[TTDD] C4 letunghoa WCDMA.pdf

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀI GIẢNG MÔN
THÔNG TIN DI ĐỘNG
Giảng viên: Lê Tùng Hoa
Bộ môn: Vô tuyến – Khoa Viễn thông 1
Hà Nội

THÁNG Th 12/12 Th 01/13 Th 02/13 Th 03/13 Th 04/13
TUẦN 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
NGÀY 24 31 7 14 21 28 4 11 18 25 4 11 18 25 1 8 15 22 29
THỨ
HAI Kíp 1
Nghỉ
tết
dương
lịch
NGHỈ
TẾT
NGUYÊN
ĐÁN
NGHỈ
TẾT
NGUYÊN
ĐÁN
THI
HỌC
KỲ
2
Kíp 2
Kíp 3
Kíp 4 B B B B B B B B B B B B B B B
Kíp 5 C.1 C.3 C.4 C.5 BT KTGK C.9 C.9 C.10 C.10 BT C.11 C.11 C.12 BT
THỨ
BA
Kíp 1
Nghỉ
tết
dương
lịch
Nghỉ
30/4
và
1/5
Kíp 2
Kíp 3
Kíp 4 D D D D D D D D D D D D D D D
Kíp 5 C C C C C C C C C C C C D
THỨ
TƯ
Kíp 1
Kíp 2
Kíp 3 C.1 C.3 BT C.4 C.8
Kíp 4 H H H H H H
Kíp 5
THỨ
NĂM
Kíp 1
THI
HỌC
KỲ
2
Kíp 2
Kíp 3
Kíp 4 H H H H H H H H H H H H H H H H
Kíp 5 B B B B B D D D D D D
THỨ
SÁU
Kíp 1
Nghỉ
giỗ
tổ
Kíp 2
Kíp 3
Kíp 4 F F F F F F F I I I I I I I
Kíp 5 G G G G G G G G G G G G G G G
Điểm chuyên cần
Điểm bài tập thảo luận

Nội dung học phần:
Chương 1: Tổng quan thông tin di động
Chương 2: Các sơ đồ xử lý tín hiệu đa phương tiện và dịch vụ trong di động
Chương 3: Hệ thống thông tin di động GSM/ GPRS
Chương 4: Giao diện vô tuyến của WCDMA UMTS
Chương 5: Miền chuyển mạch gói của UMTS
Chương 6: Giao diện vô tuyến của cdma2000 1x và 1xEVDO
Chương 7: Miền chuyển mạch gói của cdma2000 1x
Chương 8: Giao diện vô tuyến 3G+ HSPA
Chương 9: Giao diện vô tuyến LTE
Chương 10: LTE Advanced
Chương 11: Kiến trúc mạng và các giao thức của 4G LTE
Chương 12: Hệ thống khai thác và bảo dưỡng
Tự đọc

GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CỦA W-CDMA UMTS
CHƯƠNG 4

NỘI DUNG (4)
4.2. Mở đầu
4.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD
4.4. Các kênh của WCDMA
4.5. Sơ đồ kênh vật lý WCDMA/FDD
4.6. Sơ đồ trải phổ, ngẫu nhiên hóa và điều chế
4.7. Sơ đồ xử lý tín hiệu số
4.8. Cấu trúc khung kênh DPCH
4.9. Điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý
4.10. Phân tập phát

4.2. Mở đầu
TE
MT
USIM
R
Cu
UE Uu
Nút B
Nút B
Nút B
Nút B
RNC
RNC
UTRAN
Iub
Iu
MSC/VLR GMSC
SGSN GGSN
EIR HLR/AuC
Iur
E
F D C
HE
Gf Gr Gc
Gn Gi
CN
PSTN
ISDN
Internet
Miền CS
Miền PS
Kiến trúc WCDMA UMTS R3
UMTS R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói: đến 384 Mbps trong miền CS
và 2Mbps trong miền PS.
Các dịch vụ mới gồm: điện thọai có hình (Hội nghị video), âm thanh chất lượng cao (CD) và tốc độ
truyền cao tại đầu cuối.

TE
MT
USIM
R
Cu
UE Uu
Nút B
Nút B
Nút B
Nút B
RNC
RNC
UTRAN
Iub
Iu
MSC/VLR GMSC
SGSN GGSN
EIR HLR/AuC
Iur
E
F D C
HE
Gf Gr Gc
Gn Gi
CN
PSTN
ISDN
Internet
Miền CS
Miền PS
UE (User Equipment) = ME + UICC
ME (Mobile Equipment)= TE (Terminal Equipment) + MT (Mobile Termination)
• TE: quản lý các thiết bị phần cứng (loa, mic, camera, màn hình hiển thị) và các ứng dụng của
người sử dụng.
• MT: thực hiện các chức năng như xử lý truyền dẫn, nhận thực và quản lý di động.
UICC (UMTS IC Card) là một card thông minh chứa các module phần mềm ứng dụng và bao
gồm cả ứng dụng tên USIM.
USIM (UMTS Subscriber Identity Module) là modul nhận dạng thuê bao UMTS được cài như
một ứng dụng trên UICC. USIM chứa các hàm và số liệu cần để nhận dạng và nhận thực thuê bao
trong mạng UMTS. Nó có thể lưu cả bản sao hồ sơ của thuê bao.
4.2. Mở đầu

7.1. Kiến trúc mạng WCDMA UMTS
TE
MT
USIM
R
Cu
UE Uu
Nút B
Nút B
Nút B
Nút B
RNC
RNC
UTRAN
Iub
Iu
MSC/VLR GMSC
SGSN GGSN
EIR HLR/AuC
Iur
E
F D C
HE
Gf Gr Gc
Gn Gi
CN
PSTN
ISDN
Internet
Miền CS
Miền PS
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) = RNC + NodeB
• RNC (Radio Network Controller)
✓ chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng
✓ bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn.
• Node B (Nút B)
✓ nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó.
✓ thực hiện một số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở như “điều khiển công suất vòng trong”.

TE
MT
USIM
R
Cu
UE Uu
Nút B
Nút B
Nút B
Nút B
RNC
RNC
UTRAN
Iub
Iu
MSC/VLR GMSC
SGSN GGSN
EIR HLR/AuC
Iur
E
F D C
HE
Gf Gr Gc
Gn Gi
CN
PSTN
ISDN
Internet
Miền CS
Miền PS
CN (Core Network) = CS + PS + HE
• CS (Circuit Switching)
• PS (Packet Switching)
• HE (Home Environment)
4.2. Mở đầu

Kiến trúc WCDMA UMTS R4 HSS/
HLR
Sniffer Server
monitoring/analysis
Sniffer Server
monitoring/analysis
SS7
PSTN
Sniffer Server
monitoring/analysis Sniffer Server
monitoring/analysis
Internet
Iub
PCM
RNC
GGSN
SGSN
RNC
Iub
Iur
Gi
(IP)
GMSC Server
IP
H248/IP
RTP/IP
MGW
Nót B
Nót B
SS7 GW
MSC Server
H248/IP
Gn
(GTP/IP)
Iu-ps
SS7 GW
Iu-cs(§ iÒ
u
khiÓ
n)
Iu-cs
(VË
t mang)
MGW
Sự khác nhau cơ bản giữa R3 và R4 là ở chỗ khi này mạng lõi là mạng phân bố và
chuyển mạch mềm. Thay cho việc có các MSC chuyển mạch kênh truyền thống như ở kiến
trúc trước, kiến trúc chuyển mạch phân bố và chuyển mạch mềm được đưa vào.
Ma trận chuyển mạch nằm trong MGW được MSC Server điều khiển và có thể đặt xa
MSC Server.
4.2. Mở đầu

