01 N-2 N-1 Ng0g1gN-2gN-1 gN
4.4 cỏc kờnh của CDMA
4.4.1.Cỏc qui ước ký hiệu kờnh
Ký hiệu kờnh logic bao gồm ba hoặc bốn chữ thường viết tắt,tiếp sau là “ch”(kờnh), một gạch ngang được sử dụng sau chữ cỏi đầu.Chữ cỏi thứ tư dựng cho cỏc kờnh dựng chung.Bảng 4.8 dưới đõy cho thấy qui ước ký hiệu kờnh logic.(Thớ dụ: Ký hiệu kờnh lưu lượng riờng đường xuống là f-dtch)
Hỡnh 4.8 Quy ước đặt tờn kờnh logic
Một kờnh vật lý được biểu thị bằng chữ cỏi hoa viết tắt (hỡnh 4.9). Chữ cỏi đầu tiờn trong tờn kờnh chỉ thị hướng của kờnh
Ký hiệu kờnh Kờnh vật lý
F/R-FCH Kờnh cơ bản đường lờn/xuống
Forward/Reverse Fundanmetal Channel F/R-SCCH Kờnh mó bổ sung đường lờn/xuống
Forward/Reverse Supplemental Code Channel F/R-SCH Kờnh bổ sung đường lờn/xuống
Forward/Reverse Supplemental Channel F/R-DCCH Kờnh dành riờng đường lờn/xuống
Forward/Reverse Dedicated Control Channel F-PCH Kờnh nhắn tin đường xuống
Forward Paging Channel R-ACH Kờnh truy nhập đường lờn
Reverse Access Channel
R-EACH Kờnh truy nhập tăng cường đường lờn Reverse – Enhanced Access Channel F/R-CCCH Kờnh điều khiển chung đường lờn/xuống
Forward/Reverse Common Control Channel F-DAPICH Kờnh hoa tiờu phụ dành riờng đường xuống
Forward Dedicated Auxiliary Pilot Channel F-APICH Kờnh hoa tiờu phụ đường xuống
Forward Auxiliary Pilot Channel F/R-PICH Kờnh hoa tiờu đường lờn/xuống
Forward/Reverse Pilot Channel F-SYNC Kờnh đồng bộ đường xuống
Forward Syschnchronous Channel
F-TDPICH Kờnh hoa tiờu phõn tập phỏt đường xuống Forward Transmit Diversity Pilot Channel F-ATDPICH Kờnh hoa tiờu phõn tập phỏt phụ đường xuống
Ký tự đầu tiờn Ký tự thứ hai Ký tự thứ ba f=đường xuống
(Forward)
r = đường lờn (Reverse)
d = riờng (Dedicated) c = chung (Common)
t = lưu lượng (Traffic) m= điều khiển truy nhập phương tiện(MAC) s = bỏo hiệu (Signalling)
Forward Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel F-BCCH Kờnh quảng bỏ đường xuống
Forward Broadcast Control Channel F-QPCH Kờnh nhắn tin nhanh đường xuống
Forward Quick Paging Channel
F-CPCCH Kờnh điều khiển cụng suất chung đường xuống Forward Common Power Control Channel F-CACH Kờnh ấn định chung đường xuống
Forward Common Assignment Channel
Hỡnh 4.9 Quy ước đặt tờn kờnh vật lý
4.4.2 Cỏc kờnh logic được PLICF sử dụng • Kờnh lưu riờng lượng (f/r-dtch)
dtch là kờnh logic đường lờn hoặc đường xuống được sử dụng để mang số liệu của người sử dụng. Đõy là kờnh logic điểm-đến-đa điểm và được ấn định để sử dụng trong suốt thời gian của trạng thỏi tớch cực của dịch vụ số liệu.Nú mang số liệu riờng cho một trường hợp PLICF.
