Đồ án Tốt nghiệp: Tìm hiểu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

LỜI CÁM ƠN
Trước hết, em xin chân thành cám ơn Thầy Dương Hữu Ái, dưới sự chỉ bảo tận
tình cùng những tài liệu quí báu của Thầy đã giúp em hoàn thành luận văn này. Em
cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô giáo trong trường CĐ CNTT hữu
nghị Việt - Hàn đã tạo mọi điều kiện học tập và nghiên cứư cho em trong suốt bốn
năm học vừa qua. Xin cám ơn các bạn học và những người thân đã luôn giúp đỡ, động
viên và chia sẻ những lúc tơi khó khăn trong thời gian thực hiện luận văn này.
Do thời gian hạn hẹp và cũng chịu nhiều yếu tố tác động nên khoá luận sẽ khơng
tránh khỏi sai sót. Em rất mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của
Thầy, Cơ và các bạn để có thể tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu của mình. Em xin
chân thành cảm ơn!!!

i


MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ................................................................................................................ i
MỤC LỤC ..................................................................................................................... ii
MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT................................................................................ iv
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... vii
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ
3G ....................................................................................................................................2
1.1 MỞ ĐẦU ...............................................................................................................2
1.2 CÁC TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG MẠNG 3G ..................................................5
1.3 CÁC THAM SỐ CHÍNH CỦA W-CDMA ........................................................7
1.4 CÁC KÊNH CƠ BẢN CỦA W-CDMA .............................................................8
1.5 CÁC BƯỚC CẢI TIẾN CỦA CÔNG NGHỆ W-CDMA ................................9
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA ........................................12
2.1 TỔNG QUAN VỀ HSDPA ................................................................................12

2.2 NHỮNG CẢI TIẾN QUAN TRỌNG CỦA HSDPA SO VỚI W-CDMA.....14
2.3 CÔNG NGHỆ HSDPA ......................................................................................15
2.4 CẤU TRÚC HSDPA ..........................................................................................16
2.5 NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HSDPA .....................................................20
2.5.1 Truyền dẫn kênh chia sẻ .............................................................................21
2.5.2 Điều chế và mã hố thích ứng-Kỹ thuật truyền dẫn đa mã ....................22
2.5.3 Kỹ thuật H-ARQ với kết hợp mềm ...........................................................24
2.5.4 Lập biểu nhanh phụ thuộc kênh ................................................................27
2.5.5 Chuyển giao trong HSDPA ........................................................................28
CHƯƠNG 3: LỚP VẬT LÝ TRONG HSDPA .........................................................31
3.1 CẤU TRÚC LỚP VẬT LÝ CỦA HSDPA ......................................................31
3.1.1 Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) ..................................31
3.1.2 Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao (HS-SCCH) ......................................32
3.1.3 Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao (HS-DPCCH)..................34
3.2 TRÌNH TỰ HOẠT ĐỘNG LỚP VẬT LÝ CỦA HSDPA ..............................35
CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA ..............................................................38
ii


4.1 VOIP SONG CƠNG TỒN PHẦN VÀ THÚC ĐẨY TRỊ CHUYỆN ........38
4.2 TRÒ CHƠI VỚI THỜI GIAN THỰC .............................................................38
4.3 LUỒNG TV- DI ĐỘNG ...................................................................................39
4.4 EMAIL ..............................................................................................................40
KẾT LUẬN ..................................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................43
NHÂN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ..............................................................44

iii

MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
3GPP

Dự án đối tác thế hệ thứ 3

16QAM

Điều chế biên độ cầu phương 16 trạng thái

1xEV-DO

Cải tiến tối ưu hóa dữ liệu

1xEV-DV

Cải tiến dữ liệu/thoại

AMC

Điều chế và mã hóa thích ứng

ARQ

u cầu lặp lại tự động

BER

Tỉ lệ lỗi bit

BLER

Tỉ lệ lỗi khối

BTS

Trạm thu phát gốc

CDMA

Đa truy nhập phân chia theo mã

DPCCH

Kênh điều khiển vật lý dành riêng

DPCH

Kênh vật lý dành riêng

DRNC

RNC trôi

DS-CDMA

CDMA trải phổ trực tiếp

DSCH

Kênh chia sẻ đường xuống

EDGE

Tốc độ dữ liệu cải tiến cho sự phát triển toàn cầu

EGPRS

GPRS cải tiến

FOMA

Tự do truy nhập đa phương tiện di động

GPRS

Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp

GPS

Hệ thống định vị toàn cầu

GSM

Hệ thống toàn cầu cho di động

HARQ

Yêu cầu phát lại tự động lai ghép

HSDPA

Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao

HS-DPCCH

Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao

HS-DSCH

Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao

HSPA

Truy nhập gói tốc độ cao

HS-PDSCH

Kênh chia sẻ đường xuống vật lý tốc độ cao

HS-SCCH

Kênh điều khiển chia sẻ cho HS-DSCH

MAC

Điều khiển truy nhập môi trường

MAC-hs

Lớp MAC cho HSDPA

Mbps

Megabit trên giây
iv


QoS

Quản lý chất lượng

QPSK

Khóa dịch pha cầu phương

R5

Bản phát hành 5

R99

Bản phát hành 99

RLC

Điều khiển liên kết vô tuyến

RNC

Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RRC

Điều khiển tài nguyên vô tuyến

SAW

Dừng và đợi

TDMA

Đa truy nhập phân chia theo thời gian

TD-SCDMA

CDMA đồng bộ phân chia theo thời gian

TTI

Khoảng thời gian truyền dẫn

UE

Trang thiết bị người sử dụng

UMTS

Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu

UTRA

Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS

UTRAN

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Bảng so sánh các công nghệ di động và tốc độ truyền dữ liệu ......................4
Bảng 1.2: Các thơng số chính của WCDMA ...................................................................8
Bảng 2.2: Tốc độ bit tối đa khả dụng ............................................................................24

