tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP gói ĐƯỜNG lên tốc độ CAO HSUPA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGUYỄN THỊ THU TRÀ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ
TRUY NHẬP GÓI ĐƯỜNG LÊN TỐC ĐỘ CAO-HSUPA
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 605270

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. ĐÔ XUÂN TIẾN

THÁI NGUYÊN - 2011


Luận văn được hoàn thành tại: Đại học kỹ thuật công nghiệp - ĐH
Thái nguyên

Cán bộ HDKH : PGS.TS. Đỗ Xuân Tiến
Phản biện 1

: TS. Bùi Trung Thành

Phản biện 2

: TS. Nguyễn Duy Cương

Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp
tại: Phòng cao học số 3, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
Vào 16 giờ 00 phút ngày 22tháng 12 năm 2011.

Có thể tìm hiểu luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại học
Thái Nguyên và Thư viện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.


1
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghệ hiện
đại hiện nay như điện tử, tin học,… công nghệ thông tin di
động trong những năm qua đã phát triển rất mạnh mẽ, cung cấp
các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao
của người sử dụng. Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940 cho
đến nay, thông tin di động đã phát triển qua nhiều thế hệ và đã
tiến một bước dài trên con đường công nghệ.
Trong thế kỷ 21, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ về
nhu cầu truyền thông không dây cả về số lượng, chất lượng và
các loại hình dịch vụ. Tuy nhiên, theo đánh giá thì cơng nghệ
truyền thơng khơng dây hiện thời vẫn chưa thực sự đáp ứng
được các yêu cầu ngày càng cao của người sử dụng đặc biệt là
các loại hình dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện như: tải tệp,
phân phối email, trình duyệt web tốc độ cao, truy nhập server,
truy tìm và phục hồi cơ sở dữ liệu, mobileTV, dịch vụ
streaming,... Điều này đòi hỏi các nhà khai thác phải cải tiến
công nghệ truyền thông không dây nhanh hơn và tốt hơn.

Để đáp ứng yêu cầu đó, ngay từ những năm đầu của
thập kỷ 90, người ta đã tiến hành nghiên cứu, hoạch định hệ
thống thông tin di động thế hệ ba (3G). ITU-R tiến hành công
tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thơng tin di động toàn cầu
IMT-2000. Ở Châu Âu, ETSI tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên
bản này với tên gọi là UMTS có khả năng cung cấp nhiều loại
hình dịch vụ với tốc độ tối đa có thể đạt được là 2 Mb/s. Thực
tế, hệ thống này chỉ cung cấp được các dịch vụ dữ liệu với chất
lượng cao ở 384 kb/s ở WCDMA-R99. Chính vì vậy, để đáp


2
ứng các yêu cầu về băng thông và chất lượng ngày càng cao
của con người, các hệ thống thông tin di động tiếp theo được
nghiên cứu.
Các tổ chức viễn thông quốc tế cũng như một số nhà khai
thác di động hàng đầu thế giới tiếp tục nghiên cứu, đề xuất và
thử nghiệm các cơng nghệ mới, điển hình là cơng nghệ truy
nhập gói tốc độ cao (HSPA). HSPA là một tập các tính năng mới
được đề cập bởi 3GPP nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn dữ liệu
của hệ thống UMTS, tăng tốc dữ liệu đỉnh đối với dung lượng
gói đường xuống (HSDPA) và đường lên (HSUPA). HSPA được
coi là một trong những công nghệ tiên tiến của hệ thống thơng tin
di động 3,5G.
Trong phiên bản Rel’6, HSDPA có thể nâng cao tốc độ
dữ liệu đường xuống lên tới 14,4 Mb/s (về mặt lý thuyết) và
gia tăng đáng kể dung lượng của mạng di động đồng thời
HSUPA cũng là bước phát triển mới cho mạng UMTS với mục
tiêu tăng tốc độ truyền dẫn gói dữ liệu ở đường lên tới 5,76
Mb/s.

2. ĐỐI TƯỢNG, NGUỒN TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là cấu trúc, các đặc
điểm và các kỹ thuật cơ bản của công nghệ HSUPA.
2.2. Nguồn tài liệu.
Luận văn đã sử dụng các tài liệu trong và ngoài nước,
các tạp chí khoa học kỹ thuật, các kết quả nghiên cứu liên
quan.


