Luận văn IT về mạng 2G - 3G hiện nay - 3 pot

Kênh
dùng
chung
F-PCH (Paging Channel)
F-QPCH (Quick Paging Channel)
F-CCCH (Forward Common Control Channel)
F-BCCH (Broadcast Control Channel)
F-CACH (Common Assignment Channel)
F-CPCCH (Common Power Control Channel)
F-SYNCH (Sync Channel)
F-PICH (Forward Pilot Channel)
F-TDPICH (Transmit Diversity Pilot Channel)
F-APICH (Auxiliary Pilot Channel)
F-ATDPICH (Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel)
Kênh
báo hiệu

Kênh
dùng riêng

F-DCCH (Forward Dedicated Control Channel)

Kênh người dùng
F-FCH (Forward Fundamental Channel)
F-SCH (Forward Supplemental Channel)
F-SCCH (Forward Supplemental Code Channel)

2.6.2. Kênh ngược
Các kênh ngược trong CDMA2000 chia làm kênh báo hiệu và kênh người dùng.
Bảng 2. Kênh ngược trong CDMA2000
Kênh

báo hiệu

Kênh dùng chung
R-ACH (Access Channel)
R-EACH (Enhanced Access Channel)
R-CCCH (Reverse Common Control Channel)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Kênh dùng riêng
R-PICH (Reverse Pilot Channel)
R-DCCH (Reverse Dedicated Control Channel)

Kênh người dùng
R-FCH (Reverse Fundamental Channel)
R-SCH (Reverse Supplemental Channel)
R-SCCH (Reverse Supplemental Code Channel)
2.7. Chức năng truyền dẫn của kênh xuôi và kênh ngược
2.7.1. Chức năng truyền dẫn của kênh xuôi
Hình 5 minh họa sơ đồ đơn giản của các chức năng truyền dẫn của kênh xuôi của
hệ thống CDMA2000 đơn sóng mang trải phổ trực tiếp. Để đơn giản, chỉ có một số kênh
xuôi vật lý được đưa ra trong hình. CDMA2000 có hai loại kênh lưu lượng – kênh cơ bản
và kênh phụ. Một số tốc độ dữ liệu được hỗ trợ. Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu, mã xoắn
với tốc độ 1/2, 3/8, 1/3, hoặc 1/4 có thể được sử dụng. Cả hai loại khung 10 ms và 5 ms
đều được hỗ trợ. Các biểu tượng của kênh I và kênh Q được nhân với các hệ số tích lũy
(gain factor) để cung cấp thêm một số điều khiển công suất. Cũng như trong IS-95, các tế
bào được phân tách bởi các độ lệch (offset) của các dãy PN hoa tiêu khác nhau (chu kì
của các dãy PN này là 2
15
– 1 chip). Tuy nhiên, giờ đây, các phương pháp trải phổ phức
được sử dụng bằng cách, đầu tiên, thêm các giá trị thực của dãy I và Q trong phép cầu
phương (quadrature) để kết quả trở thành số phức và sau đó nhân nó với một số phức

khác S
I
+

jS
Q
, trong đó S
I
và S
Q
lần lượt là các PN hoa tiêu của kênh I và kênh Q. Kết quả
của phép nhân này là một đại lượng phức có các thành phần đồng pha và vuông pha được
biểu diễn ở góc dưới của hình vẽ. Với việc trải phổ phức, lối ra của bộ lọc tạo dạng sẽ
bằng 0 chỉ với xác suất thấp, do đó cải thiện hiệu quả công suất.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Hình 5. Sơ đồ truyền dẫn của kênh xuôi trong CDMA2000





Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
2.7.2. Chức năng truyền dẫn của kênh ngược

Hình 6. Sơ đồ truyền dẫn của kênh ngược trong CDMA2000
Sơ đồ khối chức năng của kênh ngược của hệ thống CDMA2000 trải phổ trực tiếp
được biểu diễn trên hình 6. Trước tiên hãy xem xét kênh cơ bản. Dữ liệu đến trong kênh
này được xử lý theo cách thông thường. Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu người dùng, một số
bit chỉ thị chất lượng khung dưới dạng CRC được thêm vào khung. Một vài bit đuôi được