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Các bước tiến hóa của mạng thơng tin di động ..............................................3
Hình 1.2: Cấu trúc kênh của WCDMA ............................................................................8
Hình 2.1: Biểu đồ cột so sánh thời gian download của các cơng nghệ ........................13
Hình 2.2: Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với WCDMA .......................14
Hình 2.3: Cấu trúc giao diện vô tuyến HSDPA cho số liệu người sử dụng ..................17
Hình 2.4: Các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi lên HSDPA ..........17
Hình 2.5. Cấu trúc HSDPA ...........................................................................................18
Hình 2.6. Cấu trúc kênh HSDPA kết hợp WCDMA ......................................................19
Hình 2.7. Nguyên lý hoạt động cơ bản của HSDPA ....................................................20
Hình 2.8. Cấu trúc thời gian-mã của HS-DSCH ...........................................................22
Hình 2.9: Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh ..........................................................27

Hình 2.10: Q trình xác định ơ (đoạn ơ) tốt nhất và chuyển giao ..............................28
Hình 2.11: Chuyển giao HS-DSCH giữa hai đoạn ơ thuộc cùng một nút B .................29
Hình 2.12: Chuyển giao HS-DSCH giữa các đoạn ô thuộc hai RNC khác nhau. ........30
Hình 2.13. Chuyển giao HS-DSCH từ NodeB có HS-DSCH sang NodeB có DCH......30
Hình 3.1: Ví dụ đa mã với hai người sử dụng ...............................................................32
Hình 3.2: Mối quan hệ thời gian giữa HS-SCCH và HS-DSCH ...................................33
Hình 3.3: Cấu trúc HS-DPCCH ....................................................................................34
Hình 3.4: Thời gian của thiết bị đầu cuối đối với tiến trình HARQ..............................36
Hình 3.5: Mối quan hệ thời gian DPCH và HS-SCCH .................................................37
Hình 4.1: Ước lượng tiêu thụ cơng suất của điện thoại di động ..................................40
Hình 4.2: Truy cập email từ mobile sử dụng pin 1000-mAh .........................................41

vii


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, thông tin di động đã trở thành một ngành công nghiệp viến thông phát
triển nhanh nhất và phục vụ con người hữu hiệu nhất. Để đáp ứng nhu cầu về chất
lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao, thông tin di động càng không ngừng được cải
tiến.
Cuộc cách mạng của thị trường thông tin di động đưa ra các yêu cầu nâng cấp cải
tiến về cả dung lượng hệ thống lẫn tốc độ truyền dẫn dữ liệu. Để tăng khả năng hỗ trợ
cho các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói, tổ chức 3GPP đã phát triền và chuẩn hóa
trong phiên bản Release 5 một công nghệ mới, HSDPA (High Speed Downlink Packet
Access), cho phép cải thiện tốc độ truyền dẫn dữ liệu đường xuống và được xem như
là sự phát triển mang tính cách mạng của mạng truy nhập vơ tuyến WCDMA.
Luận văn này trình bày trước hết sơ lược vài nét về lịch sử di động đến thế hệ
3.5G HSDPA, khái quát về nền tảng 3G WCDMA UMTS, chương tiếp theo giới thiệu

một số tính năng kỹ thuật tiên tiến của công nghệ HSDPA về khả năng hỗ trợ tốc độ
dữ liệu và tính di động và cuối cùng là đi vào tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng
vào mạng di động thế hệ thứ 3G. Gồm 4 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA
CHƯƠNG 3: LỚP VẬT LÝ TRONG HSDPA
CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA
Trong đồ án khơng thể tránh được những sai sót, rất mong được sự góp ý của thầy
cơ và các bạn để đồ án được hoàn chỉnh hơn.

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

1


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI
ĐỘNG THẾ HỆ 3G
1.1 MỞ ĐẦU
Thế hệ điện thoại di động đầu tiên (1G) ra đời trên thị trường vào những năm
70/80. Đấy là những điện thoại anolog sử dụng kỹ thuật điều chế radio gần giống như
kỹ thuật dùng trong radio FM. Trong thế hệ điện thoại này, các cuộc thoại không được
bảo mật. Thế hệ 1G này còn thường được nhắc đến với "Analog Mobile Phone System
(AMPS)". Mốc thời gian đánh dấu sự ra đời của 2G, điện thoại kỹ thuật số (digital) là
đầu những năm 90. Chuẩn kỹ thuật số đầu tiên là D-AMPS sử dụng TDMA (Time
division Mutiple Access). Tiếp theo sau là điện thoại 2G dựa trên công nghệ CDMA ra
đời. Sau đó Châu Âu chuẩn hóa GSM dựa trên TDMA. Cái tên GSM ban đầu xuất
phát từ "Groupe Speciale Mobile" (tiếng Pháp), một nhóm được thành lập bởi CEPT,
một tổ chức chuẩn hóa của Châu Âu, vào năm 1982. Nhóm này có nhiệm vụ là chuẩn