3
2.3. Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết về hệ thống thông
tin di động WCDMA, từ đó đi sâu nghiên cứu cơng nghệ
HSUPA và chủ yếu tập trung vào nghiên cứu kênh dành riêng
E-DCH, MAC-e và sự xử lý lớp vật lý, sự lập lịch, HARQ, sự
phân bố kênh vật lý,…để có thể nâng cao tốc độ đường truyền
lên đến 5,76 Mb/s.
3. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN.
HSUPA là bước phát triển tiếp theo của WCDMA được
đề cập bởi 3GPP nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn, tăng tốc độ
dữ liệu đỉnh đối với dung lượng gói đường lên đạt 5,76 Mb/s
(trong phiên bản Rel’6) đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao
của người sử dụng về các dịch vụ đa phương tiện mới như: tải
tệp, phân phối email, trình duyệt web tốc độ cao, truy nhập
server, truy tìm và phục hồi cơ sở dữ liệu, mobileTV, dịch vụ
streaming,... Tốc độ này đạt được nhờ các kỹ thuật cải tiến
nâng cao như: điều chế bậc cao, điều khiển tốc độ, lập lịch phụ
thuộc kênh, HARQ,... HSUPA được coi là một trong những công

nghệ tiên tiến của hệ thống thông tin di động 3,5G.
Bản luận văn gồm 74 trang với 3 chương, tác giả đã tìm
hiểu lý thuyết:
• Kiến thức tổng quan về thông tin di động bao gồm: lộ
trình phát triển các hệ thống thông tin di động, lịch trình phát
triển mạng 3G WCDMA, đặc biệt là kiến trúc và giao diện vơ
tún của mạng WCDMA-R99.
• Nghiên cứu lý thuyết các đặc điểm tổng quan về HSPA
bao gồm: các thay đổi của HSPA so với WCDMA-R99 nhằm
nâng cao khả năng và hiệu năng truyền dữ liệu gói về mặt tốc


4
độ dữ liệu đỉnh (14,4 Mb/s đối với HSDPA và 5,76 Mb/s đối
với HSUPA trong phiên bản Rel’6 của 3GPP), giảm trễ và tăng
dung lượng nhờ áp dụng một số kỹ thuật: truyền dẫn kênh chia
sẻ, thích ứng đường truyền, điều chế bậc cao hơn, lập lịch phụ
thuộc kênh, HARQ với kết hợp mềm, MAC-e và sự xử lý lớp
vật lý,…
• Nghiên cứu chi tiết về cơng nghệ HSUPA bao gồm:
Cấu trúc bộ định thời 10 ms; 2 ms của HARQ trong HSUPA,
tốc độ bít dữ liệu cho kênh vật lý DPDCH và E-DPDCH, cấu
trúc khung của E-DPDCH, E-DPCCH, E-HICH/E-RGCH, EAGCH,…
4. KẾT CẤU LUẬN VĂN.
Ngoài các phần: Mở đầu, Mục lục, Thuật ngữ viết tắt và Kết
luận, Luận văn được bố cục gồm 03 chương, 37 hình vẽ, 09
bảng biểu và 26 tài liệu tham khảo.
Chương 1: Tổng quan về thông tin di động.
Chương 2: Các đặc điểm tổng quan về HSPA.
Chương 3: Nghiên cứu chi tiết về HSUPA.

Chương 1: Tổng quan về thông tin di động
Ở chương này, luận văn giới thiệu chung về thơng tin di động:
lộ trình phát triển các hệ thống thông tin di động, lịch trình phát
triển mạng 3G WCDMA, kiến trúc và các kỹ thuật chính ở giao
diện vơ tuyến mạng WCDMA R-99:


5

Hình 1.4. Kiến trúc mạng WCDMA phiên bản 1999 (R99)
Chương 2: Các đặc điểm tổng quan về HSPA
Giới thiệu chuẩn hóa HSPA trong 3GPP, những thay đổi của
HSPA so với R99:

Hình 2.1. Kiến trúc giao diện HSPA cho số liệu người sử dụng


6
Các chức năng mới và những thay đổi trong HSPA ở
từng phần tử mạng của R99 được thể hiện ở hình 2.2.

Hình 2.2. Các chức năng mới trong HSPA
HSDPA được xây dựng trên mạng WCDMA R99, chủ
yếu nhờ mở rộng giao diện vô tuyến của R99 nhằm nâng cao
khả năng và hiệu năng truyền dữ liệu gói đường xuống về mặt
tốc độ dữ liệu đỉnh, giảm trễ và tăng dung lượng. Để đạt được
mục đích đó, một số kỹ thuật chính được đưa vào sử dụng
trong mạng HSDPA như: sử dụng kênh chia sẻ đường xuống,
thích ứng đường truyền, điều chế bậc cao hơn, lập lịch phụ
thuộc kênh và HARQ với kết hợp mềm.

Cốt lõi của HSUPA cũng sử dụng hai công nghệ cơ sở
như HSDPA: lập lịch nhanh và HARQ nhanh với kết hợp mềm.
Cũng giống như HSDPA, HSUPA sử dụng khoảng thời gian
ngắn 2 ms cho TTI đường lên. Các tăng cường này được thực
hiện trong WCDMA thông qua một kênh truyền tải mới, E-


7
DCH (Enhanced Dedicated Channel: kênh dành riêng tăng
cường).
Chương 3: Nghiên cứu chi tiết về HSUPA
Hoạt động của HARQ HSUPA dưới nguyên lý cơ sở có
nhiều điểm giống với HSDPA trong thuật ngữ của sự kết hợp
truyền lại. Đối với đường kết nối trực tiếp là khác nhau, những
bộ đệm mềm được giữ bởi nút B thay cho thiết bị đầu cuối.
Thiết bị đầu cuối sẽ giữ dữ liệu chưa được báo nhận trong bộ
nhớ. Các bộ khởi động lớp MAC sẽ truyền lại nếu như lớp vật
lý cung cấp một NACK như đã nhận từ nút B trong dãy hoạt
động của E-DCH. Cả sự kết hợp mềm và sự gia tăng số dư đều
cho phép đối với hoạt động HSUPA như nhau. Sự khác nhau
cơ bản trong quy trình hoạt động là bản chất đồng bộ của quá
trình HARQ HSUPA. Khi một chức năng của TTI 2 ms hay 10
ms được sử dụng thì tất cả hoạt động giữ lại bộ định thời được
xác định bao gồm số lượng các quá trình HARQ. Với một TTI
10 ms thì ở đây sẽ có 4 q trình HARQ và thời gian của quá
trình được cố định trong khoảng 2 ms cửa sổ. Cửa sổ là kết quả
từ dãy thước đo thời gian đối với sự liên kết kênh báo hiệu
đường xuống đối với việc truyền dẫn dữ liệu đường lên. Sự phụ
thuộc vào thời gian đường lên, kênh tín hiệu đường xuống đã
được đặt với độ chính xác 2 ms đối với điểm có thể bắt đầu.

Bộ định thời của q trình HARQ với TTI 10 ms được chỉ
ra trong hình 3.1 và có sự mơ tả về bốn q trình HARQ.


8

Hình 3.1. Bộ định thời của HARQ trong HSUPA với
TTI 10ms
Ở đây khơng cần thiết phải cấu hình lại số lượng q
trình xử lý HARQ, nó chỉ ra một hướng dẫn thực hiện rất rõ
ràng tới việc thực hiện nút B trong khái niệm về thời gian xử lý
cần thiết để gặp tất cả trường hợp trên. Yêu cầu thời gian xử lý
nút B có kết quả xấp xỉ 14 ms. Nếu lên đến 16 ms thì khơng thể
dễ dàng sử dụng để điều khiển trong mạng bao gồm tính di
động. Độ trễ tối đa đối với việc truyền lại một lần là 40 ms
(bao gồm thời gian đợi/xử lý/báo hiệu và cộng với việc đưa vào
TTI đối với truyền lại). Với TTI 2 ms thì có 8 q trình HARQ
(được chỉ ra trong hình 3.2).
Việc sử dụng quá trình đồng bộ HARQ đã xóa đi sự cần
thiết phải biết thành phần của dịng dữ liệu (q trình HARQ
đang được sử dụng như một trường hợp đối với HSDPA để cho
phép linh hoạt sự sắp xếp đường xuống). Với HSUPA, bộ định
thời cho thấy chính xác với q trình HARQ là chưa biết và sự
cần thiết đưa vào duy nhất là dữ liệu mới hay là truyền lại. Đây
là yêu cầu để phá hủy sự sai hỏng trong bộ đệm dẫn đến lỗi tín
hiệu (lỗi đầu cuối ACK) hay đặc biệt là trong trường hợp


9
chuyển giao mềm, dẫn đến nút B không nhận biết ACK gửi đi

bởi nút B khác trong dãy hoạt động.