thêm vào để đảm bảo việc hoạt động chuẩn xác của bộ mã hóa kênh, có thể là bộ mã hóa
mã xoắn hoặc mã khối. Biểu tượng mã được lặp lại, nhưng tùy thuộc vào tốc độ, một vài
biểu tượng bị xóa. Lối ra của bộ ghép xen (interleaver) được trải phổ với mã Walsh, ánh
xạ tới các biểu tượng điều chế, và nhân với các hệ số tích lũy (gain factor), kết quả là báo
hiệu được gán nhãn A
fund
. Kênh phụ 1 và 2 và các kênh điều khiển được xử lý cũng theo
cách đó, mặc dù chi tiết có thể khác biệt trong một số trường hợp. Ví dụ như, sự bỏ đi các
biểu tượng không được thực hiện trên kênh điều khiển dành riêng. Tương tự, kênh hoa
tiêu ngược R-PICH, có các chuỗi bit 0 (có giá trị thực là +1), được xử lý khác bởi vì nó
không được mã hóa thành mã kênh, ghép xen theo ghép xen khối, hoặc nhân bởi mã
Walsh. Tuy nhiên, một bit điều khiển công suất được thêm vào kênh hoa tiêu cho mỗi
nhóm điều khiển công suất hoặc 16 bit điều khiển công suất trên một khung. Đề đơn giản,
bỏ qua sự lặp lại này và chủ yếu quan tâm đến lối ra sau khi xử lý của các kênh này là
A
sub1
, A
sub2
, A
cont
, and A
pilot
. Kênh cơ bản và kênh phụ 1 được hợp lại tạo ra lối ra Q.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Tương tự, các kênh còn lại được tập hợp riêng biệt, cho lối ra I. Chú ý rằng trong trường
hợp này, các dãy kênh I và Q tạo nên bởi mã hóa QPSK là độc lập với nhau bởi vì nó
được tạo ra từ các kênh khác nhau và không phải bởi việc chia dòng dữ liệu của một kênh
thành hai dòng phụ. Các chuỗi I và Q được trải phổ bởi mã phức dưới dạng S
I
+ jS

Q
, trong
đó S
I
và S
Q
là do người dùng định nghĩa bởi vì nó được lấy từ mã mặt nạ 42-bit gán cho
mỗi người dùng, các dãy PN hoa tiêu kênh I và kênh Q, và mã Walsh.
2.8. Sự khác biệt giữa CDMA2000 và cdmaOne
CDMA2000 là sự mở rộng của cdmaOne, sự mở rộng này có thể dễ dàng nhận thấy
trong thực tế khi các người dùng CDMA2000 và người dùng cdmaOne có thể cùng tồn tại
trong cùng một sóng mang. Mặc dù CDMA2000 tương thích với cdmaOne, có nhiều điểm
khác biệt giữa CDMA2000 và cdmaOne. Vì yêu cầu của 3G và CDMA2000 là thu phát ở
tốc độ dữ liệu cao hơn, nên hai điểm khác biệt cơ bản cần thiết để cho phép tốc độ dữ liệu
ở mức 144 kbps hoặc cao hơn là sự cải thiện về báo hiệu và sự cải thiện về truyền dẫn.
2.8.1 Báo hiệu
Để thực hiện dữ liệu chuyển mạch gói tốc độ cao, CDMA2000 cần nhận và giải
phóng tài nguyên với hiệu suất cao và công nghệ báo hiệu hiệu quả là cần thiết. Các kỹ
thuật báo hiệu mới này bao gồm:
- Trên kênh xuôi, có các kênh vật lý báo hiệu/tiêu đề mới. Đó là các kênh F-QPCH
(Quick Paging Channel), F-CCCH (Common Control Channel), F-
BCCH(Broadcast Control Channel), F-CPPCCH (Common Power Control
Channel), và F-CACH (Common Assignment Channel).
- Trên kênh ngược, có các kênh vật lý báo hiệu/tiêu đề mới. Đó là các kênh R-
DCCH (Dedicated Control Channel), R-EACH (Enhanced Access Channel), và R-
CCCH (Common Control Channel).
- Trên kênh ngược, có các bản tin báo hiệu ngắn hơn. CDMA2000 có thể truyền các
khung ngắn hơn 5 ms trên R-EACH. Điều này làm giảm xác suất xung đột dữ liệu.
- Trên kênh xuôi, CDMA2000 cũng có thể truyền các bản tin báo hiệu ngắn hơn. Nó
có thể sử dụng các khung ngắn hơn 5 ms trên kênh xuôi cơ bản (Forward

