giống nhau, kết hợp theo đuổi có thể xem như là mã hóa lặp lại. Người ta có thể suy nghĩ mỗi lần truyền lại như bổ xung thêm năng lượng cho quá trình truyền thông qua tăng tỉ số Eb/N0.
Tăng độ dư (Incremental Redundancy – IR): mọi lần truyền lại đều chứa thông tin khác nhau so với lần trước. Nhiều bộ của các bit mã được tạo ra, mỗi cái đại diện cho cùng một tập hợp các bit thông tin. Việc truyền lại thường sử dụng các kiểu mã hóa khác với lần truyền trước đó, với các phiên bản độ dư khác nhau được tạo ra bằng cách đục lỗ đầu ra bộ giải điều chế. Vì vậy mỗi lần truyền lại, máy thu lại nhận thêm thông tin.
Có một vài biến thể của 2 phương pháp chính, ví dụ, ở phần kết hợp theo đuổi chỉ có một tập con của các bit trong lần truyền ban đầu được truyền lại. Ở phương pháp tăng độ dư, các bit có hệ thống luôn được thêm vào mỗi lần truyền lại thì đều có thể giải điều chế.
Một ví dụ của HARQ tăng độ dư trong HSDPA: khối dữ liệu đầu tiên được mã hóa với kiểu mã hóa Turbo 1/3 được đục lỗ, sau mỗi lần truyền khối đã mã hóa , mỗi lần truyền dùng một khối đục lỗ khác nhau (ví dụ chỉ có một khối được chọn) và được gửi. Kiểu đục lỗ được sử dụng trong mỗi lần truyền khác nhau, các bit mã hóa rất khác nhau trong mỗi lần truyền. Mặc dù HSDPA chuẩn hỗ trợ cả 2 kiểu, người ta thường dùng kiểu tăng độ dư vì với đa số trường hợp nó có hiệu quả tốt hơn với cùng một chi phí của sự phức tạp.
HARQ có thể được sử dụng trong chế độ dừng và đợi hoặc chế độ tùy chọn phát lặp lại. Chế độ dừng và đợi thì đơn giản hơn, nhưng việc chờ đợi tín hiệu xác nhận làm giảm hiệu quả. Vì vậy nhiều quá trình HARQ dừng và đợi thường được làm song song trong thực tế: khi một tiến trình HARQ đợi xác nhận, những tiến trình khác có thể sử dụng kênh để gửi dữ liệu khác.
Trong cơ chế SAW, phía truyền dẫn luôn luôn ở quá trình truyền dẫn các block đang hiện hành cho tới khi thiết bị người sử dụng hoàn toàn nhận được dữ liệu. Để tận dụng thời gian khi Node- B chờ các báo nhận, có thể thiết lập N tiến trình SAW-ARQ song song cho thiết bị người dùng. Do đó, các tiến trình khác nhau truyền dẫn trong các TTI riêng biệt. Số tiến trình SAW-ARQ song song được thiết lập tối đa là 8 (N=8), tuy nhiên thông thường chọn giá trị N từ 4-6.
Thời gian trễ nhỏ nhất cho phép giữa quá trình truyền dữ liệu gốc so với quá trình tái truyền dẫn dữ liệu lần đầu tiên trong HSDPA là 12ms.
Điều khiển H- ARQ lớp 1 được đặt tại Node-B, do đó việc lưu trữ các gói dữ liệu phi báo nhận cùng với chức năng sắp xếp các gói của quá trình tái truyền dẫn là không phụ thuộc vào RNC. Như vậy sẽ tránh được trễ tái truyền dẫn, ngoài ra các trễ này sẽ thấp hơn trễ gây ra bởi quá trình tái truyền dẫn RLC thông thường.
Kỹ thuật HARQ là điểm khác cơ bản so với kỹ thuật phát lại trong WCDMA bởi bộ giải mã UE kết hợp các thông tin “mềm” của quá trình phát lại của cùng một block ở cấp độ bit. Kỹ thuật này đưa ra một số yêu cầu về mở rộng dung lượng bộ nhớ của UE, do UE phải lưu các thông tin “mềm” của những lần phát giải mã không thành công.
Có thể bạn quan tâm!
-
Tìm hiểu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3 - 1 -
Tìm hiểu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3 - 2 -
Biểu Đồ Cột So Sánh Thời Gian Download Của Các Công Nghệ -
Điều Chế Và Mã Hoá Thích Ứng-Kỹ Thuật Truyền Dẫn Đa Mã -
Tìm hiểu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3 - 6 -
Tìm hiểu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3 - 7
Xem toàn bộ 56 trang tài liệu này.
