Chương này sẽ giới thiệu về công nghệ WCDMA, cấu trúc mạng WCDMA, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, các giao diện vô tuyến và đặc trưng riêng của chúng, ta sẽ có cái nhìn tổng quan về mạng WCDMA.
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân mã băng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo hình...
WCDMA là hệ thống sử dụng chuỗi trải phổ trực tiếp. Nghĩa là luồng thông tin được trải trên một băng thông rộng bằng việc nhân luồng dữ liệu này với một chuỗi trải phổ giả ngẫu nhiên PN. Để có thể hỗ trợ việc truyền dữ liệu ở tốc độ cao, hệ số trải phổ (SF) thay đổi và kết nối dựa trên nhiều mã trải phổ được hỗ trợ trong WCDMA.
Tốc độ chip sử dụng trong WCDMA có tốc độ 3.84 Mc/s tương ứng với băng tần truyền dẫn WCDMA là 5 MHz (đối với CDMA2000 băng tần truyền dẫn có thể là 3x1.25 Mhz hoặc 3.75 MHz). Băng thông truyền dẫn lớn của WCDMA ngoài việc nhằm hỗ trợ truyền dẫn tốc độ cao còn mang lại một vài ưu điểm khác như: tăng hệ số phân tập đa đường.
WCDMA hỗ trợ truyền dẫn tốc độ thay đổi, hay nói cách khác là khái niệm sử dụng băng thông theo nhu cầu có thể được thực hiện. Trong một khung truyền dẫn thì tốc độ dữ liệu là cố định. Tuy nhiên tốc độ dữ liệu giữa các khung truyền dẫn khác nhau có thể giống nhau hoặc khác nhau.
WCDMA có hai chế độ hoạt đông đó là FDD và TDD. Đối với FDD thì các cặp tần số sóng mang với độ rộng 5 MHz được sử dụng cho kênh truyền dẫn hướng lên và hướng xuống một cách tương ứng. Trong khi đó ở chế độ TDD thì chỉ có một sóng mang độ rộng 5 MHz được sử dụng cho cả đường lên và đường xuống theo kiểu phân chia theo thời gian. TDD được sử dụng ở giải băng tần không chia cặp được.
Các BS trong WCDMA hoạt động ở chế độ không đồng bộ. Do đó không cần cung cấp một nguồn đồng hồ đồng bộ cho tất cả các BS trong mạng ví dụ như sử dụng GPS. Chế độ làm việc không đồng bộ này giúp cho WCDMA trở nên dễ triển khai ở cấu hình indoor và micro cell.
WCDMA sử dụng tách sóng nhất quán trên cả hai hướng lên và xuống sử dụng các ký hiệu dẫn đường. Chế độ tách sóng này đã được sử dụng trên đường xuống đối với mạng 2G IS-95.
Giao diện vô tuyến của WCDMA được thiết kế để nhà vận hành có thể lựa chọn sử dụng các công nghệ máy thu hiện đại như: MUD, hệ thống ănten thích ứng nhằm tăng dung lượng của mạng cũng như vùng phủ sóng của các trạm thu phát.
WCDMA được thiết kế để có thể triển khai bên cạnh hệ thống GSM thế hệ 2. Nghĩa là WCDMA có thể hỗ trợ chuyển giao giữa hai hệ thống WCDMA và GSM nhằm đảm bảo có một sự dịch chuyển mềm dẻo khi triển khai mạng 3G-WCDMA.
Bảng 2.1 Các thông số chính của WCDMA
Băng tần kênh 5Mhz
Cấu trúc kênh hướng xuống Trải phổ trực tiếp
Tốc độ chip 3.84 Mc/s
Lặp 0,22
Độ dài khung 10 ms
Điều chế trải phổ
QPSK cân bằng (hướng xuống) QPSK kép (hướng lên) Mạch truyền phức hợp Điều chế dữ liệu QPSK (hướng xuống) BPSK (hướng lên) Phát hiện kết nối
Kênh pilot ghép thời gian (hướng lên và hướng xuống)
Không có kênh pilot chung hướng xuống.
Ghép kênh hướng lên
Kênh điều khiển, kênh pilot ghép thời gian. Ghép kênh I&Q cho kênh dữ liệu và kênh điều khiển.
Đa tốc độ Trải phổ đa mã và khả biến
Hệ số trải phổ 4 – 256
Điều khiển công suất Vòng hở và vòng khép kín (tốc độ 1,6KHz)
Trải phổ (hướng lên)
Mã trực giao dài để phân biệt kênh, mã Gold 218
Trải phổ (hướng xuống)
Mã trực giao dài để phân biệt kênh, mã Gold 241
Chuyển giao
Chuyển giao mềm (Soft handoff) Chuyển giao khác tần số