Luận văn IT về mạng 2G - 3G hiện nay - 5 potx

Scheme).Bảng 6 chỉ ra một số tập MSC thường được sử dụng cho HSDPA và tốc độ dữ
liệu đỉnh tương ứng với mỗi MSC.
Ngoài kĩ thuật AMC, phát đa mã cũng có thể xem như một công cụ thích ứng liên
kết.Nếu user có các điều kiện vô tuyến tốt, Node B có thể lợi dụng điều kiện này bằng
cách phát nhiều mã song song với nhau, nhằm đạt được thông lượng đỉnh khá lớn.Ví dụ
với MCS 5 và một bộ 15 đa mã, có thể đạt được tốc độ tối đa lên tới 10,8 Mbps.
Với kỹ thuật phát đa mã, toàn bộ dải động cảu AMC có thể được tăng lên một
lượng: 10. 12 dBs.Toàn bộ dải rộng thích ứng liên kết do AMC kết hợp với
phát đa mã xấp xỉ 30 dB.Chú ý rằng, dải rộng của kỹ thuật hệ số trải phổ biến thiên trong
WCDMA xấp xỉ 20 dB, có nghĩa là bé hơn khoảng 10 dB so với dải rộng thích ứng trong
HSDPA.

Bảng 6: ví dụ về MSC của HSDPA và tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi mã




3.6 Thích ứng liên kết
Chức năng thích ứng liên kết của Node B có vai trò thích ứng điều chế, khuôn dạng
mã hoá, và số lượng đa mã với các điều kiện vô tuyến hiện thời.Để hiểu được các nguyên
tắc điều khiển chức năng này, trước tiên cần xem xét hiệu qủa phổ tần của các MCS khác
nhau.
Hình 13 mô tả nhận được đối với mỗi bit dữ liệu (với mỗi user định kênh có
SF=16) tại BLER=10%, các giá trị MSC được mô tả trong bảng 6 với user đi bộ, tốc độ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
3km/h.Trên hình vẽ được biể diễn là đường bao thấp hơn và nó là một hàm của
PDR với mã định băng tần hạn chế theo lý thuyết của Shannon.Với lưu ý rằng, dung
lượng kênh theo lý thuyết mô tả giới hạn chất lượng tối ưu.Từ kết quả mô phỏng, có thể
kết luận rằng việc sử dụng của hầu hết các mấu MCS đều cho kết quả tốt hơn lý thuyết, có
nghĩa là có thể tiết kiệm mức thấp nhất về chi phí nếu xét theo tỉ lệ thu được với
mỗi bit dữ liệu.

Hình 13: Năng lượng bit tín hiệu nhận được trên mật độ phổ tạp âm so với tỉ
lện dữ liệu đỉnh (PDR-Peak Data Rate) trên mã.Hình vẽ bao gồm dung lượng
Shannon lý thuyết và dung lượng theo kết quả mô phỏng mức liên kết tại BLER =
10%, user đi bộ với tốc độ 3km/h.

Hình 13 mô tả sự kết hợp giữa số lượng đa mã và MCS cho nhằm đạt được thông
lượng truyền dẫn cao nhất.Các kết quả được tính toán với tập giá trị MSC cho ở bảng
6.Với mật độ phân giải rất mịn của tỉ lệ mã hoá, khi tất cả các đa mã khả dụng đã được sử
dụng hết, giá trị càng lớn khi sử dụng MSC bậc càng cao.

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -


Hình 14: Số mã tối ưu và MSC là một hàm của của mỗi TTI.
Giả thiết chất lượng kênh lý tưởng, user đi bộ, tốc độ 3km/h.

Tiếp theo, chúng ta sẽ đi phân tích chi tiết hơn các phương pháp thích ứng liên kết
được sử dụng trong HSDPA.Như đã mô tả ở trên, chức năng thích ứng liên kết phải lựa
chọn được MSC và số lượng đa mã để thích ứng, chúng với giá trị tức thời.Tuy
nhiên, tiêu chí lựa chọn có thể dựa trên các tài nguyên biến thiên sau:
 Chỉ thị chất lượng kênh (CQI – Channel Quality Indicator): UE gửi theo
đường lên một bản tin về CQI chứa các thông tin tuyệt đối về chất lượng tín
hiệu tức thời nhận được bởi user đó.CQI chi biết kích thước block truyền tải,
số mã và phương thức điều chế từ một tập các phương thức điều chế mà UE
có khả năng hỗ trợ.RNC ra lệnh UE thông báo về CQI với một chu kỳ lấy từ
tập [2,4,8,10,20,40,80,160] ms, và cũng có thể huỷ bỏ các thông báo này.
 Đo lường công suất của kênh DPCH liên kết: mỗi người sử dụgn được xếp