Hình 2.9: Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh
2.5.4 Lập biểu nhanh phụ thuộc kênh
Hoạt động hiệu quả của HSDPA thì liên quan đến AMC và HARQ, hàm ý như là chu kỳ packet-scheduling (lịch trình-thiết lập gói) thì đủ nhanh để theo dõi những thay đổi tức thời tại một tín hiệu fading UE.
Kênh truyền tốt hơn thì có thể phát với tốc độ và tỉ lệ mã tốt hơn, ít lỗi hơn đồng nghĩa với việc phát lại cũng diễn ra ít hơn. Dung lượng hệ thống có thể được tăng đáng kể khi có xét đến các điều kiện kênh trong quyết định lập biểu: lập biểu phụ thuộc kênh. Vì trong một ô, các điều kiện của các đường truyền vô tuyến đối với các UE khác nhau thay đổi độc lập, nên tại từng thời điểm luôn luôn tồn tại một đường truyền vô tuyến có chất lượng kênh gần với đỉnh của nó. Chiến lược của bộ lập biểu thực tế là khai thác các thay đổi ngắn hạn (do pha đinh đa đường) và các thay đổi nhiễu nhanh
nhưng vẫn duy trì được tính công bằng dài hạn giữa các người sử dụng. Về nguyên tắc, sự mất công bằng dài hạn càng lớn thì dung lượng càng cao. Vì thế cần cân đối giữa tính công bằng và dung lượng.
Ngoài các điều kiện kênh, bộ lập biểu cũng cần xét đến các điều kiện lưu lượng. Chẳng hạn, sẽ vô nghĩa nếu lập biểu cho một người sử dụng không có số liệu đợi truyền dẫn cho dù điều kiện kênh của người sử dụng này tốt. Ngoài ra một số dịch vụ cần được cho mức ưu tiên cao hơn. Chẳng hạn các dịch vụ luồng đòi hỏi được đảm bảo tốc độ số liệu tương đối không đổi dài hạn, trong khi các dịch vụ nền như tải xuống không có yêu cầu gắt gao về tốc độ số liệu không đổi dài hạn.
Trong mạng WCDMA tiêu chuẩn trình tự các gói được thực hiện tại kết nối mạng vô tuyến RNC (Radio Network Connection), nhưng trong HSDPA trình tự gói (medium access layer-hs) được di chuyển đến Node-B. Điều đó làm cho các quyết định về trình tự gói hầu như xảy ra ngay lập tức. Vì độ dài TTI ngắn hơn 2 ms, do đó trình tự này được thực hiện rất nhanh với mỗi TTI.
2.5.5 Chuyển giao trong HSDPA
Trong HSDPA chỉ có chuyển giao cứng. Tồn tại các kiểu chuyển giao sau đây trong HSDPA:
• Chuyển giao trong cùng một RNC
• Chuyển giao giữa các RNC
• Chuyển giao từ kênh HS-DSCH sang DCH
Để thực hiện chuyển giao UE phải báo cho SRNC về ô tốt nhất.
Xác định ô tốt nhất và chuyển giao
Hình 2.10: Quá trình xác định ô (đoạn ô) tốt nhất và chuyển giao
Dựa trên kết quả đo Ec/I0 trên kênh P-CPICH của các ô nằm trong tập tích cực của chuyển giao mềm đường lên (thậm chí có thể cả các ô hay đoạn ô nằm trong tập ứng cử), UE báo cáo ô phục vụ HS-DSCH tốt nhất cho SRNC để nó quyết định chuyển giao cứng cho HS-DSCH. Hình 2.10 cho thấy ô 2 (đoạn ô) là ô được chọn và sau khoảng thời gian ∆T+∆D thì HS-DSCH ô 1 được chuyển sang ô 2.
Chuyển giao HS-DSCH giữa các ô (hay đoạn ô) trong cùng một RNC
Quá trình chuyển giao HS-DSCH giữa hai đoạn ô của cùng một nút B được minh họa trên hình 2.11. Sau khi quyết định chuyển giao, SRNC gửi bản tin đặt lại cấu hình liên kết vô tuyến đã được đồng bộ đến các nút liên quan B và đồng thời gửi bản tin RRC về đặt lại cấu hình kênh vật lý đến UE để chúng thực hiện chuyển giao. Quá trình chuyển giao từ nút B này sang nút B khác thuộc cùng một RNC cũng xảy ra tương tự.
