Báo Cáo Thực Tập HSDPA Cho Hệ Thống UMTS

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Họ và tên: Nguyễn Thị Ngân
Lớp: Điện tử 8_K49
Đề tài: HSDPA cho hệ thống UMTS
Nội dung đề cương
Chương 1: Giới thiệu
1.1

Công nghệ WCDMA và tình trạng triển khai

WCDMA(wideband code division multiple access) là chuẩn liên lạc 3G song
hành cùng với chuẩn GSM. WCDMA là công nghệ nền tảng cho các công nghệ
3G khác như là UMTS và FOMA.WCDMA được tập đoàn EITS NTT Docomo
Nhật bản phát triển riêng cho mạng 3G FOMA. Sau đó NTT đã trình đặc tả này
lên liên hiệp truyền thông quốc tế ITU và xin công nhận dưới danh nghĩa là một
thành viên của chuẩn 3G có tên gọi IMT2000. ITU đã chấp nhận và công nhận
WCDMA là giao diện nền tảng cho UMTS. FOMA được NTT Docomo đưa vào
ứng dụng từ năm 2001 và được coi là dịch vụ 3G thương mại đầu tiên trên thế
giới.Mặc dù cũng dựa vào nền tảng WCDMA song FOMA lại không tương thích
với UMTS.
Tình hình triển khai:


1.2

Tiến trình triển khai công nghệ và tiêu chuẩn hóa HSPA, HSDPA.
HSPA (High-Speed Packet Access: Truy cập tốc độ cao) là một công nghệ

truyền dẫn không dây đang được ứng dụng cho các thiết bị thông tin di động. Hiện
HSPA đã có hơn 130 mạng đang hoạt động trên toàn cầu và khoảng 50 mạng đang
được xây dựng. HSPA hiện đang hỗ trợ tốc độ dữ liệu 14.4 Mbps cho đường

xuống (HSDPA) và 1.4 Mbps cho đường lên (HSUPA). Công nghệ này giúp tăng
gấp đôi dung lượng mạng và giảm thời gian trễ đối với các dịch vụ tương tác. Tính
trung bình, người sử dụng có thể download với tốc độ nhanh gấp 20 lần so với kết
nối GPRS đang được các nhà khai thác tại Việt Nam cung cấp hiện nay. Trong
tương lai gần, HSPA sẽ được nâng cấp lên Release 8 với tốc độ 42 Mbps cho
đường xuống và 12 Mbps cho đường lên
Giới thiệu HSDPA
HSDPA là một phương thức truyền tải dữ liệu theo phương thức mới. Đây
được coi là sản phẩm của dòng 3.5G. Công 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 công nghệ và được phát triển trên cơ sở
của hệ thống 3G W-CDMA.
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
W-CDMA 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
hoàn toàn khác biệt so với các kênh thông 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 không
thể thực hiện được khi sử dụng công nghệ HSDPA. Công nghệ này có thể được
chia sẻ giữa tất cả các user có sử dụng sóng radio, sóng cho hiệu quả download
nhanh nhất.

Ngoài HS-DSCH, còn 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 HSDSCH.


Trong năm 2007, một số lượng lớn các nhà cung cấp dịch vụ di động trên toàn thế
giới đã bắt đầu bán các sản phẩm USB Modem có chức năng kết nối di động băng
thông rộng. Ngoài ra, số lượng các trạm thu phát HSDPA trên mặt đất cũng tăng
nhanh để đáp ứng nhu cầu thu phát dữ liệu. Được giới thiệu là có “tốc độ lên tới
3.6 Mbit/giây”, song đây chỉ là con số có thể đạt được trong điều kiện lý tưởng.
Do vậy, tốc độ đường truyền sẽ không nhanh như mong đợi, đặc biệt là trong điều
kiện phòng kín.
Tình hình triển khai của HSDPA
Theo số liệu của Nghiệp đoàn di động toàn cầu (GSA) công nghệ 3,5G (HSDPA)
chiếm đến 69% trong tổng số mạng di động. trên toàn cầu. Nếu như 2006, có 166
mạng di động hỗ trợ HSDPA tại 75 nước, thì kết thúc năm 2007, số nhà mạng sử
dụng công nghệ này là 204, ở 89 quốc gia. Các nhà mạng trang bị công nghệ này
được phân bố tại nhiều vùng khác nhau trên thế giới, Tây Âu (61 mạng), tiếp đó là
Nam Á (35), Đông Âu (34), Trung Đông và châu Phi (20), châu Mỹ và vùng
Caribbe (16).HSDPA tại nhiều vùng có tốc độ download lên tới 7,2 MB/giây, còn
bình thường cũng đạt từ 800 KB/giây đến 3 MB/giây. Tuy nhiên, tốc độ giữa các
mạng cũng không đều nhau. Có tới 62% số mạng có tốc độ download cao nhất là
3,6 MB/giây, trong khi đó chỉ có 21% số mạng đạt 7,2 MB/giây.
GSA cho rằng, sự phát triển của mạng 3,5G ảnh hưởng đến các dịch vụ băng tần
trên toàn cầu, nhiều nhà mạng đang thêm HSPA (bao gồm HSDPA và HSUPA).
Số lượng các nhà mạng sử dụng HSPA chỉ mới bắt đầu trong năm vừa rồi, và lên
tới con số 26, tại 22 quốc gia.