• Kờnh lưu lượng chung(f/r-ctch)
ctch là một kờnh logic đường lờn hoặc đừơng xuống được sử dụng để mang cỏc cụm số liệu ngắn liờn quan đến dịch vụ số liệu ở tiểu trạng thỏi cụm/ngủ của trạng thỏi nghỉ.Kờnh này được ấn định trong thời gian hiệu lực của cụm ngắn. Nú chia sẻ truy cập giữa nhiều mỏy di động hoặc nhiều trường hợp PLICF
• Kờnh điều khiển truy nhập phương tiện riờng (f/r-dmtch _control)
dmtch_control là kờnh logic đường lờn hoặc uống được sử dụng để mang cỏc bản tin MAC. Kờnh này là kờnh điểm -tới -điểm và được ấn định ở trạng thỏi tớch cực và trạng thỏi giữ điều khiển của dịch vụ số liệu.Nú mang thụng tin điều khiển riờng cho một trường hợp PLICF
• Kờnh Mac chung đường lờn (r-cmch_control)
r-cmch_control là kờnh logic đường lờn được MS sử dụng khi dịch vụ số liệu ở tiểu trạng thỏi nghỉ/rỗi của trạng thỏi nghỉ hoặc trạng thỏi treo .Kờnh logic này được sử dụng để mang cỏc bản tin MAC. Được chia sẻ cho một nhúm di động với ý nghĩa là truy nhập đến kờnh này được thực hiện trờn cơ sở tranh chấp.
Kờnh ấn định chung Kờnh tỡm gọi nhanh
0-1 kờnh diều khiển dành riờng 0-2 kờnh bổ xung (cỏc cấu hỡnh vụ tuyến 3-9) Kờnh CDMA đường xuống đối với tốc độ trải phổ 1 và 3 (SR1 và SR3)
Kờnh điều khiển cụng suất chungKờnh hoa tiờuKờnh điều khiển chungKờnh đồng bộKờnh lưu lượngKờnh quảng bỏKờnh tỡm gọi
0-1 kờnh cơ bản Kờnh điều khiển cụng suất0-7 kờnh mó bổ sung (Cỏc cấu hỡnh vụ tuyến 1 –2) Kờnh hoa tiờu phõn tập phỏtKờnh hoa tiờu phụKờnh hoa tiờu phõn tập phỏt phụ
SR: Spreading Rate= Tốc độ trải phổ
Hỡnh 4.10. Cỏc kờnh CDMA đường xuống
Kờnh hoa tiờu DX
f-cmch_control là kờnh logic đường xuống được sử dụng bởi BS ở dịch vụ số liệu trong tiểu trạng thỏi nghỉ/rỗi của trạng thỏi nghỉ hoặc trạng thỏi treo.Kờnh logic này được sử dụng để mang cỏc bản tin MAC, đõy là kờnh điểm-đa điểm.
• Kờnh bỏo hiệu riờng (dsch)
dsch mang số liệu bỏo hiệu lớp cao riờng cho một trường hợp PLICF • Kờnh bỏo hiệu chung (csch)
csch mang số liệu bỏo hiệu lớp cao chia xẻ truy nhập giữa nhiều mỏy di động hoặc nhiều trường hợp PLICF.
4.4.3 Cỏc kờnh vật lý liờn kết đường xuống
Kờnh CDMA 2000 đường xuống bao gồm nhiều kờnh vật lý. Cấu trỳc kờnh CDMA 2000 đường xuống được minh hoạ trong hỡnh trang sau:
Cỏc kờnh đường xuống m ang thụng tin giữa BS và MS đặc thự.; cỏc kờnh chung mang thụng tin từ BS tới một tập MS theo cỏch từ điểm tới đa điểm. Hỡnh 4.11 liệt kờ cỏc kờnh này: Kờnh vật lý Ký hiệu kờnh Cỏc kờnh vật lý chung
Kờnh hoa tiờu đường xuống F-PICH
Kờnh tỡm gọi đường xuống F-PCH
Kờnh đồng bộ đường xuống F-SYNC
Kờnh điều khiển chung đường xuống F-CCCH Kờnh tỡm gọi nhanh đường xuống F-QPCH
đường xuống( cỏc
kờnh mào đầu và điều
khiển)
Kờnh hoa tiờu phõn tập phỏt đường xuống F-TDPICH Kờh hoa tiờu phõn tập phỏt phụ đường xuống F-ATDPICH Kờnh điều khiển cụng suất chung đường xuống F-CPCCH Kờnh ấn định chung đường xuống F-CACH
Kờnh quảng bỏ đường xuống F-BCH
Cỏc kờnh vật lý dành
riờng đường xuống
Kờnh hoa tiờu phụ dành riờng đường xuống F-DAPICH Kờnh điều khiển dành riờng đường xuống F-DCCH Cỏc kờnh lưu lượng đường xuống:
Cơ bản Bổ sung Mó bổ sung F-FCH F-SCH F-SCCH Hỡnh 4.11 Cỏc kờnh đường xuống
Lớp vật lý CDMA 2000 cú sỏu loại kờnh riờng đường xuống: • F-FCH: kờnh cơ bản đường xuống.