Hình 3.2. Bộ định thời của HARQ trong HSUPA với TTI
2ms
Việc điều khiển với một dãy các hoạt động lớn hơn 1
dẫn đến việc kéo theo đầu vào đối với sự hoạt động của
HARQ. Trong khi với HSDPA chỉ có một nút B được chứa
trong việc điều khiển HARQ thì với HSUPA tất cả các nút B
đều tham gia vào. Sự hoạt động của HARQ được thực hiện
bằng việc sử dụng nguyên lý tương tự dối với điều khiển công
suất đường lên. Nếu thành phần nút B riêng lẻ của dãy các hoạt
động gửi một bản tin ACK thì thơng tin sẽ được đưa đến lớp
MAC cho biết ACK sẽ được nhận và lớp MAC sẽ chú ý truyền
thành công và dịch sang một gói khác. Nguyên lý hoạt động
của HARQ trong chuyển giao mềm được chỉ ra trong hình 3.3.
Khác với việc thực hiện nút B quá trình độc lập, thứ tự các gói
khơng thể được bảo đảm, chúng bị điều chỉnh bởi RNC. Điều
này ảnh hưởng tới kiến trúc giao thức trong dạng phần tử
MAC đưa vào trong RNC.


10
Đối với NACK, từ sự ánh xạ các ô không được phục vụ
sẽ được xác định là một dãy 0 và kết quả. NACK không thực
sự được phát đi từ các ô khác so với các ô phục vụ. Nếu các ô
phục vụ nằm trong chuyển giao mềm với các ô khác xác định
thuộc về cùng dãy kết nối vô tuyến E-DCH do đó NACK được
phát đi từ tất cả các ô để cho phép sự kết hợp bộ thu giống với
lệnh điều khiển công suất thu trong trường hợp chuyển giao
mềm.

Trong những chu kỳ khơng có dữ liệu truyền trên
đường lên thì can nhiễu gây ra bởi UE là do DPCCH đường lên
khi cấu hình truyền một chuỗi dài E-DCH. Bất kỳ giảm các
hoạt động không cần thiết nào của DPCCH sẽ làm giảm can
nhiễu trực tiếp trên đường lên, từ đó giảm chi phí của hệ thống
theo nghĩa giữ khả năng kết nối của UE. Nếu xét về khía cạnh
giảm can nhiễu thì đây là cách tiếp cận tốt nhất nhờ việc tắt hết
DPCCH khi khơng có q trình truyền dữ liệu. Tuy nhiên, điều
này cũng ngụ ý một vấn đề về khả năng duy trì đồng bộ cho
đường lên cũng như hoạt động điều khiển công suất. Từ đó,
một vài khe DPCCH vẫn hoạt động ngay cả khi khơng có dữ
liệu truyền. Lợi ích của điều này chính là duy trì đồng bộ và
duy trì điều khiển cơng suất chính xác. Đây chính là ý tưởng cơ
bản của truyền dẫn không liên tục trên đường lên DTX.
Về cơ bản, nếu khơng có truyền dẫn E-DCH trên đường
lên thì UE tự động dừng truyền DTX liên tục và truyền một
cách ngắt quãng theo một chu kỳ UE DTX. Chu kỳ UE DTX
được cấu hình trong UE và trong nút B bởi RNC, định ra khi
nào truyền DPCCH ngay cả khi khơng có E-DCH hoạt động.


11
Chiều dài của DPCCH có thể được cấu hình. DPCCH
được truyền bất cứ khi nào có sự hoạt động của E-DPDCH mà
khơng xem xét đến chu kỳ UE DTX.
Để thích ứng chu kỳ UE DTX với tính chất của lưu
lượng, có hai kiểu chu kỳ được định nghĩa: kiểu 1 và kiểu 2.
Sau khi chắc chắn cấu hình chu kỳ khơng hoạt động cho EDCH thì UE sẽ chuyển từ chu kỳ UE DTX kiểu 1 sang kiểu 2
khi thường xun có ít sự kiện truyền dẫn DPCCH.
Việc thu khơng liên tục trong nút B có thể nhờ sử dụng