1.3 Giải pháp dung lượng vô tuyến với HSPA
Chất lượng của một hệ thống vô tuyến được xác định thông qua việc các chương
trình ứng dụng được sử dụng thông qua mạng vô tuyến như thế nào.Thuật ngữ
khóa để có thể xác định chất lượng các chương trình ứng dụng bao gồm tốc độ dữ
liệu và thời gian trễ mạng. Các chương trình ứng dụng đó vẫn có thể được đón


nhận với tốc độ bít chậm với vài chục kbps nhưng yêu cầu độ trễ phải thấp, giống
như kiểu VoIP và các trò chơi hành động thời gian thực. Mặt khác, thời gian tải
xuống của số lượng lớn các file chỉ được xác định bởi tốc độ dữ liệu lớn nhất, và
thời gian chờ không đóng vai trò gì. GPRS Re’99 cung cấp 30-40kbps với thời
gian chờ là 600ms.EGPRS Re’4 không chỉ tăng tốc độ bít lên cao hơn từ 3-4 lần
mà còn giảm thời gian chờ xuống còn 300ms.Tốc độ dữ liệu và thời gian chờ cho
phép cho phép chất lượng các chương trình ứng dụng đều đặn đối với các chương
trình ứng dụng di động cơ sở bao gồm duyệt giao thức ứng dụng không dây(WAP)
và ấn để nói (push to talk).
WCDMA cho phép tốc độ dữ liệu là 384kbps với thời gian chờ là từ 100200ms,nó cũng làm cho việc truy nhập Internet gần như nhanh nhất đến kết nối
đường dây thuê bao số và cung cấp chất lượng tốt đối với các chương trình ứng
dụng giao thức Internet độ trễ thấp.
HSPA đạt đến tốc độ bít 1-2Mbps trong thực tế và có thể lên đến 3 Mbps trong
điều kiện tốt. HSPA cũng làm cho thời gian chờ mạng giảm xuống dưới 100ms, và
người sử dụng cuối cùng có thể được thưởng thức chất lượng chương trình giống
như đối với các kết nối đường dây DSL.Không hoặc chỉ có một vài việc được yêu
cầu để đưa các chương trình ứng dụng trên mạng tới môi trường di động. Chủ yếu
HSPA là truy nhập băng rộng với khả năng liền mạch và độ bao phủ rộng rãi. Giải
pháp dung lượng vô tuyến từ GPRS tới HSPA được minh họa trong hình 1.9
HSPA hiện tại đang được thiết kế để tạo ra tốc độ bít cao không chỉ đối với các
ứng dụng thời gian thực.Kết quả tính toán trên hình vẽ đã chỉ ra,tuy nhiên, HSPA
có thể đáp ứng dung lượng hoạt động cũng như là đối với các chương trình ứng
dụng có thời gian trễ và tốc độ bít thấp như VoIP. 3GPP Re’6 và 7 cũng đã cải

thiện được hiệu suất của HSPA đối với VoIP và các ứng dụng tương tự khác.



Hiệu suất trải phổ cao và dung lượng tế bào cao được yêu cầu để đáp ứng tốc độ
bít cao hơn và một vài thiết bị mới với cùng những vị trí trạm gốc hiện tại. Hình
1.10 minh họa cho dung lượng tế bào dự tính trên một sector trên 5MHz với
WCDMA, với HSPA cơ sở và với HSPA được cải tiến trong môi trường vĩ mô tế
bào.HSPA cơ sở bao gồm có một anten nhận Rake trong thiết bị đầu cuối và 2 an
ten nhánh đa dạng trong các trạm gốc.HSPA cải tiến thì bao gồm 2 anten điều
chỉnh di dộng và bộ khử nhiễu ở trong trạm gốc.Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng
HSPA có thể đem lại lợi ích về chất lượng và dung lượng. HSDPA cơ sở có dung
lượng tế bào cao gấp 3 lần của WCDMA và HSDPA cải tiến thì có dung lượng tế
bào cao gấp 6 lần WCDMA.
Hiệu suất trải phổ của HSDPA cải tiến bị giới hạn là 1bit/s/Hz/cell.Mức độ cải
thiện dung lượng đường lên của HSDPA được dự đoán là trong khoảng từ 30%
đến 70%.Dung lượng HSPA không chỉ thích hợp đối với các dịch vụ đối xứng mà
còn với cả dịch vụ không đối xứng với tốc độ dữ liệu và dung lượng đường xuống
cao.

Chương 2. Khái quát và tiêu chuẩn hóa HSPA
2.1 3GPP
3GPP là tổ chức chuẩn hóa các công nghệ mạng thông tin di động tế bào cho cả
HSDPA và HSUPA và đã đạt được kết quả rất tốt như đối với bản phát hành công
nghệ đa truy cập phân chia theo mã băng rộng WCDMA. Hơn thế, 3GPP còn chịu
trách nhiệm cho việc chuẩn hóa giải pháp toàn cầu về tốc độ dữ liệu cải tiến và
hệ thống di động cho hệ thống toàn cầu (GSM/EDGE).Nền của 3GPP ngày nay
khi mà công nghệ WCDMA đang được chuẩn hóa theo việc lựa chọn công nghệ
kỹ thuật từ các khu vực khác nhau trong năm 1997.Theo đó, WCDMA đã được

lựa chọn ở một vài khu vực như là cơ sở cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ
3, và trở thành nguyên lý công nghệ cho hoạt động ở một vài khu vực lân cận. Do
đó, đến cuối năm 1998, Mỹ, châu Âu, Hàn Quốc và Nhật Bản đã lựa chọn và tạo
ra 3 GPP. Trung Quốc sau đó cũng lựa chọn.
Mốc đầu tiên đạt được là vào cuối năm 1999 khi Re’99 được công bố, bao hàm
được đầy đủ các đặc tính kỹ thuật của các bản đã phát hành WCDMA. Re’4 phát
hành vào đầu năm 2001.

Chu trình của các phiên bản thường chỉ là 1 năm với việc cho phép các phiên bản
lớn hơn thì có cự ly tần số giảm đi. Điều này cũng cho phép có được sự chú ý
nhiều hơn tới mức độ cần thiết về nội dung bản phát hành hơn là sự ra đời các
phiên bản dữ liệu cần thiết. Phiên bản5 ra đời năm 2002 và phiên bản 6 ra đời năm
2004. Đặc tính kỹ thuật của Re’7 đã được chấp nhận vào nửa cuối năm 2006.
2.1.1 Sự chuẩn hóa HSDPA trong 3GPP
Khi mà bản phát hành 99 ra đời, HSDPA và HSUPA đã không còn phải bàn cãi.
Trong suốt năm 2000, trong khi vừa hiệu chỉnh với Re’99 thì cũng đồng thời làm
việc kết hợp với Re’4, ví dụ, TD-SCDMA, nó đã trở lên hiển nhiên đối với sự cần
thiết cải thiện truy nhập gói. Để đưa ra một giải pháp, một nghiên cứu có tính khả
thi về HSDPA đã bắt đầu vào tháng 3 năm 2000.Các công ty nhận bắt đầu công
việc với HSDPA là Motorola và Nokia từ bên cung ứng, còn phía bên hoạt động
thì có BT/Cellnet, T-Mobile và NTT DoCoMo.
Việc nghiên cứu tính khả thi đã được xác định là cho TSG RAN vào tháng 3 năm
2001 và các kết luận được công bố đã chỉ ra những lợi ích rõ rệt trong việc nghiên
cứu giải pháp này. Trong các vấn đề nghiên cứu HSDPA, có sự thảo luận về việc


làm thế nào để cải thiện việc truyền dẫn dữ liệu gói đường xuống trong Re’99.
Vấn đề đưa ra là việc truyền dẫn qua lớp vật lý và tiến trình cơ sở BTS cũng được
nghiên cứu đề cập đến đó là điều chế và mã hóa,kỹ thuật thu nhận và truyền dẫn

nhiều ănten, vấn đề nhiều đầu vào nhiều đầu ra(MIMO) cũng như là việc lựa chọn
cell nhanh nhất (FCS).
Khi mà Re’5 được phát hành 1 năm sau đó, vào tháng 3 năm 2002, đây rõ ràng đã
có sự hiệu chỉnh để có thể làm với HSDPA, nhưng chức năng chính vẫn là những
kỹ thuật của lớp vật lý.Công việc phần nào đó đã bị chậm lại vì những hoạt động
hiệu chỉnh cần thiết diễn ra song song đối với thiết bị đầu cuối Re’99 và mạng
đang bị chuyển ra. Đặc biệt là phương diện giao thức, việc kiểm tra độ nhạy cho
thấy sự cần thiết hiệu chỉnh chi tiết và làm sáng tỏ vấn đề kỹ thuật và đây là vấn đề
đối với những thiết bị đi trước Re’99 và sự bắt đầu của các tổ chức thương mại ở
Châu Âu vào nửa cuối năm 2002.
Từ những vấn đề liên quan đến HSDPA, khái niệm MIMO vẫn chưa thể thực hiện
được trong Re’5 và thứ 6, mà vẫn được đem ra thảo luận sau này khi mà đây là
ưu điểm được giới thiệu cho sự ra đời của Re’7.
2.1.2 Tiêu chuẩn hóa HSUPA trong 3GPP
Mặc dù HSUPA là một thuật ngữ được sử dụng rộng rãi trên thị trường, trong
tiêu chuẩn hóa 3 GPP cho HSUPA vẫn được thực hiện dưới tên ‘kênh dành riêng
đường lên cải tiến’(E-DCH).Công việc bắt đầu với sự hiệu chỉnh pha đối với
HSDPA, bắt đầu với việc nghiên cứu thuật ngữ ‘sự cải tiến đường lên cho kênh
truyền dẫn dành riêng’ vào tháng 12 năm 2002. Từ những bên cung ứng như
Motorola, Nokia, Ericsson là những công ty trụ cột để bắt đầu nghiên cứu trong 3
GPP.
Sự đầu tư về công nghệ trong việc nghiên cứu HSUPA được chỉ ra trong hình sau:


Sau khi nghiên cứu chi tiết và giới thiệu về báo cáo vấn đê nghiên cứu đã cho
thấy những lợi ích rõ ràng từ sự đầu tư công nghệ. Bản báo cáo cũng chỉ ra không
cần phải khuếch đại điện áp khi sử dụng bậc điều chế cao hơn trong kết nối đường
lên trực tiếp, kết quả đó cũng chỉ ra việc điều chế thích hợp không bao gồm các
công việc như hiện tại.
Vấn đề nghiên cứu kết thúc vào tháng 3 năm 2004, với việc bắt đầu của 3GPP với

lớp vật lý HARQ và kỹ thuật dựa vào node B đối với đường lên cũng như là độ dài
TTI đường lên ngắn hơn. Do đó,chi tiết hình thành nhanh hơn đối với DCH sẽ
được đưa ra bên cạnh công việc của 3GPP, nhưng việc thảo luận vẫn được đưa ra
dưới dạng các vấn đề khác nhau trong Re’6 của 3GPP, dựa trên những phát hiện
trong suốt thời kỳ nghiên cứu.
3GPP đã bắt đầu công việc với tiêu đề ‘Cải tiến đường lên FDD’ để nhấn mạnh
cấu trúc HSUPA theo yêu cầu của báo cáo nghiên cứu. Nội dung TDD vẫn chưa
được tiến triển gì vào thời điểm này nhưng nó đã bắt đầu được thực hiện trong
Re’7.
Vào tháng 3 năm 2005, những công việc đã hoàn thành cho các chức năng về kỹ
thuật, cấu trúc sẽ được chuyển đổi để hiệu chỉnh và bảo dưỡng. Trong suốt năm


2005,việc thảo luận mở cũng như các yêu cầu thực hiện đã được xác định. Quá
trình tiêu chuẩn hóa 3GPP đối với HSUPA là một ví dụ được chỉ ra trong hình 2.5.
Bước cuối cùng đối với HSUPA là hoàn thành khả năng tương thích phía sau giao
thức, với việc cho phép giới thiệu thiết bị trên thị trường.


`


2.1.3 Đẩy mạnh sự phát triển của HSUPA và HSDPA.
Trong khi HSUPA đang được thiết lập thì đã diễn ra sự phát triển trong việc cải
tiến Re’6 HSDPA cũng như một vài khu vực, cụ thể như:
Hiệu quả của những đặc tính kỹ thuật đối với tính năng đầu cuối với sự đa dạng về
bộ thu và những ưu điểm bộ thu sẽ chỉ ra trong chương 11.
Cải thiện phạm vi đường lên với tối ưu hóa tín hiệu quay lại đường lên, sẽ chỉ ra
trong chương 4.
Sự cải tiến trong khu vực di động HSDPA bằng tín hiệu nhanh hơn và thời gian xử

lý ngắn đi, được mô tả ở chương 4.

Đối với Re’7, một công việc được xác định đó là ‘kết nối liên tiếp đối với những
người sử dụng gói dữ liệu’, với việc giảm bớt bit trên đầu trong quá trình phục vụ
mà yêu cầu là giữ nguyên kết nối nhưng không cần thiết tiếp nối dòng dữ liệu.
Khái niệm thuật ngữ MIMO cũng được đưa ra thảo luận ở đây trước với nguyên lý
là khi có hai hoặc nhiều anten cùng phát với các phần cuối khác nhau dòng thông
tin và sau đó lại dùng 2 hoặc nhiều anten thu và ưu điểm của quá trình xử lý tín
hiệu trong thiết bị đầu cuối để có thể chia sẻ được dòng con khác nhau với nguyên
lý được mô tả trong hình 2.6.


Thử thách chính là chứng minh được đây là ảnh hưởng của việc gia tăng khuếch
đại vẫn cho phép khi mà tạo thành tài khoản bên thu thực hiện được cải tiến chạy
trên Re’6 hay những khả năng khác để cải tiến dung lượng được đưa vào bên phát
ví dụ như việc đi từ cấu hình 3 thành phần đến cấu hình 6 thành phần. Nhưng kết
quả đã không nằm trong dự báo của 3GPP khi môi trường macro-cell HSDPA và
MIMO dường như không mang lại bất kỳ lợi ích nào về mặt dung lượng qua bộ
thu đa dạng và những ưu điểm của nó ở các thiết bị đầu cuối.
Các công việc liên quan đến hoạt động của HSDPA và HSUPA bao gồm có
chuyển mạch kênh(CS) và chuyển mạch gói(PS), độ trễ thực hiện cuộc gọi-đang
được giữ mức thấp hơn về thời gian để chuyển từ trạng thái nghỉ sang hoạt động
(Cell-DCH).Hầu hết tất cả các bước trong vWCDMA vẫn được giữ nguyên, bất
chấp là cuộc gọi cs hay ps. Việc cải tiến sẽ có ích đối với việc sử dụng
HSDPA/HSUPA cũng như thiết lập cuộc gọi thông thường. Công việc này sẽ tập
trung đầu tiên vào việc làm thế nào để cải thiện sự thiết lập một cuộc gọi thoại
Re’99 và sự bắt đầu cũng như phương pháp đưa vào đối với các thiết bị đã tồn tại.
Bây giờ phải tập trung vào điều chỉnh lớn hơn mà không làm việc được với thiết bị
đã tồn tại, nhưng lại có tiềm năng cho việc cải thiện bởi vì sự thay đổi với các
thiết bị đầu cuối cũng có thể được thực hiện. Điều đó có nghĩa là việc cải tiến đầy

đủ sẽ diễn ra ở Re’7 với các thiết bị ở tất cả vấn đề.
2.2 Tham khảo.


Chương 3: Các giao thức và cấu trúc HSPA
3.1 Hệ thống quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến.
Chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến với HSDPA và HSUPA được rút ra từ
những chuyển đổi so với Re’99. Trong Re’99 việc điều khiển kế hoạch đều dựa
hoàn toàn vào bộ điều khiển mạng vô tuyến(RNC) trong khi trong trạm cơ sở hay
node B trong công nghệ 3GPP đây chính là điều khiển công suất liên kết chức


năng. Trong Re’99 nếu như có đến 2 RNC xung quanh mối nối thì sơ đồ đó đã
được phân phối lại. RNC cung cấp_SRNC là cái đang được kết nối tới mạng lõi
kết nối kia có thể điều khiển sơ đồ đối với kênh dành riêng DCH và nó cũng được
kết nối tới trạm thu nhận cơ sở BTS cũng cho phép điều khiển kênh chung(giống
như FACH).
Khi sự sắp xếp dịch chuyển tới BTS, ở đây có một sự thay đổi trên toàn bộ kiến
trúc của RRM. SRNC vẫn sẽ giữ điều khiển chuyển giao và đây là một điểm sẽ
thích ứng với việc ánh xạ đối với tham số chất lượng dịch vụ(QoS). Với HSDPA,
vấn đề này rất đơn giản vì ở đây không có chuyển giao mềm đối với dữ liệu
HSDPA, do đó không cần chạy dữ liệu người sử dụng qua nhiều hành trình Iub và
giao diện Iur và mặc dù HSDPA được truyền dẫn qua Iur trong quy trình kỹ thuật,
thì việc sử dụng của giao diện Iur có thể bị phá hủy bởi việc thực hiện định vị lại
SRNC, khi mà việc cung cấp cell kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao(HSDSCH)
nằm dưới một điều khiển khác RNC(CRNC). Với Re’99 điều này không bị phá
hủy tại biên vùng RNC khi chuyển giao mềm được sẻ dụng giữa hai trạm cơ sở
dưới các RNC khác nhau. Cuối cùng thì diễn tiến của HSDPA có thể được trình
bày bởi chỉ một RNC đơn.