trên một kênh HS-DSCH hoạt động song song với kênh DPCH với mục đích
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
báo hiệu, công suất phát của chúng có thể được sử dụng để dự đoán thông tin
về trạng thái tức thời của chất lượng kênh truyền.Thông tin này sẽ được sử
dụng để thích ứng liên kết cũng như lập lịch gói.Với giải pháp này, Node B
yêu cầu một bảng các giá trị tương ứng , độ lệch công suất phát giữa
DPCH và HS-DSCH với các MSC khác nhau cùng với một giá trị đích BLER
cho trước.
 Xác nhận HARQ: việc xác nhận tương ứng với giao thức HARQ cũng có thể
cung cấp các thông tin về chất lượng kênh, mặc dù tham số này thì ít khi được
sử dụng hơn hai tham số trước bởi vì chỉ có thể nhận được tham số này khi
user đã được phục vụ.Do đó, nó không cung cấp thông tin chất lượng kênh
tức thời.
 Kích thước bộ nhớ đệm: độ lớn dữ liệu được lưu giữ trong buffer của MAC-
hs cũng có thể được sử dụng kết hợp với các tham số trên để lựa chọn cac
tham số phát.

3.7 HARQ nhanh
HSDPA kết hợp chặt chẽ với chức năng phát lại ở vật lý cho phép cải thiện đáng kể
chất lượng dịch vụ và tăng khả năng chống lại các lỗi thích ứng liên kết.Bởi vì chức năng
HARQ được đặt tại thực thể MAC-hs của Node B, quá trình phát lại các khối truyền tải sẽ
nhanh hơn đáng kể so với sự phát lại lớp RLC bởi vì RLC hoặc Iub không tham gia vào
quá trình này.
Giao thức phát lại được lựa chọn trong HSDPA là Dừng và Chờ (SAW-Sop And
Wait) do sự đơn giản của kiểu giao thức này đối với ARQ.Trong SAW, bộ phát cố gắng
phát block tiếp theo.Do có thể xảy ra trường hợp phát liên tục một UE nào đó, N tiến trình
SAW-ARQ có thể hoạt động song song để phục vụ tới một UE đó, và các tiến trình khác
nhau sẽ phát trong các TTI tách biệt.Số tiến trình SAW-ARQ tối đa cho mối UE là 8.Theo
ước lượng RTT lớp 1, trễ giữa thời điểm phát và thời điểm phát lại lần thứ nhất khoảng 12
ms, có nghĩa là nó yêu cầu 6 tiến trình SAW phát liên tục tới một UE riêng lẻ.Giao thức

SAW dựa trên sưu không đồng bộ đường xuống và đồng bộ đường lên.Điều này có nghĩa
là ở đường xuống, HS-SCCH phải xác định được tiến trình HARQ đang phát trên kênh
HS-DSCH, trong khi ở đường lên, các xác nhận tiến trình SAW được gắn liền với việc
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
định thời.Hình 12 là một ví dụ với N kênh giao thức SAW phát một chuỗi các gói lần lượt
P1, P2, ,P6.
Kỹ thuật HARQ là điểm khác nhau cơ bản so với kỹ thuật phát lại trong WCDMA
bởi vì bộ giải mã UE kết hợp các thông tin “mềm” của nhiều quá trình phát lại của cùng
một block ở cấp độ bit.Chú ý rằng, kỹ thuật này đưa ra một số yêu cầu về mở rộng dung
lượng bộ nhớ của UE, do UE phải lưu giữ các thông tin “mềm” của những lần phát giải
mã không thành công.Các phương pháp HARQ như sau:
 Kết hợp khuôn (CC: Chase Combining): mỗi lần phát lại chỉ đơn giản là sự
lặp lại của từ mã đã được sử dụng cho lần phát đầu tiên.
 Độ dư gia tăng (IR: Incremental Redundancy): sự phát lại bao gồm cả thông
tin dư thừa bổ xung và thông tin này được phát kèm thêm nếu cố lỗi giải mã
trong lần phát đầu tiên.