DTX cho đường lên từ đó có lợi trong việc tiết kiệm tài nguyên
xử lý trong nút B khi không phải xử lý liên tục tín hiệu từ tất cả
người sử dụng gửi đến. Khi điều này có thể thì cấu hình mạng
UE cho phép truyền dẫn E-DCH chỉ bắt đầu trong một khung
phụ. Sau thời gian truyền E-DCH cuối cùng, việc cấm là có
hiệu lực và UE chỉ có thể truyền thông qua chu kỳ MAC DTX.
Trong phiên bản 5, HSDPA đã thay đổi sự sắp xếp
đường xuống từ RNC tới nút B để tạo ra quyết định sắp xếp
với thời gian chờ là tối thiểu gần với giao diện vơ tuyến có thể.
Sơ đồ với HSUPA có những điểm giống đối với đường lên và
thay đổi sự sắp xếp với nút B nhưng sự tương tự giữa sự sắp
xếp của HSDPA và HSUPA ở cuối. Với HSDPA, tất cả nguồn
cung cấp ơ có thể được đưa trực tiếp tới người sử dụng riêng lẻ
trên từng chu kỳ thời gian ngắn và bằng cách này có thể đạt
đến tốc độ gói dữ liệu rất cao đối với mỗi UE riêng biệt nhưng
lại tương thích ở đầu ra trong khoảng thời gian tiếp theo, khi
nguồn nút B được dùng để cung cấp một vài UE khác. Đới với
HSUPA thì khơng thể vì HSDPA là từ một tới nhiều kiểu sắp
xếp, cịn HSUPA là sự sắp xếp từ nhiều kiểu tới một kiểu.


12
Nguồn công suất truyền dẫn đường lên của một ô được phân bố
tới từng người sử dụng. Để thực hiện một cách đơn giản, mỗi
UE có một bộ phát của chính nó và chỉ có thể phát đi dữ liệu từ
UE riêng biệt đó. Chính vì thế trên đường lên, nguồn công suất
truyền dẫn của ô không chỉ được đưa đến từng UE đơn lẻ tại
một thời điểm và tới các UE khác ở một vài thời điểm khác
nhưng người sử dụng phải có nguồn cơng suất phát của riêng
họ và chắc chắn là không thể chia sẻ. Điều này cho thấy sự cần

thiết phải có mức độ cao hơn của sự sắp xếp đường lên song
song do đó việc tiếp cận kênh dành riêng có tính khả thi đối với
HSUPA.
Khi nghiên cứu những vấn đề trên, cân nhắc về sắp xếp
HSUPA có thể quên lịch HSDPA và thay thế sắp xếp DCH
nhanh nhất. Nguồn chia sẻ của đường lên là nhiễu đường lên
tăng lên hay tổng công suất thu thấy trong đầu thu nút B. Mỗi
UE, trừ khi phát với công suất đầy đủ đều không thể dùng mà
chỉ thực hiện mình nguồn đó nhưng đây lại là ích lợi rất lớn để
biết được số lượng nguồn ở mỗi một thời điểm mà mỗi UE đã
dùng nhằm cố gắng giữ nguyên mức độ ảnh hưởng của nhiễu
tới mức tối đa.
Giả sử tất cả các UE hoạt động, nếu muốn phát đi tại tất
cả các thời điểm với tốc độ dữ liệu cao nhất có thể. Sau đó, bộ
lập lịch sẽ làm việc với đường lên. Một công việc đơn giản để
nhận vào một người sử dụng mới và trong khi đó phải thu nhỏ
việc phân phối (cấp phát) đối với người sử dụng cũ. Do đó, nó
rất khác so với lịch của HSDPA nhưng trên thực tế vẫn còn rất
nhiều hệ thống phiên bản 99 đang hoạt động. Khi chưa sẵn
sàng cho phép đối với RNC, để lập lịch hoạt động dựa theo yêu


13
cầu của UE và chuyển đổi để phát, đơn giản nó chỉ dự phịng
tất cả những người sử dụng với tốc độ dữ liệu tối đa cố định và
chúng được cho phép để sử dụng khi nào họ có thể. Nếu sự sử
dụng tối đa là thấp hơn hoặc việc thực hiện không tồn tại, tải
đường lên tăng lên quá cao hoặc những người sử dụng mới
được đưa vào ô thì việc cấp phát bị thấp hơn.
E-DPDCH là kênh vật lý đường lên mới sử dụng cho