3.1.1 Kiến trúc giao thức phẳng người sử dụng HSDPA và HSUPA.
Chức năng cơ sở của các lớp giao thức khác nhau có hiệu lực với HSDPA và
HSUPA giống với Re’99. Kiến trúc có thể được xác định đối với từng phần phẳng
người sử dụng thực hiện dữ liệu người sử dụng và điều khiển phần phẳng. Lớp
RRC trong việc điều khiển từng phần phẳng thực hiện tất cả các tín hiệu liên quan


đến việc cấu hình các kênh, thiết bị quản lý di động,.. điều này được ẩn từ đầu cuối
sử dụng và được chỉ ra thông qua kiến trúc giao thức trong hình 3.3.

Giao thức chuyển đổi dữ liệu gói (PDCP) có một bộ nén tiêu đề chức năng chính
và nó không thích hợp đối với các dịch vụ chuyển mạch. Điều quan trọng của việc
nén tiêu đề là hiểu khi nào thì tiêu đề của giao thức Internet không được nén có thể
là 2 hay 3 lần kích thước của chính trọng tải gói thoại của nó.
Việc điều khiển kết nối vô tuyến(RLC) thực hiện phân đoạn và truyền dẫn lại đối
với cả dữ liệu người sử dụng và dữ liệu điều khiển. RLC có thể hoạt động trong ba
chế độ khác nhau:
• Chế độ trong suốt, khi mà không có bit trên đầu được đưa vào lớp RLC, ví
dụ như âm thanh AMR, và không thể dùng được khi mà các kênh truyền
dẫn của HSDPA và HSUPA được sử dụng.
• Chế độ không báo nhận, khi không có việc thực hiện truyền dẫn lại lớp
RLC. Điều này được sử dụng đối với các yêu cầu mà có thể cho phép việc


mất một vài gói, như trường hợp đối với VoIP, và không thể cho phép sự
thay đổi độ trễ theo mức độ truyền lại RLC.
• Hoạt động theo chế độ báo nhận, khi mà việc phân phối dữ liệu được thực
hiện được đảm bảo với việc những lần truyền lại lớp RLC với đầu vào yêu
cầu tất cả các gói đều được phân phối.

Lớp điều khiển truy nhập trung bình (MAC) trong Re’99 tập trung vào ánh xạ giữa
các kênh lôgic và thực hiện quyền ưu tiên giống như lựa chọn của tốc độ dữ liệu
đang được sử dụng, ví dụ như việc lựa chọn của định dạng truyền dẫn đang được
đưa vào. Chuyển mạch kênh truyền dẫn cũng là một chức năng của lớp MAC.
Cả HSDPA và HSUPA đều giới thiệu những thành phần mới trong kiến trúc. Các
chức năng lớp MAC đối với HSDPA và HSUPA có thể hoạt động độc lập trong
hoạt động của DCH Re’99, nhưng lại chiếm một account khắp cả giới hạn tài
nguyên của giao diện. Hình 3.4 môt tả toàn bộ kiến trúc giao diện vô tuyến đối với
HSDPA và dữ liệu người sử dụng HSUPA, làm rõ giao thức mới phân phối với
dữ liệu người sử dụng. Tín hiệu điều khiển phẳng- xuất hiện trong hình 3.4 có thể
kết nối đơn giản đến RLC và có thể mang dữ liệu qua DCH hay qua
HSDPA/HSUPA.


Đối với dữ liệu người sử dụng, PDCP thực hiện nén tiêu đề IP. Ở đây có một vài
PDCP và RLC đầy đủ được chỉ ra trong hình để chỉ dẫn khả năng chạy các dịch vụ
song song.
Chức năng sắp xếp trạm BTS là một chức năng lớp MAC, và kết quả bây giờ đây
là một giao thức mới đầy đủ, MAC-hs(hs đối với tốc độ cao) trong BTS. Đây là
một phần trong kiến trúc giao thức phẳng người sử dụng trong hình 3.5, nó bao
phủ HSDPA, kỹ thuật đưa vào, và việc định vị của nó trong các thành phần của
mạng. RNC giữ lại MAC-d(dành riêng) nhưng chỉ chức năng giữ lại là chuyển
mạch kênh truyền dẫn như các chức năng khác ví dụ như việc sắp xếp và thực hiện
ưu tiên, được dịch chuyển tới MAC-hs. Chú ý rằng lớp trên của lớp MAC có tên là
lóp RLC vẫn giữ không đổi, nhưng có một vài tối ưu hóa đối với các dịch vụ RT
như là VoIP được giới thiệu trong chế độ báo không nhận(UM) trong Re’99.


