GPRS quy định một tập cỏc kờnh logic vụ tuyến mới. Tập kờnh điều khiển chung cho gúi (PCCCH - Packet Common Control Channel) là một tập kờnh logic được sử dụng chung cho điều khiển bỏo hiệu. PCCCH bao gồm:
- Kờnh truy cập ngẫu nhiờn gúi PRACH được MS sử dụng để yờu cầu truy cập truyền gúi đường uplink.
Chương-3: Truyền số liệu trờn mạng GSM thế hệ 2.5 G
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 47 -- Trần Qốc Kỳ
- Kờnh tỡm gọi gúi PPCH được mạng sử dụng để thụng bỏo cho MS về việc truyền gúi đường downlink.
- Kờnh cấp truy cập gúi PAGCH được mạng sử dụng để dành một kờnh gúi cho MS.
- Kờnh thụng bỏo gúi PNCH được mạng sử dụng để thụng bỏo cho một nhúm cỏc MS trước khi truyền gúi điểm - đa điểm quảng bỏ PTM-M. Tập kờnh điều khiển quảng bỏ gúi được mạng sử dụng để gửi thụng tin tới thuờ bao GPRS
Cỏc kờnh lưu lượng gúi được dành tạm thời cho MS. Kờnh lưu lượng dữ liệu gúi PDTCH được sử dụng cho việc truyền số liệu. Số liệu cú thể là cỏc bản tin điểm - điểm hoặc điểm - đa điểm hoặc cỏc bản tin quản lý lưu động. Cỏc thụng tin bỏo hiệu mức thấp tương ứng với một thuờ bao được truyền trờn kờnh PACCH. Cỏc thụng tin này bào gồm: cụng nhận số liệu, phõn bổ nguồn lực hoặc trao đổi thụng tin điều khiển cụng suất.
GPRS sử dụng cấu trỳc 52 đa khung. Trong 52 đa khung này, cỏc khung thứ 13 đều là khung trống. Cỏc khung trống được dựng để MS xỏc định mó nhận dạng trạm gốc, cập nhật timing advance và đo mức nhiễu để phục vụ mục đớch điều khiển cụng suất. Cỏc khung cũn lại được sử dụng cho cỏc kờnh logic của GPRS. Việc sử dụng lại cấu trỳc 51 khung cho PCCCH cũng được chuẩn cho phộp.
3.2.1. Lớp vật lý
Cỏc bản tin trờn giao diện vụ tuyến được truyền trờn cỏc khối vụ tuyến. Mỗi khối vụ tuyến được ghộp xen 4 cụm. Khối vụ tuyến bao gồm phần tiờu đề cho quản lý truy cập trung gian MAC, phần thụng tin chứa số liệu hoặc thụng tin bỏo hiệu và một chuỗi kiểm tra khối. Cú bốn phương phỏp mó hoỏ khỏc nhau:
CS-1 cú tốc độ 9.05 kbps/1 timeslot, tốc độ dữ liệu 8kbps/1 timeslot CS-2 cú tốc độ 13.4 kbps/1 timeslot, tốc độ dữ liệu 12kbps/1 timeslot CS-3 cú tốc độ 15.6 kbps/1 timeslot, tốc độ dữ liệu 14.4kbps/1 timeslot CS-4 cú tốc độ 21.4 kbps/1 timeslot, tốc độ dữ liệu 20kbps/1 timeslot
Việc quyết định phương phỏp mó hoỏ nào phụ thuộc vào tỡnh trạng của mạng, hay cụ thể là chất lượng của đường vụ tuyến giữa mobile và trạm thu phỏt. Nếu chất lượng đường vụ tuyến kộm, nhiễu nhiều, mức độ chắc chắn khụng cao, mạng sẽ sử dụng CS-1. Khi đú tốc độ truyền chỉ là 9.05 kbps với mỗi time slot. Nếu chất lượng đường truyền tốt, mạng sẽ sử dụng CS-3 hoạc CS-4 để đạt được tốc độ tốt nhất, khi đú tốc độ truyền cú thể đạt được 21.4 kbps cho mỗi time slot sử dụng.