hóa kỹ thuật truyền thơng di động ở bãng tầng 900MHz. Sau đó,GSM được chuyển
thành Global System for Mobile Communication vào năm 1991 như là một tên tắt của
cơng nghệ nói trên.
Năm 2001, để tăng thông lượng truyền để phục vụ nhu cầu truyền thông tin
(không phải thoại) trên mạng di động, GPRS đã ra đời. GPRS đôi khi được xem như là
2.5G. Tốc độ truyền data rate của GSM chỉ = 9.6Kbps. GPRS đã cải tiến tốc độ truyền
tăng lên gấp 3 lần so với GSM, tức là 20 - 30Kbps. GPRS cho phép phát triển dịch vụ
WAP và internet (email) tốc độ thấp.
Tiếp theo sau 2003, EDGE đã ra đời với khả năng cung ứng tốc độ lên được 250
Kbps. EDGE còn được biết đến như là 2.75G (trên đường tiến tới 3G).
Cụm từ điện thoại di động 3G ngày nay đã trở nên quen thuộc với người dùng di
động. 3G là viết tắt của third-generation technology là chuẩn và công nghệ truyền
thông thế hệ thứ ba, cho phép truyền ngoài dữ liệu chuẩn là đàm thoại cịn có thể
truyền dữ liệu phi thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh, nhạc,
internet...). Công nghệ 3G vừa cho phép triển khai những dịch vụ cao cấp vừa làm
tăng dung lượng của mạng điện thoại nhờ vào việc sử dụng hiệu quả hiệu suất phổ.

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

2


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

Hình 1.1: Các bước tiến hóa của mạng thơng tin di động
Trong số các dịch vụ của 3G, điện thoại video hoặc khả năng truy nhập internet
thường được xem là một ví dụ tiêu biểu về dịch vụ cao cấp mà các nhà cung cấp dịch
vụ muốn cung cấp cho khách hàng. Tuy nhiên tần số vơ tuyến nói chung là một tài
ngun đắt đỏ, giá tần số cho công nghệ 3G rất đắt tại nhiều nước, nơi mà các cuộc
bán đầu giá tần số mang lại hàng tỷ euro cho chính phủ. Bởi vì chi phí cho bản quyền

về các tần số phải trang trải trong nhiều năm trước khi các thu nhập từ mạng 3G đem
lại, nên một khối lượng đầu tư khổng lồ là cần thiết để xây dựng mạng 3G. Nhiều nhà
cung cấp dịch vụ viễn thơng đã rơi vào khó khăn về tài chính và điều này đã làm chậm
trễ việc triển khai mạng 3G tại nhiều nước ngoại trừ Nhật Bản và Hàn Quốc, nơi yêu
cầu về bản quyền tần số được bỏ qua do phát triển hạ tầng cơ sở IT quốc gia được đặt
ưu tiên cao.
Nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng rãi là Nhật Bản.
Năm 2005, khoảng 40% các thuê bao tại Nhật Bản là thuê bao 3G, mạng 2G đang dần
biến mất tại Nhật Bản.
Với 3G, chúng ta sẽ có một số tên gọi liên quan như: cơng nghệ (nền tảng) 3G,
mạng 3G, chuẩn 3G. Công nghệ 3G và chuẩn 3G có thể coi là một, trong khi mạng 3G
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

3


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

là mạng di động ứng dụng những công nghệ 3G. Trước đây, chuẩn 3G là một chuẩn
đơn lẻ, duy nhất và được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Tuy nhiên, càng về sau
này, 3G càng được phân chia thành nhiều chuẩn khác nhau, tuỳ thuộc vào khả năng
nghiên cứu của các nhà cung cấp dịch vụ. Trong tương lai khơng xa, có thể là một
hoặc hai ba năm nữa, mạng di động sẽ trở thành một mạng truyền dữ liệu tốc độ cao,
đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng. Để có thể thực hiện được các khả
năng này, mạng di động phải dựa vào những nền tảng công nghệ mới – 3G, 3,5G và
4G – hay còn gọi là các nền tảng công nghệ di động tương lai.
Bảng 1.1: Bảng so sánh các công nghệ di động và tốc độ truyền dữ liệu
Thế hệ

Cơng nghệ

Tốc độ

Tính năng
Analog (chỉ có chức năng

1G

AMPS

thoại)

Khơng có
Thoại

GSM
2G

SMS
Nhỏ hơn 20 Kbps

CDMA
iDen

Gọi hội nghị
Call ID
Push – to – talk
MSM
Ảnh
Trình duyệt web

GPRS
2.5G

Từ 30  90 Kbps

1xRTT
EDGE

Audio/Video clip
Game
Tải các ứng dụng và nhạc
chuông
Video chất lượng cao

3G

UMTS
1xEV – DO

Từ 144Kbps2 Mbps

Nhạc “streaming”
Game 3D
Lướt web nhanh

3.5G

HSDPA

Từ

1xEV - DV

384Kbps14,4Mbps

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

Video theo yêu cầu (VOD)
Video hội họp

4


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

1.2 CÁC TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG MẠNG 3G
Mạng 3G (Third-generation technology) là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ
điện thoại di động, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu,
gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh...). 3G cung cấp cả hai hệ thống là chuyển mạch
gói và chuyển mạch kênh. Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn
khác so với hệ thống 2G hiện nay. Điểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ
2G và 2,5G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao
cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau. Với công
nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương
tiện, như âm nhạc chất lượng cao; hình ảnh video chất lượng và truyền hình số; Các
dịch vụ định vị toàn cầu (GPS); E-mail; video streaming; High-ends games;...
3G bao gồm 4 chuẩn chính là :
• W-CDMA
• CDMA2000