Hình 15: Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh
Mạng vô tuyến mới WDMA/HSDPA hứa hẹn sẽ hỗ trợ các dịch vụ với tốc độ dữ
liệu rất cao, lên tới 10 Mbps, và đạt được hiệu quả phổ tần cao hơn đối với dữ liệu chuyển
mạch gói.Có thể xem HSDPA là một bước đột phá thực sự trong quá trình phát triển của
mạng truy nhập vô tuyến kể từ năm 1997.Các khái niệm cơ bản về HSDPA được đề cập
trong bài này không ngoài mục đích từng bước xây dựng kiến trúc của mạng thông tin di
động 3,5G trong tương lai.
Một vấn đề cần quan tâm xem xét, là nghiên cứu khả năng tương hợp
(harmonization) giữa hai họ công nghệ WCDMA/HSDPA và 1xEV-DV/1xEV-DO (đều
là công nghệ 3,5G) trong quá trình phát triển của mạng truy cập vô tuyến sau 3G.Do có
nhiều điểm tương đồng vễ kỹ thụat cũng như khả năng hỗ trợ dịch vụ của hai họ công
nghệ WCDMA/HSDPA và 1xEV-DV/1xEV-DO vấn đè tương hợp giữa chúng về mạng

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
truy nhập vô tuyến và mạng lõi all-IP duy nhất trở thành một trong những vấn đề được
quan tâm phát triển nhất hiện nay.

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
CHƯƠNG 4
SO SÁNH HIỆU NĂNG CỦA HSDPA VÀ WCDMA (3GPP PHIÊN BẢN 99)

Hiệu năng của HSDPA trong môi trường đa người dùng được đánh giá chất lượng
bằng phương pháp mô phỏng mạng động với nhiều cell và nhiều người dùng. Việc mô tả
cung cấp một khung cảnh mà trong đó có sự kết hợp của cả WCDMA phiên bản 99 DCH
và HSDPA 5 phiên bản trong đó người dùng được phục vụ trên cùng một sóng mang.
Với phiên bản 5 HSDPA chúng ta sẽ mô phỏng HS-DSCH, HS-SCCH và một sự kết hợp
với DCH tại tốc độ 3.4kbps. Với DCH kết hợp chỉ được giả sử là mang báo hiệu mạng vô
tuyến cho báo hiệu lớp 3. Với phiên bản 99 DCH được mô phỏng với vòng lặp bên trong
và điều khiển công suất lặp bên ngoài, chức năng chuyển giao mềm, và điều khiển cho
phép dựa trên công suất. Chúng ta có thể làm rõ tính ưu việt của hiệu năng HSDPA so với
WCDMA( phiên bản 99 ) qua các vấn đề sau:
4.1 Phân tập đa người dùng
Trước tiên chúng ta nghiên cứu sự khuếch đại của cơ chế lập lịch cân bằng qua
phương pháp quay vòng (round robin), hay còn được gọi là “multiuser diversity gain”. Đa
phân tập người dùng được nêu trong hình 16 cho trường hợp công suất mạng là 7W và
các mã 5 HS-PDSCH được cấp cho đường truyền HSDPA, trong đó tài nguyên còn lại
được sử dụng cho đường truyền trên kênh của phiên bản 99.

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Hình 16: khuếch đại đa người dùng.
số lượng người dùng HSDPA trung bình trên mỗi cell bằng 6 lần kết quả này.
Multiuser diversity gain cũng nói lên cơ chế lập lịch cho người dùng nếu người dùng nào
có SINR tốt hơn thì nó sẽ được ưu tiên cấp phát tài nguyên, trong khi vẫn tránh được lập
lịch người dùng và giảm được mất mát, Multiuser diversity gain chỉ sẵn sàng tại tốc độ
người dùng trung bình trong đó việc lập lịch gói có thể tìm thấy sự thay đổi trong kênh vô
tuyến fading nhanh. vơi tốc độ cao của người dùng thì bộ lập lịch gói có thể không tìm ra