• F-DCCH: kờnh điều khiển dành riờng đường xuống. • F-SCH: kờnh bổ sung đường xuống.
• F-SCCH: kờnh mó bổ sung đường xuống.
• F-CPCCH: kờnh điều khiển cụng suất chung đường xuống. • F-DAPICH: kờnh hoa tiờu phụ dành riờng đường xuống.
Kờnh lưu lượng đườn xuống (F-TCH) cung cấp đặc tớnh lớp vật lý khỏc nhau( tốc độ trải phổ, điều chế kờnh, tốc độ mó hoỏ, độ dài hàm Walsh và tập hợp cỏc tốc độ phỏt). Cỏc đặc tớnh này được biểu thị bởi tham số gọi là cấu hỡnh vụ tuyến(RC). Tham số này nhận dạng duy nhất cỏc đặc tớnh lớp vật lý F-TCH. Bảng sau chỉ ra cấu hỡnh vụ tuyến đường xuống và tốc độ phỏt tương ứng trờn kờnh F-TCH. Loại kờnh Tốc độ số liệu(kbps),FEC ,RC SR1 SR3 Kờnh đồng bộ F- SYNH 1.2; mó chập,r=1/2 1.2; mó chập,r=1/3 Kờnh nhắn tin F-PCH 9.6 hoặc 4.8 mó chập, r=1/2 Kờnh quảng bỏ F- BCH 19.2 (ke 40ms) 9.6 (khe 80ms) hoặc 4.8 19.2 (ke 40ms) 9.6 (khe 80ms) hoặc 4.8
(khe 160 ms) mó chập,r=1/2 (khe 160 ms) mó chập,r=1/3 Kờnh nhắn tin nhanh Q-PCH 4.8 hoặc 2.4 4.8 hoặc 2.4(MC) Kờnh điều khiển cụng suất chung F-CPCCH 9.6 14.4 Kờnh ấn định chung F-CACH 38.4(khung 5-10 hoặc 20ms) 19.2(khung 10 hoặc 20m s) mó chập, r=1/4 hoặc 1/2 38.4(khung 5-10 hoặc 20ms) 19.2(khung 20 ms) mó chập, r=1/3 Kờnh điều khiển dành
riờng đường xuống F- DCCH 9.6 (RC3 hoặc RC4) 14.4 (khung 20ms) hoặc 9.6(khung 5 ms) (RC5); mó chập r=1/4(RC3 hoặc RC5) r=1/2 (RC4) 9.6 (RC6 hoặc RC7) 14.4 (khung 20ms) hoặc 9.6(khung 5 ms) (RC8 hoặc RC9); mó chập r=1/6(RC6) r=1/3(RC7) r=1/4(RC8,20ms) r=1/3(RC8,5ms) r=1/2(RC9,20ms) r=1/3(RC9,5ms)
Hinh 4.12 Cỏc loại kờnhđường xuống ứng với tốc độ trải phổ SR1 và SR3
RC1 và RC2 cung cấp khả năng tương thớch 3G 1x với 2G cho nờn một ụ phục vụ cho mỏy di động 3G 1x cũng cú thể phục vụ cho mỏy di động 2G. RC3, RC4 và RC5 hỗ trợ cho cụng nghệ 2G. RC3 cú bộ giải mó mạnh hơn RC4 và yờu cầu Eb/Nt thấp hơn nờn tăng dung lượng thoại đường xuống. Tuy nhiờn,RC4 cung cấp gấp đụi số lượng mó Walsh so với RC3. Với ứng dụng thoại, RC3 và RC4 cung cấp cụng nghệ 3G cho bộ mó hoỏ tiếng 8 kbps và RC5 hỗ trợ bộ mó hoỏ tiếng 13kbps. Cỏc loại kờnh trờn liờn kết đường xuống SR1 và SR3 được cho bởi bảng sau:
Loại kờnh Số kờnh tối đa
SR1 SR3
Kờnh hoa tiờu chung đường xuống F-PICH 1 1
Kờnh hoa tiờu phõn tập phỏt phụ đường xuống F- ATDPICH
- -
Kờnh hoa tiờu phụ đường xuống F-APICH - -
Kờnh đồng bộ đường xuống F-SYNCH 1 1
Kờnh nhắn tin đường xuống F-PCH 7 0
Kờnh quảng bỏ đường xuống F-BCH - -
Kờnh nhắn tin nhanh đường xuống F-QPCH 3 3
Kờnh điều khiển cụng suất cung đường xuống F-CPCCH 7 7
Kờnh ấn định chung đường xuống F-CACH 7 7
Kờnh điều khiển chung đường xuống F-CCCH 7 7 Kờnh điều khiển dành riờng đường xuống F-DCCH 1* 1*
Kờnh cơ bản đường xuống F-FCH 1* 1*
Kờnh mó bổ sung đường xuống F-SCCH (chỉ cú RC1 và RC2)
7* 0
Kờnh bổ sung đường xuống F-SCH (chỉ cú RC3 và RC5)
2* 2*
(* ứng với mỗi kờnh đường xuống)
Hỡnh 4.13 Cỏc loại kờnh đường xuống ứng với tốc độ trải phổ SR1 và SR3
4.4.4 Cỏc đặc điểm đường xuống:
Đường xuống cú tốc độ chip N*1.2288 Mcps trong đú N=1,3,6,9,12).N=1 thỡ trải phổ tương tự IS-95B sử dụng điều chế QPSK và điều khiển cụng suất vũng kớn nhanh. Với N>1 thỡ sử dụng tựy chọn đa súng mang.Phương phỏp đa súng mang 1.25MHz riờng (N=3,6,9,12). Mỗi súng mang được trải phổ ở tốc độ 1.2288Mcps.
4.4.4.1 phõn tập phỏt
Sử dụng phõn tập phỏt cú thể làm giảm Eb/Nt yờu cầu(hoặc giảm cụng suất phỏt trờn mỗi kờnh) do đú tăng dung lượng của hệ thống. Phõn tập phỏt co thể thuẹc hiện theo những cỏch sau:
a. Phõn tập phỏt súng mang:
cú thể được thực hiện ở đường xuống đa súng mang mà khụng cú va chạm tại đầu cuối thuờ bao, trong một tập con cỏc súng mang được phỏt trờn một an ten. Đặc điểm chớnh của phương phỏp đa súng mang là:
• Cỏc ký hiệu thụng tin đó mó hoỏ được phõn ra trờn nhiều súng mang 1,25 MHz.
• Phõn tập tần số tương ứng với trải phổ tớn hiệu trờn toàn bộ băng tần
• Cả phõn tập thời gian và tần số đều sử dụng bộ mó xoắn/ bộ lặp và đan xen.
• Mỏy thu RAKE thu năng lượng tớn hiệu trờn tất cả cỏc băng tần. • Điều khiển cụng suất nhanh.