• TDCDMA
• TDSCDMA.
Trong đó, chuẩn W-CDMA có hai chuẩn con thành phần là :
• UMTS
• FOMA.
+ WCDMA
Tiêu chuẩn WCDMA là nền tảng của chuẩn UMTS (Universal Mobile
Telecommunication System), dựa trên kỹ thuật CDMA trải phổ dãy trực tiếp, trước
đây gọi là UTRA FDD, được xem như là giải pháp thích hợp với các nhà khai thác
dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dụng GSM, tập trung chủ yếu ở châu
Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam). UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ
chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và
EDGE.
FOMA, thực hiện bởi công ty viễn thông NTT DoCoMo Nhật Bản năm 2001,
được coi như là một dịch vụ thương mại 3G đầu tiên. Tuy nhiên, tuy là dựa trên công
nghệ WCDMA, công nghệ này vẫn không tương thích với UMTS (mặc dù có các
bước tiếp hiện thời để thay đổi lại tình thế này).

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

5


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

+ CDMA 2000
Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G
CDMA và IS-95. Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngồi khn khổ GSM tại
Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc. CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, là tổ chức độc lập
với 3GPP. Có nhiều cơng nghệ truyền thông khác nhau được sử dụng trong

CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV.
CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 Kbps tới trên 3 Mbps. Chuẩn này đã
được chấp nhận bởi ITU.
Người ta cho rằng sự ra đời thành công nhất của mạng CDMA-2000 là tại KDDI
của Nhật Bản, dưới thương hiệu AU với hơn 20 triệu thuê bao 3G. Kể từ năm 2003,
KDDI đã nâng cấp từ mạng CDMA2000-1x lên mạng CDMA2000-1xEV-DO (EVDO) với tốc độ dữ liệu tới 2,4 Mbps. Năm 2006, AU dự kiến nâng cấp mạng lên tốc độ
Mbps. SK Telecom của Hàn Quốc đã đưa ra dịch vụ CDMA2000-1x đầu tiên năm
2000, và sau đó là mạng 1xEV-DO vào tháng 2 năm 2002.
+ TD-CDMA
Chuẩn TD-CDMA, viết tắt từ Time-division-CDMA, trước đây gọi là UTRA
TDD, là một chuẩn dựa trên kỹ thuật song công phân chia theo thời gian (Timedivision duplex). Đây là một chuẩn thương mại áp dụng hỗn hợp của TDMA và
CDMA nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho truyền thông đa phương tiện
trong cả truyền dữ liệu lẫn âm thanh, hình ảnh.
Chuẩn TD-CDMA và W-CMDA đều là những nền tảng của UMTS, tiêu chuẩn
hóa bởi 3GPP, vì vậy chúng có thể cung cấp cùng loại của các kênh khi có thể. Các
giao thức của UMTS là HSDPA/HSUPA cải tiến cũng được thực hiện theo chuẩn TDCDMA.
+ TD-SCDMA
Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code
Division Multiple Access) đang được phát triển tại Trung Quốc bởi các cơng ty
Datang và Siemens, nhằm mục đích như là một giải pháp thay thế cho W-CDMA. Nó
thường xuyên bị nhầm lẫn với chuẩn TD-CDMA. Cũng giống như TD-CDMA, chuẩn
này dựa trên nền tảng UMTS-TDD hoặc IMT 2000 Time-Division (IMT-TD). Tuy
nhiên, nếu như TD-CDMA hình thành từ giao thức mang cũng mang tên TD-CDMA,
thì TD-SCDMA phát triển dựa trên giao thức của S-CDMA.
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

6


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

1.3 CÁC THAM SỐ CHÍNH CỦA W-CDMA
- 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 Mps 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 thơng 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 đơng 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 BTS trong WCDMA (Node B) hoạt động ở chế độ khơng đồng bộ. Do đó
khơng cần cung cấp một nguồn đồng hồ đồng bộ cho tất cả các BTS 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 cơng 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.
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

7


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

Bảng 1.2: Các thông số chính của WCDMA
Băng tần kênh

1.25Mhz; 5Mhz; 10Mhz; 20Mhz

Cấu trúc kênh hướng xuống Trải phổ trực tiếp
Tốc độ chip

(1,024)a/4,096/8,192/16,384

Lặp

0,22

Độ dài khung

10 ms/ 20 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)
Kênh pilot ghép thời gian (hướng lên và hướng xuống)

Phát hiện kết nối

Khơng 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 biến đổi và đa mã

Hệ số trải phổ

4 – 256

Điều khiển cơng suất

Vịng hở và vịng 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

1.4 CÁC KÊNH CƠ BẢN CỦA W-CDMA

Hình 1.2: Cấu trúc kênh của WCDMA

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

8


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

+ Từ hình 2 cho ta cái nhìn tổng quan về các kênh được sử dụng trong WCDMA gồm
3 kênh cơ bản:
- Kênh logic.
- Kênh truyền tải.
- Kênh vật lý.

 Kênh logic: Kênh logic định nghĩa loại số liệu được truyền đi, bao gồm 2 loại
kênh: kênh điều khiển và kênh lưu lượng.
 Kênh truyền tải: mang các thơng số, đặc tính cần thiết để truyền tải các thông
tin dữ liệu qua mạng. Các kênh truyền tải được hình thành nhờ việc sắp xếp các kênh
logic. Có 2 loại kênh truyền tải :
- Kênh truyền tải riêng DCH: mang thông tin điều khiển cho riêng một MS với
mang DCH-UL, DCH-DL.
-

Kênh truyền tải chung CCH : dùng chung cho tất cả các MS.

