Đồ án Mạng CDMA2000

Lớp ứng dụng Lớp luồng Lớp phiên Lớp kết nối Lớp bảo mật Lớp MAC Lớp vật lý Hình 4.11 Kiến trúc giao thức Lớp luồng : đảm bảo việc ghép chung các luồng ứng dụng khác nhau. Luồng 0 được dành riêng cho báo hiệu và mặc định cho ứng dụng báo hiệu mặc định. Luồng 1, luồng 2 và luồng 3 không sử dụng cho mặc định. Luồng 4 được xét ở phần dưới. Lớp phiên: đảm bảo quản lý địa chỉ, đàm phán giao thức, lập cấu hình giao thức và các dịch vụ bảo dưỡng trạng thái. Lớp kết nối: đảm bảo thiết lập kết nối đường truyền vô tuyến và các dịch vụ bảo dưỡng. Lớp bảo mật: đảm bảo các dịch vụ trao quyền và mật mã. Lớp MAC: điều khiển truy nhập môi trường định nghĩa các thủ tục để thu và phát ở lớp vật lý. Lớp vật lý: cung cấp các quy định về các cấu trúc kênh, tần số, công suất phát, điều chế và mã hóa cho các kênh đường lên và đường xuống. Mỗi lớp có thể chứa một hay nhiều giao thức. Các giao thức sử dụng các bản tin báo hiệu hoặc các tiêu đề để mang thông tin đến thực thể đồng cấp ở đầu kia của đường truyền vô tuyến. Khi các giao thức phát bản tin, chúng sử dụng giao thức mạng báo hiệu (SNP) để phát các bản tin này. Hình 4.12 trình bày các giao thức mặc định được định nghĩa cho từng lớp của các lớp trong kiến trúc giao thức. ứng dụng báo hiệu mặc định ứng dụng gói mặc định Lớp ứng dụng Giao thức luồng Lớp luồng Lớp phiên Giao thức quản lý phiên Giao thức quản lý địa chỉ Giao thức lập cấu hình phiên Lớp kết nối Giao thức quản lý liên kết không gian Giao thức hợp nhất gói Giao thức trạng thái khởi đầu Giao thức cập nhật tuyến Giao thức trạng thái rỗi Giao thức trạng thái kết nối Giao thức các bản tin bổ sung Lớp bảo mật Giao thức bảo mật Giao thức trao đổi khóa Giao thức nhận thực Giao thức mật mã Lớp MAC Giao thức MAC kênh đIều khiển Giao thức MAC kênh lưu lượng đường xuống Giao thức MAC kênh truy nhập Giao thức kênh lưu lượng đường lên Lớp vật lý Giao thức lớp vật lý Giao thức mạng báo hiệu Giao thức liên kêt báo hiệu Giao thức đIều khiển luồng Giao thức liên kết vô tuyến Giao thức cập nhật vị trí Hình 4.12 Các giao thức mặc định Phiên và kết nối Phiên là thuật ngữ đề cập đến một trạng thái được chia sẻ giữa đầu cuối truy nhập và mạng truy nhập. Trạng thái chia sẻ này lưu giữ các giao thức và cấu hình giao thức đã được đàm phán và được sử dụng để liên lạc giữa mạng truy nhập và đầu cuối truy nhập. Nếu không mở phiên, thì một đầu nối truy nhập không thể thông tin với mạng truy nhập. Kết nối là một trạng thái đặc thù của liên kết vô tuyến trong đó đầu cuối truy nhập được ấn định một kênh lưu lượng đường xuống, một kênh lưu lượng đường lên và các kênh MAC đi kèm. Trong thời gian của một phiên đấu nối truy nhập và mạng truy nhập có thể mở hoặc đóng nhiều lần một kết nối. Giao thức quản lý phiên mặc định Giao thức quản lý phiên mặc định cung cấp các phương tiện để điều khiển việc tích cực giao thức quản lý địa chỉ và sau đó là giao thức lập cấu hình phiên trước khi phiên được thiết lập. Giao thức này cũng định kỳ đảm bảo rằng phiên vẫn hợp lệ và quản lý quá trình đóng phiên. Hình 4.13 Biểu đồ trạng thái giao thức quản lý phiên (đầu cuối truy nhập) Tính cách thực tại và việc trao đổi bản tin ở mỗi trạng thái của giao thức chủ yếu được quản lý bởi các giao thức do giao thức quản lý phiên mặc định tích cực. Giao thức này có thể ở một trong bốn trạng thái sau: Trạng thái không tích cực: trạng thái này chỉ áp dụng cho đầu cuối truy nhập. ở trạng thái này không có liên lạc giữa đầu cuối truy nhập và mạng truy nhập. Trạng thái thiết lập AMP (giao thức quản lý địa chỉ): ở trạng thái này đầu cuối truy nhập và mạng truy nhập thực hiện các trao đổi theo sự điều khiển của giao thức quản lý địa chỉ. ở trạng thái này mạng truy nhập ấn định địa chỉ đơn phương (UATI) cho đầu cuối truy nhập. Trạng thái mở: ở trạng thái này phiên được mở. Trạng thái đóng: trạng thái này chỉ áp dụng cho mạng truy nhập. ở trạng thái này mạng truy nhập đợi thủ tục đóng để hoàn thành. Hình 4.14 Biểu đồ trạng thái giao thức quản lý phiên (mạng truy nhập) Giao thức sử dụng các lệnh và các chỉ thị sau đây: Các lệnh: Active (tích cực) và Deactivate (thôi tích cực) Các chỉ thị: Boot Completed (khởi động đã hoàn thành), Session Opened (phiên đã mở), Session Closed (phiên đã đóng). 