Kiến trúc WCDMA UMTS R5 SS7
HSS/
HLR
Sniffer Server
monitoring/analysis
Sniffer Server
monitoring/analysis
SS7
PSTN
Sniffer Server
monitoring/analysis
Sniffer Server
monitoring/analysis
Internet
Iub
Gr
PCM
RNC
GGSN
SGSN
RNC
Iub
Iur
Gn Gi
Gi
MRF
T-SGW
Mc
Mg
Mr
Gi
Cx
CSCF
R-SGW
Chøc n¨ng ®
iÒ
u khiÓ
n
tr¹ng th¸i cuéc gäi
(CSCF)
Chøc n¨ng ®
iÒ
u khiÓ
n
cæ
ng m«i tr- êng
(MGCF)
MGW
Node B
Node B
Cx
Iu
Cả tiếng và số liệu được xử lý giống
nhau trên toàn bộ đường truyền từ
đầu cuối của người sử dụng đến
nơi nhận cuối cùng.
1. Chức năng điều khiển trạng thái kết nối (CSCF:Connection State Control Function) quản lý việc thiết lập, duy trì và giải
phóng các phiên đa phương tiện đến và từ người sử dụng.
2. Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF: Multimedia Resource Function) là chức năng lập cầu hội nghị được sử dụng
để hỗ trợ các tính năng như tổ chức cuộc gọi nhiều phía và dịch vụ hội nghị .
3. Cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW:Transport Signalling Gateway) là một cổng báo hiệu SS7 để đảm bảo tương tác SS7 với
các mạng tiêu chuẩn ngoài như PSTN.
4. Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW: Roaming Signalling Gateway) là một nút đảm bảo tương tác báo hiệu với các mạng
di động hiện có sử dụng SS7 tiêu chuẩn.
5. MGW được điều khiển bởi Chức năng cổng điều khiển các phương tiện (MGCF:Media Gateway Control Function).
4.2. Mở đầu

➢là một trong các tiêu chuẩn của IMT-2000 nhằm phát triển GSM để
cung cấp các khả năng cho thế hệ ba.
➢Mạng lõi được phát triển từ GSM/GPRS bằng cách nâng cấp các phần
tử của GSM/GPRS như: MSC, HLR, SGSN, GGSN, hỗ trợ đồng thời
WCDMA và GSM.
➢Sử dụng mạng đa truy nhập vô tuyến trên cơ sở W-CDMA/FDD & W-
CDMA/TDD, đều dùng DS-CDMA với tốc độ chip Rc=3,84Mcps.
➢W-CDMA/FDD:
✓ Độ rộng băng tần kênh : 5 MHz
✓ Khoảng cách song công : 190 MHz
✓ Băng tần đường lên : 1920 MHz-1980 MHz.
✓ Băng tần đường xuống : 2110 MHz-2170 MHz.
✓ Có thể chọn độ rộng băng từ 4,4 MHz-5 MHz với nấc tăng là 200 KHz.
Chọn độ rộng băng hợp lý tránh được nhiễu giao thoa đặc biệt khi khối 5 MHz
tiếp theo thuộc nhà khai thác khác.
WCDMA UMTS ?
4.2. Mở đầu

➢ W-CDMA/TDD: Sử dụng dải 1900-1920 MHz và 2010 MHz-2025
MHz.
➢ Giao diện vô tuyến của W-CDMA hoàn toàn khác với GSM/GPRS =>
Hạn chế khả năng tái sử dụng BTS và BSC của GSM.
➢ Giao diện vô tuyến của WCDMA/FDD được xây dựng trên ba kiểu
kênh:
✓Kênh logic, được hình thành trên cơ sở đóng gói thông tin từ lớp
cao trước khi sắp xếp vào kênh truyền tải.
✓Kênh truyền tải, nhiều kênh truyền tải được ghép vào kênh vật lý.
✓Kênh vật lý, được xây dựng trên công nghệ đa truy nhập CDMA
kết hợp với FDMA/FDD. Mỗi kênh vật lý được đặc trưng bởi: một
cặp tần số, một mã trải phổ và mã ngẫu nhiên, góc pha (với đường
lên).
WCDMA UMTS ?
4.2. Mở đầu

Kiến trúc giao thức của giao diện vô tuyến WCDMA.

L3
con
trol
con
trol
con
trol
con
trol
Logical
Channels
Transport
Channels
C-plane signalling U-plane information
PHY
L2/MAC
L1
RLC
DC
Nt
GC
L2/RLC
MAC
RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
Duplication avoidance
UuS boundary
BMC
L2/BMC
RRC
control
PDCP
PDCP L2/PDCP
DC
Nt
GC
L3/RRC

➢Lớp vật lý (L1):
+ Lớp vật lý được sử dụng để truyền dẫn ở giao diện vô tuyến.
+ Kênh vật lý:
•Truyền thông tin của các lớp cao trên giao diện vô tuyến.
•Được xác định bằng một tổ hợp tần số, mã định kênh & mã ngẫu
nhiên hoá, và pha (chỉ cho đường lên).
➢Lớp liên kết nối số liệu (L2) được chia thành các lớp con:
+ L2/MAC: Điều khiển truy nhập môi trường MAC
+ L2/RLC: Điều khiển liên kết vô tuyến RLC
+ L2/BMC: Điều khiển quảng bá/đa phương BMC.
+ L2/PDCP: Giao thức hội tụ số liệu gói PDCP
➢Lớp mạng (L3):
Chứa một giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến RRC, RRC thuộc
mặt phẳng điều khiển, các giao thức lớp mạng khác như điều khiển
cuộc gọi CC, quản lý tính di động MM, SMS,.. là trong suốt đến UTRAN
Kiến trúc giao thức của giao diện vô tuyến WCDMA.

+ Kênh vật lý: Được xác định bằng một tổ hợp tần số, mã ngẫu nhiên
hoá (mã định kênh) và pha (chỉ cho đường lên), dữ liệu vật lý xác
định chính xác đặc tính vật lý của kênh vô tuyến.
+ Kênh truyền tải: Được đặc trưng bởi lượng dữ liệu và dữ liệu đặc
tính được truyền bởi lớp vật lý.
+ Kênh logic: Đặc đặc trưng bởi loại dữ liệu được truyền

Kênh logic
• CCH (Control Channel): BCCH, PCCH, CCCH, DCCH
• TCH (Traffic Channel): DTCH, CTCH
Nhóm
kênh
Chức
năng Kênh logic Ứng dụng
Kênh điều
khiển CCH
(Control
Channel)
Truyền
thông tin
điều khiển
Kênh điều khiển quảng bá BCCH (Broadcast
Control Channel)
Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin hệ thống
Kênh điều khiển tìm gọi PCCH (Paging
Control Channel)
Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin tìm gọi
Kênh điều khiển chung CCCH (Common
Control Channel)
Kênh hai chiều để phát thông tin điều khiển giữa mạng và các
UE, được dùng khi không có kết nối RRC hoặc khi truy nhập
một ô mới.
Kênh điều khiển riêng DCCH (Dedicated
Control Channel)
Kênh hai chiều điểm-điểm để phát thông tin điều khiển riêng
giữa UE và mạng. Được thiết lập bởi thiết lập kết nối của RRC.
Kênh lưu
lượng TCH
(Traffic
Channel)
Truyền
thông tin
của người
sử dụng.
Kênh lưu lượng riêng DTCH (Dedicated
Traffic Channel)
Kênh hai chiều điểm-điểm riêng cho một UE để truyền thông tin
của người sử dụng. DTCH có thể tồn tại cả ở đường lên lẫn
đường xuống
Kênh lưu lượng chung CTCH (Common
Traffic Channel)
Kênh một chiều đường xuống điểm-đa điểm để truyền thông tin
của một người sử dụng cho tất cả hay một nhóm người sử dụng
quy định hoặc chỉ cho một người sử dụng.

• DCH (Dedicated Channel) ➔ kênh riêng (ấn định riêng cho một người sử
dụng)
• BCH (Broadcast Channel)
• FACH (Forward Access Channel)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• CPCH (Common Packet Channel)
• DSCH (Downlink Shared Channel)
Kênh truyền tải
Kênh chung (có thể được
áp dụng cho tất cả các
người sử dụng trong ô
hoặc cho một người hoặc
nhiều người đặc thù)

Kênh truyền tải
Kênh truyền tải Ứng dụng
Kênh
riêng
Kênh riêng DCH (Dedicated Channel) Kênh hai chiều được dùng để phát số liệu của người sử dụng. Được ấn định riêng
cho mỗi UE. Có khả năng thay đổi tốc độ và điều khiển công suất nhanh.
Kênh
chung
Kênh quảng bá BCH (Broadcast
Channel)
Kênh chung đường xuống để phát thông tin quảng bá tại tốc độ cố định (chẳng
hạn thông tin hệ thống, thông tin Ô)
Kênh truy nhập đường xuống FACH
(Forward Access Channel)
Kênh chung đường xuống được dùng để phát thông tin điều khiển và số liệu
người dùng, được chia sẻ bởi nhiều UE. Được sử dụng để truyền số liệu tốc độ
thấp từ lớp trên
Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel) Kênh chung đường xuống được dùng để phát các tín hiệu tìm gọi.
Kênh truy nhập ngẫu nhiên RACH
(Random Access Channel)
Kênh chung đường lên được dùng để phát thông tin điều khiển và số liệu người
sử dụng. Ứng dụng trong truy nhập ngẫu nhiên và để truyền số liệu thấp của
người sử dụng.
Kênh gói chung CPCH (Common
Packet Channel)
Kênh chung đường lên được dùng để phát số liệu người sử dụng. Ứng dụng trong
truy nhập ngẫu nhiên và được sử dụng trước hết để truyền số liệu cụm tốc độ cao.
Kênh chia sẻ đường xuống DSCH
(Dowlink Shared Channel)
Kênh chung đường xuống được dùng để phát số liệu gói, được chia sẻ bởi nhiều
UE. Sử dụng trước hết cho truyền dẫn số liệu tốc độ cao.

Sắp xếp các kênh logic lên các kênh truyền tải.
CCCH DTCH
RACH CPCH DCH
PCCH BCCH CCCH CTCH DTCH
PCH BCH FACH DSCH DCH
DCCH
DCCH
C¸ckªnh
logic
C¸ckªnh
truyÒ
n t¶i
§- ênglªn §- êngxuèng

Kênh vật lý
PHYSICAL
CHANNEL
CPCH
DPCH
CSICH
CD/CA-ICH
CPICH
P-CCPCH
S-CCPCH
SCH
PDSCH
AICH
PICH
DPDCH
DPCCH
PRACH
PCPCH
Đường lên
Đường xuống

Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý.
C¸ c kª nh truyÒ
n t¶i C¸ c kª nh vËt lý
PCH
DPCCH
DSCH
BCH PCCPCH
FACH SCCPCH
RACH PRACH
DCH DPDCH
DSCH
CPCH PCPCH
§ - êng xuèng
§ - êng lªn

Ghép các kênh truyền tải lên các kênh vật lý.
Khèi
truyÒ
n t¶i
Khèi
truyÒ
n t¶i
TFI
Khèi
truyÒ
n t¶i
Khèi
truyÒ
n t¶i
TFI
Khèi truyÒ
n t¶i
vµ chØ
thÞlçi
Khèi truyÒ
n t¶i
vµ chØ
thÞlçi
TFI
Khèi truyÒ
n t¶i
vµ chØ
thÞlçi
Khèi truyÒ
n t¶i
vµ chØ
thÞlçi
TFI
TFCI
M∙ ho¸ vµ ghÐ
p
kªnh Gi¶i TFCI
Gi¶i m∙ vµ gi¶i
ghÐ
p kªnh
Kªnh ®iÒ
u
khiÓ
n vËt lý
Kªnh sè liÖ
u
vËt lý
Kªnh ®iÒ
u
khiÓ
n vËt lý
Kªnh sè liÖ
u
vËt lý
M¸y ph¸t M¸y thu
Lí p cao
Lí p vËt lý
Kªnh truyÒ
n t¶i 1 Kªnh truyÒ
n t¶i 2
Ký hiệu:
•TFI= Transport Format Indicator: Chỉ thị khuôn dạng truyền tải
•TFCI= Transport Format Combination Indicator: Chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải

Ghép các kênh

Báo hiệu thiết lập cuộc gọi sử dụng kênh logic và truyền
tải(1/2)

Báo hiệu thiết lập cuộc gọi sử dụng kênh logic và truyền tải
(2/2)

Các thông số kênh vật lý của giao diện vô tuyến WCDMA
Sơ đồ đa truy nhập DS-CDMA băng rộng
Băng thông (MHz) 5/10/15/20
Tốc độ chip (Mcps) (1,28)/3,84/7,68/11,52/15,36
Độ dài khung 10 ms
Mã hóa sửa lỗi Mã turbo, mã xoắn
Đồng bộ giữa các BTS Dị bộ/đồng bộ
Điều chế ĐX/ĐL QPSK/BPSK
Trải phổ ĐX/ĐL QPSK/OCQPSK (HPSK)
Vocoder CS-ACELP/(AMR)
OCQPSK (HPSK) Orthogonal Complex Quadrature Phase Shift Keying
(Hybrid PSK)
Khoá chuyển pha vuông góc phức trực giao.
CS-ACELP: Conjugate Structure-Algebraic Code Excited Linear
Prediction
Dự báo tuyến tính kích thích theo mã đại số- cấu
trúc phức hợp
AMR: Adaptive Multirate: Đa tốc độ thích ứng

Phân bố tần số
Băng VII
Băng I
Băng II
Băng IV
Băng III
Băng IX
Băng VIII
Băng V
Băng VI
Băng công
tác Tên Tổng phổ
Đường lên
[MHx]
Đường xuống
[MHz]
Băng 3G mới
Băng IMT2000 (Băng WCDMA chủ đạo)
Băng PCS tại Mỹ và châu Mỹ La tinh
Băng 3G mới tại Mỹ và châu Mỹ Latinh
Châu Âu, châu Á và Brazil
Nhật
Châu Âu và châu Á
USA, châu Mỹ và châu Á
Nhật
IMT-2000 MSS IMT-2000 MSS
1885 1980 2010 2025 2110 2170 2200
f, MHz
IMT-2000: International Mobile Telecommunications-2000; MSS:
Mobile Sattelite Service: dịch vụ thông tin di động vệ tinh
Tần phổ cho IMT-2000 Tần phổ cho MSS
a) Các băng tần có thể sử dụng cho WCDMA toàn cầu
b) Băng IMT-2000

Phân bố tần số
Khe tần số FDD TDD
BSTx* BSRx** BSTx/BSRx
A 2110-2125 MHz 1920-1935 MHz 1915-1920 MHz
B 2125-2140 MHz 1935-1950 MHz 1910-1915 MHz
C 2140-2155 MHz 1950-1965 MHz 1905-1910 MHz
D 2155-2170 MHz 1965-1980 MHz 1900-1905 MHz
Bảng 3.2. Cấp phát tần số 3G tại Việt Nam
* BSTx: máy phát trạm gốc
** BSRx: máy thu trạm gốc

Sơ đồ
tổng quát
máy phát
và máy
thu
Số liệu
phát
Thêm CRC
Phân đoạn
khối mã
Mã hóa
kênh
Phối hợp
tốc độ
Đan xen
Các bit hoa tiêu
Kênh truyền tải B
Kênh truyền tải A
Trải phổ
Sắp xếp số
liệu (QPSK)
Bộ lọc Nyquist
cosine tăng
căn hai
Điều chế
vuông góc
Biến đổi
nâng tần
Khuyếch
đại phát
Khuyếch đại
tạp âm thấp
Biến đổi
hạ tần
Khuyếch
đại AGC
Tách sóng
cầu phương
Bộ lọc Nyquist
cosine tăng
căn hai
Bộ kết hợp
RAKE nhất
quán
Ngân hàng
bộ giải trải
phổ
Bộ tạo
lệnh TPC
Đo SIR
Phát hiện
lỗi khối
Ghép
khối mã
Giải mã
kênh
Phân
kênh
Giải đan
xen
Số liệu
được khôi
phục
a) Máy phát
Bộ tìm
đường truyền
MUX
D/A
A/D
TPC

Sơ đồ
tổng quát
máy phát
và máy
thu
Số liệu
phát
Thêm CRC
Phân đoạn
khối mã
Mã hóa
kênh
Phối hợp
tốc độ
Đan xen
Các bit hoa tiêu
Trải phổ
Sắp xếp số
liệu (QPSK)
Bộ lọc Nyquist
cosine tăng
căn hai
Điều chế
vuông góc
Biến đổi
nâng tần
Khuyếch
đại phát
a) Máy phát
MUX
D/A
TPC
✓ Mã hóa kênh sửa lỗi: Từng khối truyền tải TB từ lớp MAC được bổ sung CRC, được
mã hoá kênh, phối hợp tốc độ và đan xen để phát hiện và sửa lỗi ở phía thu.
✓ Bổ sung bit hoa tiêu và bit điều khiển công suất phát TPC.
✓ Sắp xếp lên các nhánh I và Q của QPSK
✓ Trải phổ hai lớp (trải phổ và ngẫu nhiên hoá).
✓ Giới hạn phổ tần trong 5MHz bằng bộ lọc Niquist cosin tăng căn hai (hệ số dốc bằng
0,22)
✓ Biến đổi D/A.
✓ Biến đối nâng tần IF thành RF trên băng tần 2 GHz.
✓ Khuyếch đại và đưa lên anten phát.