Như đã đề cập trong phần giới thiệu, ngoại trừ nếu như HSDPA giới thiệu truyền
dẫn lại lớp vật lý, thì lớp RLC vẫn thực hiện truyền lại có thể hoạt động lớp vật lý

bị lỗi hoặc đặc biệt thì trong kết nối với các hoạt động di động khác giống như
chuyển đổi cell HSDSCH phục vụ. Điều này đang giả thiết chế độ báo nhận RLC
hoạt động. Trong trường hợp của UM-RLC, việc truyền dẫn lại lớp vật lý chỉ có
một khả năng duy nhất. Một ví dụ có thể là cuộc gọi VoIP khi mà truyền lại lớp
RLC từ RNC có thể quá chậm.


Với HSUPA, đây giống như kiểu một lớp MAC mới đầy đủ được đưa đến
BTS,như chỉ ra trong hình 3.6. Tuy nhiên, đây không phải là nơi duy nhất mà các
đầu vào được làm thành kiến trúc giao thức. Thiết bị đầu cuối có một lớp MAC
mới đầy đủ như thế, đây là một phần chức năng sắp xếp được chuyển tới nút B,
mặc dù dựa trên thông tin điều khiển từ RNC và yêu cầu dung lượng trực tiếp từ
thiết bị người sử dụng UE tới nút B. Đây là toàn bộ giao thức mới đối với RNC.
Điều này dẫn đến chuyển giao mềm HSUPA có ảnh hưởng đến sự định vị gói đầu
ra. Khi mà dữ liệu được nhận trên một vài vị trí BTS, đây là một khả năng khi
hoạt động trong chuyển giao mềm khi mà các gói từ các BTS khác nhau tới, như là
sắp xếp của các gói không được giữ, và để cho phép việc sắp xếp lại được thực
hiện dối với dòng gói đơn, thì chức năng sắp xếp lại yêu cầu để được kết hợp với
bộ kết hợp đa dạng macro trong MAC-es. Do đó chức năng phân phối không theo
thứ tự MAC-es mới đảm bảo rằng các lớp trên gói được cung cấp trong sắp xếp
được phát đi từ thiết bị đầu cuối. Cũng có thể việc sắp xếp được thực hiện tại BTS,
và độ trễ không cần thiết có thể xuất hiện ở BTS có thể phải được chờ đối với các
gói lỗi cho đến khi chúng có thể được xác định là được thu chính xác bởi một
BTS khác trong chu trình hoạt động.
Không giống như HSDPA, lớp RLC trong HSUPA thực hiện truyền dẫn lại các
gói nếu như lớp vật lý lỗi để phân phối chính xác chúng sau số lượng tối đa lần
truyền lại bị vượt quá hay kết nối với các biến cố di động.
3.1.2 Sự tác động của HSDPA và HSUPA trong giao diện UTRAN.
Trong tác động của HSDPA và HSUPA trong giao diện thì thường tập trung thảo
luận về tốc độ dữ liệu thì các giao diện khác lại yêu cầu khác ví dụ như an ten. Đối

với giao diện giữa trạm cơ sở và RNC, giao diện Iub, ở đây tốc độ dữ liệu bây giờ
là lớn hơn so với đầu cuối Re’99.


