CHƯƠNG II MÔ HÌNH LỚP VẬT LÝ CDMA2000- KÊNH XUỐNG
2.5. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐƯỜNG XUỐNG
2.5.1. Truyền dẫn đơn và đa sóng mang
Đường xuống hỗ trợ tốc độ chip Nx1,2288Mchip/s (trong đó N=1,3,6,12). đối với N=1, trải phổ giống như IS-95B, tuy nhiên điều chế QPSK và điều khiển công suất vòng kín nhanh được sử dụng. Đối với N>1, có hai tuỳ chọn: Đa sóng mang (MC) và trải phổ trực tiếp DS. Phương pháp đa sóng mang đưa các ký hiệu điều chế vào N song mang 1,25 MHz (N=3,6,9,12). Mỗi sóng mang được trải phổ bởi tốc độ 1,2288 Mchip/s. Phương pháp trải phổ trực tiếp N>1 phát các ký hiệu điều chế trên một song mang duy nhất được trải phổ bằng tốc độ chip Nx1,2288 Mchip/s (N=3,6,9,12).
2.5.2. Phân tập phát
Phân tập phát cho phép giảm tỷ số Eb/It yêu cầu (hay công suất phát yêu cầu trên mỗi kênh) do đó tăng dung luợng hệ thống. Có thể thực hiện phân tập phát theo hai cách sau:
Phân tập phát đa sóng mang (Multicarrier Tramsmit Diversity). Phân tập phát được thực hiện trên đường xuống nhiều sóng mang, trong đó một tập con các sóng mang được phát trên một anten. Các đặc điểm chính của phương pháp phân tập đa song mang là:
Các ký hiệu thông tin sau mã hoá được phân chia trên nhiều sóng mang 1,25MHz.
• Phân tập tần số tương ứng với trải phổ trên toàn bộ độ rộng băng tần.
• Cả phân tập thời gian và phân tập tần số đều sử dụng bộ mã xoắn/bộ lặp ký hiệu và đan xen.
• Máy thu RAKE thu năng lượng từ tất cả các băng tần.
• Có thể ấn định chung một mã Walsh cho kênh đường xuống ở tất cả sóng mang.
• Điều khiển công suất nhanh.
f1 f2 f3
f1 f2 f3 a)Hai anten
C B
b)Ba anten
A
B A
Hình 28. Phân tập phát đa song mang
Trong máy phát đa song mang 3*1,25MHz, các ký hiệu thông tin nối tiếp sau mã hoá được chia thành ba luồng song song, mỗi luồng được trải phổ bằng một mã Walsh và chuỗi PN dài tốc độ 1,2288Mchip/s. Có ba sóng mang A,B và C được tạo ra trên đầu ra của máy phát.
Sau khi xử lý các ký hiệu đã mã hoá nối tiếp bằng các sóng mang song song, đa sóng mang được đa anten phát, phân tập kiểu này được gọi là phân tập phát đa sóng mang (MCTD:Multicarrier Tramsnit Diversity). Trong MCTD các song mang được chia thành các tập con, sau đó mỗi tập con sóng mang được phát trên một anten trong đó lọc tần số đảm bảo tính trực giao gần như hoàn hảo giữa các anten. Quá trình này đảm bảo cải thiện tính phân tập tần số và do đó cũng tăng dung lượng đường xuống.
Phân tập phát trải phổ trực tiếp: Phân tập phát trực giao (OTD) được sử dụng để có được phân tập phát trải phổ trực tiếp (N = 1). Các bit được mã hoá được tách ra làm hai luồng số liệu và được phát qua các anten riêng. Mỗi anten sử dụng một mã trực giao khác nhau để trải phổ. Điều này sẽ đảm bảo tính trực giao giữa hai luồng số liệu ra và vì vậy nhiễu nội được loại khỏi Phading phẳng. Cần lưu ý rằng nhờ việc phân các bit đã mã hoá thành hai luồng số liệu riêng nên số lượng các mã trải phổ trên mỗi người sử dụng cũng giống như trường hợp không sử dụng OTD. Kênh hoa tiêu phụ được sử dụng cho anten bổ xung.
2.5.3. Điều chế trực giao
Để giảm hoặc loại bỏ nhiễu giao thoa trong cùng ô, mỗi kênh vật lý đường xuống được điều chế bằng một mã Walsh. Có thể sử dụng điều chế BPSK hoặc QPSK trước trải phổ. Để tăng thêm số mã Walsh sử dụng, điều chế QPSK được sử dụng trước khi trải phổ.Cứ hai bít hông tin được sắp xếp vào một ký hiệu QPSK. Vì thế số mã Walsh có thể tăng lên gấp đôi so với BPSK (trải phổ trước). Độ dài mã Walsh thay đổi để đạt được các tốc độ bit thông tin khác nhau. Đường xuống có thể bị giới hạn bởi nhiễu giao thoa hay mã Walsh phụ thuộc vào triển khai đặc thù hoặc vào môi trường khai thác. Khi xảy ra giới hạn mã Walsh có thể tạo them mã bổ sung bằng cách nhân các mã Walsh vói các hàm mặt chắn. Các mã được tạo ra như vậy là các hàm tựa trực giao.