ở mỏy phỏt đa súng mang 3*1.25MHz, chuỗi cỏc ký hiệu mó hoỏ với súng mang song song, mỗi luồng được trải phổ bằng một mó Walsh và một chuỗi mó giả ngẫu nhiờn(PN) dài ở tốc độ 1,2288 Mcps. Tại đầu ra của mỏy phỏt cú 3 súng mang A, B, C (hỡnh 4.14).
Sau khi xử lý chuỗi cỏc ký hiệu đó mó hoỏ với cỏc súng mang song song, cỏc súng mang sẽ được phỏt bởi nhiều anten nờn gọi là phõn tập phỏt đa súng mang(MCTD). Trong MCTD, toàn bộ súng mang được phõn thành cỏc tập con, mỗi tập con súng mang được phỏt trờn một anten, trong đú lọc tần số cung cấp tớnh trực giao gần như hoàn hảo giữa cỏc anten. Điều này làm cải thiện phõn tập tần số và do đú cũng tăng dung lượng đường xuống.
b. Phõn tập phỏt trải phổ trực tiếp:
phõn tập phỏt trực giao(OTD) được sử dụng để cú thể được phõn tập phỏt trải phổ trực tiếp( N=1). Cỏc bit đó được mó hoỏ được tỏch ra thành hai luồng số liệu và phỏt qua anten riờng. Mỗi anten sử dụng một mó trực giao khỏc nhau để trải phổ. Điều này sẽ đảm bảo tớnh trực giao giữa 2 luồng số liệu ra và vỡ vậy nhiễu nội được loại khỏi fading phẳng.
Cấu hình 3 anten Cấu hình 2 anten C B A B A f3 f2 f1 f2 f1
Hỡnh 4.14 Mỏy phỏt đa súng mang 3x 1.25 MHz
4.4.4.2: Điều chế trực giao
Để giảm hoặc loại bỏ nhiễu nội ụ mỗi kờnh vật lý đường xuống được điều chế bởi mó Walsh. Để tăng số lượng mó Walsh cú thể sử dụng thỡ thường điều chế QPSK trước khi trải phổ. Cứ hai bit thụng tin được sắp xếp vào một ký hiệu QPSK. Do đú số lượng mó Walsh tăng gấp đụi so với ding BPSK(trước trải phổ). Độ dài mó Walsh thay đổi để đạt được cỏc tốc độ bit thụng tin khỏc nhau. Đường xuống cú thể bị giới hạn do nhiễu giao thoa hoặc giới hạn do mó Walsh tuỳ thuộc vào mụi trường khai thỏc và triển khai đặc thự. Khi xuất hiện giới hạn mó Walsh, cú thể tạo thờm mó bằng cỏch nhõn mó Walsh với hàm mặt nạ.
Cỏc mó được tạo ra theo cỏch này gọi là cỏc hàm gần trực giao( khụng hoàn toàn trực giao).
4.4.4.3: Điều khiển cụng suất đường xuống.
Điều khiển cụng suất đường xuống ở CDMA 2000 cơ bản là khỏc so với IS-95. Mục tiờu chớnh của nú là để tăng dung lượng cuộc gọi ở đường xuống bằng sự cải tiến sau:
• Điều khiển cụng suất đường xuống tốc độ cao.
• Điều khiển cụng suất vũng kớn với đỏp ứng thời gian nhanh • Cỏc bước điều khiển cụng suất thay đổi và được điều khiển bởi
BS.
Thuật toỏn điều khiển cụng suất nhanh đường xuống mơi(FFPC) ở đường xuống và điều khiển cụng suất cho cỏc kờnh F-FCH, F-SCH được sử dụng trong CDMA 2000. Cỏc tiờu chuẩn chỉ rừ điều khiển cụng suất nhanh vũng kớn hoạt động ở 800 Hz. Hai sơ đồ điều khiển cụng suất cho F-FCH và F-SCH được đề xuất:
• Điều khiển cụng suõt kờnh đơn: Cỏch này dựa trờn hoạt động của kờnh nào tốc độ cao hơn giữa F-FCH và F-SCH. Độ khuếch đại thiết lập cho kờnh tốc độ thấp hơn được xỏc định dựa trờn sự tương quan của nú vúi kờnh tốc độ cao hơn.