việc phát đi các bit là kết quả của quá trình xử lý kênh truyền
dẫn E-DCH từ thiết bị di động đến trạm cơ sở. Đây là một kênh
mới tồn tại song song với tất cả kênh dành riêng đường lên của
3GPP phiên bản 5 (DPDCH và DPCCH dùng đối với phát dữ
liệu đường lên và HS-DPCCH sử dụng đối với truyền tin phản
hồi HSDPA). Với việc giới thiệu về HSUPA, ở đây có 5 điều
khác của việc phát song song các kênh dành riêng đường lên.
E-DPDCH có cấu trúc tương tự với DPDCH của phiên
bản 99 với một vài bộ thu nhận. Chúng cùng truyền dẫn vng
góc các nhân tố biến đổi (OVSFs) để hiệu chỉnh số lượng các
bít kênh tới số lượng của dữ liệu được phát đi đồng thời.
Chúng cùng sử dụng điều chế BPSK và cho phép mạch điều
khiển công suất nhanh tương tự nhau.
Đặc điểm cần chú ý nhất của E-DPDCH là E-DPDCH
truyền dẫn mức HARQ lớp vật lý nhanh và nút B nhanh dựa
trên lịch. Tuy nhiên, đây khơng phải là những tính chất của q
trình xử lý và việc lập lịch là thấy được trong lớp MAC.
Điểm khác nhau lớn nhất đối với E-DPDCH là truyền dẫn
các thành phần hệ số trải phổ (SF) là 2 với việc cho phép phân
phát 2 lần với nhiều bit kênh trên mã hơn là hệ số trải phổ nhỏ
nhất là 4 mà DPDCH truyền dẫn. Tuy nhiên, đây không phải là


14
tất cả khi DPDCH có thể truyền dẫn tới 6 mã SF4 song song
khi E-DPDCH truyền dẫn đồng thời việc phát đi của 2 mã SF2
và 2 mã SF4 và dẫn đến tốc độ bit lớp vật lý tối đa là 5,76
Mb/s.
Tốc độ dữ liệu cho từng bước truyền dẫn là khác nhau.
Cả DPDCH và E-DPDCH truyền dẫn các hệ số trải phổ 256,

128, 64, 32,16, 8 và 4 và tốc độ bit của kênh vật lý tương ứng
là 15, 20, 60, 120, 240, 480 và 960 kb/s với sự truyền dẫn mã
đơn OVSF.
Bảng 3.1. Tốc độ bit dữ liệu cho kênh vật lý DPDCH và EDPDCH
Tốc độ bit
DPDCH
E-DPDCH
15-960 kb/s
SF256-SF4
SF256-SF4
1,92 Mb/s
2 x SF4
2 x SF4
2,88 Mb/s
3 x SF4
3,84 Mb/s
4 x SF4
2 x SF2
4,8 Mb/s
5 x SF4
5,76 Mb/s
6 x SF4
2 x SF4 + 2 x SF2
Nếu tốc độ bit kênh là 960 kb/s dựa trên sự trải rộng
thành phần 4 sẽ không hiệu quả đối với việc truyền dẫn tất cả
các dữ liệu từ bộ xử lý kênh truyền dẫn. Sau đó, tất cả chúng sẽ
được chuyển đổi để sử dụng hai mã SF4 song song và đạt được
tốc độ bit kênh vật lý là 1920 kb/s. Mọi thứ chỉ khác so với 2
kiểu kênh dữ liệu dành riêng ở điểm này. Sau hai mã song song
SF4, DPDCH sẽ thực hiện các bước đối với mã song song 3, 4,

5, 6 cho đến khi tốc độ bit đạt được là 5,76 Mb/s. E-DPDCH có
một vài bước và sử dụng 2 thành phần trải rộng. Sau hai mã


15
SF4, E-DPDCH sẽ thực hiện trực tiếp với hai mã SF2. Những
bước này đã được chỉ ra trong bảng 3.1. Việc sử dụng hai mã
SF2 cung cấp một vài dãy thông qua việc sử dụng ba hay bốn
mã song song SF4 đối với tỉ số công suất phát cao nhất trên
trung bình và cho phép thực hiện bộ khuếch đại công suất
nhiều ưu điểm đối với truyền dẫn UE tốc độ cao.
Điểm khác biệt chú ý lớn nhất lớp vật lý giữa hai kênh dữ liệu
là chiều dài 2 ms TTI truyền dẫn bởi E-DPDCH. Điều này đạt
được bằng việc giữ nguyên cấu trúc khung vô tuyến 10 ms luôn
phù hợp với DPDCH nhưng với TTI 2 ms sử dụng khung vô
tuyến 10 ms được phân chia thành 5 khung con nhỏ độc lập.
E-DPCCH là kênh vật lý đường lên mới sử dụng đối
với việc phát thơng tin ngồi băng về truyền dẫn E-DPDCH từ
thiết bị di động tới trạm gốc. E-DPCCH cũng giống như EDPDCH là một kênh mới mà tồn tại song song với tất cả kênh
dành riêng đường lên của 3GPP và luôn luôn truyền dẫn đồng
thời với E-DPDCH.
Để mở rộng E-DPCCH làm tương tự như đối với EDPDCH khi mà DPCCH thực hiện đối với truyền dẫn DPDCH.
Đó là kênh điều khiển sẽ phân phối thơng tin cần thiết để giải
mã truyền dẫn kênh dữ liệu tương ứng. Điểm khác nhau chính
giữa 2 loại là khi đưa vào thơng tin về DPDCH thì DPCCH
cũng cung cấp thơng tin chung liên quan. Ví dụ: sự ước lượng
kênh và điều khiển công suất trong khi E-DPDCH chỉ bao gồm
thơng tin về E-DPDCH.
E-DPCCH chỉ có duy nhất một định dạng khe với việc
sử dụng hệ số trải phổ là 256 và chứa dung lượng của 30 bit

