Kênh dùng chung F-PCH (Paging Channel) F-QPCH (Quick Paging Channel) F-CCCH (Forward Common Control Channel) F-BCCH (Broadcast Control Channel) F-CACH (Common Assignment Channel) F-CPCCH (Common Power Control Channel) F-SYNCH (Sync Channel) F-PICH (Forward Pilot Channel) F-TDPICH (Transmit Diversity Pilot Channel) F-APICH (Auxiliary Pilot Channel) F-ATDPICH (Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel) Kênh báo hiệu Kênh dùng riêng F-DCCH (Forward Dedicated Control Channel) Kênh người dùng F-FCH (Forward Fundamental Channel) F-SCH (Forward Supplemental Channel) F-SCCH (Forward Supplemental Code Channel) 2.6.2. Kênh ngược Các kênh ngược trong CDMA2000 chia làm kênh báo hiệu và kênh người dùng. Bảng 2. Kênh ngược trong CDMA2000 Kênh báo hiệu Kênh dùng chung R-ACH (Access Channel) R-EACH (Enhanced Access Channel) R-CCCH (Reverse Common Control Channel) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Kênh dùng riêng R-PICH (Reverse Pilot Channel) R-DCCH (Reverse Dedicated Control Channel) Kênh người dùng R-FCH (Reverse Fundamental Channel) R-SCH (Reverse Supplemental Channel) R-SCCH (Reverse Supplemental Code Channel) 2.7. Chức năng truyền dẫn của kênh xuôi và kênh ngược 2.7.1. Chức năng truyền dẫn của kênh xuôi Hình 5 minh họa sơ đồ đơn giản của các chức năng truyền dẫn của kênh xuôi của hệ thống CDMA2000 đơn sóng mang trải phổ trực tiếp. Để đơn giản, chỉ có một số kênh xuôi vật lý được đưa ra trong hình. CDMA2000 có hai loại kênh lưu lượng – kênh cơ bản và kênh phụ. Một số tốc độ dữ liệu được hỗ trợ. Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu, mã xoắn với tốc độ 1/2, 3/8, 1/3, hoặc 1/4 có thể được sử dụng. Cả hai loại khung 10 ms và 5 ms đều được hỗ trợ. Các biểu tượng của kênh I và kênh Q được nhân với các hệ số tích lũy (gain factor) để cung cấp thêm một số điều khiển công suất. Cũng như trong IS-95, các tế bào được phân tách bởi các độ lệch (offset) của các dãy PN hoa tiêu khác nhau (chu kì của các dãy PN này là 2 15 – 1 chip). Tuy nhiên, giờ đây, các phương pháp trải phổ phức được sử dụng bằng cách, đầu tiên, thêm các giá trị thực của dãy I và Q trong phép cầu phương (quadrature) để kết quả trở thành số phức và sau đó nhân nó với một số phức khác S I + jS Q , trong đó S I và S Q lần lượt là các PN hoa tiêu của kênh I và kênh Q. Kết quả của phép nhân này là một đại lượng phức có các thành phần đồng pha và vuông pha được biểu diễn ở góc dưới của hình vẽ. Với việc trải phổ phức, lối ra của bộ lọc tạo dạng sẽ bằng 0 chỉ với xác suất thấp, do đó cải thiện hiệu quả công suất. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 5. Sơ đồ truyền dẫn của kênh xuôi trong CDMA2000 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 2.7.2. Chức năng truyền dẫn của kênh ngược Hình 6. Sơ đồ truyền dẫn của kênh ngược trong CDMA2000 Sơ đồ khối chức năng của kênh ngược của hệ thống CDMA2000 trải phổ trực tiếp được biểu diễn trên hình 6. Trước tiên hãy xem xét kênh cơ bản. Dữ liệu đến trong kênh này được xử lý theo cách thông thường. Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu người dùng, một số bit chỉ thị chất lượng khung dưới dạng CRC được thêm vào khung. Một vài bit đuôi được thêm vào để đảm bảo việc hoạt động chuẩn xác của bộ mã hóa kênh, có thể là bộ mã hóa mã xoắn hoặc mã khối. Biểu tượng mã được lặp lại, nhưng tùy thuộc vào tốc độ, một vài biểu tượng bị xóa. Lối ra của bộ ghép xen (interleaver) được trải phổ với mã Walsh, ánh xạ tới các biểu tượng điều chế, và nhân với các hệ số tích lũy (gain factor), kết quả là báo hiệu được gán nhãn A fund . Kênh phụ 1 và 2 và các kênh