Sơ đồ
tổng quát
máy phát
và máy
thu
Khuyếch đại
tạp âm thấp
Biến đổi
hạ tần
Khuyếch
đại AGC
Tách sóng
cầu phương
Bộ lọc Nyquist
cosine tăng
căn hai
Bộ kết hợp
RAKE nhất
quán
Ngân hàng
bộ giải trải
phổ
Bộ tạo
lệnh TPC
Đo SIR
Phát hiện
lỗi khối
Ghép
khối mã
Giải mã
kênh
Phân
kênh
Giải đan
xen
Số liệu
được khôi
phục
b) Máy thu
Bộ tìm
đường truyền
A/D
✓ Khuyếch đại tạp âm thấp LNA.
✓ Biến đổi hạ tần: Chuyển từ tín hiệu RF thành tín hiệu IF thu
✓ Khuyếch đại tuyến tính bởi bộ khuyếch đại AGC.
✓ Giải điều chế QPSK (tách thành phần I & Q).
✓ Biến đổi A/D thành phần I và Q của tín hiệu QPSK.
✓ Lọc thành phần I & Q của QPSK
✓ Phân giải thời gian thành phần I & Q vào một số thành phần đường truyền tương ứng với thời gian
trễ truyền sóng, máy thu RAKE chọn thành phần lớn hơn một ngưỡng cho trước.
✓ Giải trải phổ và kết hợp bởi bộ kết hợp máy thu RAKE
✓ Giải đan xen, giải mã kênh (giải mã sửa lỗi),
✓ Phân tách thành các khối truyền tải TB
✓ Phát hiện lỗi trên cơ sở CRC.
✓ Chuyển lên lớp cao hơn.

1. Sơ đồ trải phổ ngẫu nhiên hóa và điều chế kênh vật lý DPCH đường
xuống
2. Sơ đồ trải phổ ngẫu nhiên hóa và điều chế kênh vật lý DPCH đường lên
4. Mã trải phổ định kênh
3. Sơ đồ trải phổ ngẫu nhiên hóa và điều chế các kênh vật lý đường
xuống
5. Mã ngẫu nhiên hóa nhận dạng nguồn phát

xuống
Xử lý
tín
hiệu
số
S/P i c
C (t);R
Phân
chia
phần
thực
và ảo
j
T¹ o d¹ ng
xung
c
cos( t)

c
sin( t)
− 
D,n c
S (t);R
S
(t)
i b
b (t),R
S/P: Bộ biến đổi nối tiếp vào song song
(I)
i s
d (t),R
(Q)
i s
d (t),R
Tạo dạng
xung
Tạo dạng
xung

xuống
Xử lý
tín
hiệu
số
S/P i c
C (t);R
Phân
chia
phần
thực
và ảo
j
T¹ o d¹ ng
xung
c
cos( t)

c
sin( t)
− 
D,n c
S (t);R
S
(t)
i b
b (t),R
(I)
i s
d (t),R
(Q)
i s
d (t),R
Tạo dạng
xung
Tạo dạng
xung
➢ Xử lý tín hiệu số:
✓ Mã hóa kênh phát hiện/sửa lỗi: Mã hoá khối tuyến tính, mã hoá xoắn hoặc turbo, đan xen
và phối hợp tốc độ.
✓ Tốc độ số liệu vào/ra: Rb/R, thông thường R=2Rb.

xuống
Xử lý
tín
hiệu
số
S/P i c
C (t);R
Phân
chia
phần
thực
và ảo
j
T¹ o d¹ ng
xung
c
cos( t)

c
sin( t)
− 
D,n c
S (t);R
S
(t)
i b
b (t),R
(I)
i s
d (t),R
(Q)
i s
d (t),R
Tạo dạng
xung
Tạo dạng
xung
➢ Trải phổ, ngẫu nhiên hóa:
✓ Biến đổi S/P => thành phần I & Q, tốc độ số liệu trên các nhánh I & Q, RS=1/2R.
✓ Trải phổ số liệu I & Q mức một bởi mã định kênh Ci(t) tại tốc độ chip: Rc=3,84 Mcps.
✓ Trải phổ mức hai (ngẫu nhiên hóa) bởi mã nhận dạng BTS (hay nút B) SD,n(t).

xuống
Xử lý
tín
hiệu
số
S/P i c
C (t);R
Phân
chia
phần
thực
và ảo
j
T¹ o d¹ ng
xung
c
cos( t)

c
sin( t)
− 
D,n c
S (t);R
S
(t)
i b
b (t),R
(I)
i s
d (t),R
(Q)
i s
d (t),R
Tạo dạng
xung
Tạo dạng
xung
➢ Điều chế QPSK:
✓ Phân chia phần thực vào nhánh I và phần ảo vào nhánh Q.
✓ Định dạng dạng xung cho số liệu I & Q, điều chế sóng mang trực giao: cos(ct) ở nhánh I
và -sin(ct) ở nhánh Q, cộng với nhau để được tín hiệu điều chế QPSK.
✓ Tín hiệu điều chế QPSK ở dạng phức

xuống
S/P
S/P
S/P


j
I
Q
I+jQ
D,n
S
1
,
ch
C
2
,
ch
C
N
,
ch
C
Ch1
Ch2
ChN
Đến điều
chế QPSK
➢ Sử dụng sơ đồ ghép kênh đa mã để tăng dung lượng kênh

➢ Xử lý tín hiệu số: (Không vẽ trong hình)
✓ Mã hóa kênh phát hiện/sửa lỗi: Mã hoá khối tuyến tính, mã hoá xoắn hoặc turbo, đan xen
và phối hợp tốc độ.
✓ Tốc độ số liệu vào/ra: thông thường tốc độ ra gấp 2 lần tốc độ vào, coi tốc độ ra khi này
là Rb
➢ Trải phổ, ngẫu nhiên hóa:
✓ Vì dùng điều chế BPSK, nên không biến đổi S/P=>thành phần I & Q, tốc độ số liệu trên
các nhánh I & Q, Rs=Rb.
✓ Trải phổ số liệu I & Q mức một bởi mã định kênh Ci(t) tại tốc độ chip Rc=3,84 Mcps.
✓ Trải phổ mức hai bởi mã nhận dạng BTS (hay nút B)<=> ngẫu nhiên hóa bởi SU,n(t).
➢ Điều chế BPSK:
✓ Phân chia phần thực vào nhánh I và phần ảo vào nhánh Q.
✓ Định dạng dạng xung cho số liệu I & Q, điều chế sóng mang trực giao: cos(ct) ở nhánh
I và -sin(ct) ở nhánh Q, cộng với nhau để được tín hiệu sau điều chế BPSK.

k m
i i i i U,n
i i k
k m
i i i i U,n
i i k
(I) (Q)
U,n U,n U,n
I Re d (t)C (t) j d (t)C (t) S (t)
Q Im d (t)C (t) j d (t)C (t) S (t)
S (t) S (t) jS
Trong ®
ã
= = +
= = +
 
 
= + 
 
 
 
 
 
 
= + 
 
 
 