2.5.4. Điều khiển công suất.
Chức năng điều khiển công suất đường xuống ở 3G tương tự như điều khiển công suất đường lên ở IS-95. Thuật toán gồm hai vòng hoạt động hiệu quả ở tốc độ 800Hz. Sự tăng cường này là cần thiết để tăng dung lượng người sử dụng ở đường xuống. Điều khiển công suất ở 3G cơ bản khác so với IS-95. Mục tiêu chính của nó là tăng dung lượng cuộc gọi thoại ở đường xuống bằng sự cải tiến sau:
• Điều khiển công suất đường xuống tốc độ cao.
• Điều khiển công suất vòng kín với đáp ứng thời gian nhanh.
• Các bước điều khiển công suất thay đổi và được điều khiển bởi BS.
Thuật toán điều khiển công suất đường xuống nhanh mới (FFPC:Fast Forward Power Control) cho đường xuống và điều khiển công suất cho F-FCH và F-SCH được sử dụng trong hệ thống cdma 2000. Các tiêu chuẩn quy định điều khiển công suất vòng kín nhanh ở 800 Hz.hai sơ đồ điều khiển công suất được đề xuất cho F-FCH và F-SCH..
• Điều khiển công suất công đơn: Dựa trên hoạt động của kênh nào tốc độ cao hơn giữa F-FCH và F-SCH. Độ khuyếch đại thiết lập cho kênh tốc độ thấp hơn được xác định dựa trên sự tương quan của nó với kênh tốc độ cao hơn.
• Điều khiển độc lập: Trong trường hợp này, độ khuyếch đại cho F-FCH và F-SCH được xác định riêng. MS thực hiện hai thuật toán vòng ngoài riêng ( với Eb/Nt yêu cầu khác nhau) và gửi hai bit lỗi đường xuống tới BS.
2.5.5. Điều chế và trải phổ
Có thể triển khai hệ thống N=1 ở phổ băng tầng mới hay như một hệ thống nâng cấp tương thích thế hệ cũ ở mọi băng tần (cùng kênh vô tuyến ) mà IS-95B được triển khai.Các kênh cdma 2000 mới có thể cùng tồn tại theo cách trực giao với các kênh của hệ thống IS-95B hiện có. Trải phổ N=1 được cho, trước hết số liệu của người sử dụng được ngẫu nhiên hoá bởi mã PN dài, sau đó được sắp xếp vào kênh I và Q, được khuyếch đại, được chích bỏ cho bit điều khiển công suất và được trải phổ Walsh. Các bit điều khiển công suất có thể được ghép hay không được ghép vào đường xuống phụ vào đặc thù của việc sắp xếp kênh logic lên kênh vât lý.Sau đó tín hịêu được trải phổ PN phức rồi được lọc băng thông và cuối cùng đưa lên điều chế sóng mang..
2.5.6. Các đặc tính quan trọng của đường xuống Các đặc tính quan trọng của đường xuống là:
-Các kênh trực giao và sử dụng các mả Walsh. Các mã có độ dài khác nhau được sử dụng để đạt được tốc độ chip như nhau cho các tốc độ bit khác nhau.
-Điều chế QPSK được sử dụng trước trải phổ để tăng số mã Walsh sử dụng.
-Hiệu chỉnh lỗi trước được sử dụng.
*Sử dụng các mã xoắn (k=9) cho sớ liệu và thoại
*Sử dụng các mã Turbo (k=4) cho các tốc độ bit cao ở các SCH.
-Hỗ trợ phân kênh đường xuống không trực giao.
*được sử dụng khi hết không gian trực giao.
*Tạo các hàm tựa trực giao để chắn các hàm mã Walsh đã có.
-Đường xuống đồng bộ.
-Phân tập phát đường xuống.
-Điều khiển công suất nhanh 800 lần 1 giây.
-Tập kênh bổ sung tích cực, tập con của tập kênh cơ bản tích cực. Tốc độ số liệu cực đại cho RC3 và RC5 đối với kênh bổ sung là 153,6 kbit/s.RC3 và RC6 chỉ được sử dụng cho thoại với tốc độ kênh cơ bản lên đến 14,4 kbit/s, trong đó RC kí hiệu cho cấu hình vô tuyến.
-Độ dài kênh.
*Các khung 20 ms được sử dụng cho báo hiệu và thông tin người sử dụng.
*Các khung 5 ms được sử dụng cho thông tin điều khiển.