4.4.2 Các đặc tính điều chế kênh đường lên Cấu trúc kênh đường lên Đường lên Truy nhập Lưu lượng Hoa tiêu Số liệu Điều khiển truy nhập môi trường Công nhận Hoa tiêu Số liệu Chỉ thị tốc độ đường xuống Điều khiển tốc độ số liệu Hình 4.15 Cấu trúc kênh đường lên Kênh hoa tiêu (toàn 0) Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ+1; 1đ-1 128 ký hiệu cơ số hai trên một khe Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ+1; 1đ-1 Lặp gói sau đan xen Đan xen kênh Mã hóa (r= 1/ 4) Các gói lớp vật lý kênh số liệu 256 bit 9,6 kbps 1024 ký hiệu 38,4 ksps 307,2 ksps W016 W24 Khuếch đạI tương đối kênh số liệu Trải phổ vuông góc (nhân phức) I’=IPNI+QPNQ Q’=IPNQ+QPNI Lọc băng gốc Lọc băng gốc I Q I’ Q’ cos(2pfct) sin(2pfct) S s(t) 1,2288 Mcps PNI PNQ Phủ Walsh (+ -) Lấy mẫu theo hệ số 2 PQ Kênh Q Chuỗi PN ngắn PI Kênh I Chuỗi PN ngắn UI Kênh I Chuỗi PN dài UQ Kênh Q Chuỗi PN dài Hình 4.16 Cấu trúc kênh đường lên cho kênh truy nhập Kênh truy nhập đường lên sẽ gồm một kênh hoa tiêu và một kênh số liệu. Kênh lưu lượng đường lên gồm một kênh hoa tiêu, một kênh chỉ thị tốc độ đường lên (RRI), một kênh điều khiển tốc độ số liệu (DRC), một kênh báo nhận (ACK) và một kênh số liệu. Kênh RRI được sử dụng để chỉ thị tốc độ số liệu của kênh số liệu đang được phát trên kênh lưu lượng đường lên. Kênh DRC được sử dụng để chỉ thị tốc độ số liệu kênh lưu lượng đường xuống yêu cầu và đoạn ô phục vụ được chọn ở kênh đường xuống. Kênh ACK được đầu cuối truy nhập sử dụng để thông báo cho mạng truy nhập rằng gói kênh vật lý có được phát thành công hay không. Đối với kênh lưu lượng đường lên, các ký hiệu kênh RRI sau mã hóa được ghép kênh theo thời gian với kênh hoa tiêu. Kênh được ghép theo thời gian này vẫn được gọi chung là kênh hoa tiêu. Đối với kênh truy nhập các ký hiệu RRI không được phát và kênh hoa tiêu không bị ghép theo thời gian. Kênh hoa tiêu, kênh DRC, kênh ACK và kênh số liệu được trải phổ trực tiếp bằng các hàm Walsh có độ dài 4, 8 hay 16. Mỗi kênh lưu lượng đường lên được nhận dạng bằng một mã dài của người sử dụng. Kênh truy nhập cho từng đoạn được nhận dạng bằng mã dài kênh truy nhập. Kênh hoa tiêu (toàn 0) Các ký hiệu RRI Một ký hiệu 3 bit trên một gói lớp vật lý 16 khe Mã hóa đơn công Lặp từ mã (thừa só =37) Chích bỏ ba ký hiệu cuối Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ+1 1đ-1 A 1,2288 Mcps W016 TDM 7:1 7 ký hiệu cơ hai trên một gói lớp vật lý 259 ký hiệu cơ hai trên một gói lớp vật lý 256 ký hiệu cơ hai trên một gói lớp vật lý 128 ký hiệu cơ hai trên một khe Các ký hiệu DRC Một ký hiệu 4 bit trên một khe tích cực Mã hóa trực giao hai chiều Lặp từ mã (thừa số =2) Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ+1;1đ -1 W816 1,2288 Mcps B 8 ký hiêu cơ hai trên một khe tích cực 16 ký hiệu cơ hai trên một khe tích cực Các ký hiệu nắp đậy DRC Một ký hiệu 3 bit trên một khe tích cực Nắp đậy Walsh Wi8 , i=0, 1…7 W48 1,2288 Mcps Kênh ACK Một bit trên một khe Lặp bit (thừa số = 128) C 1,2288 Mcps Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ+1;1đ -1 128 ký hiệu cơ hai trên một khe (được truyền ở 1/ 2 khe) Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ+1;1đ -1 Các gói lớp vật lý kênh số lệu Mã hóa Đan xen kênh Lặp gói sau đan xen W24 D UQ Kênh Q Chuỗi PN dài UI Kênh I Chuỗi PN dài A C Khuếch đại tương đối kênh ACK B D Khuếch đại tương đối kênh DRC Khuếch đại tương đối kênh số liệu S S I Q Trải phổ vuông góc (nhân phức) I’=IPNI –QPNQ Q’=IPNQ +QPNI I’ Q’ Bộ lọc băng thông Bộ lọc băng thông cos(2pfct) sin(2pfct) S s(t) Nắp đậy Walsh (+ -) Lấy mẫu hệ số 2 PQ Kênh Q Chuỗi PN ngắn PI Kênh I Chuỗi PN ngắn Hình 4.17 Cấu trúc kênh đường lên cho kênh lưu lượng đường lên Các ký hiệu RRI sau mã hóa được ghép thời gian với kênh hoa tiêu và các ký hiệu RRI sau mã hóa được dành 256 chip đầu của mỗi khe. 1 khe 2048 chip RRI Hoa tiêu 256 chip 1779 chip Hình 4.18 Phân bố kênh RRI và hoa