Fundamental Channel) cho mục đích này.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
- Thêm vào đó, một thiết bị di động CDMA2000 có thể nằm ở một trong nhiều
mode hoạt động khác nhau để cung cấp việc truyền dữ liệu gói lớn và để bảo vệ tài
nguyên.
2.8.2 Truyền dẫn
Một dung lượng đường truyền trên không cao hơn là rất cần thiết cho việc thực thi
dữ liệu gói tốc độ cao, và nhiều thay đổi đã được thực hiện để cải thiện dung lượng đường
truyền trên không so với cdmaOne. Các thay đổi này còn được thực hiện để tác động đến
việc sử dụng hiệu quả tài nguyên. Một vài thay đổi đáng kể là:
- Kênh F-SCH (Forward Supplemental Channel) và R-SCH (Reverse Supplemental
Channel) được thêm vào để truyền dẫn dữ liệu người dùng tốc độ cao.
- Đường ngược có kênh R-PICH (Reverse Pilot Channel) để hỗ trợ việc điều chế
trên đường ngược.
- Đường lên giờ đây có điều khiển công suất vòng đóng nhanh (so sánh với điều
khiển công suất chậm hơn trong cdmaOne). Nhóm điều khiển công suất được
truyền trên kênh R-PICH để tăng cường điều khiển công suất vòng đóng nhanh
trên đường lên.
- Bên cạnh việc điều khiển công suất kênh lưu lượng, CDMA2000 cũng có thể điều
khiển công suất kênh báo hiệu.
- Các cải tiến trong việc truyền dẫn khác bao gồm việc thực thi khóa dịch pha trực
giao QPSK hiệu quả hơn trong điều chế và việc sử dụng mã khối hiệu quả hơn cho
việc truyền dẫn tốc độ cao.
2.9 Những tương đồng chủ yếu giữa CDMA2000 1X và WCDMA
Những tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA. Release 99 được giới thiệu
trong bảng3. Một lần nữa, so sánh này chỉ xem xét những khái niệm lõi cơ bản của mỗi
giao diện vô tuyến CDMA và không bao gồm tất cả chi tiết và bộ thông số, điển hình
phân biệt các hệ hống được những cơ quan lập tiêu chuẩn khác nhau định nghĩa. Các tiêu
chuẩn CDMA2000 và WCDMA gồm danh sách không đầy đủ sau đây của các công nghệ
tiến hóa mới quan trọng để nâng cao năng suất của cả hai tiêu chuẩn này:

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Bảng 3. Những điểm tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA
Một số những tiến hóa mới này là thiết yếu cho các hoạt động của các tiêu chuẩn
CDMA20001X và WCDMA release 99 được miêu tả dưới đây.
2.9.1 Các mã số trực giao có chiều dài thay đổi
Cả hai tiêu chuẩn CDMA2000 1X VÀ WCDMA đều được thiết kế để phục vụ
người dung thoại và dữ liệu. Việc truyền những gói dữ liệu có thể thực hiện bằng cách
dùng những tốc độ dữ liệu tương đối thấp vào khoảng 8kbit/s. Việc truyền những gói dữ
liệu chủ yếu dùng một tốc độ càng cao càng tốt tùy theo các điều kiện kênh, để giảm thiểu
độ chờ. Thay đổi chiều dài của mã trực giao làm thay đổi thực sự hệ số trải phổ và do đó
làm thay đổi tốc độ dữ liệu của kênh vô tuyến CDMA. Vì tốc độ mã trực giao thường là
cố định, có thể nói rằng những mã số
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
ngắn hơn cho phép những tốc độ dữ liệu cao hơn.
Nếu những điều kiện của kênh là tốt, liên kết vô tuyến có thể hỗ trợ một tốc độ dữ
liệu cao hơn, được cung cấp bằng chuyển mạch sang một mã trực giao ngắn hơn. Tuy
nhiên, chỉ định một mã số ngắn nào đó làm cho những mã số dài hơn ở dưới chúng trong
cây mã lập kênh không trực giao (không dùng được). Do đó, phân bổ và khả năng sử
dụng tất cả mã phải được theo dõi và tối ưu hóa mạnh mẽ.

Hình 7. Các mã phân kênh trực giao có chiều dài thay đổi
QUALCOMM đã phát triển những kỹ thuật phân bố cơ bản cho phép sử dụng hiệu quả
những mã trực giao có chiều dài thay đổi. Những mã số này là một tính năng trong cả hai
tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA. Điều này đặc biệt quan trọng để quản lý các dịch vụ
hỗn hợp thoại và dữ liệu. Khi những dịch vụ không phải thoại trở thành một dòng doanh
thu quan trọng đối với những nhà khai thác, quản lý toàn bộ mạng thoại cũng trở nên
quan trọng để cung cấp một hiệu quả sử dụng hài lòng.
2.9.2 Trải phổ phức hợp liên kết ngược