điều khiển được xử lý cũng theo cách đó, mặc dù chi tiết có thể khác biệt trong một số trường hợp. Ví dụ như, sự bỏ đi các biểu tượng không được thực hiện trên kênh điều khiển dành riêng. Tương tự, kênh hoa tiêu ngược R-PICH, có các chuỗi bit 0 (có giá trị thực là +1), được xử lý khác bởi vì nó không được mã hóa thành mã kênh, ghép xen theo ghép xen khối, hoặc nhân bởi mã Walsh. Tuy nhiên, một bit điều khiển công suất được thêm vào kênh hoa tiêu cho mỗi nhóm điều khiển công suất hoặc 16 bit điều khiển công suất trên một khung. Đề đơn giản, bỏ qua sự lặp lại này và chủ yếu quan tâm đến lối ra sau khi xử lý của các kênh này là A sub1 , A sub2 , A cont , and A pilot . Kênh cơ bản và kênh phụ 1 được hợp lại tạo ra lối ra Q. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Tương tự, các kênh còn lại được tập hợp riêng biệt, cho lối ra I. Chú ý rằng trong trường hợp này, các dãy kênh I và Q tạo nên bởi mã hóa QPSK là độc lập với nhau bởi vì nó được tạo ra từ các kênh khác nhau và không phải bởi việc chia dòng dữ liệu của một kênh thành hai dòng phụ. Các chuỗi I và Q được trải phổ bởi mã phức dưới dạng S I + jS Q , trong đó S I và S Q là do người dùng định nghĩa bởi vì nó được lấy từ mã mặt nạ 42-bit gán cho mỗi người dùng, các dãy PN hoa tiêu kênh I và kênh Q, và mã Walsh. 2.8. Sự khác biệt giữa CDMA2000 và cdmaOne CDMA2000 là sự mở rộng của cdmaOne, sự mở rộng này có thể dễ dàng nhận thấy trong thực tế khi các người dùng CDMA2000 và người dùng cdmaOne có thể cùng tồn tại trong cùng một sóng mang. Mặc dù CDMA2000 tương thích với cdmaOne, có nhiều điểm khác biệt giữa CDMA2000 và cdmaOne. Vì yêu cầu của 3G và CDMA2000 là thu phát ở tốc độ dữ liệu cao hơn, nên hai điểm khác biệt cơ bản cần thiết để cho phép tốc độ dữ liệu ở mức 144 kbps hoặc cao hơn là sự cải thiện về báo hiệu và sự cải thiện về truyền dẫn. 2.8.1 Báo hiệu Để thực hiện dữ liệu chuyển mạch gói tốc độ cao, CDMA2000 cần nhận và giải phóng tài nguyên với hiệu suất cao và công nghệ báo hiệu hiệu quả là cần thiết. Các kỹ thuật báo hiệu mới này bao gồm: - Trên kênh xuôi, có các kênh vật lý báo hiệu/tiêu đề mới. Đó là các kênh F-QPCH (Quick Paging Channel), F-CCCH (Common Control Channel), F- BCCH(Broadcast Control Channel), F-CPPCCH (Common Power Control Channel), và F-CACH (Common Assignment Channel). - Trên kênh ngược, có các kênh vật lý báo hiệu/tiêu đề mới. Đó là các kênh R- DCCH (Dedicated Control Channel), R-EACH (Enhanced Access Channel), và R- CCCH (Common Control Channel). - Trên kênh ngược, có các bản tin báo hiệu ngắn hơn. CDMA2000 có thể truyền các khung ngắn hơn 5 ms trên R-EACH. Điều này làm giảm xác suất xung đột dữ liệu. - Trên kênh xuôi, CDMA2000 cũng có thể truyền các bản tin báo hiệu ngắn hơn. Nó có thể sử dụng các khung ngắn hơn 5 ms trên kênh xuôi cơ bản (Forward Fundamental Channel) cho mục đích này. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Thêm vào đó, một thiết bị di động CDMA2000 có thể nằm ở một trong nhiều mode hoạt động khác nhau để cung cấp việc truyền dữ liệu gói lớn và để bảo vệ tài nguyên. 