tiêu Các đặc tính điều chế kênh đường lên Các thông số điều chế của kênh truy nhập đường lên và kênh lưu lượng đường lên được cho ở bảng dưới đây. Tốc độ số liệu (kbps) Thông số 9,6 19,2 38,4 76,8 153,6 Chỉ số tốc độ đường lên 1 2 3 4 5 Số bit trên gói lớp vật lý 256 512 1024 2048 4096 Độ dài gói lớp vật lý(ms) 26,66… 26,66… 26,66… 26,66… 26,6… Tỷ lệ mã 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 4 Số ký hiệu mã trên gói lớp vật lý 1024 2048 4096 8192 8192 Tốc độ ký hiệu mã(ksps) 38,4 76,8 153,6 307,2 307,2 Số lần lặp gói sau đan xen 8 4 2 1 1 Tốc độ ký hiệu điều chế (ksps) 307,2 307,2 307,2 307,2 307,2 Kiểu điều chế BPSK BPSK BPSK BPSK BPSK Số chip trên bit của gói lớp vật lý 128 64 32 16 8 4.4.3 Các đặc tính điều chế kênh đường xuống Cấu trúc kênh đường xuống Đường xuống Hoa tiêu Điều khiển truy nhập môi trường Điều khiển Lưu lượng Tích cực đường lên Điều khiển công suất đường lên Hình 4.19 Sơ đồ khối cấu trúc kênh đường xuống Kênh đường xuống bao gồm các kênh được ghép theo thời gian sau đây: kênh hoa tiêu, kênh điều khiển truy nhập môi trường đường xuống (MAC) và kênh lưu lượng đường xuống hoặc kênh điều khiển. Kênh lưu lượng mang các gói của kênh vật lý. Kênh điều khiển mang các bản tin điều khiển, nó cũng có thể mang thông tin của người sử dụng. Mỗi kênh lại được chia thành các kênh Walsh vuông góc ghép theo mã. Đường xuống gồm các khe thời gian có độ dài 2048 chip (1,66…ms). Nhóm 16 khe được đồng chuẩn đến thời gian của hệ thống tại các mốc giây chẵn. Trong thời gian của mỗi khe, các kênh hoa tiêu, MAC và lưu lượng hay điều khiển sẽ được ghép theo thời gian và được phát ở cùng mức công suất. Các gói lớp vật lý kênh lưu lượng đường xuống hay kênh đIều khiển Mã hóa R=1/ 3 hay 1/ 5 Ngẫu nhiên hóa Lặp chuỗi/ chích bỏ ký hiệu I Q C D Phân kênh ký hiệu 1 vào 16 Các nắp đậy cơ số 16 Khuếch đại kênh Walsh =1/4 Cộng mức chip Walsh I Q A B Đan xen kênh Bộ điều chế QPSK/8-PSK /16-QAM I Q C D 16 kênh Tiền tố (toàn 0) Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ +1,1đ -1 Nắp đậy trực giao song công 32 ký hiệu với MAC index i Lặp chuỗi I Q 0 T D M Các bit RPC kênh MAC cho MAC index I 1 bit trên khe (600bps) Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ +1, 1đ -1 Khuếch đại kênh Walsh RPC G(i) Nắp đậy cơ 64 cho MAC index i Kênh I cho Mac index chẵn Kênh Q cho MAC index lẻ 64 đến 1024 chip PN trên gói lớp vật lý cho tiền tố Cộng mức chip Walsh Lặp chuỗi thừa số =4 Các bit RAB kênh MAC ; 1 bit trên RABlength khe (600/RABlength) Lặp bit thừa số = RABlength Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ +1, 1đ -1 Khuếch đại kênh RA Nắp đậy W464 256 PN chip trên khe cho MAC Kênh hoa tiêu (toàn 0) Sắp xếp điểm tín hiệu 0đ +1, 1đ -1 Nắp đậy Walsh 0 I Q 192 PN chip trên khe cho hoa tiêu 0 Trải phổ vuông góc (nhân phức) I’ = IPN – QPN Q’ = IPN + QPN I Q A B PNI Kênh I Chuỗi PN 1,2288 Mcps PNQ Kênh Q Chuỗi PN 1,2288 Mcps I’ Q’ Bộ lọc băng thông Bộ lọc băng thông cos(2pfct) sin(2pfct) s(t) dạng sóng đã điều chế đường xuống S Hình 4.20 Cấu trúc kênh đường xuống Kênh hoa tiêu gồm toàn bit ‘0’ được phát ở kênh I với nắp đậy Walsh 0. Mỗi khe thời gian được chia thành hai nửa khe, mỗi nửa khe chứa một cụm hoa tiêu. Mỗi cụm hoa tiêu có độ dài 96 chip và được đặt ở giữa mỗi nửa khe. Kênh hoa tiêu được đầu cuối truy nhập sử dụng để bắt ban đầu, khôi phục pha, khôi phục đồng hồ và kết hợp tỷ lệ cực đại. Một chức năng bổ sung của kênh hoa tiêu là dự báo tỷ số C/I để đầu cuối truy nhập điều khiển tốc độ số liệu đường xuống (DRC) cho truyền dẫn số liệu. Kênh MAC gồm hai kênh con: kênh điều khiển công suất đường lên (R-PC) và kênh tích cực đường lên (R-A). Kênh R-A phát luồng bit tích cực đường lên (RAB). Mỗi ký hiệu của kênh MAC sẽ được điều chế BPSK ở một từ mã Walsh cơ số 16. Các nắp đậy Walsh của ký hiệu MAC được phát bốn lần trên một khe trong các cụm có độ dài mỗi cụm là 64 chip. Mỗi cụm được phát ngay trước từng cụm của các cụm hoa tiêu trong một khe. Khuếch đại của các kênh Walsh có thể thay đổi công suất. Kênh lưu lượng đường xuống là kênh có tốc độ khả biến được thành lập trên cơ sở các gói. Các gói lớp vật lý của người sử dụng cho đầu cuối truy nhập được phát ở tốc độ thay đổi từ 38,4 kbps đến 2,475 Mbps. Ký hiệu DRC từ đầu cuối truy nhập trước hết được cấu trúc trên cơ sở đánh giá C/I đường xuống cho khoảng thời gian truyền dẫn gói tiếp theo đường xuống. Số liệu của kênh lưu lượng đường xuống và kênh điều khiển được mã hóa vào khối được gọi là các gói lớp vật lý. Đầu ra của bộ đan xen kênh được đưa đến bộ điều chế QPSK/8-PSK/16-QAM. Chuỗi các ký hiệu sau điều chế được lặp, chích bỏ nếu cần. Sau đó chuỗi các ký hiệu điều chế nhận được sẽ dược ghép chung dể tạo thành 16 cặp (đồng pha và vuông góc) của các luồng song song. Mỗi luồng trong số các luồng song song sẽ được đậy bằng một hàm Walsh cơ số 16 ở tốc độ chip để cho ra các ký hiệu Walsh tốc độ 76,8 kbps. Các ký hiệu sau mã hóa Walsh của các luồng được cộng chung để tạo nên một luồng đồng pha và một luồng pha vuông góc có tốc độ 1,2288 Mcps. Các chip nhận được được phép ghép theo thời gian với tiền tố, kênh hoa tiêu và các chip của kênh MAC để tạo nên chuỗi chip tổng hợp cho thao tác trải phổ vuông góc. Khe rỗi 1/ 2 khe 1024 chip 1/ 2 khe 1024 chip 400 chip số liệu 64 chip MAC 96 chip hoa tiêu 64 chip MAC 400 chip số liệu 400 chip số liệu 64 chip số liệu 96 chip hoa tiêu 64 chip MAC 400 chip số liệu Khe tích cực 64 chip MAC 96 chip hoa tiêu 64 chip MAC 64 chip MAC 96 chip hoa tiêu 64 chip MAC Hình 4.21 Cấu trúc khe đường xuống Kênh điều khiển được phát ở tốc độ 76,8 hay 38,4 kbps. Các đặc tính của kênh điều khiển giống như các đặc tính điều chế của kênh lưu lượng đường xuống phát ở tốc độ tương ứng. Các số liệu của kênh điều khiển và kênh lưu lượng đường xuống được đặt vào khe. Khe ở khoảng thời gian không có số liệu điều khiển hoặc lưu lượng được phát được gọi là khe rỗi. Trong thời gian khe rỗi, đoạn ô phát kênh hoa tiêu và kênh MAC. Các gói lớp vật lý kênh điều khiển và kênh lưu lượng đường xuống có thể được phát trong 1 đến 16 khe. Khi nhiều hơn một khe được ấn định, các khe phát sẽ sử dụng đan chéo bốn khe. Nghĩa là các khe phát của một gói vật lý sẽ được phân cách bởi ba khe xen giữa và các khe của các gói lớp vật lý khác sẽ được phát giữa các khe này. Nếu nhận được một công nhận ở kênh ACK đường lên trước khi phát hết các khe được ấn định, các khe còn lại sẽ không được phát, các khe ấn định tiếp theo có thể được sử dụng làm khe đầu tiên để truyền dẫn gói lớp vật lý tiếp theo. Các thông số điều chế Các thông số điều chế cho kênh lưu lượng đường xuống và kênh điều khiển được cho ở bảng dưới đây. Kênh điều khiển chỉ sử dụng các tốc độ 38,4 kbps và 76,8 kbps. Tốc độ số liệu (kbps) Các giá trị trên một gói lớp vật lý Số khe Số bit Tỷ lệ mã Kiểu điều chế Số chip ghép TDM (tiền tố, hoa tiêu, MAC, số liệu) 38,4 16 1024 1/5 QPSK 1024; 3072; 15096; 215576 76,8 8 1024 1/5 QPSK 512; 1536; 2048; 12288 153,6 4 1024 1/5 QPSK 256; 768; 1024; 6144 307,2 2 1024 1/5 QPSK 128; 384; 512; 3072 614,4 1 1024 1/2 QPSK 64; 192; 256; 1536 307,2 4 2048 1/3 QPSK 128; 768; 1024; 6272 614,4 2 2048 1/3 QPSK 64; 384; 512; 3136 1228,8 1 2048 1/3 QPSK 64; 192; 256; 1536 921,6 2 3072 1/3 8-PSK 64; 384; 512; 3136 1843,2 1 3072 1/3 8-PSK 64; 192; 256; 1536 1228,8 2 4096 1/3 16-QAM 64; 384; 512; 3136 2457,6 1 4096 1/3 16-QAM 64; 192; 256; 1536 Bảng 4.10 Các thông số điều chế cho kênh lưu lượng đường xuống và kênh điều khiển Thông số Kênh RPC Kênh RA Tốc độ (bps) 600 600/RABlength Thừa số lặp bit 1 RABlength Điều chế (kênh) BPSK ( I hay Q) BPSK ( I ) Tốc độ ký hiệu điều chế(s/s) 2400 2400 Độ dài nắp phủ Walsh 64 64 Thừa số lặp chuỗi Walsh 4 4 Số chip PN/khe 256 256 Số chip PN/bit 256 256xRABlength Bảng 4.11 Các thông số cho kênh MAC 4.5 CDMA2000 1x EV-DV 4.5.1 Kiến trúc và yêu cầu của 1x EV-DV 1x EV-DV đưa ra một số đặc tính mới đối với họ giao diện vô tuyến CDMA2000. Những nâng cấp và đặc tính chính là: Dung lượng đường xuống cao hơn. 1x EV-DV hợp nhất một số đặc tính, những đặc tính kết hợp để tăng tốc độ dữ liệu đường xuống lên tới 3,1 Mbps và thông lượng sector trung bình là 1 