 Kênh vật lý: chính là kênh hiện hữu truyền tải thơng tin đi.
Việc phân ra các loại kênh khác nhau là giống việc phân lớp trong mạng, giúp cho
dễ quản lý và điều khiển. Cứ ứng với mỗi loại thông tin kèm theo những đặc trưng của
nó, mạng sẽ tự động truy cập vào các kênh tương ứng để gửi thông tin đi một cách
hiệu quả nhất.
Các kênh truyền tải được xử lý tiếp theo bằng cách ghép vào các kênh vật lý.
Kênh vật lý được quản lý và xử lý tại lớp vật lý. Việc xử lý ở đây thực hiện những kỹ
thuật biến đổi cần thiết nhằm tương thích đặc tính truyền dẫn vơ tuyến và đảm bảo
chất lượng tín hiệu cao nhất.
1.5 CÁC BƯỚC CẢI TIẾN CỦA CÔNG NGHỆ W-CDMA
Các dịch vụ di động 3G giúp người tiêu dùng và các nhà chuyên nghiệp trải
nghiệm chất lượng thoại ưu hạng, cùng với rất nhiều dịch vụ dữ liệu hấp dẫn như:
• Kết nối Internet di động
• Email di động
• Các dịch vụ đa phương tiện, như ảnh kỹ thuật số và phim được thu và chia sẻ qua
các thiết bị cầm tay di động.
• Download các ứng dụng di động
• Video-theo-yêu cầu
• Chơi game online

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

9


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

• Các dịch vụ khẩn cấp và định vị nâng cao
• Các dịch vụ nhắn tin bấm-để-nói và bấm-để-xem video có thời gian chờ thấp.
Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA
và CDMA2000 đang được triển khai rộng khắp trên tồn thế giới. Tính đến thời điểm
tháng 12 năm 2005 đã có hơn 160 hệ thống 3G được đưa vào sử dụng trên phạm vi 75
quốc gia với tổng số thuê bao lên đến 230 triệu. Tuy ở phiên bản đầu tiên R99, dung
lượng và tốc độ truyền dẫn dữ liệu được cải thiện đáng kể. Luồng tốc số liệu có thể đạt
đến tốc độ 2 Mbps. Nhưng khi các dịch vụ số liệu được đưa vào triển khai trên các
mạng thương mại thì dung lượng, tốc độ vẫn là những đòi hỏi cần phải được giải
quyết. Do đó, bước cải tiến đầu tiên đối với WCDMA được đánh dấu bởi sự ra đời của
kênh truyền tải mới HS-DSCH ở R5 được hoàn thành vào đầu năm 2002. Những cải
tiến trong R5 này thường được nhắc đến với một tên gọi "HSDPA- Kênh truy nhập gói
đường xuống tốc độ cao". Sự ra đời của HSDPA nhằm hỗ trợ mạnh mẽ các dịch vụ số
liệu yêu cầu tốc độc truyền dẫn lớn như các dịch vụ tương tác, dịch vụ nền, dịch vụ
streaming. Truy nhập dữ liệu kênh đường xuống tốc độ cao HSDPA có khả năng cung
cấp dung lượng cao hơn 50% so với kênh DCH/DSCH trong R99 với trường hợp
Marcrocell và 100% đối với Microcell, tốc độ truyền dẫn tối đa có thể lên đến 14
Mbps. Qua thực tế triển khai các mạng di động 3G cho thấy có rất nhiều dịch vụ số
liệu phổ biến yêu cầu tốc độ truyền dẫn trên hai hướng từ MS đến Node B và ngược
lại có tốc độ tương đương nhau như các dịch vụ real-time gaming và các dịch vụ trên
nền TCP/IP. Trong khi đó, R5 mới chỉ đưa ra giải pháp để hỗ trợ mạnh mẽ việc truyền
dẫn bất đối xứng với tốc độ truyền dẫn trên kênh đường xuống cao hơn rất nhiều so
với kênh đường lên. Nhược điểm này của R5 được khắc phục trong R6 được hoàn

thành vào đầu năm 2005 với tên gọi cải tiến kênh đường lên và là bước cải tiến thứ 2
đối với chuẩn mạng truy nhập vô tuyến WCDMA. Những cải tiến trong R6 đã nâng
tốc độ truyền dẫn trên kênh đường lên đạt đến tốc độ 5.76 Mbps dung lượng kênh tăng
lên gấp 2 lần so với kênh truyền tải đường lên trong R99. Ba mục tiêu chính của hai
bước cải tiến trong R5 và R6 đó là:
- Nâng cao tốc độ truyền dẫn trên cả hai hướng.
- Tăng dung lượng của mạng trên một đơn vị tài nguyên vô tuyến định trước.
- Giảm trễ truyền dẫn cho cả hai hướng.

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

10


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

Mục tiêu thứ 3 được thực hiện thông qua việc đưa một số chức năng lớp MAC đến
gần hơn với giao diện vơ tuyến. Ví dụ như chuyển chức năng truyền dẫn lại từ RNC
đến Node B. Hơn thế nữa giảm thời gian của khung truyền dẫn cũng là một giải pháp
để giảm trễ. Cụ thể khung thời gian truyền dẫn TTI của kênh DCH trong R99 là từ 1080 ms trong khi đó khoảng thời gian này được giảm xuống còn 2 ms trong HS-DSCH
của R5. Hoặc như với kênh đường lên cải tiến trong R6, ngoài hỗ trợ khung truyền dẫn
10 ms ở phiên bản trước, khung truyền dẫn 2 ms cũng được sử dụng trong phiên bản
này nhằm đạt được mục tiêu thứ 3 nêu trên.