sự thay đổi kênh vô tuyến, bằng cách điều khiển CQI nhận được từ thiết bị người dùng
4.2 Dung lượng sóng mang HSDPA
Hiệu suất cell được nêu trong hình 17 đối với những sự phân chia mã HS-PDSCH
khác nhau trong mỗi cell. Đối với các mã HS-PDSCH và không có kênh DCH trong cell
thì hiệu suất của cell đạt được là 1.2Mbps, trong khi đó nó tăng lên tới 1.3Mbps nếu một
vài công suất được sử dụng cho đường truyền trên DCH. Vì vậy với các mã HS-PDSCH
trên mỗi cell, thì việc tách lưu lượng giữa HSDPA và DCH là tốt hơn so với việc cấp
phát tất cả lưu lượng và công suất cho HSDPA. Cách tách hiệu quả giữa HSDPA và DCH
là phụ thuộc vào lưu lượng còn lại của HSDPA và thiết bị người dùng non-HSDPA. Để
tăng số lượng mã HS-PDSCH từ năm lên mười thì chúng ta sẽ thu được dung lượng tăng
lên xấp xỉ 50%. Dung lượng tăng là có thể đạt được bởi vì chúng ta có thể tăng số lượng
mã HS-PDSCH trước khi tăng tốc độ bậc mã hóa hoặc điều chế. Kết quả với mã 10 HS-
PDSCH trong chỉ một cell HSDPA được nêu lên trong trường hợp không có hợp
mã(code-multiplexing) và giả sử rằng tất cả các mobile HSDPA có thể nhận mã 10 HS-
PDSCH với code-multiplexing của hai người dùng trên một TTI, và mỗi người dùng có
thể nhận mã 5 HS-PDSCH.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Hình 17 hiệu suất cell trung bình theo số lượng mã HS-PDSCH được cấp phát hoặc hợp
mã được sử dụng
4.3 Dung lượng HSDPA với phiên bản 99
Chúng ta xem xét trường hợp trong đó mã 5 HS-PDSCH và mã 1 HS-SCCH là được
cấp cho đường truyền HSDPA trên mỗi cell. Mã kênh còn lại được sử dụng cho đường
truyền các kênh trong phiên bản 99. Hình 18 cho thấy hiệu suất cell trung bình trên
HSDPA và DCH đối lập với công suất HSDPA được cấp, cũng như hiệu suất tổng các
cell và đó là tổng hiệu suất trên HSDPA và DCH. Hiệu suất cell HSDPA tăng công suất
HSDPA nhiều hơn so với được cấp phát, trong khi đó hiệu suất DCH giảm vào cùng thời
điểm đó. Hiêu suất tổng của cell là 1.3Mbps đối với công suất cấp phát 7-W HSDPA. vì
vậy với HSDPA sử dụng các mã 5 HS-PDSCH thì nó sẽ mang lại một dung lương lớn
hơn so với phiên bản 99 là 70%, phiên bản này chỉ mang lại dung lượng kênh là 780kbps.

Dung lượng tăng như vậy là vì HSDPA có sử dụng hai phương pháp tương quan nhanh và
HARQ, thêm vào đó có cơ chế phân tập đa người dùng có sử dụng cơ chế lập lịch cân
bằng theo tỷ lệ. Vì vậy đó là một dẫn chứng để nói rằng công suất của HSDPA đối lập với
DCH dựa trên việc tài nguyên truyền chung được chia sẻ như thế nào giữa hai loại kênh.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Tuy nhiên hiệu suất cell tổng không thay đổi nhiều lắm với công suất truyền HSDPA
được cấp phát.


Hình 18: Hiệu suất cell trung bình phụ thuộc vào công suất HSDPA được cấp phát
4.4 Tốc độ dữ liệu người dùng
Hiệu suất HSDPA được sử dụng bởi mỗi người dùng phụ thuộc vào số lượng người
dùng HSDPA được cấp phép trên một cell mà các người dùng này chia sẻ cùng chung
một kênh HS-DSCH. Hàm tích lũy theo hiệu suất sử dụng của người dùng được đề cập
trong hình 4.4, với giả thiết công suất sử dụng HSDPA là 7W và mã 5 HS-PDSCH được
sử dụng, trong khi đó công suất còn lại được sử dụng cho kênh truyền của phiên bản 99.
Hiệu suất HSDPA giảm khi nhiêu người dùng được cấp phép trên mỗi cell. Lượng hiệu
suất HSDPA giảm trung bình trên mỗi người dùng là không tỷ lệ nghịch với số lượng
người dùng HSDPA được cấp phát. Hiệu suất HSDPA tại điểm phân vị 50% là 400kbps
và 270kbps đối với một và ba người dùng trên một cell. Nếu người dùng càng gần trung
tâm của cell HS-DSCH thì tốc độ dữ liệu càng tăng hơn so với người dùng ở biên của cell
HS-DSCH.

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -