thụng qua ghộp kờnh thống kờ. Vỡ chọn lựa khuụn dạng truyền tải đƣợc đặt trong đầu cuối di động đối với đƣờng lờn của HSPA, nờn cần cú bỏo hiệu ngoài băng để thụng bỏo cho nỳt B về chọn lựa này.
Đối với LTE, đƣờng lờn là trực giao và tài nguyờn chia sẻ đƣợc điều khiển bởi bộ lập biểu eNodeB là cỏc đơn vị tài nguyờn thời gian tần số. Vỡ thế khi một tài nguyờn khụng đƣợc sử dụng hết bởi một đầu cuối di động, phần thừa của tài nguyờn này khụng thể sử dụng cho một thiết bị di động khỏc, nờn rất ớt lợi ớch nhận đƣợc khi để đầu cuối di động tự chọn khuụn dạng truyền tải nhƣ trong HSPA. Vỡ thế ngoài việc ấn định tài nguyờn thời gian tần số cho đầu cuối di động, bộ lập biểu của eNodeB cũng chịu trỏch nhiệm điều khiển khuụn dạng truyền tải (kớch thƣớc tải tin,
Số húa bởi Trung tõm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
sơ đồ điều chế) mà đầu cuối di động cần sử dụng. Vỡ bộ lập biểu đó biết đƣợc khuụn dạng truyền tải mà đầu cuối di động sẽ sử dụng để phỏt, nờn khụng cần bỏo hiệu điều khiển ngoài băng từ đầu cuối di động đến eNoedeB. Xột từ gúc độ vựng phủ cỏch làm này là cú lợi vỡ nếu xột giỏ thành trờn một bit cho phỏt thụng tin bỏo hiệu ngoài băng so với giỏ truyền dẫn số liệu, thỡ giỏ cho trƣờng hợp đầu cao hơn nhiều vỡ thụng tin bỏo hiệu phải đƣợc thu với độ tin cậy cao hơn.
Ngoài việc bộ lập biểu eNodeB quyết định khuụn dạng truyền tải cho đầu cuối di động, cần nhấn mạnh rằng quyết định đƣờng lờn đƣợc đƣa ra cho một đầu cuối di động chứ khụng phải cho một kờnh mang vụ tuyến. Nhƣ vậy mặc dự bộ lập biểu eNodeB điều khiển tải tin của đầu cuối di động đƣợc lập biểu, đầu cuối này vẫn chịu trỏch nhiệm để chọn kờnh mang vụ tuyến nào mà từ đú số liệu đƣợc lấy ra. Vỡ thế đầu cuối di động tự quyết xử lý ghộp kờnh logic. Điều này đƣợc minh họa trờn phần phải của (hỡnh 1.11), trong đú bộ lập biểu eNodeB điều khiển khuụn dạng truyền tải và đầu cuối di động điều khiển ghộp kờnh logic. Để so sỏnh, phần trỏi của (hỡnh 1.11) minh họa tỡnh trạng trong đú eNodeB điều khiển cả khuụn dạng truyền tải và ghộp kờnh logic. Bộ lập biểu Bộ đệm Bộ đệm Ghộp kờnh Điều chế , mó hoỏ Bộ lập biểu Xử lý ƣu tiờn Điều chế , mó hoỏ Ghộp kờnh Bộ đệm Bộ đệm Chất lƣợng kờnh đƣờng lờn eNodeB eNodeB UE UE Chất lƣợng kờnh đƣờng xuống Đƣờng xuống Đƣờng lờn
Số húa bởi Trung tõm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hỡnh 1.11. Chọn khuụn dạng truyền tải trờn đƣờng xuống (trỏi),
trờn đƣờng lờn (phải).
Ghộp kờnh mang vụ tuyến trong đầu cuối di động đƣợc thực hiện theo cỏc quy tắc, trong đú cỏc thụng số của cỏc quy tắc này đƣợc lập cấu hỡnh bởi bỏo hiệu RRC từ eNodeB. Mỗi kờnh mang vụ tuyến đƣợc ấn định một mức ƣu tiờn và một tốc độ bit ƣu tiờn. Đầu cuối di động sẽ chọn ghộp kờnh mang vụ tuyến sao cho cỏc kờnh mang này đƣợc phục vụ theo thứ tự ƣu tiờn cho tốc độ số liệu ƣu tiờn. Cỏc tài nguyờn cũn lại, nếu cũn sau khi đó phục vụ tốc độ bit ƣu tiờn, sẽ đƣợc trao cho cỏc kờnh mang theo thứ tự ƣu tiờn.
Để hỗ trợ lập biểu đƣờng lờn khi đƣa ra cỏc quyết định, đầu cuối di động cú thể phỏt thụng tin lập biểu đến eNodeB bằng một bản tin MAC. Rừ ràng rằng thụng tin này chỉ cú thể phỏt nếu đầu cuối di động đƣợc cấp phộp lập biểu hợp lệ. Nếu khụng đƣợc cho phộp lập biểu, đầu cuối sẽ phỏt đi một chỉ thị rằng nú cần tài nguyờn cho đƣờng lờn và chỉ thị này đƣợc cung cấp bởi một bộ phận của cấu trỳc bỏo hiệu điều khiển L1/L2.