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

11


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA
2.1 TỔNG QUAN VỀ HSDPA
Tốc độ dữ liệu tối đa hiện tại ở mạng WCDMA đạt được trong điều kiện lý tưởng
bị giới hạn ở mức 2Mbps (thực tế chỉ 384 Kbps). Nhu cầu to lớn về dữ liệu tốc độ cao
của người sử dụng đã thúc đẩy tìm ra một con đường mới để đạt được tốc độ vượt qua
ngưỡng 2 Mbps. Cuộc cách mạng của thị trường thông tin di động đưa ra các yêu cầu
nâng cấp cải tiến về cả dung lượng hệ thống lẫn tốc độ truyền dẫn dữ liệu. Để tăng khả
năng hỗ trợ cho các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói, 3GPP đã phát triển và chuẩn hóa
trong phiên bản R5 một công nghệ mới, HSDPA, cho phép cải thiện tốc độ truyền dẫn
dữ liệu đường xuống và được xem như là sự phát triển mang tính cách mạng của mạng
truy nhập vơ tuyến WCDMA. Cơng nghệ truy nhập gói đường xuống HSDPA (High
Speed Downlink Packet Access) là bước đi đầu tiên trong quá trình phát triển mạng
WCDMA (UMTS), kế tiếp sẽ là nâng cao tốc độ dữ liệu trên đường lên (uplink).
HSDPA sẽ tăng tốc độ dữ liệu truyền tối đa và nâng cao chất lượng dịch vụ QoS,
và nói chung là cải tiến hiệu quả phổ tần đường xuống không đối xứng và đáp ứng nhu
cầu bùng nổ các dịch vụ dữ liệu gói. Khi HSDPA được thực hiện, nó có thể cùng tồn
tại trên cùng hệ thống truyền dẫn như Phiên bản 99 WCDMA hiện tại. Điều này cho
phép đưa HSDPA vào mạng WCDMA hiện tại một cách dễ dàng và hiệu quả về chi
phí. HSDPA được thiết kế cho những ứng dụng dịch vụ dữ liệu như: dịch vụ cơ bản :
tải tệp, phân phối email; dịch vụ tương tác : trình duyệt web, truy nhập server, truy tìm
và phục hồi cơ sở dữ liệu; dịch vụ Streaming : dịch vụ audio/video…
Tốc độ số liệu đỉnh của HSDPA lúc đầu là 1,8Mbps và tăng đến 3,6 Mbps và
7,2Mbps vào năm 2006 và 2007 và đạt đến trên 14,4Mbps năm 2008 và tốc độ có thể
tăng lên gấp nhiều lần trong tương lai.
HSDPA chia sẻ chung hạ tầng mạng với WCDMA. Để nâng cấp WCDMA lên
HSPA chỉ cần bổ sung phần mềm và một vài phần cứng nút B và RNC.

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

12


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

Hình 2.1: Biểu đồ cột so sánh thời gian download của các công nghệ
Với kênh truyền tải mới này, hai tính năng quan trọng nhất của cơng nghệ CDMA
như điều khiển cơng suất vịng kín và hệ số trải phổ biến thiên khơng cịn được sử
dụng. Trong WCDMA, điều khiển công suất nhằm giữ ổn định chất lượng tín hiệu
nhận được (Eb/No). Điều này sẽ tạo ra các giá trị đỉnh trong công suất phát và tăng
nền nhiễu đa truy cập, do đó sẽ làm giảm dung lượng của toàn mạng. Hơn thế nữa, sự
hoạt động của điều khiển công suất yêu cầu luôn luôn phải đảm bảo một mức dự trữ
nhất định trong tổng cơng suất phát của Node B để thích ứng với các biến đổi của nó.
Loại bỏ được điều khiển cơng suất sẽ tránh được các hiệu ứng tăng công suất kể trên
cũng như không cần tới dự trữ công suất phát của tế bào. Tuy nhiên, do không sử dụng
điều khiển công suất, HSDPA yêu cầu các kỹ thuật khác để thích ứng các tham số tín
hiệu phát nhằm liên tục bám theo các biến thiên của kênh truyền vô tuyến.
Với kỹ thuật AMC, điều chế và tỉ lệ mã hố được thích ứng một cách liên tục với
chất lượng kênh thay cho việc điều khiển công suất. Truyền dẫn sử dụng nhiều mã
Walsh cũng được sử dụng trong quá trình thích ứng liên kết. Sự kết hợp của hai kỹ
thuật thích ứng liên kết trên đã thay thế hồn toàn kỹ thuật hệ số trải phổ biến thiên
trong WCDMA do khả năng thích ứng chậm đối với sự biến thiên của truyền dẫn vô
tuyến tốc độ cao.
Do HSDPA không cịn sử dụng điều khiển cơng suất, phải tối thiểu hố sự thay
đổi của chất lượng kênh vơ tuyến trong mỗi khoảng thời gian TTI, vấn đề này được
thực hiện nhờ việc giảm độ rộng của TTI từ 10 ms ở WCDMA xuống còn 2ms ở
HSDPA.

Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

13


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

Với sự bổ sung kỹ thuật HARQ nhanh, nó cịn cho phép phát lại một cách nhanh
nhất các block dữ liệu đã bị mất hoặc bị lỗi và khả năng kết hợp với thông tin mềm ở
lần phát đầu tiên với các lần phát lại sau đó.
2.2 NHỮNG CẢI TIẾN QUAN TRỌNG CỦA HSDPA SO VỚI W-CDMA
Hình 2.2 mơ tả các tính năng cơ bản của HS-DSCH được bổ sung hoặc bị loại đi
so với cơng nghệ WCDMA.