 
= +
 
 
1 1
1 1
c
T
j t
S(t) (I jQ)e
Ý
n hiÖ
u ®
iÒ
u chÕBPSK ë d¹ng phøc

= +
k m;
m ®
î c chän tï y theo tèc ®
é c¸c luång sè kªnh vË
t lý;
kªnh m lu«n lµkªnh DPCCH;
(m1) kªnh cßn l¹i ®
î c dµnh cho kªnh DPDCH


➢Ghép kênh theo mã:
+ Khái niệm: Ghép chung kênh I và Q ở bộ cộng phức được gọi là ghép mã I/Q.
+ Ưu điểm: (i) Cho phép tránh được âm thanh gây ra do gián đoạn kênh DPDCH (như
trường hợp thường gặp nhiễu tần số 217Hz=1/4,615ms ở GSM); (ii) Góc quay giữa hai
chip liên tiếp trong một ký hiệu được giới hạn ở 900; (iii) Góc quay 1800 chỉ xẩy ra giữa hai
ký hiệu liên tiếp. => Giảm tỷ số giữa giá trị đỉnh và trung bình của tín hiệu truyền, giá trị
đường bao của tín hiệu giống như truyền dẫn QPSK thông thường với mọi tỷ số G (tỉ số
giữa tín hiệu kênh DPDCH và DPCCH) => Độ lùi đầu ra bộ khuyếch đại giống như trường
hợp đối với một tín hiệu QPSK.
I I
I
Q Q
Q
G=0,5
G=0,5
G=1
a) Trước khi ngẫu nhiên hóa phức (phát song song)
b) Sau ngẫu nhiên hóa phức
G=1
Các chùm tín hiệu trước và sau ngẫu nhiên hóa phức

3. Sơ đồ trải phổ ngẫu nhiên hóa và điều chế các kênh vật lý đường
xuống
S/P i c
C (t);R
Phân
chia
phần
thực
và ảo
j
T¹o d¹ng
xung
c
cos( t)

c
sin( t)
− 
D,n c
S (t);R
S(t)
(I)
i s
d (t),R
(Q)
i s
d (t),R
Tạo dạng
xung
Tạo dạng
xung
Tất cả
các kênh
vật lý trừ
SCH
P-SCH
S-SCH
P
G
S
G
G1
G2
Sau khi ngẫu nhiên hóa các kênh vật lý đường xuống (trừ các kênh SCH) được đánh trọng
số bằng các hệ số khuyếch đai Gi. Các kênh P-SCH và S-SCH giá trị phức được đánh trong
số riêng bằng các hệ số GP và GS. Tất cả các kênh vật lý đường xuống được kết hợp bằng
cộng phức, sau đó được đưa lên bộ phân tách phần thực và phần ảo để điều chế QPSK.

❖ Hoạt động trải phổ:
➢ Định kênh (tăng độ rộng băng tần tín hiệu): Dùng các mã trực giao
➢ Ngẫu nhiên hóa (không ảnh hưởng độ rộng băng tần tín hiệu): Dùng các mã giả tạp âm
PN

➢ Khái niệm: Mã định kênh là mã hệ số trải phổ khả biến trực giao OVSF (Orthogonal
Variable Spreading Factor), là mã đảm bảo tính trực giao giữa các mã, bất chấp chúng có
chia sẻ cùng hệ số trải phổ SF hay không <=> có độ dài khác nhau nhưng vẫn đảm bảo
tính trực giao giữa các kênh thậm chí cả khi chúng hoạt động tại các tốc độ số liệu khác
nhau.
➢ Ký hiệu và biểu diễn mã OVSF:
M
D (Channelization): Ch
i SF
c
s
ch,SF,i
· tr¶i phæ(Code): C
Þ
nh kªnh
R
HÖsè tr¶i phæ(Spreading Factor): SF =
R
M· thøi trong tË
p m·: i
C ; 0   −1

➢ Các mã định kênh là các mã trực giao, dự trên kỹ thuật OVSF
➢ Các mã hoàn toàn trực giao nhau (không gây nhiễu cho nhau nếu chúng được đồng bộ thời gian).
➢ Mã định kênh được dùng để phân tách các truyền dẫn từ một nguồn tín hiệu.
➢ Đường xuống: Được dùng để phân biệt người dùng trong một Ô/đoạn Ô.
➢ Cần phải tái sử dụng mã này trong mỗi Ô.
✓Vấn đề: Gây nhiễu cho nhau nếu hai Ô cùng dùng một mã
✓Giải pháp: Dùng mã ngẫu nhiên hóa để giảm nhiễu giữa các BS
➢ Đường lên: Chỉ có thể phân biệt các kênh vật lý/các dịch vụ của một người dùng vì UE không được
đồng bộ thời gian.
➢ Hai người có thể cùng dùng các mã (dùng mã ngẫu nhiên để phân biệt người dùng ở đường lên)
➢ Mã định kênh được lấy từ cây mã.
➢ Một cây mã được dùng với một mã ngẫu nhiên ở đỉnh của cây mã.
➢ Nếu c4,4 được dùng, không được dùng các mã từ cây con (c8,7 , c8,8 , …).

( )
( )
( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
n
ch, ,
n
ch, ,
n
ch, ,
n
ch, ,
n n
ch, ,
n n
ch, ,
ch, , ch, , ch, ,
ch, , ch, ,
ch, ,
C C C
C C
C
C C
C
C
C
:
C
C
ch,1,0
C
+
+
+
+
+ + −
+ + −
=
     
= =
     
− −
 
 
 
 
 
 
 
 
 
=
 
 
 
 
 
 
 
1
2 0
1
2 1
1
2 2
1
2 3
1 1
2 2 2
1 1
2 2 1
2 0 1 0 1 0
1 0 1 0
2 1
1
1 1
1 1
n n
ch, , ch, ,
n n
ch, , ch, ,
n n
ch, , ch, ,
n n
ch, , ch, ,
n n n n
ch, , ch, ,
n n n n
ch, , ch, ,
C
C C
C C
C C
: :
C C
C C
− −
− −
 
 
−
 
 
 
 
−
 
 
 
 
 
 
−
 
2 0 2 0
2 0 2 0
2 1 2 1
2 1 2 1
2 2 1 2 2 1
2 2 1 2 2 1
)
(
C ,
,
ch 1
0
1 =
)
,
(
C ,
,
ch 1
1
0
2 =
)
,
(
C ,
,
ch 1
1
1
2 −
=
)
,
,
,
(
C ,
,
ch 1
1
1
1
0
4 =
)
,
,
,
(
C ,
,
ch 1
1
1
1
1
4 −
−
=
,4,2 (1, 1,1, 1)
ch
C = − −
,4,3 (1, 1, 1,1)
ch
C = − −
SF=1 SF=2 SF=4
Để sử dụng thêm một mã định kênh trong một ô ta
phải tuân theo quy định sau: chưa sử dụng mã nào
trên đường nối từ mã định chọn đến gốc cây và chưa
có mã nào được sử dụng trong các nhánh cây ở phía
trên mã định chọn.

➢ Đường xuống: Được dùng để giảm nhiễu giữa các BS, mỗi Node B chỉ có một mã ngẫu
nhiên đối với các UE để phân biệt BS. Vì cây mã được dùng bởi mọi UE nằm dưới một
mã ngẫu nhiên, nên cần phải quản lý một cách phù hợp.
➢ Đường lên: được dùng để phân tách UE.