2.8.2 Truyền dẫn Một dung lượng đường truyền trên không cao hơn là rất cần thiết cho việc thực thi dữ liệu gói tốc độ cao, và nhiều thay đổi đã được thực hiện để cải thiện dung lượng đường truyền trên không so với cdmaOne. Các thay đổi này còn được thực hiện để tác động đến việc sử dụng hiệu quả tài nguyên. Một vài thay đổi đáng kể là: - Kênh F-SCH (Forward Supplemental Channel) và R-SCH (Reverse Supplemental Channel) được thêm vào để truyền dẫn dữ liệu người dùng tốc độ cao. - Đường ngược có kênh R-PICH (Reverse Pilot Channel) để hỗ trợ việc điều chế trên đường ngược. - Đường lên giờ đây có điều khiển công suất vòng đóng nhanh (so sánh với điều khiển công suất chậm hơn trong cdmaOne). Nhóm điều khiển công suất được truyền trên kênh R-PICH để tăng cường điều khiển công suất vòng đóng nhanh trên đường lên. - Bên cạnh việc điều khiển công suất kênh lưu lượng, CDMA2000 cũng có thể điều khiển công suất kênh báo hiệu. - Các cải tiến trong việc truyền dẫn khác bao gồm việc thực thi khóa dịch pha trực giao QPSK hiệu quả hơn trong điều chế và việc sử dụng mã khối hiệu quả hơn cho việc truyền dẫn tốc độ cao. 2.9 Những tương đồng chủ yếu giữa CDMA2000 1X và WCDMA Những tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA. Release 99 được giới thiệu trong bảng3. Một lần nữa, so sánh này chỉ xem xét những khái niệm lõi cơ bản của mỗi giao diện vô tuyến CDMA và không bao gồm tất cả chi tiết và bộ thông số, điển hình phân biệt các hệ hống được những cơ quan lập tiêu chuẩn khác nhau định nghĩa. Các tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA gồm danh sách không đầy đủ sau đây của các công nghệ tiến hóa mới quan trọng để nâng cao năng suất của cả hai tiêu chuẩn này: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Bảng 3. Những điểm tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA Một số những tiến hóa mới này là thiết yếu cho các hoạt động của các tiêu chuẩn CDMA20001X và WCDMA release 99 được miêu tả dưới đây. 2.9.1 Các mã số trực giao có chiều dài thay đổi Cả hai tiêu chuẩn CDMA2000 1X VÀ WCDMA đều được thiết kế để phục vụ người dung thoại và dữ liệu. Việc truyền những gói dữ liệu có thể thực hiện bằng cách dùng những tốc độ dữ liệu tương đối thấp vào khoảng 8kbit/s. Việc truyền những gói dữ liệu chủ yếu dùng một tốc độ càng cao càng tốt tùy theo các điều kiện kênh, để giảm thiểu độ chờ. Thay đổi chiều dài của mã trực giao làm thay đổi thực sự hệ số trải phổ và do đó làm thay đổi tốc độ dữ liệu của kênh vô tuyến CDMA. Vì tốc độ mã trực giao thường là cố định, có thể nói rằng những mã số Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ngắn hơn cho phép những tốc độ dữ liệu cao hơn. Nếu những điều kiện của kênh là tốt, liên kết vô tuyến có thể hỗ trợ một tốc độ dữ liệu cao hơn, được cung cấp bằng chuyển mạch sang một mã trực giao ngắn hơn. Tuy nhiên, chỉ định một mã số ngắn nào đó làm cho những mã số dài hơn ở dưới chúng trong cây mã lập kênh không trực giao (không dùng được). Do đó, phân bổ và khả năng sử dụng tất cả mã phải được theo dõi và tối ưu hóa mạnh mẽ. Hình 7. Các mã phân kênh trực giao có chiều dài thay đổi QUALCOMM đã phát triển những kỹ thuật phân bố cơ bản cho phép sử dụng hiệu quả những mã trực giao có chiều dài thay đổi. Những mã số này là một tính năng trong cả hai tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA. Điều này đặc biệt quan trọng để quản lý các dịch vụ hỗn hợp thoại và dữ liệu. Khi những dịch vụ không phải thoại trở thành một dòng doanh thu quan trọng đối với những nhà khai thác, quản lý toàn bộ mạng thoại cũng trở nên quan trọng để cung cấp một hiệu quả sử dụng hài lòng. 2.9.2 Trải phổ phức hợp liên kết ngược Vì các thiết bị di động CDMA2000 và WCDMA truyền nhiều kênh cùng một lúc với các mã trực giao khác nhau, những kênh mã này có thể gây nhiễu với nhau khi giao thoa “pha” nhận được bởi một trạm gốc không được lý tưởng. Qualcomm đưa ra một kỹ thuật trải phức tạp sử dụng nhân phức tạp các nhánh I và Q với những mã số PN để làm giảm nhiễu sinh ra khi các mã trực giao khác nhau được giải điều chế với một tham khảo pha của máy thu không – lý tưởng. Mô hình trải phổ phức hợp này rất khác với dạng trải phổ trước đó và dạng điều chế được sử dụng trong các hệ thống thông tin vô tuyến và được chỉ ra trong Hình 8. Không có trải phổ và mã hóa phức tạp, các tín hiệu I và Q sẽ bị lọc trực tiếp và được đưa vào bộ điều chế I/Q. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 8. Cấu trúc phân kênh liên kết ngược với trải phổ phức hợp 2.9.3 Nhắn tin liên kết xuôi Để bảo vệ tuổi thọ pin, thiết bị di động “ngủ” (ở trong chế độ tắt máy) theo chu kỳ trong những khoảng thời gian ngắn (khoảng vài giây) cho đến lúc chúng phải “thức dậy” và nghe bản tin mạng để xem có cần nhận và xử lý một cuộc gọi nào hay không. Trong những hệ thống cdmaOne, mỗi thiết bị di động đã “thức dậy” để nghe nhắn tin trong lúc khe nhắn tin đã được chỉ định cho nó. Nhắn tin có thể đã báo tin cho thiết bị di động rằng nó đã nhận được một cuộc gọi. Sau mỗi chu trình khe nhắn tin, thiết bị di động sẽ trở lại chế độ”ngủ” của nó để bảo toàn công suất pin. QUALCOMM đã phát triển một cải tiến cho nhắn tin liên kết xuôi để gửi một dấu hiện ngắn (ví dụ 1 - 2 bit) để làm cho thiết bị di động phải thức dậy để nghe một nhắn tin hoặc tiếp tục “ngủ”. Tiết kiệm công suất pin được thực hiện nhờ tính năng bổ sung này. Nhắn tin liên kết xuôi là thông thường cho tất cả giao diện vô tuyến kiểu di động, gồm cả CDMA2000 và WCDMA. Đối với người tiêu dùng lợi ích là thời gian nói lâu hơn và ít lần sạc pin ít thường xuyên hơn. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 2.9.4 Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA Những đặc điểm này ảnh hưởng đến thực hiện hệ thống, thông số của hệ thống và có thể ảnh hưởng đến những đặc điểm về năng suất. Tuy nhiên, dù có khác biệt, mỗi hệ thống phải bao gồm nhiều công nghệ cơ bản chung (Bảng 4) Bảng 4: Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA 2.9.5 Băng thông danh định Tiêu chuẩn CDMA2000 đã được thiết kế để được vận hành với một băng thông là 1,25 MHz tương tự như cdmaOne, trong khi WCDMA được thiết kế để vận hành trong một kênh 5MHz. Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến năng suất tổng cộng của hệ thống và cả 2 công nghệ đều cung cấp những dung lượng tương tự khi được chuẩn hóa trong những băng thông tương tự. Ngoài việc sử dụng kỹ thuật băng tần trải phổ dãy trực tiếp, các hệ thống CDMA2000 còn có thể chỉ định ba sóng mang 1,25 MHz cho một băng thông 5 MHz (3X). Trong kỹ thuật này, nhiều sóng CDMA2000 trải phổ trực tiếp (sóng mang 1,25 MHz) được kết hợp lại để tạo ra một tín hiệu CDMA giải rộng hỗn hợp (5MHz). Phân biệt sóng mang điển hình là 1,25 MHz. Cách tiếp cận nhiều sóng mang tương tự này có thể được dùng để chỉ định đến 15 sóng mang CDMA2000 trong một băng thông 20MHz. 2.9.6 Tốc độ chip Vì băng thông danh định của WCDMA (5MHz) rộng hơn CDMA2000 (1,25MHz), tốc độ chip tương ứng cũng cao hơn. Tốc độ chip của WCDMA được chọn là 3,84 Mchip/s trong khi CDMA2000 dùng 1,2288 Mchip/s để giúp thực hiện tương thích ngược với các hệ thống cdmaOne. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com . Channel) F-SYNCH (Sync Channel) F-PICH (Forward Pilot Channel) F-TDPICH (Transmit Diversity Pilot Channel) F-APICH (Auxiliary Pilot Channel) F-ATDPICH (Auxiliary Transmit Diversity Pilot. dùng chung F-PCH (Paging Channel) F-QPCH (Quick Paging Channel) F-CCCH (Forward Common Control Channel) F-BCCH (Broadcast Control Channel) F-CACH (Common Assignment Channel) F-CPCCH (Common. R-ACH (Access Channel) R-EACH (Enhanced Access Channel) R-CCCH (Reverse Common Control Channel) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Kênh dùng riêng R-PICH