CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TRẢI PHỔ
3.4.2. Điều chế và ngẫu nhiên hoá trong W - CDMA
3.4.2.2. Định kênh và trải phổ kênh vật lý đường lên
Hai kênh vật lý DPDCH và DPCCH được truyền dẫn song song (đa mã) và điều chế QPSK song kênh (hay ghép kênh theo mã I-Q). Các mã trải phổ định kênh được tạo ra góc quay giới hạn ở ±90o giữâ hai chip liên tiếp trong cùng một ký hiệu.
Góc quay 180o chỉ xảy ra khi giữa hai ký hiệu liên tiếp. Phương pháp này làm giảm tỉ số giữa giá trị công suất đỉnh và giá trị công suất trung bình PAR (Peak to Average) của tín hiệu truyền so với truyền dẫn QPSK thông thường.
Hình 3.20. Ghép kênh mã I-Q cùng với ngẫu nhiên hoá phức
Hai kênh vật lý riêng đường lên không được ghép theo thời gian mà ghép theo mã I-Q vì chế độ phát đường lên có thể không liên tục (DTX- Discontinuous Transmission) (chẳng hạn dịch vụ thoại) gây nhiễu âm đối với thiết bị âm thanh đặt gần đầu cuối không được bảo vệ. Ví dụ trong các chu kỳ im lặng không cần phát đi bất cứ thông tin nào, chỉ có thông tin cho mục đích bảo dưỡng đường truyền được phát (chẳng hạn điều khiển công suất với tốc độ kênh là 1,5kHz). Với tốc độ này việc phát hoa tiêu và các ký hiệu điều khiển công suất ghép theo thời gian trên đường lên sẽ gây nhiễu âm thanh ở giữa băng tần thoại. Do đó ghép kênh theo mã I- Q được sử dụng để loại bỏ hiện tượng này.
DPDCH (Số liệu)
Mã định kênh C0 PN1
Σ
Σ
DPDCH (Điều khiển) )
Mã định kênh Cc G PN1
PNQ
PNQ
_ +
+ _
108
Sơ đồ tổng quát trải phổ và ghép kênh vật lý đường lên DPCCH và các kênh DPDCH được cho trong hình 2.4. Trước hết, các kênh DPDCH và DPCCH cơ số hai được trình bày ở các chuỗi giá trị thực tức là được sắp xếp sao cho bit “0” được đặt vào “+1”, còn “1” được đặt vào “-1”. DPCCH được trải phổ đến tốc độ chip bằng mã định kênh cc, còn kênh DPDCH thứ n (DPDCHn, 0≤n≤6) được trải phổ đến tốc độ chip bằng mã định kênh cd,n. Sau đó các tín hiệu đã được trải phổ được đánh trọng số bằng các hệ số khuếch đại: βc cho DPCCH và βd cho tất cả DPDCH. Sau khi được đánh trọng số, các luồng chip giá trị thực ở các nhánh I và Q được cộng và được xử lý như các luồng chip giá trị phức. Sau đó tín hiệu giá trị phức này được ngẫu nhiên hoá bằng một mã ngẫu nhiên hoá giá trị phức Slong,n hoặc Sshort,n. Mã ngẫu nhiên hoá được đồng bộ với các khung vô tuyến có nghĩa là chip ngẫu nhiên hoá đầu tiên tương ứng với mở đầu của một khung vô tuyến.
Slong,n hay Sshort,n
I+jQ S
j Q
I DPDCH1
⊗ ⊗
Cd,1 βd
DPDCH3
⊗ ⊗
Cd,3 βd
DPDCH5
⊗ ⊗
Cd,5 βd
DPDCH2
⊗ ⊗
Cd,2 βd
DPDCH4
⊗ ⊗
Cd,4 βd
DPCCH
⊗ ⊗
Cc βc
Σ
DPDCH6 Σ
⊗ ⊗
Cd,6 βd
⊗
⊕ ⊗
109
Hình 2.21. Sơ đồ tổng quát trải phổ và ghép kênh vật lý đường lên DPCCH và các kênh DPDCH
b. Kênh PCPCH
Kênh này như đã nói phần trước bao gồm hai phần: phần tiền tố và phần bản tin. Ta chỉ xét phần bản tin vì phần tiền tố chỉ dùng mã ngẫu nhiên không dùng mã định kênh. Phần bản tin gồm phần số liệu và phần điều khiển. Các bit của hai phần này trước khi trải phổ được sắp xếp sao cho: giá trị “0” được đặt vào “+1”, giá trị 1 được đặt vào “-1”. Phần điều khiển được trải phổ đến tốc độ chip bằng mã định kênh cc, còn phần số liệu được trải phổ bằng mã định kênh cd.
Sau khi định kênh các tín hiệu giá trị trực được đánh trọng số bằng các hệ số khuyếch đại, βc cho phần điều khiển và βd cho phần số liệu. Tại mọi thời điểm, ít nhất một trong số các giá trị βc và βd có biên độ 1. Sau khi đánh trọng số các luồng chip giá trị thực trên các nhánh I và Q được xử lý như một luồng chip phức. Tín hiệu giá trị phức sau đó được ngẫu nhiên hoá phức Sc-msg,n. . Mã ngẫu nhiên hoá 10ms của phần bản tin (chip ngẫu nhiên hoá đầu tiên tương ứng với khởi đầu khung vô tuyến của phần bản tin).
I+jQ S
⊗ Q ⊗
I
⊕
βc j Cc
βd
Phần số liệu của PCPCH
Cd
PhÇn ®iÒu khiÓn của PCPCH
⊗
⊗ ⊗
⊗
Sc-msg,n
Hình 3.22. Phần bản tin của PCPCH c. Kênh PRACH
Kênh này gồm hai phần: phần tiền tố và phần bản tin. Ta chỉ xét phần bản tin của kênh này vì phần tiền tố chỉ dùng mã ngẫu nhiên không dùng mã định kênh.
Phần bản tin bao gồm phần số liệu và phần điều khiển. Các bít của hai phần này
110
trước khi trải phổ được xắp xếp sao cho : giá trị “0” được đặt vào “+1”, giá trị “1”
được đặt vào “-1”. Phần điều khiển được trải phổ đến tốc độ chip bằng mã định kênh cc, còn phần số liệu được trải phổ bằng mã định kênh cd.
Sau khi định kênh các tín hiệu giá trị thức được đánh trọng số bằng các hệ số khuyếch đại, βc cho phần điều khiển và βd cho phần số liệu. Tại một thời điểm, ít nhất một trong số các giá trị βc và βd có biên độ 1. Sau khi đánh trọng số các luồng chip giá trị thực trên các nhánh I và Q được xử lý như một luồng chip phức. Tín hiệu giá trị phức sau đó được ngẫu nhiên hoá bằng mã ngẫu nhiên hoá phức Sr-mgs,n. Mã ngẫu nhiên hoá 10 ms được đồng bộ với các khung 10ms của phần bản tin.
I+jQ S
⊗ Q ⊗
I
⊕
βc j Cc
βd Phần số liệu
của PRACH Cd
PhÇn ®iÒu khiÓn của PRACH
⊗
⊗ ⊗
⊗
Sr-msg,n