Hình 2.2: Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với WCDMA
Với kênh truyền tải mới này, hai tính năng quan trọng nhất của cơng nghệ CDMA
như điều khiển cơng suất vịng kín và hệ số trải phổ biến thiên khơng cịn được sử
dụng. Trong WCDMA, điều khiển công suất nhằm giữ ổn định chất lượng tín hiệu
nhận được (Eb/No). Điều này sẽ tạo ra các giá trị đỉnh trong công suất phát và tăng
nền nhiễu đa truy cập, do đó sẽ làm giảm dung lượng của toàn mạng. Hơn thế nữa, sự
hoạt động của điều khiển công suất yêu cầu luôn luôn phải đảm bảo một mức dự trữ
nhất định trong tổng công suất phát của Node B để thích ứng với các biến đổi của nó.
Loại bỏ được điều khiển cơng suất sẽ tránh được các hiệu ứng tăng công suất kể trên
cũng như không cần tới dự trữ công suất phát của tế bào. Tuy nhiên, do không sử dụng
điều khiển công suất, HSDPA yêu cầu các kỹ thuật khác để thích ứng các tham số tín
hiệu phát nhằm liên tục bám theo các biến thiên của kênh truyền vô tuyến.
Với kỹ thuật AMC, điều chế và tỉ lệ mã hố được thích ứng một cách liên tục với
chất lượng kênh thay cho việc điều khiển công suất. Truyền dẫn sử dụng nhiều mã
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

14

Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

Walsh cũng được sử dụng trong q trình thích ứng liên kết. Sự kết hợp của hai kỹ
thuật thích ứng liên kết trên đã thay thế hoàn toàn kỹ thuật hệ số trải phổ biến thiên
trong WCDMA do khả năng thích ứng chậm đối với sự biến thiên của truyền dẫn vô
tuyến tốc độ cao.
Do HSDPA khơng cịn sử dụng điều khiển cơng suất, phải tối thiểu hố sự thay
đổi của chất lượng kênh vơ tuyến trong mỗi khoảng thời gian TTI, vấn đề này được
thực hiện nhờ việc giảm độ rộng của TTI từ 10 ms ở WCDMA xuống còn 2ms ở
HSDPA.
Với sự bổ sung kỹ thuật HARQ nhanh, nó cịn cho phép phát lại một cách nhanh
nhất các block dữ liệu đã bị mất hoặc bị lỗi và khả năng kết hợp với thông tin mềm ở
lần phát đầu tiên với các lần phát lại sau đó.
2.3 CƠNG NGHỆ HSDPA
HSDPA là một phương thức truyền tải dữ liệu theo phương thức mới. Đây được
coi là sản phẩm của dịng 3.5G. cơng nghệ này cho phép dữ liệu download về máy
điện thoại có tốc độ tương đương với tốc độ đường truyền ADSL, vượt qua những cản
trở cố hữu về tốc độ kết nối của một chiếc điện thoại thông thường. Đây là giải pháp
mang tính đột phá về mặt cơng nghệ và được phát triển trên cơ sở của hệ thống 3G WCDMA.
HSDPA có tốc độ truyền tải dữ liệu lên tối đa gấp 5 lần so với khi sử dụng công
nghệ W-CDMA. Về mặt lý thuyết, HSDPA có thể đạt tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới
8-10 Mbps (Megabit/giây). Mặc dù có thể truyền tải bất cứ dạng dữ liệu nào, song mục
tiêu chủ yếu của HSDPA là dữ liệu dạng video và nhạc.
HSDPA được phát triển dựa trên công nghệ W-CDMA, sử dụng các phương pháp
chuyển đổi và mã hóa dữ liệu khác. Nó tạo ra một kênh truyền dữ liệu bên trong WCDMA được gọi là HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel), hay còn gọi
là kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao. Kênh truyền tải này hoạt động hồn tồn khác
biệt so với các kênh thơng thường và cho phép thực hiện download với tốc độ vượt
trội. Và đây là một kênh chuyên dụng cho việc download. Điều đó cũng có nghĩa là dữ
liệu sẽ được truyền trực tiếp từ nguồn đến điện thoại. Song quá trình ngược lại, tức là

truyền dữ liệu từ điện thoại đến một nguồn tin thì khơng thể thực hiện được khi sử
dụng cơng nghệ HSDPA. Cơng nghệ này có thể được chia sẻ giữa tất cả các user có sử
dụng sóng radio, sóng cho hiệu quả download nhanh nhất.
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

15


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

Ngồi HS-DSCH, cịn có 3 kênh truyền tải dữ liệu khác cũng được phát triển, gồm
có HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel – kênh điều khiển dùng chung tốc
độ cao), HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel – kênh điều
khiển vật lý dành riêng tốc độ cao) và HS-PDSCH (High Speed Downlink Shared
Channel – kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao). Kênh HS-SCCH thông báo
cho người sử dụng về thông tin dữ liệu sẽ được gửi vào các cổng HS-DSCH.
2.4 CẤU TRÚC HSDPA
Để thu thập được thông tin về chất lượng kênh hiện thời cho phép các kỹ thuật
thích ứng liên kết và lập biểu gói theo dõi giám sát một cách liên tục các điều khiển vô
tuyến hiện tại của thuê bao di động, lớp điều khiển trung gian MAC thì làm nhiệm vụ
giám sát kênh nhanh cho phép Bộ lập biểu gói nhanh và đặc tính chia sẻ theo thời gian
của kênh HS-DSCH về bản chất có thể xem như phân tập lựa chọn đa người dùng với
những lợi ích rất to lớn đối với việc cải thiện thông lượng của tế bào. Việc chuyển dịch
chức năng lập biểu gói đến Node B là thay đổi chính về cấu trúc nếu so sánh với
WCDMA.
Không giống như tất cả các kênh truyền tải theo kiến trúc R99, chúng đều chấm
dứt tại RNC, kênh HS-DSCH chấm dứt ngay tại Node-B. Với mục đích điều khiển
kênh HS-DSCH, lớp MAC sẽ điều khiển các tài nguyên của kênh này (do đó được gọi
là MAC-hs) nằm ngay tại Node-B (xem hình 2.3), do đó cho phép nhận được các bản
tin về chất lượng kênh hiện thời để có thể liên tục theo dõi giám sát chất lượng tín hiệu