• Điều khiển cụng suất độc lập: trong trường hợp này, độ khuếch đại cho F-FCH và F-SCH được xỏc định riờng. MS thực hiện hai thuật toỏn vũng ngoài riờng và gửi hai lỗi bit đường xuống tới BS.
4.4.5 Cỏc kờnh vật lý đường lờn
Cỏc kờnh vật lý đường lờn bao gồm cỏc kờnh riờng để mang thụng tin từ MS đến BS và cỏc kờnh chung để mang thụng tin từ nhiều MS đến BS. Cấu trỳc của cỏc kờnh đường lờn CDMA 2000 được cho như hỡnh
K ê n h th â m n h ậ p K ê n h l ul ợ n g đ ờ n g lê n (R C 1 h a y 2 ) K h a i th á c kê n h th â m n h ậ p tă n g c ờ n g K h a i th á c kê n h đ iề u kh iể n ch u n g đ ờ n g lê n K h a i th á c kê n h l u l ợ n g đ ờ n g lê n (R C 3 đ ế n 5 ) (Kênh 1,25MHz hay 3,69 MHz đ ợc BS thu)
K ê n h c ơ b ả n đ ờ n g l ê n K ê n h m ã b ổ x u n g đ ờ n g l ê n t ừ 0 đ ế n 7 K ê n h h o a ti ê u đ ờ n g l ê n K ê n h th â m n h ậ p tă n g c ờ n g K ê n h h o a ti ê u đ ờ n g l ê n K ê n h đ iề u k h iể n
c h u n g đ ờ n g lê n đ ờ n g l ê n 0 h o ặ c 1K ê n h đ iề u k h iể n K ê n h h o a ti ê u đ ờ n g l ê n K ê n h c ơ b ả n đ ờ n g lê n 0 h o ặ c 1 C á c k ê n h b ổ x u n g đ ờ n g l ê n 0 đ ế n 2 K ê n h c o n đ i ề u k h iể n cô n g su ấ t H ìn h 4 .1 5 . C á c k ê n h C D M A đ ờ n g lê n
Kênh CDMA đ ờng lên
R C ( R a d io C o n f r g u r a ti o n ) = C ấ u h ì n h v ô tu y ế n
Cỏc kờnh vật lý đuờng lờn bao gồm cỏc kờnh riờng để mang thụng tin từ một MS đến BS và cỏc kờnh chung để mang thụng tin từ nhiều MS đến BS. Cú 6 cấu hỡnh vụ tuyến (RC) cho cỏc kờnh lưu lượng đường lờn. Một MS thường hoạt động trong cấu hỡnh RC1,RC3 hoặc RC5. Nú cú thể hoạt động trong cỏc cấu hỡnh RC2, RC4 hoặc RC6. MS hoạt động trong cấu hỡnh RC2 hỗ trợ RC1. MS hoạt động trong cấu hỡnh RC4 hỗ trợ RC3. MS hoạt động cấu hỡnh RC6 hỗ trợ RC5. Một MS khụng sử dụng RC1 hoặc RC2 đồng thời với RC3 hoặc RC4 trờn cỏc kờnh lưu lượng đường lờn. Bảng sau liệt kờ cỏc kờnh vật lý đường lờn:
Cỏc kờnh vật lý Ký hiệu
kờnh Kờnh vật lý
chung đường lờn
Kờnh truy nhập đường lờn R-ACH Kờnh truy nhập tăng cường đường lờn R-EACH Kờnh điều khiển chung đường
lờn(Chỉ 9.6 kbps)
R-CCCH
Kờnh vật lý dành riờng đường
xuống
Kờnh lưu lượng đường lờn: Cơ bản Bổ sung Mó bổ sung R-FCH R-SCH R-SCCH * Kờnh hoa tiờu đường lờn(R-PICH)
Kờnh hoa tiờu là một tớn hiệu trải phổ khụng điều chế dựng để giỳp BS