Lập biểu phụ thuộc kờnh thƣờng đƣợc sử dụng cho đƣờng xuống. Về nguyờn tắc, nú cũng cú thể đƣợc sử dụng cho đƣờng lờn. Tuy nhiờn, đỏnh giỏ chất lƣợng kờnh đƣờng lờn là khụng đơn giản nhƣ trong trƣờng hợp đƣờng xuống. Cỏc điều kiện kờnh đƣờng xuống đƣợc đo bởi tất cả cỏc đầu cuối di động trong ụ chỉ đơn giản bằng cỏch quan trắc cỏc tớn hiệu tham khảo phỏt đi từ eNodeB và tất cả cỏc đầu cuối cú thể chia sẻ cựng một tớn hiệu tham khảo cho mục đớch ƣớc tớnh chất lƣợng kờnh. Tuy nhiờn ƣớc tớnh chất lƣợng kờnh đƣờng lờn đũi hỏi phỏt tớn hiệu chuẩn thăm dũ từ từng đầu cuối di động mà eNodeB muốn ƣớc tớnh chất lƣợng kờnh. LTE hỗ trợ tớn hiệu tham khảo thăm dũ này, tuy nhiờn phải trả giỏ bằng thụng tin bổ sung. Vỡ thế cần cú thờm phƣơng tiện để cung cấp phõn tập đƣờng lờn phụ trợ cho lập biểu đƣờng lờn.
1.3.3.4. HARQ
LTE HARQ với kết hợp mềm phục vụ mục tiờu giống nhƣ HARQ cho HSPA – để đảm bảo tớnh bền vững chống lại cỏc lỗi truyền dẫn. Đõy cũng là cụng cụ để tăng cƣờng dung lƣợng. Vỡ phỏt lại HARQ xảy ra nhanh, nờn đõy cũng là cơ chế điều khiển tốc độ ẩn tàng (vũng kớn) đối với nhiều dịch vụ. Cũng nhƣ HSPA, giao
Số húa bởi Trung tõm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
thức HARQ là một bộ phận của lớp MAC, trong khi hoạt động kết hợp mềm đƣợc thực hiện tại lớp vật lý.
Rừ ràng rằng HARQ khụng thể ỏp dụng đƣợc với tất cả cỏc kiểu lƣu lƣợng. Chẳng hạn, phỏt quảng bỏ trong đú cựng một thụng tin đƣợc phỏt cho nhiều ngƣời sử dụng. Vỡ thế HARQ chỉ đƣợc hỗ trợ cho DL – SCH và UL – SCH.
Giao thức LTE HARQ cũng giống nhƣ giao thức tƣơng ứng đƣợc sử dụng cho HSPA, nghĩa là nhiểu xử lý dừng và đợi song song đƣợc sử dụng. Khi thu đƣợc một khối truyền tải, mỏy thu giải mó khối này và thụng bỏo mỏy phỏt về kết quả giải mó thụng qua một bit ACK/NAK để chỉ thị rằng mó húa thành cụng hay cần phỏt lại khối truyền tải này. Để giảm thiểu chi phớ, chỉ một bit ACK/NAK đƣợc sử dụng. Tất nhiờn mỏy thu cần biết bit ACK/NAK thu đƣợc này thuộc về xử lý HARQ nào. Quỏ trỡnh này đƣợc minh họa trờn (hỡnh 1.12). Lƣu ý rằng trong trƣờng hợp khai thỏc TDD, quan hệ giữa thu số liệu trong một xử lý HARQ và phỏt ACK/NAK cũng chịu ảnh hƣởng của ấn định đƣờng lờn / đƣờng xuống.
Giống nhƣ HSPA, giao thức khụng đồng bộ là cơ sở cho hoạt động HARQ đƣờng xuống. Vỡ thế cỏc phỏt lại đƣờng xuống cú thể xảy ra tại mọi thời điểm sau lần phỏt đầu và một số thứ tự HARQ tƣờng minh đƣợc sử dụng để chỉ ra xử lý nào đƣợc đề cập. Trỏi lại, cỏc phỏt lại đƣờng lờn dựa trờn giao thức đồng bộ và cỏc phỏt lại xảy ra tại một thời điểm quy định trƣớc sau phỏt lần đầu và số thứ tự xử lý cú thể rỳt ra ẩn tàng. Cả hai trƣờng hợp này đƣợc minh họa trờn (hỡnh 1.12). Trong giao thức HARQ khụng đồng bộ, cỏc phỏt lại về nguyờn tắc đƣợc lập biểu giống nhƣ cỏc phỏt lần đầu.
3 0 1 2 3 0 1 2 3
3 0 1 2 3 ? ? ? ? Thời gian giữa phỏt và phỏt lại là cố định và cả
UE lẫn eNodeB đều biờt trƣớc
Khụng cần thụng bỏo số thứ tự sử lý HARQ
số thứ tự sử lý HARQ HARQ đồng bộ Cần thụng bỏo rừ ràng số thứ tự xử lý HARQ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/