Đường xuống: Dùng các mã ngẫu nhiên dài được cắt ngắn cho phù hợp độ dài khung 10ms
chứa 38400 chip (3,84Mcps) để phân biệt các BTS. Bộ tạo mã dài ngẫu nhiên đường xuống
cung cấp (218-1)=262.143 mã, tuy nhiên nếu dùng tất cả để tìm BTS quá trình chọn Ô quá lâu.
Để rút ngắn quá trình này, các mã khả dụng đường xuống phải ít hơn và được chia thành 512
nhóm, mỗi nhóm gồm 16 mã trong đó 01 mã sơ cấp và 15 mã thứ cấp (mỗi BTS chỉ được ấn
định một mã sơ cấp duy nhất). Vì tổng số mã ngẫu nhiên khả dụng để nhận dạng nút B là
8192 (đường xuống), nên để dễ ràng tìm ô người ta chia các mã này thành 512 tập, mỗi tập
có 16 mã. 16 mã trong một tập lại gồm một mã sơ cấp và 15 mã thứ cấp. 8 tập (với 816 mã)
hợp thành một nhóm tạo nên tổng số 64 nhóm. Mỗi ô được ấn định một mã ngẫu nhiên duy
nhất để nhận dạng ô (mã sơ cấp).
18
xuèng l
Dathøc t¹o m· ®
êng cã ®
é dµi 2 1=262.143 Dathøc t¹o m· Gold ®
êng cã ®
é
18 7 25 3
1 1
18 10 7 5 25 3 2
2 2
ªn
g (x)=x +x +1 g (x)=x +x +1
g (x)=x +x +x + x +1 g (x)=x +x +x +1
C
.
24
¶ ®
êng lªn/xuèng ®
Ò
u dï ng m· trªn c¸c ®
o¹n 38000chip/10m
Gold s
dµi 2 − =
1 16 77215

Nhãm
1
Nhãm
2
Nhãm
3
Nhãm
62
Nhãm
63
Nhãm
64
TËp
1
TËp
2
TËp
3
TËp
4
TËp
5
TËp
6
TËp
7
TËp
8
M· ngÉu nhiª n ho¸
thø cÊp 1
thứ cấp 6
M· ngÉu nhiªn ho¸ s¬
cÊp
thø cÊp 2
thứ cấp 7
thø cÊp 3
thứ cấp 8
thø cÊp 4
thứ cấp 9
thø cÊp 5
thứ cấp 10
thứ cấp 11
thứ cấp 12
thứ cấp 13
thứ cấp 14
thứ cấp 15
64x8=512 TËp
Phân cấp mã ngẫu nhiên
Tìm ô:
Tìm Ô Theo chế độ dị bộ, thực hiện
tìm tốc độ cao ba bước (giảm thời
gian UE tìm Ô) :
1. Tìm SCH sơ cấp để thiết lập đồng
bộ khe và đồng bộ ký hiệu
2. Tìm SCH thứ cấp để thiết lập đồng
bộ khung và nhận dạng nhóm mã
ngẫu nhiên
3. Nhận dạng mã ngẫu nhiên hoá sơ
cấp để nhận dạng ô.

1. Sơ đồ ghép kênh truyền
tải và xử lý tín hiệu số Kênh truyền
tải TrCH
khác
Kênh truyền
tải TrCH
khác
§ an xen lÇn hai (10 ms)
G¾
n CRC
Mãc nèi TrBk/ph©n ®o¹ n khèi m·
M· ho¸ kª nh
C©n b»ng khung v« tuyÕ
n
§ an xen lÇn thø nhÊt
(20, 40 hay 80 ms)
Ph©n ®o¹ n khung v« tuyÕ
n
Phèi hî p tèc ®é
Phèihî p
tèc®
é
GhÐp TrCH
Ph©n do¹ n kª nh vËt lý
ChuyÓ
n ®æ
i vµo kª nh vËt lý
G¾
n CRC
Mãc nèi TrBk/ph©n ®o¹ n khèi m·
M· ho¸ kª nh
Phèi hî p tèc ®é
ChÌ n chØ
thÞDTX lÇn thø nhÊt
§ an xen lÇn thø nhÊt
(20, 40 hay 80 ms)
Ph©n ®o¹ n khung v« tuyÕ
n
Phèihî p
tèc®
é
GhÐp TrCH
ChÌ n chØ
thÞDTX lÇn hai
Ph©n ®o¹ n kª nh vËt lý
ChuyÓ
n ®æ
i vµo kª nh vËt lý
DPDCH
#1
DPDCH
#2
a) Kª nh đường lª n b) Kª nh đường xuèng
CCTrCH
TrBk : Khèi truyÒ
n t¶i
TrCH : Kª nh truyÒ
n t¶i
CCTrCH : Kª nh truyÒ
n t¶i ®a hî p
DTX : Ph¸ t kh«ng liª n tôc
CCTrCH
DPDCH
#1
DPDCH
#2
Các bước mã hoá và ghép kênh bao gồm:
▪ Gắn CRC cho từng khối truyền tải
▪ Móc nối các khối truyền tải và phân đoạn khối mã
▪ Mã hoá kênh
▪ Cân bằng kích cỡ khung vô tuyến
▪ Đan xen (Hai bước)
▪ Phân đoạn khung vô tuyến
▪ Phối hợp tốc độ
▪ Ghép các kênh truyền tải.
▪ Phân đoạn kênh vật lý.

2. Mã hóa kênh
WCDMA sử dụng ba dạng mã hóa kênh kiểm soát lỗi sau:
✓Mã khối tuyến tính (mã vòng CRC)
✓Mã xoắn
✓Mã turbo
Trong đó mã vòng CRC được dùng để phát hiện lỗi, còn hai mã còn lại được sử
dụng để sửa lỗi và hai mã này thường được gọi là mã kênh. Mã turbo chỉ được
sử dụng ở các hệ thống thông tin di động thế hệ ba khi tốc độ bit cao.

2. Mã hóa kênh
24 23 6 5
CRC24
16 12 5
CRC16
12 11 3 2
CRC12
8 7 4
CRC8
:
g (x) = x + x + x + x + x + 1
g (x) = x + x + x + 1
g (x) = x + x + x + x + x
C¸c ®
athøc ®
î c WCDMA sö dông ®
Ó
+ 1
g (x) = x + x
t
+
Ý
nh CR
x x
C
+
•
3
0 1
0 1
+ x + 1
:
Bé m· xo¾
n r=1/2, K=9, g = [561], g = [753]
Bé m· xo¾
n r=1/3, K=9,
WCDMA sö dông c¸c bé
g = [557], g = [66
t¹o m· xo
3], g2 =
¾
n sau
[711]
•

2. Mã hóa kênh
RSC1
RSC2
Bé ®
an
xen
1
x
2
x
3
x
i
b
Bé
gi¶i
m· 1
Bé gi¶i ®
an
xen
Bé gi¶i ®
an
xen
Bé ®
an xen
Bé
gi¶i
m· 2
Sau m
lÇ
n lÆ
p
e
L
(a) Bé m· ho¸ turbo (b) Bé gi¶i m· turbo
i
b̂
e
L
1
y
2
y
3
y
•Sơ đồ khối bộ mã hoá/giải mã Turbo
Bộ mã hoá Turbo gồm hai bộ mã hoá
xoắn hệ thống hồi quy (RSC:
Recursive Systematic Convolutional):
RSC1, RSC2 và một bộ đan xen bên
trong.
( )
( )
i
i
i
P b 1
L(b ) ln
P b 1
 
= +
=  
= −
 
•Bộ giải mã đầu ra mềm tính toán thông tin vòng ngoài
Le với tham chuẩn y1 và y2.
•Bộ giải mã 2 đầu vào mềm, đầu ra mềm cập nhật Le
cùng với các tham chuẩn y1, y2 và y3 và Le được hồi
tiếp đến bộ giải mã 1 để lặp lại quá trình trên.
•Sau m lần lặp, chuỗi phát được khôi phục bởi quyết
định cứng của log tỷ lệ khả năng giống (LLR= log
likelihood Ratio) L(bi). LLR đối với bit bk sau giải mã,
L(bi) được thể hiện bằng phương trình sau:

1. Đường lên
➢ Kênh vật lý riêng DPCH đường lên gồm: kênh DPDCH và kênh DPCCH được ghép theo mã
I và Q để mang kênh truyền tải riêng DCH.
+ Kênh DPDCH được mang ở nhánh điều chế BPSK đồng pha (nhánh I), mang số liệu người
dùng.
+ Kênh DPCCH được mang ở nhánh điều chế BPSK pha vuông góc (nhánh Q), mang thông
tin điều khiển lớp vật lý gồm: (1) các bit hoa tiêu để nút B có thể đánh giá công suất MS,
giải điều chế nhất quán và nhận dạng biên giới khung cũng như vị trí hiện thời trong một
khung; (2) TFCI để nhận dạng các khối truyền tải được ghép; (3) FBI (Feeback Information)
để điều khiển phân tập phát vòng kín; (4) TPC để điều khiển công suất phát của BTS.
+ Hai kênh này sử dụng hai mã định kênh riêng.
Hoa tiªu
Npilot bit
TPC
NTPC bit
Sè liÖ
u
Ndata bit
Khe#0 Khe#1 Khe#i Khe#14
Tkhe = 2560 chip, 10*2k
bit (k=0..6)
1 khungv« tuyÕ
n: Tf = 10 ms
DPDCH
DPCCH
FBI
NFBI bit
TFCI
NTFCI bit

2. Đường xuống
➢ Kênh vật lý riêng đường xuống DPCH gồm: kênh DPDCH và DPCCH đường xuống ghép theo
thời gian để mang kênh truyền tải riêng DCH đường xuống.
+ Số liệu riêng được tạo ra bởi lớp 2 và các lớp trên (kênh truyền tải riêng DCH) được ghép kênh
theo thời gian với thông tin điều khiển được tạo ra ở lớp một (bit hoa tiêu, bit lệnh TPC, một
TFCI tuỳ chọn). UTRAN sẽ quyết định có phát TFCI hay không, nếu được quyết định thì mọi
UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI ở đường xuống.
+ Mỗi khung dài 10 ms chứa 15 khe, mỗi khe chứa 2560 chip tương ứng với một chu kỳ điều khiển
công suất, thông số k xác định tổng số bit trên một khe của kênh vật lý riêng DPCH đường
xuống, có quan hệ với hệ số trải phổ như sau: SF = 512/2k (Vì k=0,1,...,7 nên hệ số trải phổ có
thể thay đổi từ 512 đến 4).
Mét khungv« tuyÕ
n, Tf = 10 ms
TPC
NTPC bit
Khe #0 Khe #1 Khe #i Khe #14
Tslot = 2560 chip, 10x2k
bit (k=0..7)
Sè liÖ
u 2
Ndata2 bit
DPDCH
TFCI
NTFCI bit
Hoa tiªu
Npilot bit
Sè liÖ
u 1
Ndata1 bit
DPDCH DPCCH DPCCH

Điều khiển tài nguyên vô
tuyến
2. Chuyển giao
1. Điều khiển công suất

tuyến
➢ Khái quát: Điều khiển công suất nhanh và nghiêm ngặt là nét quan trọng nhất ở các
hệ thống CDMA, nhất là ở đường lên. Thiếu điều khiển công suất, một MS phát
công suất lớn sẽ chặn toàn bộ Ô.
➢ Mục đích của điều khiển công suất:
✓ Khử ảnh hưởng gần-xa.
✓ Pha đinh đa tầng.
✓ Bù các thay đổi trong truyền sóng.
✓ Ở mức hệ thống:
+ Giảm nhiễu giữa các người dùng.
+ Tăng dung lượng hệ thống
✓ Đường lên: Làm cho công suất của các MS tại BS gần bằng nhau để tối đa
dung lượng tổng trong Ô.
✓ Đường xuống: Duy trì tín mức tín hiệu tối thiểu cần thiết để giảm thiểu nhiễu lên
các MS ở các Ô khác.

tuyến
Duy tr×ç cmøc
c«ngsuÊt P1 , P2
vµ P3 b»ngnhau
P3
P2
UE1
UE2
UE3
P1
Không điều khiển công suất
Công
suất
thu
tại
BS
Điều khiển công suất
Công
suất
thu
tại
BS
U
E
2
U
E
1 U
E
3
U
E
1
U
E
2
U
E
2
Ç c
lÖ
nh
®iÒ
u
khiÓ
n
c«ng
suÊt
®Õ
n
ç c
MS
Dung lượng cực đại
cần điều khiển công suất của
mọi MS trong một ô sao cho
chúng có cùng mức công
suất tại BS.
Đường lên: Làm cho công suất của các MS tại BS gần
bằng nhau để tối đa dung lượng tổng trong Ô

tuyến
✓ Điều khiển công suất vòng hở: MS chưa được kết nối với BTS.
+ MS bắt đầu truy nhập mạng lần đầu.
+ Thiết lập công suất khởi đầu của MS.
+ Đánh giá gần đúng công suất đường xuống của tín hiệu kênh hoa tiêu.
+ Ước tính chất lượng kênh thiếu chính xác (do sự khác nhau về truyền sóng đường
xuống/đường lên).
✓ Điều khiển công suất vòng kín: MS đã kết nối với BTS
+ Điều khiển công suất nhanh vòng trong, MS và BTS đánh giá SIR để đưa ra quyết
định điều khiển công suất cho đường lên/đường xuống.
+ Điều khiển công suất vòng ngoài, MS và RNC dựa trên tỷ lệ lỗi khối BLER đưa ra
quyết định ngưỡng SIR cho điều khiển công suất vòng trong.
➢ Các phương pháp điều khiển công suất ở W-CDMA:

tuyến
✓ Điều khiển công suất vòng hở: MS thiết lập mức công suất phát khởi đầu Ptr trên
RACH/CPCH và đợi trả lời từ BS.
▪ Nếu không được trả lời trong khoảng thời gian TCPCH, MS tăng công suất phát.
▪ BS trả lời trên kênh BCCH: công suất của PRACH và bước công suất.

tuyến
TÝ
n hiÖ
u b¨ng
gèc thu Gi¶i
tr¶i phæ
Thu
RAKE
§ o SIR
So s¸nh vµ
quyÕ
t ®
Þ
nh
T¹o bit ®
iÒ
u
khiÓ
n c«ng suÊ
t
Vßngtrong
§ o chÊ
t lượng
c«ng suÊ
t dµi h¹n
So s¸nh vµ
quyÕ
t ®
Þ
nh
ChÊ
t luî ng
®
Ý
ch
SIR®
Ý
ch
Vßngngoµi
GhÐ
p bit ®
iÒ
u khiÓ
n c«ng
suÊ
t vµo luång ph¸t
✓ Điều khiển công suất vòng kín: MS đã kết nối với BTS
+ Điều khiển công suất nhanh vòng trong, MS và BTS đánh giá SIR để đưa ra quyết định điều khiển
công suất cho đường lên/đường xuống: giảm tốc độ pha đinh nhanh 1,5 Kbps; thực hiện ở cả
đường lên và đường xuống; sử dụng tập chất lượng đích ở MS/BS
+ Điều khiển công suất vòng ngoài, MS và RNC dựa trên tỷ lệ lỗi khối BLER đưa ra quyết định
ngưỡng SIRđích cho điều khiển công suất vòng trong: Bù thay đổi trong môi trường; Điều chỉnh
SIRđích để đạt được FER/BER/BLER theo yêu cầu; trong chuyển giao mềm theo lựa chọn khung.
điều khiển công suất nhanh vòng trong
tốc độ 1500 Hz và điều khiển công suất
chậm vòng ngoài tốc độ 10-100Hz.

tuyến
✓ Điều khiển công suất vòng kín:
Đường lên
Đường xuống

tuyến
2. Chuyển giao
❖ WCDMA thực hiện ba kiểu chuyển giao:
➢ Chuyển giao mềm:
➢ Chuyển giao mềm hơn:
➢ Chuyển giao cứng: Thực hiện trên hai tần số khác nhau hoặc giữa hai hệ thống
khác nhau. Khi MS tiến sâu vào vùng phủ sóng của ô lân cận mà không được BS của
ô này điều khiển công suất, nó sẽ gây nhiễu rất lớn cho các MS khác trong ô này.
Chuyển giao cứng thường xuyên và nhanh có thể tránh được điều này, nhưng chỉ có
thể thực hiện được với một thời gian trễ nhất định, trong khoảng thời gian này có thể
xẩy ra hiện tượng gần xa => Vì thế cùng với điều khiển công suất, các chuyển giao
mềm và mềm hơn là công cụ quan trọng để giảm nhiễu ở CDMA.
➢ ChuyÓn giao cøng tõ CDMA vµo CDMA: M¸y di ®éng chuyÓn giữa c¸c « hay c¸c ®o¹n « lµm
viÖc ë tÇn sè kh¸c nhau.
➢ ChuyÓn giao cøng tõ hÖ thèng CDMA sang hÖ thèng t¬ng tù: Tr¹m di ®éng chuyÓn kªnh lu l-
îng CDMA sang kªnh tho¹i t¬ng tù
ChuyÓn giao cøng dùa trªn nguyªn t¾c “c¾t tríc khi nèi” nghÜa lµ
kÕt nèi víi kªnh lu lîng cò bÞ c¾t tríc khi nèi víi kªnh lu lîng míi

