Chương 4 Mô phỏng kênh điều khiển vật lý đường xuống LTE 4.1 Tài nguyên vật lý đường xuống
4.3.Xử lý kênh truyền tải đường xuống
Như được thảo luận trong chương 3, lớp vật lý giao tiếp với các lớp cao hơn, mà cụ thể hơn là đến lớp MAC bằng các kênh truyền tải (Transport Channels). LTE đã kế thừa nguyên lý cơ bản của WCDMA/HSPA, đó là dữ liệu được chuyển đến lớp vật lý trong dạng khối truyền tải (Transport Blocks) với một kích thước nào đó. Nếu xét chi tiết hơn về cấu trúc khối truyền tải, LTE đã lựa chọn phương pháp tương tự với phương pháp được lựa chọn cho HSPA:
• Trong trường hợp truyền dẫn anten đơn, chỉ có thể có tối đa một khối truyền tải đơn kích thước động cho mỗi TTI.
• Trong trường hợp truyền dẫn nhiều anten, có thể lên đến 2 khối truyền tải kích thước động cho mỗi TTI, ở đó mỗi khối truyền tải tương ứng với một từ mã (codeword) trong trường hợp ghép kênh không gian đường xuống. Điều này ngụ ý rằng, mặc dù LTE hỗ trợ ghép kênh không gian đường xuống lên tới bốn anten phát, nhưng số từ mã vẫn bị giới hạn ở 2. Truyền dẫn đa anten đường xuống được cung cấp chi tiết hơn trong phần 4.2.5. Với cấu trúc khối truyền tải này, việc xử lý kênh truyền tải đường xuống LTE, mà cụ thể là xử lý DL-SCH (quá trình xử lý của các kênh truyền tải đường xuống khác cũng tương tự mặc dù có thêm vào một số ràng buộc), có thể được phác họa theo hình 4.9 với hai chuỗi xử lý riêng biệt chính, mỗi chuỗi tương ứng với quá trình xử lý của một khối truyền tải đơn. Chuỗi xử lý thứ 2 tương ứng với khối truyền tải thứ 2, do vậy chỉ xuất hiện ở ghép kênh không gian đường xuống. Nói chung, trong trường hợp này, hai khối truyền tải có kích thước khác nhau được kết hợp như một phần của việc ánh xạ anten (Antenna Mapping) trong phần thấp hơn của hình 4.6.
Hình 4.6:Cấu trúc tín hiệu tham khảo trong trường hợp truyền dẫn nhiều anten đường xuống: (a) hai anten phát và (b) bốn anten phát.
Hình 4.7: Xử lý kênh truyền tải đường xuống. Phần được gạch gạch chỉ có mặt trong trường hợp ghép kênh không gian đường xuống, đó là khi hai khối truyền tải
được phát song song trong một TTI.
Hình 4.8:Chèn CRC đường xuống, tính toán và gắn một CRC vào mỗi khối truyền tải.
Hình 4.9: Khối mã hóa Turbo LTE
4.3.1. Chèn CRC
Trong bước đầu tiên của quá trình xử lý kênh truyền tải, một CRC được tính toán và gắn vào mỗi khối truyền tải (Hình 4.10). CRC cho phép phía thu phát hiện ra các lỗi còn lại trong khối truyền tải được giải mã. Chỉ thị lỗi tương ứng sau đó có thể được sử dụng bởi giao thức hybrid-ARQ đường xuống.
4.3.2. Mã hóa kênh
Những bản phát hành đầu tiên của chuẩn truy cập vô tuyến WCDMA (trước HSPA) cho phép cả mã hóa xoắn (convolutional coding) và mã hóa Turbo được ứng dụng cho các kênh truyền tải. Với HSPA, mã hóa kênh được đơn giản hóa theo hướng đó là: chỉ có mã hóa Turbo được ứng dụng cho các kênh truyền tải liên quan đến HSPA (HS-DSCH cho đường xuống và E-DCH cho đường lên). Điều tương tự cũng đúng với kênh chia sẻ đường xuống LTE, tức là chỉ có mã hóa Turbo có thể được áp dụng trong trường hợp truyền dẫn DL-SCH.
Cấu trúc tổng thể của mã hóa Turbo LTE được minh họa trong hình 4.9. Mã hóa Turbo sử dụng lại hai tốc độ WCDMA/HSPA 1/2, các bộ mã hóa tám trạng thái thành phần, nghĩa là tốc độ mã hóa tổng cộng là R=1/3. Tuy nhiên, bộ xen rẽ (interleaver)
bên trong bộ mã hóa Turbo WCDMA/HSPA, đối với LTE, đã được thay thế bởi việc xen rẽ dựa trên QPP (QPP: Quadrature Permutation Polynomial - đa thức hoán vị cầu phương). Tương phản với bộ xen rẽ WCDMA/HSPA hiện tại, bộ xen rẽ dựa trên QPP sẽ hạn chế tối đa sự tranh chấp (contention), nghĩa là việc giải mã có thể được song song hóa một cách dễ dàng mà không tạo ra nguy cơ cho việc đụng độ khi truy cập vào bộ nhớ của bộ xen rẽ. Đối với các tốc độ dữ liệu rất cao được hỗ trợ bởi LTE, việc sử dụng kỹ thuật xen rẽ dựa trên QPP về thực chất có thể làm giảm được độ phức tạp của bộ mã hóa/giải mã Turbo.