kênh phân phối trong một khung con 2 ms. Nó được thiết kế để


16
truyền 10 bit thông tin cho mỗi một E-DPDCH TTI phát. EDPCCH sử dụng kiểu mã hoá Reed Muller bậc hai dùng để
truyền dẫn bộ chỉ báo kết hợp định dạng (TFCI) mã hóa trong
DPCCH. Điều này có nghĩa là kết quả các bit thơng tin có
trong 30 bit được phát đi trong kênh vật lý. Số lượng các bit có
thể được mang đi bởi EDPCCH 2 ms. Nếu chiều dài TTI của
E-DPDCH là 10 ms thì khung con E-DPCCH 30 bit sẽ được
lặp lại 5 lần theo chỉ mức công suất báo hiệu. Với việc giới
thiệu cấu trúc khung E-DPCCH tương tự có thể sử dụng bất
chấp TTI dùng cho truyền dẫn E-DPDCH.
E-HICH là kênh vật lý đường xuống mới sử dụng đối
với việc phát thuận và báo hiệu ngược đối với truyền dẫn gói
đường lên. Nếu nút B thu được E-DPDCH TTI phát một cách
chính xác thì nó sẽ phản hồi lại cơng nhận (ACK) và nó thu
TTI khơng chính xác thì sẽ phản hồi lại với thơng tin không
công nhận (NACK).
Thông tin E-HICH được điều chế BPSK với khóa
tắt/mở và sự điều chế phụ thuộc vào ơ đang phát E-HICH. Nếu
E-HICH đang đến từ dãy kết nối vô tuyến chứa trong kết nối
vô tuyến E-DCH cung cấp (phát từ trạm gốc có ơ E-DCH phục
vụ) thì cả ACK và NACK đều được phát đi. E-HICH phát bởi
nút B mà khơng chứa ơ E-DCH thì chỉ phát đi ACK. Nếu một ơ
khơng thu E-DPDCH TTI chính xác thì nó sẽ khơng thực hiện
gì. UE sẽ tiếp tục phát lại cho đến khi ô phản hồi lại với một
ACK.
Mục đích của sự phối hợp này là để lưu lại sự truyền
dẫn đường xuống. Giả thiết rằng phía sau các phương pháp

điều chế khác nhau là các nút B không có ơ E-DCH cung cấp là


17
những cái khơng có kết nối tốt nhất tới UE và thường khơng
nhận đúng E-DPDCH TTI và phần lớn tín hiệu NACK nhiều
hơn ACK được phát đi. Trong cách này chỉ có duy nhất ACK
sử dụng dung lượng đường truyền xuống. Như đối với dãy kết
nối vô tuyến E-DCH cung cấp, giả thiết tín hiệu ACK nhiều
hơn tín hiệu NACK phát đi, khi cả ACK và NACK dẫn đến
truyền dẫn bit BPSK (+1 và -1,bộ thu cần phân chia từ +1 đến
-1 và có thể là trường hợp nếu nó cần để phân chia từ +1 đến 0
(khi không truyền). ACK/NACK sẽ được ánh xạ tới truyền dẫn
E-HICH từ rất nhiều loại ô khác nhau. Tất cả các ô trong nút B
tương tự cũng được giả thiết tới đường truyền E-DPDCH
đường lên bộ thu trong bộ kết hợp và kết quả là trừ trường hợp
nhiều ô trong nút B tham gia vào chuyển giao mềm thì bộ thu
TTI thành cơng hoặc thất bại chỉ một lần mà không tách rời tất
cả các ô.
E-RGCH là một kênh vật lý đường xuống mới sử dụng
đối với việc truyền những yêu cầu lập lịch theo từng bước đơn,
ảnh hưởng công suất truyền dẫn, UE được cho phép sử dụng
kênh dữ liệu vật lý dành riêng (E-DPDCH). Mặc dù vậy, cần
phải có sự điều chỉnh tốc độ dữ liệu tại đường lên, đường
xuống một cách có hiệu quả. Tương tự như E-HICH, thông tin
E-RGCH sử dụng phương pháp điều chế BPSK và sự truyền
dẫn cho phép phụ thuộc vào ô được phát tại E-RGCH.
Các ô thuộc vùng kết nối vô tuyến phục vụ cho E-DCH
của một UE bằng nội dung truyền tải tương tự E-RGCH, mặc
dù vậy, cho phép UE kết hợp mềm các kênh này. Các ô không