Vì các thiết bị di động CDMA2000 và WCDMA truyền nhiều kênh cùng một lúc
với các mã trực giao khác nhau, những kênh mã này có thể gây nhiễu với nhau khi giao
thoa “pha” nhận được bởi một trạm gốc không được lý tưởng. Qualcomm đưa ra một kỹ
thuật trải phức tạp sử dụng nhân phức tạp các nhánh I và Q với những mã số PN để làm
giảm nhiễu sinh ra khi các mã trực giao khác nhau được giải điều chế với một tham khảo
pha của máy thu không – lý tưởng. Mô hình trải phổ phức hợp này rất khác với dạng trải
phổ trước đó và dạng điều chế được sử dụng trong các hệ thống thông tin vô tuyến và
được chỉ ra trong Hình 8. Không có trải phổ và mã hóa phức tạp, các tín hiệu I và Q sẽ bị
lọc trực tiếp và được đưa vào bộ điều chế I/Q.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Hình 8. Cấu trúc phân kênh liên kết ngược với trải phổ phức hợp
2.9.3 Nhắn tin liên kết xuôi
Để bảo vệ tuổi thọ pin, thiết bị di động “ngủ” (ở trong chế độ tắt máy) theo chu kỳ
trong những khoảng thời gian ngắn (khoảng vài giây) cho đến lúc chúng phải “thức dậy”
và nghe bản tin mạng để xem có cần nhận và xử lý một cuộc gọi nào hay không. Trong
những hệ thống cdmaOne, mỗi thiết bị di động đã “thức dậy” để nghe nhắn tin trong lúc
khe nhắn tin đã được chỉ định cho nó. Nhắn tin có thể đã báo tin cho thiết bị di động rằng
nó đã nhận được một cuộc gọi. Sau mỗi chu trình khe nhắn tin, thiết bị di động sẽ trở lại
chế độ”ngủ” của nó để bảo toàn công suất pin.
QUALCOMM đã phát triển một cải tiến cho nhắn tin liên kết xuôi để gửi một dấu
hiện ngắn (ví dụ 1 - 2 bit) để làm cho thiết bị di động phải thức dậy để nghe một nhắn tin
hoặc tiếp tục “ngủ”. Tiết kiệm công suất pin được thực hiện nhờ tính năng bổ sung này.
Nhắn tin liên kết xuôi là thông thường cho tất cả giao diện vô tuyến kiểu di động, gồm cả
CDMA2000 và WCDMA. Đối với người tiêu dùng lợi ích là thời gian nói lâu hơn và ít
lần sạc pin ít thường xuyên hơn.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
2.9.4 Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA
Những đặc điểm này ảnh hưởng đến thực hiện hệ thống, thông số của hệ thống và có
thể ảnh hưởng đến những đặc điểm về năng suất. Tuy nhiên, dù có khác biệt, mỗi hệ

thống phải bao gồm nhiều công nghệ cơ bản chung (Bảng 4)

Bảng 4: Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA
2.9.5 Băng thông danh định
Tiêu chuẩn CDMA2000 đã được thiết kế để được vận hành với một băng thông là
1,25 MHz tương tự như cdmaOne, trong khi WCDMA được thiết kế để vận hành trong
một kênh 5MHz. Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến năng suất tổng cộng của hệ
thống và cả 2 công nghệ đều cung cấp những dung lượng tương tự khi được chuẩn hóa
trong những băng thông tương tự. Ngoài việc sử dụng kỹ thuật băng tần trải phổ dãy trực
tiếp, các hệ thống CDMA2000 còn có thể chỉ định ba sóng mang 1,25 MHz cho một băng
thông 5 MHz (3X). Trong kỹ thuật này, nhiều sóng CDMA2000 trải phổ trực tiếp (sóng
mang 1,25 MHz) được kết hợp lại để tạo ra một tín hiệu CDMA giải rộng hỗn hợp
(5MHz). Phân biệt sóng mang điển hình là 1,25 MHz. Cách tiếp cận nhiều sóng mang
tương tự này có thể được dùng để chỉ định đến 15 sóng mang CDMA2000 trong một băng
thông 20MHz.
2.9.6 Tốc độ chip
Vì băng thông danh định của WCDMA (5MHz) rộng hơn CDMA2000 (1,25MHz), tốc độ
chip tương ứng cũng cao hơn. Tốc độ chip của WCDMA được chọn là 3,84 Mchip/s trong
khi CDMA2000 dùng 1,2288 Mchip/s để giúp thực hiện tương thích ngược với các hệ
thống cdmaOne.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -