3.4 Các kênh trong W- CDMA
3.4.2 Các kênh vật lý
3.4.2.2 Các kênh vật lý đường xuống
a. Kênh vật lý riêng đường xuống
Kênh truyền tải riêng đường xuống (DCH) được phát trên kênh vật lý riêng đường xuống. Chỉ có một kiểu kênh vật lý riêng: kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH). Trong một kênh DPCH đường xuống, số liệu riêng được tạo ra bởi lớp hai và các lớp trên, nghĩa là kênh truyền tải riêng DCH được ghép kênh theo thời gian với thông tin điều khiển được tạo ra ở lớp một (các bit hoa tiêu, các lệnh điều khiển công suất phát TPC và một TFCI tuỳ chọn). Do vậy, có hai loại kênh vật lý riêng đường xuống: kênh chứa TFCI và kênh không chứa TFCI. UTRAN sẽ quyết định có phát TFCI hay không và nếu phát thì các UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI ở đường xuống. Mỗi khung của DPCH đường xuống dài 10 ms được chia thành 15 khe, mỗi khe dài 2560 chip tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất. Hình 3.10 mô tả cấu trúc khung của kênh DPCH đường xuống.
Hình 3.10: Cấu trúc khung vô tuyến kênh DPCH đường xuống
Thông số k xác định tổng số bit trên một khe của DPCH đường xuống. Quan hệ của nó với hệ số trải phổ như sau: SF = 512/2k. Hệ số trải phổ có thể thay đổi từ 512 đến 4.
b. Kênh vật lý chung đường xuống
Kênh hoa tiêu chung (CPICH)
Kênh CPICH có tốc độ cố định (30 Kbps, SF=256) để mang chuỗi bit/ký hiệu được định nghĩa trước. Có hai loại kênh CPICH: kênh CPICH sơ cấp và thứ cấp. Chúng khác nhau về lĩnh vực sử dụng và các hạn chế đối với các tính năng vật lý của chúng. Hình 3.11 mô tả cấu trúc khung của CPICH.
Hình 3.11: Cấu trúc khung vô tuyến kênh CPICH
Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH)
Kênh P-CCPCH là kênh vật lý đường xuống có tốc độ cố định (30 Kbps, SF=256) được sử dụng đểmang BCH. Cấu trúc khung của P-CCPCH được cho trong hình 3.12. Cấu trúc khung này khác với DPCH đường xuống ở chỗ không có lệnh TPC, TFCI và các bit hoa tiêu. P-CCPCH không được phát trong 256 chip đầu của từng khe vì trong khoảng thời gian này SCH sơ cấpvà thứ cấp được phát.
Hình 3.12: Cấu trúc khung vô tuyến kênh P-CCPCH
Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH)
S-CCPCH được sử dụng để mang thông tin FACH và PCH. Có hai kiểu S-CCPCH: kiểu có TFCI và kiểu không có TFCI. UTRAN xác định có phát TFCI hay không, nếu có các UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI. Tập các tốc độ cũng giống như đối với DPCH đường xuống. Cấu trúc khung của S- CCPCH được cho trong hình 3.13.
Hình 3.13: Cấu trúc khung vô tuyến kênh S-CCPCH
FACH và PCH có thể được sắp xếp trên cùng một hay ở các kênh S- CCPCH khác nhau. Nếu FACH và PCH được sắp xếp trên cùng một kênh S- CCPCH thì chúng có thể được sắp xếp trên cùng một khung. Sự khác biệt chính giữa S-CCPCH và P-CCPCH là P-CCPCH có tốc độ định trước còn S- CCPCH có thể hỗ trợ tốc độ thay đổi với sự trợ giúp của TFCI. Ngoài ra P- CCPCH phát liên tục trên toàn bộ ô còn S-CCPCH chỉ phát khi có số liệu và có thể phát trong một búp hướng hẹp (chỉ đúng cho S-CCPCH mang FACH).
Kênh đồng bộ (SCH)
Kênh đồng bộ SCH là trường hợp đặc biệt của kênh vật lý không thể nhìn thấy ở lớp trên, kênh này được UE sử dụng để tìm ô, SCH gồm hai kênh con:
SCH sơ cấp và thứ cấp. Các khung 10ms của SCH được chia thành 15 khe, mỗi khe dài 2560 chip. Hình 3.14 minh hoạ cấu trúc của khung vô tuyến SCH. UE phải có khả năng đồng bộ với ô trước khi biết được mã giả ngẫu nhiên đường xuống.
SCH sơ cấp gồm một mã đượcđiều chế 256 chip, mã đồng bộ sơ cấp (PSC) ký hiệu là cp. PSC như nhau cho mọi ô trong hệ thống. SCH thứ cấp gồm phát lặp 15 chuỗi các mã được điều chế có độ dài 256 chip. Các mã đồng bộ thứ cấp (SSC) được phát đồng thời với SCH sơ cấp. SSC được ký hiệu là C- i,ks trong đó i=1, …, 64 là số của nhóm mã giả ngẫu nhiên và k = 0, 1, …, 14 là số của khe. Mỗi SSC được chọn từ tập của 16 mã dài 256 chip. Chuỗi này ở SCH thứ cấp chỉ thị mã giả ngẫu nhiên đường xuống của ô thuộc nhóm mã nào.
Các mã đồng bộ sơ và thứ cấp được điều chế bởi ký hiệu a để chỉ thị sự có mặt của mã hoá STTD ở kênh P-CCPCH và được cho ở bảng sau:
Hình 3.14: Cấu trúc kênh đồng bộ Kênh vật lý dùng chung đường xuống (PDSCH)
Hình 3.15: Cấu trúc khung vô tuyến kênh PDSCH
Kênh PDSCH được sử dụng để mang kênh dùng chung đường xuống.
Kênh này được nhiều người sử dụng dùng chung trên cơ sở ghép kênh mã. Vì DSCH luôn liên kết với DCH nên PDSCH luôn liên kết với DPCH. Cấu trúc khung vô tuyến của PDSCH được cho trong hình 3.15. Có hai phương pháp báo hiệu để thông báo cho UE về việc có số liệu cần giải mã trên DSCH: hoặc bằng trường TFCI hoặcbằng báo hiệulớp cao.
Kênh chỉ thị bắt (AICH)
Kênh AICH là một kênh vật lý được sử dụng để mang các chỉ thị bắt.
Chỉ thị bắt AIs tương ứng với chữ ký s ở kênh PRACH hoặc PCPCH. Hình 3.16 minh hoạ cấu trúc của AICH. AICH gồm một chuỗi lặp của 15 khe thâm
nhập liên tiếp AS (Access Slot), mỗi khe dài 40 bit và gồm 2 phần: phần chỉ thị bắt (AI) gồm 32 ký hiệu giá trị thực a0,…,a31và một phần không sử dụng gồm 8ký hiệu giá trị thực a32,…,a39. Kênh có SF=256.
Hình 3.16 : Cấu trúc khung vô tuyến kênh AICH Các ký hiệu giá trị thực a0,…,a31 được xác định như sau:
Trong đó AIs nhận các giá trị +1, -1 và 0 là chỉ thị bắt tương ứng với chữ ký s và chuỗi bs,0,…, bs,31 được cho theo bảng.
Kênh chỉ thị tìm gọi (PICH)
Kênh PICH có tốc độ cố định (SF=256) được sử dụng để mang các chỉ thị tìm gọi (PI). PICH luôn liên kết với S-CCPCH mà ở đó kênh PCH được sắp xếp lên.Một khung PICH dài 10 ms chứa 300 bit (b0, b1,…,b299). Trong đó, 288 bit (b0, b1,…,b287) được sử dụng để mang các PI và các bit còn lại (b288, b289,….,b299) không được định nghĩa.
N chỉ thị tìm gọi {PI0, …, PIN-1} (N=18, 36, 72 hay 144) được phát ở từng khung PICH. PI được tính toán ở lớp cao hơn cho từng UE và được sắp xếp vào chỉ thi tìm gọi PIp, trong đó: p được tính từ các lớp cao hơn, số
khung hệ thống (SFN) của khung vô tuyến P-CCPCH khi xảy ra khung vô tuyếnPICH và số các chỉ thị tìm gọi trên khung (N):
p = (PI + [((18 x(SFN+[SFN/8] + [SFN/64] + [SFN/512])) mod 144)xN/144]) mod N