tuyến
2. Chuyển giao
BSC
Cï ngmét tÝ
n hiÖ
u ®- î c
ph¸t tõ c¶ hai BS®Õ
n MS
trõ lÖ
nh ®iÒ
u khiÓ
n c«ng
suÊt
BS1
BS2
BSC
§ o¹ n 1
§ o¹ n 2
Cï ng mét tÝ
n hiÖ
u
®
- î c ph¸t tõ c¶ hai
®
o¹n ®
Õ
n MS
BS
➢ ChuyÓn giao mÒm: lµ chuyÓn giao trong ®ã MS b¾t ®Çu th«ng tin víi mét BTS míi mµ vÉn cha
c¾t th«ng tin víi BTS cò, chØ ®îc thùc hiÖn khi c¶ BTS cò vµ BTS cïng lµm viÖc trong mét d¶i
tÇn.
➢ ChuyÓn giao mÒm h¬n: lµ chuyÓn giao mÒm ®îc thùc hiÖn gi÷a c¸c ®o¹n « trong cïng mét «.
ChuyÓn giao mÒm vµ mÒm h¬n dùa trªn nguyªn t¾c “nèi tríc khi c¾t”

tuyến
2. Chuyển giao
BSC
§ o¹ n 1
§ o¹ n 2
Cï ng mét tÝ
n hiÖ
u ®
î c
ph¸t tõ c¶ hai ®
o¹n
®
Õ
n MS
BS
❖Chuyển giao mềm hơn:
➢ Tại MS (đường xuống): MS ở vùng chồng
lấn giữa hai vùng phủ của hai đoạn ô của
BS. Thông tin giữa MS và BS xẩy ra đồng
thời trên hai kênh của giao diện vô tuyến =>
Để MS phân biệt hai tín hiệu, cần sử dụng
hai mã khác nhau ở đường xuống. Máy thu
của MS nhận hai tín hiệu này bằng phương
pháp xử lý RAKE rất giống như thu đa
đường, chỉ khác là các ngón cần tạo ra mã
tương ứng đối với từng đoạn để thực hiện
giải trải phổ.
➢ Tại BS (đường lên): BS thu được kênh mã
của MS ở từng đoạn ô, sau đó chuyển chúng
đến đến cùng máy thu RAKE và kết hợp
chúng để nhận được tín hiệu tốt nhất.

tuyến
2. Chuyển giao
BSC
Cï ngmét tÝ
n hiÖ
u ®- î c
ph¸t tõ c¶ hai BS®Õ
n MS
trõ lÖ
nh ®iÒ
u khiÓ
n c«ng
suÊt
BS1
BS2
❖ Chuyển giao mềm:
➢ Tại MS (đường xuống): MS ở vùng chồng lấn
vùng phủ của hai đoạn ô thuộc hai trạm gốc khác
nhau, thông tin giữa MS và BS xẩy ra đồng thời ở
hai kênh của giao diện vô tuyến từ hai BS khác
nhau, cả hai kênh (cả hai tín hiệu) được thu tại
MS bởi quá trình RAKE. Nhìn từ phía MS ta thấy
rất ít khác biệt giữa chuyển giao mềm hơn và
chuyển giao mềm.
➢ Tại BS (đường lên): Chuyển giao mềm khác với
chuyển giao mềm hơn: kênh mã thu được từ hai
BS nhưng được gửi đến RNC đề kết hợp, thường
được thực hiện như sau: Chỉ thị độ tin cậy khung
(được cung cấp cho điều khiển công suất vòng
ngoài) được sử dụng để chọn khung tốt hơn trong
số hai khung của hai kênh (của hai BS tương
ứng) ở RNC. Thực hiện chọn sau mỗi chu kỳ đan
xen: 10-80ms một lần.

Thủ tục lớp vật lý
1. Thủ tục tìm gọi
2. Thủ tục RACH
3. Hoạt động CPCH
4. Thủ tục tìm ô
5. Thủ tục đo chuyển
giao

1. Thủ tục tìm gọi
➢Tổ chức kênh tìm gọi (PCH):
+ Ấn định một nhóm tìm gọi cho UE sau khi đã đăng ký với mạng.
+ Với mỗi nhóm tìm gọi, chỉ thị tìm gọi PI sẽ xuất hiện định kỳ ở kênh chỉ thị tìm gọi PICH.
➢Thủ tục tìm gọi:
+ Khi phát hiện PI, UE giải mã khung PCH tiếp theo được phát ở kênh S-CCPCH, để xem có
bản tin tìm gọi gửi cho nó hay không.
+ UE giải mã PCH khi thu PI cho thấy độ tin cậy thấp của quyết đinh.
+ PI càng ít xuất hiện, thì UE càng ít phải thức từ chế độ ngủ và tuổi thọ của acqui càng cao.
+ Cần phải cân nhắc lựa chọn thời gian đáp ứng đối với cuộc gọi khởi xướng từ mạng.
PICH
S-CCPCH
C¸ cchØ
thÞt×
m gäi
B¶n tin t×
m gäi
7680 chip
Quan hệ PICH với PCH

2. Thủ tục RACH
➢ Khái quát: Thủ tục RACH ở hệ thống CDMA phải đáp ứng được vấn đề gần xa (vì khi khởi
đầu truyền dẫn UE chưa biết chính xác về công suất phát cần thiết. Điều khiển công suất
vòng hở có độ chính xác không cao)
AICH
RACH
TiÒ
n tè
RACH
TiÒ
n tè
AICH
B¶n tin
RACH
Thủ tục RACH: Quá
trình tăng công suất
PRACH từng nấc và
phát bản tin
Đầu cuối phát tiền tố đến khi nhận được AICH và sau đó là phần bản tin của RACH.

2. Thủ tục RACH
➢ Trong UTRAN: Thủ tục RACH có các pha sau:
1. UE giải mã BCH để tìm ra các kênh con RACH, các mã ngẫu nhiên hoá và các chữ ký
của chúng.
2. UE chọn ngẫu nhiên một kênh con RACH từ nhóm mà loại truy nhập của nó cho phép sử
dụng. Ngoài ra chữ ký cũng được chọn ngẫu nhiên trong số các chữ ký khả dụng.
3. Đo mức công suất đường xuống và thiết lập mức công suất RACH khởi đầu với độ dự trữ
thích hợp do sự không chính xác của vòng hở.
4. Tiền tố RACH 1ms được phát cùng với chữ ký được chọn.
5. Đầu cuối giải mã AICH để xem nút B đã phát hiện được tiền tố hay chưa.
6. Trường hợp không phát hiện được tiền tố nào, UE tăng công suất phát thêm một nấc (là
bội số của 1 dB) theo quy định của nút B. Tiền tố được phát lại ở khe truy nhập tiếp theo.
7. Khi phát hiện một truyền dẫn AICH từ nút, UE phát phần bản tin 10 ms hay 20 ms của
RACH.

WCDMA sử dụng phân tập phát cho máy đầu cuối.
Phân tập vòng hở
Phân tập vòng
kín

Phân tập vòng hở
MF: Matched Filter: Bộ lọc phối hợp
STTD được xây dựng trên cơ sở mã Alamouti:
1 2
1 2
2 1
x x
(x ,x )
x x


 
−
 
=
 
 
X

Phân tập vòng
kín
•Đầu cuối đo các kênh hoa tiêu chung CPICH1 và CPICH2 được phát trên anten 1 và anten 2.
•Đầu cuối nhận được ước tính kênh cho đường truyền h1 và h2
•Vectơ trọng số phát cần thiết W(w1, w2) được xác định, được lượng tử và được gửi đến BTS
trong trường FBI của kênh DCCH.

[TTDD] C4 letunghoa WCDMA.pdf

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a [TTDD] C4 letunghoa WCDMA.pdf

Similar a [TTDD] C4 letunghoa WCDMA.pdf (20)

[TTDD] C4 letunghoa WCDMA.pdf