Trong khi đầu cuối của Re’99 hầu hết là ở 384kbps, thì tốc độ dữ liệu trên giao
diện khác bao gồm giao diện Iups tới nút cung cấp GPRS dịch vụ(SGSN) mạng lõi
gói, là bằng để sử dụng đối với vô tuyến. Với HSDPA tình hình đã chuyển đổi.
Thông qua giao diện không khí, nghĩa là Uu trong thuật ngữ 3GPP, nó có thể đạt
đến tốc độ dữ liệu là 14.4Mbps qua các chu kỳ ngắn 2ms. Điều này không có
nghĩa là tốc độ dữ liệu tương tự có thể sử dụng trên giao diện Iub và Iu-ps đối với
người sử dụng riêng lẻ. Từ vị trí người sử dụng đơn, tài nguyên là thời gian và mã
được chia sẻ tới những người sử dụng khác nhau trong một cell. Do đó tốc độ
trung bình đối với người sử dụng trong một cell có tải rõ ràng là thấp hơn. Hơn
nữa tốc độ cực đại đạt đến 10Mbps yêu cầu tình trạng vô tuyến cực tốt và nó
không giống đó là tất cả người sử dụng trong cell đều có thể đạt tốc độ dữ liệu cao.
Do đó, lưu lượng trung bình trong giao diện Iub cũng giảm so với tốc độ đạt được
đối với vô tuyến. Một ví dụ được miêu tả trong hình 3.7, nó chỉ ra một so sánh với
Re’99 384kbps đường xuống và HSDPA đối với trường hợp 7.2Mbps. Đường
xuống 384kbps có tốc độ dữ liệu bằng nhau dự trữ trong tất cả các giao diện và nó
không vượt quá giới hạn 384kbps. Với HSDPA, tốc độ đỉnh của giao diện vô
tuyến cung cấp bởi đầu cuối trong ví dụ là 7.2Mbps. Tốc độ dữ liệu cung cấp qua


giao diện Iu-ps và Iub có thể bị giới hạn, ví dụ tới 1Mbps. Việc sử dụng các bộ
đệm trong các BTS khiến cho nó có thể có tốc độ đỉnh đối với các kết nối đầu
cuối cao như thiết bị đầu cuối và dung lượng BTS cho phép, trong khi việc giữ tốc
độ bit tối đa trên giao diện Iub và Iu-ps trên đường với tham số QoS thu nhận từ
phần chính gói.
Các bộ đệm trong BTS cùng với sự sắp xếp mà thời gian chia sẻ tài nguyên- cho
phép đạt tốc độ đỉnh cao hơn đối với vô tuyến so với tốc độ trung bình trong

Iub/hs. Bộ đệm truyền dẫn trong BTS cũng yêu cầu dòng điều khiển để được đưa
vào để tránh tràn bộ đệm. Trong cách này, dưới điều kiện kỹ thuật vô tuyến tốt
hơn, người sử dụng có nhiều tài nguyên Iub hơn. Nguyên lý hoạt động điều khiển
dòng được chỉ ra trong hình 3.8.

Những người dùng dưới điều kiện vô tuyến tốt sẽ có sự phân phối Iub nhiều hơn
cũng như dữ liệu chuyển dịch nhanh hơn từ điểm vô tuyến. Cách khác, khi mà bộ


đệm bắt đầu đầy dẫn đến tình trạng vô tuyến kém đi, thì điều khiển dòng sẽ chậm,
dòng dữ liệu giảm đối với loại người sử dụng(hình 3.8).
Đối với các thành phần mạng và bản thân thiết bị đầu cuối thì việc sử dụng
HSDPA và HSUPA là nguyên nhân của một vài chuyển đổi, đặc biệt trong lớp vật
lý như trong lớp MAC và RLC. Đối với điểm RLC thì đây là một tác động mà
không chỉ kéo theo điều khiển dòng được nói đến mà còn có cả sự chuyển đổi
RRM. Các biến cố di động gây nên một vài chuyển đổi trong đầu vào dẫn đến cơ
hội để chia sẻ tài nguyên Iub động giữa những người sử dụng. Hơn nữa tốc độ dữ
liệu tăng từ thực tế tối đa là 384kbps đối với thiết bị Re’99 lên đến 10Mbps và lý
thuyết là lên đến 14Mbps.
Đối với các BTS và thiết bị đầu cuối, chuyển đổi chính đối với HSDPA liên quan
đến đầy vào của sự sắp xếp chức năng truyền lại ở tại BTS đặc biệt, chức năng kết
hợp các gói cần thiết tại thiết bị đầu cuối. Các kênh thêm vào được yêu cầu đối với
bản thân truyền dẫn dữ liệu hiện thời, bao gồm điều chế mới, giống như mục đích
báo hiệu để tạo điều kiện chức năng mới.
Tương tự, với HSUPA, các chức năng mới được yêu cầu như chỉ ra trong hình
3.10. Ở đây, việc sắp xếp được điều khiển bởi BTS và chúng là các yêu cầu đối
với thực hiện dòng dữ liệu trong cái khác như các kênh báo hiệu mới đối với
HSUPA. Các chức năng kết hợp ở trạm gốc và chức năng sắp xếp lại mới được
đưa thêm vào tới RNC. Sắp xếp đường lên được yêu cầu đưa thêm vào sắp xếp
đường xuống đối với HSDPA.