Hình 2.11: Chuyển giao HS-DSCH giữa hai đoạn ô thuộc cùng một nút B
Chuyển giao HS-DSCH giữa hai các ô (đoạn ô) thuộc hai RNC khác nhau:
Quá trình chuyển giao HS-DSCH giữa hai ô (đoạn ô) thuộc hai RNC khác nhau được minh họa trên hình 2.12. Sau khi SRNC đã quyết định chuyển giao, nó gửi bản tin đặt lại cấu hình liên kết vô tuyến đã được đồng bộ đến các nút B liên quan và đồng thời gửi bản tin RRC đặt lại cấu hình kênh vật lý đến UE để thực hiện chuyển giao. Trong trường hợp này bản tin đặt lại cấu hình liên kết vô tuyến được SRNC gửi đến nút B đích thông qua DRNC.
Hình 2.12: Chuyển giao HS-DSCH giữa các đoạn ô thuộc hai RNC khác nhau.
Chuyển giao HS-DSCH sang ô chỉ có DCH
Hình 2.13. Chuyển giao HS-DSCH từ NodeB có HS-DSCH sang NodeB có DCH.
Hình 2.13 minh họa quá trình chuyển giao HS-DSCH từ ô (đoạn ô) có HS-DSCH sang một nút B chỉ có DCH. Sau khi SRNC đã quyết định chuyển giao, nó gửi bản tin đặt lại cấu hình liên kết vô tuyến đã được đồng bộ đến các nút B liên quan và đồng thời gửi bản tin RRC về đặt lại cấu hình kênh vật lý đến người sử dụng để chúng thực hiện chuyển giao. Trong trường hợp này bản tin đặt lại cấu hình liên kết vô tuyến được SRNC gửi đến nút B đích thông qua DRNC.
CHƯƠNG 3: LỚP VẬT LÝ TRONG HSDPA
3.1 CẤU TRÚC LỚP VẬT LÝ CỦA HSDPA
HSDPA hoạt động như là sự kết hợp của DSCH với DCH, mang đến các dịch vụ yêu cầu độ trễ chặt chẽ hơn, chẳng hạn như dịch vụ thoại AMR. Để thực hiện các tính năng HSDPA, ba kênh mới được giới thiệu trong đặc tính kỹ thuật lớp vật lý:
• HS-DSCH mang dữ liệu người sử dụng trên đường xuống, với tốc độ đỉnh lên tới trên 10 Mbps với 16 QAM.
• HS-SCCH mang thông tin điều khiển lớp vật lý cần thiết để giải mã dữ liệu trên HS-DSCH và để có thể thực hiện kết hợp dữ liệu đã gửi ở lớp vật lý lên HS- DSCH trong trường hợp truyền lại hoặc một gói bị lỗi.
• HS-DPCCH mang thông tin điều khiển cần thiết trong đường lên, là xác nhận ARQ (cả xác định đúng lẫn sai) và thông tin phản hồi chất lượng kênh đường xuống.
Ba loại kênh này được thảo luận trong các phần sau.
3.1.1 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH)
HS-DSCH có những đặc trưng cụ thể bằng nhiều cách khác nhau được so sánh với các kênh đã tồn tại trong Release 99. Khoảng thời gian truyền dẫn (TTI) hay thời gian xen kẽ được định nghĩa là 2ms (3 khe) để đạt được trễ quay vòng ngắn cho các hoạt động giữa thiết bị đầu cuối và Node B để truyền lại. TTI 2ms của HS-DSCH ngắn hơn so với khoảng thời gian truyền dẫn 10, 20, 40 hay 80 của Release 99. Thêm một sự phối hợp điều chế bậc cao hơn, 16 QAM và mã hóa dư thừa ít hơn đã làm tăng tốc độ dữ liệu đỉnh lên tức thời. Theo quan điểm miền mã hóa, SF là cố định; luôn là 16, và truyền dẫn đa mã cũng như ghép kênh mã của những người sử dụng khác nhau có thể xảy ra. Số lượng mã tối đa có thể được cấp là 15, nhưng phụ thuộc vào khả năng của thiết bị đầu cuối, các thiết bị đầu cuối cá nhân có thể nhận giá trị tối đa là 5, 10 hay 15 mã (trong thực tế chúng ta có thể thấy các thiết bị usb 3g hỗ trợ 3,6 Mbps; 7,2 Mbps hay cao hơn tùy vào giá thành và công nghệ). Tổng số các mã kênh với hệ số trải phổ 16 tương ứng là 16 (dưới cùng một mã xáo trộn), nhưng cần phải có một không gian mã để cho các kênh khác, các kênh HS-SCCH và DCH liên quan, số mã tối đa vì vậy được đặt là 15. Một kịch bản đơn giản được minh họa trong hình 3.1, nơi mà hai người dùng đang sử dụng cùng một HS-DSCH. Cả hai người sử dụng kiểm tra các thông tin
từ các HS-SCCH để quyết định những mã HS-DSCH dùng để giải trải phổ cũng như những tham số cần thiết để phát hiện chính xác.