Việc truyền dẫn tốc độ cao được thực hiện bằng cỏch sử dụng nhiều kờnh lưu lượng dữ liệu gúi. Bằng cỏch này, tốc độ trờn đường vụ tuyến (về lý thuyết) cú thể lờn tới 171.2 kbps khi sử dụng tất cả 8 kờnh của súng mang vụ tuyến. Trờn thực tế thường chỉ sử dụng CS-1 và CS-2 hay CS-3 cũn CS-4 chưa được sử dụng, như vậy tốc độ dữ liệu của GPRS thực tế chỉ cú thể tới 115.2 kbps. Tuy nhiờn, dung lượng của mạng cũng như khả năng sử dụng nhiều khe thời gian của MS cũng cú thể giới hạn một mức tốc độ thấp hơn.
MS phải thực hiện việc đo mức tớn hiệu của cell phục vụ và cỏc cell lõn cận. Cấu trỳc cell phõn cấp cú thể được hỗ trợ bằng cỏch thiết lập mức độ ưu tiờn riờng cho mỗi mức phõn cấp. Dựa trờn cỏc phộp đo này, MS sẽ xỏc định cell cú thứ hạng cao nhất từ lớp ưu tiờn cao nhất, với điều kiện là cường độ tớn hiệu nhỏ nhất thu được phải thoả món lớp ưu tiờn đú. Bờn cạnh đú, mạng cũng cú thể yờu cầu MS chọn một cell nào đú mà mạng yờu cầu.
Việc xỏc định giỏ trị tham số thời gian timing advance TA cũng cần thiết cho việc truyền cỏc khối vụ tuyến. Mạng sẽ ước tớnh một giỏ trị TA ban đầu từ
Chương-3: Truyền số liệu trờn mạng GSM thế hệ 2.5 G
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 49 -- Trần Qốc Kỳ
bản tin yờu cõu kờnh gúi. Giỏ trị này sẽ được sử dụng cho việc truyền dữ liệu uplink cho đến khi cần phải cập nhật lại TA. Trong quỏ trỡnh truyền dữ liệu uplink, MS sẽ phỏt cỏc cụm truy cập theo chu kỳ với cỏc nội dung quy định. Cỏc cụm truy cập sẽ được phỏt trong thời gian của khung rỗi trong đa khung. Mạng sẽ cập nhật giỏ trị TA dựa trờn cỏc cụm truy cập và chuyển giỏ trị này đến MS.
Việc tối ưu hoỏ băng tần và tiờu thụ nguồ n điện cũng được thực hiện bởi cỏc thủ tục điều khiển cụng suất. Thuật toỏn điều khiển cụng suất uplink sử dụng phương phỏp điều khiển cụng suất vũng đúng/mở kết hợp. MS nhận cỏc tham số điều khiển cụng suất từ mạng trong cỏc bản tin quảng bỏ hoặc bản tin gỏn kờnh và đo cường độ tớn hiệu từ kờnh quảng bỏ (khi khụng phỏt) hoặc cỏc kờnh dữ liệu gúi (khi phỏt). Dựa trờn cỏc tham số đo đạc này, MS xỏc định một mức cụng suất hoặc mức cụng suất tối đa mà nú cú thể phỏt. Thuật toỏn điều khiển cụng suất uplink được cho bởi cụng thức:
Pch = min ( CH - C, PMax) Với:
CH: Tham số điều khiển cụng suất theo kờnh và MS, được gửi tới MS trong bất cứ bản tin gỏn nguồn lực nào. Giỏ trị CH mới cú thể được gửi tới MS tại bất cứ thời điểm nào trong quỏ trỡnh truyền gúi.
[0,1]: là tham số hệ thống cú giỏ trị ngầm định được truyền quảng bỏ trờn kờnh PBCCH. Cỏc giỏ trị cụ thể của MS hoặc của kờnh sẽ được gửi tới MS cựng với CH.
C: là mức tớn hiệu MS thu được.
PMax: là mức cụng suất tối đa được phỏt trong cell.
Cụng suất phỏt của downlink được điều khiển bởi BSS và vỡ vậy cú thể sử dụng một thuật toỏn riờng cho mỗi nhà khai thỏc. MS cũng sẽ đo mức tớn hiệu nhiễu để thụng bỏo cho BSS. Trong khi truyền dữ liệu, thụng tin đo đạc được phỏt vào khung trống của cấu trỳc đa khung. Khi khụng truyền dữ liệu, việc đo đạc được thực hiện ở kờnh nào mà mạng quy định.