thuộc vùng kết nối vô tuyến phục vụ cho E-DCH có thể chỉ
truyền xuống (nếu không có sự truyền dẫn) và chỉ có những ô


18
khác thuộc vùng kết nối vô tuyến có thể tăng công suất truyền
dẫn tối đa của kênh dữ liệu.
Một điểm khác biệt giữa E-RGCH và E-HICH là ở kết
hợp mềm. Tất cả các kênh E-HICH được truyền bởi các kênh
vô tuyến giống nhau (ví dụ như các kênh vô tuyến được truyền
từ nút B giống nhau và chứa yêu cầu điều khiển công suất
giống nhau) phải mang nội dung giống nhau và đều có thể kết
hợp mềm. Các kênh E-RGCH được truyền từ đường truyền vô
tuyến cũng phải mang nội dung giống nhau và đều có thể kết
hợp mềm. Mục đích của việc thiết lập đường truyền vô tuyến
phục vụ cho E-DCH chỉ là để xem xét kênh E-RGCH có khả
năng kết hợp mềm hay không.
E-AGCH là một kênh vật lý đường xuống mới được sử
dụng để truyền một quyết định lập lịch tại nút B, cho phép UE
biết công suất truyền dẫn liên quan được cho bởi E-DPDCH.
Mặc dù vậy, tốc độ truyền dữ liệu tối đa được cung cấp cho UE
một cách hiệu quả.
E-AGCH dành 5 bít cho UE để đạt được giá trị hỗ trợ
tuyệt đối, chỉ ra mức công suất chính xác mà E-DPDCH có thể
sử dụng liên quan đến DPCCH. Thêm vào đó, E-AGCH mang
một bít chỉ thị cho phạm vi hỗ trợ tuyệt đối. Với bít này, nút B
có thể cho phép hoặc không cho phép UE tham gia vào quá
trình HARQ. Bít này chỉ ứng dụng cho sự hoạt động E-DCH
TTI 2 ms. Hơn nữa, E-AGCH sử dụng UE-id để nhận dạng bộ
thu và dành thêm một bít thông tin.

19
KẾT LUẬN
HSUPA là bước phát triển tiếp theo của WCDMA được
đề cập bởi 3GPP nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn, tăng tốc độ
dữ liệu đỉnh đối với dung lượng gói đường lên đạt 5,76 Mb/s
(trong phiên bản Rel’6) đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao
của người sử dụng về các dịch vụ đa phương tiện mới như: tải
tệp, phân phối email, trình duyệt web tốc độ cao, truy nhập
server, truy tìm và phục hồi cơ sở dữ liệu, mobileTV, dịch vụ
streaming,... Tốc độ này đạt được nhờ các kỹ thuật cải tiến
nâng cao như: điều chế bậc cao, điều khiển tốc độ, lập lịch phụ
thuộc kênh, HARQ,... HSUPA được coi là một trong những công
nghệ tiên tiến của hệ thống thông tin di động 3,5G.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp một cái nhìn
tổng quan về hệ thống thơng tin di động WCDMA, cấu trúc,
đặc điểm của HSUPA và các cải tiến nâng cao như: điều chế
bậc cao, điều khiển tốc độ, lập lịch phụ thuộc kênh, HARQ,…
để có thể giúp các nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn đúng đắn giải
pháp công nghệ nhằm đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của
người sử dụng như: truyền file, tải nhạc, mobileTV,…
b. Ý nghĩa thực tiễn.
Kết quả nghiên cứu của đề tài là bước tiến nhằm nâng
cao tốc độ và khả năng cũng như giảm độ trễ trên đường truyền
gói lên của mạng UMTS. HSUPA sử dụng các kỹ thuật thích
ứng đường truyền như: khoảng thời gian truyền dẫn ngắn, cơ
chế yêu cầu lặp tự động lai,… nhằm cải tiến đường truyền lên

và nâng cao tốc độ lên đến 5,76 Mb/s.