3.1.2 Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao (HS-SCCH)
Hình 3.1: Ví dụ đa mã với hai người sử dụng
HS-SCCH mang thông tin cần thiết cho giải điều chế HS-DSCH. Dịch vụ viễn thông di động toàn cầu (UMTS) Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất (RAN)
(UTRAN) cần được phân bố một số HS-SCCH tương ứng với số tối đa người sử dụng sẽ được mã hóa-ghép kênh. Nếu không có dữ liệu trên HS-DSCH, thì sẽ không cần truyền HS-SCCH. Từ điểm mạng lưới, có thể thấy một số lượng lớn các HS-SCCH được giao, nhưng mỗi thiết bị sẽ chỉ cần tối đa bốn HS-SCCH tại thời gian gửi. HS- SCCH được coi là được báo hiệu tớ thiết bị đầu cuối bởi mạng. Thực tế, cần nhiều hơn bốn HS-SCCH là rất khó xảy ra. Tuy nhiên, hơn một HS-SCCH có thể cần thiết để khớp các mã có thể có tốt hơn cho thiết bị đầu cuối với sự giới hạn dung lượng của HSDPA.
Mỗi khối HS-SCCH có ba khe thời gian được chia thành hai bộ phận chức năng. Khe đầu tiên (phần thứ nhất) mang thông tin thời gian quyết định (critical-time) cần thiết để bắt đầu quá trình giải điều chế để tránh bộ đệm cấp độ chip. Hai khe thời gian sau (phần thứ hai) chứa các tham số thời gian quyết định bao gồm một CRC (kiểm tra độ dư vòng) để kiểm tra độ chính xác của thông tin HS-SCCH và thông tin tiến trình HARQ. Để bảo vệ, cả hai phần HS-SCCH sử dụng mặt nạ đặc trưng đầu cuối cho phép thiết bị đầu cuối quyết định xem các kênh điều khiển được phát hiện thì dành cho thiết bị đầu cuối nào.
HS-SCCH sử dụng hệ số trải phổ 128, có thể cung cấp 40 bit mỗi khe thời gian (sau khi mã hóa kênh) bởi vì không có hoa tiêu hay các bít điều khiển công suất truyền (TPC) trên HS-SCCH. HS-SCCH được sử dụng mã xoắn nửa tốc độ với cả hai phần
được mã hóa phân cách mỗi phần bởi thông tin thời gian quyết định được yêu cầu có sẵn ngay sau khe thời gian đầu tiên và thực tế không thể xen kẽ cùng nhau với phần thứ 2.
Các tham số phần thứ nhất của HS-SCCH cho thấy những điều sau đây:
• Các mã giải trải phổ. Điều này cũng liên quan đến khả năng thiết bị đầu cuối hiện tại có thể giải tối đa 5, 10 hay 15 mã.
• Điều chế được sử dụng là QPSK hay 16 QAM. Các tham số phần thứ hai của HS-SCCH cho thấy :
• Thông tin phiên bản dư thừa cho phép giải điều chế và kết hợp với các lần truyền trước.
• Số tiến trình ARQ cho thấy tiến trình ARQ nào thuộc về dữ liệu nào.
• Lần truyền đầu tiên hay chỉ thị truyền lại chỉ ra quá trình truyền được kết hợp với dữ liệu đã tồn tại trong bộ đệm (nếu không giải điều chế thành công lần trước) hay các bộ đệm cần phải xóa sạch và thay bằng dữ liệu mới.
Các tham số như tỉ lệ mã kênh không được báo hiệu, nhưng có thể được suy ra từ kích thước khối truyền và bằng những tham số định dạng truyền khác. Như minh họa trong hình 3.2, thiết bị đầu cuối có một khe thời gian duy nhất để xác định những mã nào để giải trải phổ từ HS-DSCH. Việc sử dụng mặt nạ đầu cuối đặc trưng cho phép thiết bị đầu cuối kiểm tra dữ liệu dành cho nó. Tổng số các HS-SCCH mà một thiết bị đầu cuối quản lý (ở phần một của mỗi kênh) tối đa là bốn, nhưng trong trường hợp có dữ liệu cho các thiết bị đầu cuối trong các khoảng thời gian truyền dẫn liên tiếp, thì HS-SCCH sẽ là giống như thiết bị đầu cuối giữa khác khoảng TTI để tăng độ tin cậy của tín hiệu. Cách tiếp cận này cần thiết không chỉ để bỏ qua thiết bị đầu cuối có dữ liệu đệm không cần thiết mà còn có thể có nhiều mã sử dụng hơn được hỗ trợ bởi khả năng của thiết bị đầu cuối.
Hình 3.2: Mối quan hệ thời gian giữa HS-SCCH và HS-DSCH