cho các thuê bao tốc độ thấp. Vị trí này của MAC-hs tại Node-B cũng cho phép kích
hoạt giao thức HARQ từ lớp vật lý, nó giúp cho các quá trình phát lại nhanh dựa trên
HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request: yêu cầu phát lại tự động lai ghép), lập biểu
và ưu tiên diễn ra nhanh hơn.
Lớp MAC-hs chịu trách nhiệm quản lý chức năng HARQ cho mỗi user, phân phối
tài nguyên HS-DSCH giữa tất cả các MAC-d theo sự ưu tiên của chúng (ví dụ, lập lịch
gói), và lựa chọn khn dạng truyền tải thích hợp cho mỗi TTI (ví dụ, thích ứng liên
kết). Các lớp giao diện vô tuyến nằm trên MAC không thay đổi so với kiến trúc R99
bởi vì HSDPA chỉ tập trung vào việc cải tiến truyền tải của các kênh logic.
MAC-hs cũng lưu giữ dữ liệu của user được phát qua giao diện vơ tuyến, điều đó
đã tạo ra một số thách thức đối với việc tối thiểu hóa dung lượng bộ nhớ đệm của
Node-B. Việc chuyển hàng đợi dữ liệu đến Node-B làm nảy sinh yêu cầu phải có một
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

16


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

cơ chế điều khiển luồng (được gọi là HS-DSCH Frame Protocol) nhằm giữ cho các bộ
nhớ đệm tại Node-B ln ln đầy.

Hình 2.3: Cấu trúc giao diện vô tuyến HSDPA cho số liệu người sử dụng
Ngồi ra, HS-DSCH khơng hỗ trợ chuyển giao mềm do sự phức tạp trong việc
đồng bộ hóa q trình phát từ các cell khác nhau. HS-DSCH có thể hỗ trợ tùy chọn
phủ tồn bộ hoặc phủ một phần cell.
Hình 2.4 cho thấy các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi đưa vào
HSDPA.

Hình 2.4: Các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi lên HSDPA

Từ các phần trên ta thấy rằng các kỹ thuật HSDPA dựa trên thích ứng nhanh đối
với các thay đổi nhanh trong các điều kiện kênh. Vì thế các kỹ thuật này phải được đặt
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

17


Tìm hiểu cơng nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3

gần với giao diện vô tuyến tại phía mạng, nghĩa là tại nút B. Ngồi ra một mục tiêu
quan trọng của HSDPA là duy trì tối đa sự phân chia chức năng giữa các lớp và các
nút của R3. Cần giảm thiểu sự thay đổi cấu trúc, vì điều này sẽ đơn giản hóa việc đưa
HSDPA vào các mạng đã triển khai cũng như đảm bảo hoạt động trong các mơi trường
mà ở đó khơng phải tất cả các ô đều được nâng cấp bằng chức năng HSDPA. Vì thế
HSDPA đưa vào nút B một lớp con MAC mới, MAC-hs, chịu trách nhiệm cho lập
biểu, điều khiển tốc độ và khai thác giao thức HARQ. Do vậy ngoại trừ các tăng
cường cho RNC như điều khiển cho phép HSDPA đối với các người sử dụng, HSDPA
chủ yếu tác động lên nút B (hình 2.5).

Hình 2.5. Cấu trúc HSDPA
Mỗi UE sử dụng HSDPA sẽ thu truyền dẫn HS-DSCH từ một ơ (ơ phục vụ). Ơ
phục vụ chịu trách nhiệm lập biểu, điều khiển tốc độ, HARQ và các chức năng MAChs khác cho HSDPA. Chuyển giao mềm đường lên được hỗ trợ trong đó truyền dẫn số
liệu đường lên sẽ thu được từ nhiều ô và UE sẽ nhận được các lệnh điều khiển công
suất từ nhiều ô.
Di động từ một ô hỗ trợ HSDPA đến một ô không hỗ trợ HSDPA được xử lý dễ
dàng. Có thể đảm bảo dịch vụ khơng bị gián đoạn cho người sử dụng (mặc dù tại tốc
độ số liệu thấp hơn) bằng chuyển mạch kênh trong RNC trong đó người sử dụng được
chuyển mạch đến kênh dành riêng (DCH) trong ơ khơng có HSDPA. Tương tự, một
người sử dụng được trang bị đầu cuối có HSDPA có thể chuyển mạch từ kênh riêng
sang HSDPA khi người này chuyển vào ô có hỗ trợ HSDPA.

Cấu trúc kênh tổng thể của HSDPA kết hợp WCDMA được cho trên hình 2.6.
Trần Văn Tuấn - Lớp CCVT03B

18