Mbps. Các đặc tính này bao gồm: điều chế thích ứng (AM), sơ đồ mã hóa (AMC), ứng dụng HARQ với khung lớp vật lý, định nghĩa một kênh lưu lượng đường xuống mới_gọi là kênh số liệu gói đường xuống(F-PDCH) và cung cấp cả hai loại điều chế TDM và CDM đối với dữ liệu được truyền trên kênh này. Các đặc tính thêm này cung cấp cho cả hệ thóng và thuê bao những lợi ích về các dịch vụ số liệu tốc độ cao hơn. Với 1x EV-DV giờ đây thuê bao có thể truy cập tới các dịch vụ mà công nghệ CDMA trước đây không có. 1x EV-DV cũng cung cấp cho hệ thống những cơ hội tăng cao lợi tức nhờ có nhiều thuê bao. Đáp ứng dịch vụ thoại và thoại/số liệu đồng thời. 1x EV-DV có giao diện vô tuyến đáp ứng cả dịch vụ thoại và dữ liệu trên cả đường xuống và đường lên. 1x EV-DV cung cấp cho hệ thống một phương thức sử dụng phổ rất phức tạp. Với đặc tính này, hệ thống có thể chia sẻ phổ giữa các dịch vụ thoại và dữ liệu, cung cấp các dịch vụ thoại và dữ liệu đồng thời. Đặc tính này cũng cho hệ thống phương thức kiểm soát việc phân phối phổ rất phức tạp. Bằng cách đưa ra sự thuận tiện trong việc sử dụng các mẫu thoại và dữ liệu khác nhau, hệ thống chia sẻ thoại và dữ liệu trên một sóng mang đơn có thể tận dụng phổ. Các kiểu lưu lượng ghép đồng thời. Đặc tính kỹ thuật 1x EV-DV đáp ứng cả ghép báo hiệu với dữ liệu người dùng qua F-PDCH và các phiên dữ liệu ghép đồng thời. Nó cung cấp lợi ích cho cả hệ thống và thuê bao nếu khả năng này phục vụ máy PC dựa trên các ứng dụng. Thuê bao có thể hoạt động ghép các ứng dụng trên máy PC một cách đồng thời. Hệ thống có thể tăng lợi tức từ việc ghép các ứng dụng này mà không cần chỉ định kênh cơ bản cho mỗi một ứng dụng. Tương thích ngược với CDMA2000. Một trong các mục đích của kỹ thuật 1x EV-DV là cung cấp đáp ứng mềm dẻo đối với các dịch vụ truyền thống và thoại. Điều này có được là do sử dụng lại các chuẩn CDMA2000 đang tồn tại. Các ví dụ về sử dụng lại bao gồm : sử dụng lại các kênh đường lên 1x, các thủ tục lớp báo hiệu và lớp MAC IS-2000, đáp ứng các chuyển giao giữa các kênh vô tuyến 1x EV-DV và các kênh vô tuyến CDMA2000 khác và khả năng liên kết hoạt động dựa trên IOS. Bằng cách cung cấp đường phát triển mềm dẻo từ cơ sở hạ tầng 1x đã triển khai sẽ tăng lợi tức cho hệ thống. Đặc tính này cũng giảm thiểu những ảnh hưởng đối với cơ sở hạ tầng đang tồn tại khi người điều hành nâng cấp mạng lên 1x EV-DV. Cuối cùng, thuê bao được đảm bảo thiết bị di động đang sở hữu có thể đáp ứng cả giao diện vô tuyến 1x và 1x EV-DV, cung cấp một đầu cuối đơn_có thể hoạt động qua mạng tổng thể. Số liệu dưới đây minh họa điều này. Người điều hành có thể lựa chọn phủ 1x EV-DV trên cùng một sóng mang như IS-95A/B hay 1x. Điều này cho phép người điều hành kiểm soát sự di chuyển và sử dụng phổ theo yêu cầu. Hình 4.22 Phủ 1x EV-DV Phục vụ hiệu quả tất cả các dịch vụ dữ liệu (ví dụ : VoIP). 1x EV-DV cho phép phức hợp cả TDM và CDM, TDM được dùng nếu ở đó TDM sẽ làm việc tốt nhất (ví dụ: các dịch vụ tương tự kiểu dữ liệu hàng đợi vô hạn như ftp ) và cho phép dùng CDM để phục vụ hiệu quả đối với các dịch vụ dữ liệu khác (ví dụ: WAP, VoIP, luồng video…). Nó tăng tối đa thông lượng hệ thống bằng cách cung cấp các tốc độ điều chế và mã hóa tối ưu trên nền tảng không phân biệt đối với tất cả các dịch vụ, do đó cung cấp sự điều hành phức cần thiết trong môi trường thị phần sôi động. Hình 4.23 Vị trí F-PDCH Control Function ở lớp giao diện vô tuyến Rev C Xem xét các yêu cầu này, TSG-C tạo ra những thay đổi đối với kiến trúc lớp giao diện vô tuyến 1x. Một trong những thay đổi của 1x EV-DV là tạo ra một thực thể chức năng mới gọi là chức năng điều khiển kênh F-PDCH. Nếu nó chứa các chức năng đã chỉ định từ trước cho cả lớp vật lý và lớp MAC (điều chế và mã hóa thích ứng, HARQ) thì nó sẽ được tạo như một lớp trung gian. 4.5.2 Các đặc tính của 1x EV-DV Để đạt được các yêu cầu và kiến trúc đã đòi hỏi thì phải tạo ra các đặc tính mới cho 1x EV-DV. Các đặc tính mới này bao gồm các kênh mới, sơ đồ điều chế và mã hóa thích ứng, thêm ARQ cho lớp vật lý và sự lựa chọn ô. Khi được ghép cùng nhau, các đặc tính này cung cấp một công cụ rất mạnh cho những người điều hành muốn cung cấp các dịch vụ dữ liệu cho các thuê bao, trong khi tăng một lượng lớn dung lượng giao diện vô tuyến. Các đặc tính này cho phép người điều hành lập các kế hoạch di chuyển để tận dụng RF của mạng trong khi cung cấp cho các thuê bao sự lựa chọn về tốc độ dữ liệu để tăng tổng thu nhập các dịch vụ dữ liệu. Các kênh vật lý mới Đặc điểm kỹ thuật 1x EV-DV được thêm một kênh lưu lượng và 3 kênh điều khiển mới. Các kênh này được tổng kết trong bảng 4.12. Trên đường xuống, kênh lưu lượng mới là kênh số liệu gói đường xuống (F-PDCH), kênh điều khiển số liệu gói đường xuống( F-PDCCH). Trên kênh đường lên chỉ có hai kênh điều khiển mới được định nghĩa. Đó là kênh chỉ định chất lượng đường lên (R-CQICH) và kênh báo nhận đường lên (R-ACKCH). Không có một kênh lưu lượng mới nào tồn tại trên kênh đường lên 1x EV-DV. Các kênh lưu lượng 1x (R-FCH, R-DCCH và R-SCH) được sử dụng lại trong 1x EV-DV. F-PDCH là kênh lưu lượng mới được thêm vào CDMA2000 để cung cấp các tốc độ dữ liệu 1x EV-DV. Các kỹ thuật điều chế và mã hóa thích ứng, ghép kênh TDM/CDM và giao thức HARQ đều được ứng dụng để thông tin được phát trên kênh đạt được các tốc độ dữ liệu cao. Kênh F-PDCCH là kênh điều khiển đường xuống và cung cấp thông tin cho MS, cần có nó để nhận dạng chính xác dữ liệu dự kiến dành cho nó trên kênh F-PDCH. Thông tin được phát trên F-PDCCH được MS dùng để giải mã thông tin trên F-PDCH là MAC-ID, kích thước gói F-PDCH, số khe thời gian trên một gói con và chỉ số mã Walsh cuối cùng. MAC-ID dài 8 bit, MS và BS dùng để nhận biết dữ liệu trên F-PDCH nếu thuộc về máy di động đó. MAC-ID được thiết lập như một phần của sự khởi tạo cuộc gọi và duy trì liên kết với MS trong suốt cuộc gọi. Trường kích thước gói F-PDCH chỉ ra kích thước gói F-PDCH đang được phát và trường số khe thời gian chỉ ra số khe TDM được sử dụng để phát. Chỉ số mã Walsh cuối cùng được MS dùng để xác định mã Walsh đã dùng trong dữ liệu phát. Điều này cho phép ghép kênh phân chia theo mã (CDM) trên F-PDCH. Có hai kênh F-PDCCH phục vụ đường xuống. Các kênh này được đồng bộ thời gian với F-PDCH để MS có thể dễ dàng sử dụng thông tin F-PDCCH để giải mã và giải điều chế thông tin trên F-PDCH. Có hai kênh điều khiển mới được thêm vào kênh đường lên. Đó là kênh chỉ định chất lượng kênh đường lên (R-CQICH) và kênh báo nhận đường lên(R-ACKCH). R-CQICH được MS dùng và chỉ rõ cho BS thông số chất lượng kênh của sector phục vụ tốt nhất. MS báo cho BS biết dù gói F-PDCH có được giải mã thành công hay không nhờ dùng kênh R-ACKCH. Lợi ích chính của các kênh mới này là phục vụ dữ liệu tốc độ cao. Kiến trúc kênh này cũng cung cấp cho người điều hành một công cụ di chuyển mạnh. Nếu các kênh 1x EV-DV được tích hợp với các kênh CDMA2000 đang tồn tại, người điều hành có thể thực thi 1x EV-DV trong vùng phủ CDMA2000, nơi các dịch vụ số liệu đang cần yêu cầu tốc độ dữ liệu cao hơn. Mã hóa và điều chế thích ứng ở 1x EV-DV, mã hóa và điều chế đường xuống được thay đổi theo thời gian thực để thích ứng với môi trường RF. Đó là phối hợp thích ứng tuyến nơi BS chỉ định cho người sử dụng tốc độ điều chế và mã hóa tốt nhất đối với các điều kiện kênh tức thời. Mã hóa và điều chế thích ứng cung cấp cho người điều hành và thuê bao lợi ích về các dịch vụ số liệu tốc độ cao hơn. Với 1x EV-DV thuê bao truy nhập được các dịch vụ mà công nghệ CDMA trước đây không có. Điều này có được bằng cách thay đổi khoảng thời gian khung RF, số bit trên khung RF và thuật toán mã hóa. Khoảng thời gian khung RF là 1,25 ms, 2,5 ms và 5 ms. Các kênh 1x EV-DV Mô tả kênh Kênh số liệu gói đường xuống (F-PDCH) Kênh gói chính. Một kênh trên sector. Người dùng được phân biệt bằng TDM và CDM. Mang dữ liệu và báo hiệu lớp 3. Kênh điều khiển số liệu gói đường xuống(F-PDCCH) Gửi giải điều chế, giải mã và thông tin ARQ để xác định MS. Hai kênh trên sector. Kênh báo nhận đường lên (R-ACKCH) ACK/NAK hồi tiếp đối với HARQ Kênh chỉ định chất lượng kênh đường lên (R-CQICH) Cung cấp hồi tiếp chất lượng kênh đến BS. Dữ liệu hồi tiếp được dùng như đầu vào đối với điều chế, mã hóa và lập chường trình đường xuống. MS chỉ định lựa chọn sector phục vụ bằng cách trải phổ. Bảng 4.12 Các kênh 1x EV-DV mới Số bit trên khung RF thay đổi trong khoảng (408-3864) bit và lựa chọn điều chế QPSK, 8-PSK và 16-QAM. Thuật toán lập chương trình mang lại thuận lợi cho môi trường RF để tối đa sự tận dụng RF, bằng cách tạo lựa chọn khoảng thời gian khung RF tối ưu, số bit trên khung RF và điều chế . Bảng 4.13 chỉ ra kích thước gói và khoảng thời gian khung RF được kết hợp để thay đổi tốc độ dữ liệu. Số khe trên gói con biểu diễn khoảng thời gian khung RF (1 khe = 1,25 ms). Tất cả các khoảng thời gian khung RF và kích thước gói F-PDCH là đặc tính bắt buộc trong IS-2000 Release C. Sự điều hành về thay đổi khoảng thời gian khung RF, kích thước khung RF và các lựa chọn điều chế được mượn từ 1x EV-DO và được chứng minh thành công nhờ số lượng nhà cung cấp 1x EV-DO. Số khe trên gói 1 2 4 Kích cỡ gói F-PDCH (bits) 408 326,4kbps 163,2 kbps 81,6 kbps 792 633,6 kbps 316,8 kbps 158,4 kbps 1560 1248,0 kbps 624,0 kbps 3120 kbps 2328 1862,4 kbps 931,2 kbps 465,6 kbps 3096 2476,8 kbps 1238,4 kbps 619,2 kbps 3864 3091,2 kbps 1545,6 kbps 772,8 kbps Bảng 4.13 Tốc độ số liệu kênh số liệu gói đường xuống Lợi ích của đặc tính này là nó cung cấp kỹ thuật phức tạp để đạt được tốc độ số liệu lên tới 3,1 Mbps. Cũng có các tốc độ số liệu sẵn có để BS lựa chọn. Điều này cho phép BS tạo được việc sử dụng tài nguyên hiệu quả nhất. Tăng điều chế phức, giảm tốc độ mã hóa được biết như là các kỹ thuật để tăng thông lượng của một kênh thông tin. Cái giá của các kỹ thuật này là tăng độ nhạy đối với sự giảm chất lượng kênh. Trong các hệ thống vô tuyến truyền thống, tốc độ mã hóa cố định và điều chế được chọn dựa vào sự thỏa thuận giữa thông lượng dữ liệu và tính mạnh để thay đổi việc giảm chất lượng kênh. 1x EV-DV tránh việc thỏa hiệp bằng cách sử dụng hồi tiếp tiếp cận để lựa chọn sự kết hợp điều chế và mã hóa tốt nhất dựa vào môi trường vô tuyến tức thì giữa BS và MS. Điều này tối đa hóa thông lượng tuyến bằng cách chọn các cấp điều chế cao và các tốc độ mã hóa thấp đối với điều kiện vô tuyến thuận lợi, trong khi đó lựa chọn các tốc độ mã hóa và điều chế vừa phải hơn đối với các điều kiện vô tuyến ít thuận lợi hơn để việc phát lại được giảm thiểu. Hybrid ARQ (HARQ) Trong 1x EV-DV, phát lại nhanh các khung nhận được bị lỗi được giới hạn duy trì ở băng tần cao. Vì vậy, ARQ di chuyển từ lớp MAC đến lớp vật lý. HARQ cải thiện thông lượng bằng cách kết hợp (đúng hơn là loại bỏ) các lần thử phát bị lỗi với lần thử hiện tại, thực sự tạo ra mã mạnh hơn. HARQ cũng cho phép AMC nhanh bằng cách tạo quá trình lựa chọn tốc độ mã và điều chế ban đầu, bỏ qua các lỗi lựa chọn. Hai dạng cơ bản của HARQ là kết hợp theo đuổi (Chase combining) và độ dư thừa lớn (IR- Incremental Redundancy). Với Chase combining, mỗi lần phát lại quay lại lần phát đầu tiên hoặc một phần của nó. Với IR, mỗi lần phát lại cung cấp các bit mã mới từ mã gốc (mã mẹ) để tạo tốc độ mã thấp hơn. Trong khi Chase combining đủ khả năng để tạo AMC thô thì IR đưa ra tiềm năng thể hiện tốt hơn với các tốc độ mã cao ban đầu và các điểm hoạt động FER (đó là có thể phát tốt hơn nếu phát muộn hơn điểm đầu tiên), cái giá của kết hợp nhớ và giải mã. Việc nhất trí trong cốt lõi các tiêu chuẩn CDMA 3G là định nghĩa và cho phép IR một cách rõ ràng, trong khi giữ được khả năng hoạt động giống Chase như một phần nhỏ của IR (đó là lặp lại một phần hoặc toàn bộ lần phát đầu tiên hơn là gửi các bit chẵn lẻ mới). HARQ cải thiện thông lượng và cho phép nhanh chóng điều chế thích ứng và mã hóa bằng cách tạo ra quá trình lựa chọn tốc độ mã hóa và điều chế ban đầu, bỏ qua các lỗi lựa chọn. Sự lựa chọn ô Trong sự lựa chọn ô, MS lựa chọn một BS từ chế độ tích cực của nó để phục vụ đường xuống. Sự lựa chọn được dựa trên các thông số chất lượng RF, được tạo bởi MS. Nếu MS đang lựa chọn BS với các đặc tính RF tốt nhất thì sẽ không có chuyển giao mềm đối với F-PDCH cũng như không đáp ứng các kênh điều khiển đường xuống. Sự lựa chọn ô đòi hỏi các BS đồng bộ luồng dữ liệu F-PDCH nếu có thể MS sẽ có các kênh thuộc về nhiều BS trong chế độ tích cực của nó. Hình 4.24 chỉ rõ ví dụ về sự lựa chọn ô. Trong hình, MS giám sát kênh hoa tiêu của cả BTS1 và BTS2. MS xác định chất lượng kênh tốt hơn từ BTS2, lựa chọn BTS2 cho lưu lượng F-PDCH. Nó chỉ rõ sự lựa chọn này được thông qua R-CQICH. Các thiết bị hệ thống nhận chỉ thị này và phát các kênh đường xuống 1x EV-DV thông qua BTS2. Hình 4.24 Sự lựa chọn ô Sự lựa chọn ô được sử dụng với kênh lưu lượng 1x EV-DV (F-PDCH). Vì vậy, ví dụ trong cuộc gọi đồng thời có thoại và dữ liệu, trong đó lưu lượng thoại dùng FCH và lưu lượng dữ liệu dùng F-PDCH, lưu lượng thoại vẫn sử dụng chuyển giao mềm trong khi đó lưu lượng dữ liệu sử dụng sự lựa chọn ô. Sự lựa chọn ô tạo ra sự tiết kiệm cơ sở hạ tầng so với các kỹ thuật chuyển giao mềm đã thực hiện ở CDMA2000. Bằng cách sử dụng sự lựa chọn ô, hệ thống không đòi hỏi kéo ngược (backhaul) cùng lưu lượng nhiều Mbit để ghép các site BTS hoặc giảm mạnh chế độ tích cực của MS đối với site BTS. Sự lựa chọn ô cũng tận dụng tuyến RF hiệu quả hơn. Các tốc độ trải phổ cao được dùng cho F-PDCH, nhiễu được giảm bằng cách không tận dụng chuyển giao mềm trên F-PDCH. Ghép kênh TDM/CDM phức hợp Quan trọng là 1x EV-DV phục vụ tất cả các loại dịch vụ, các dịch vụ sử dụng gói lớn (ví dụ: FTP) hoặc các dịch vụ sử dụng các gói nhỏ (ví dụ: chỉ định các dịch vụ hay thoại). Quan trọng đối với người phát triển các đặc tính 1x EV-DV là tất cả các dịch vụ sử dụng các kênh RF hiệu quả. Điều này dẫn đến sự kết hợp cả TDM và CDM trong các đặc tính 1x EV-DV. CDM là sự lựa chọn hiển nhiên đối với mạng CDMA nhưng TDM tạo cách giải quyết lớn về độ nhạy đối với chia sẻ kênh. Điều đầu tiên đạt được cho phép lập chương trình cả TDM và CDM và cho phép CDM nếu yêu cầu hiệu suất đầy khung (ví dụ: nhiều MS truyền các gói dữ liệu nhỏ). Ghép kênh TDM/CDM cho phép sự lựa chọn về số khe thời gian và số mã Walsh được phân phối cho một người sử dụng. Đặc tính này được minh họa trong hình 4.25. Trong ví dụ này, 4 người sử dụng chia sẻ F-PDCH. Đặc tính này chỉ ra 3 khả năng chính của ghép kênh TDM/CDM: Lập danh mục đa khe thời gian: hình này giải thích làm thế nào 4 người sử dụng được phân phối số khe thời gian khác nhau. Trong ví dụ này, một người sử dụng (MAC-ID-64) được phân phối 8 khe thời gian (1 khe = 1,25 ms) trong khi người sử dụng khác (MAC-ID-65) được phân phối 2 khe thời gian và một khe thời gian của 7,5 ms cuối cùng. Hình 4.25 Ghép kênh TDM/CDM Chia sẻ không gian mã Walsh cho nhiều người sử dụng: hình này chứng minh làm thế nào không gian mã Walsh được chia sẻ giữa nhiều người sử dụng trong cùng một thời điểm. Nó cũng chỉ ra sự phân phối này là năng động, như là sự phân phối mã Walsh thay đổi giữa 4 người sử dụng (biểu diễn bằng MAC-ID-64, MAC-ID-65, MAC-ID-66, MAC-ID-67). Phân phối toàn bộ F-PDCH cho một người sử dụng đơn: toàn bộ F-PDCH cũng có thể được phân phối cho một người sử dụng đơn. Việc quyết định phân phối toàn bộ F-PDCH được hoàn thành nhờ lập kế hoạch F-PDCH tập trung trong BSS và được kiểm soát bởi ưu thế của dịch vụ người dùng và số lượng dữ liệu cần phát đến người sử dụng đó. Ghép kênh TDM/CDM là đặc tính cực mạnh trong 1x EV-DV và chỉ có duy nhất ở 1x EV-DV. Đặc tính CDM tạo ra cơ hội phân phối toàn bộ F-PDCH cho một người sử dụng đơn hay chia sẻ F-PDCH cho nhiều người sử dụng. Đặc tính TDM tạo cơ hội lập kế hoạch tài nguyên F-PDCH cho người sử dụng dựa trên dữ liệu sẵn có. Nó cũng đảm bảo tài nguyên F-PDCH được chia sẻ cho tất cả những người sử dụng có yêu cầu. Một ví dụ về làm thế nào tài nguyên được chia sẻ giữa những người sử dụng số liệu và thoại được chỉ rõ trong hình 4.26. Trong các đặc tính kỹ thuật của 1x EV-DV, 88% các mã Walsh có sẵn dành cho các kênh 1x EV-DV, các mã còn lại phân phối cho các kênh 1x. Tuy nhiên, nếu các kênh 1x EV-DV chia sẻ các mã Walsh với các kênh 1x thì không gian mã 1x EV-DV có thể được giảm và các mã đã tự do được phân phối cho các cuộc gọi 1x. Hình 4.26 Cây mã Walsh Hình 4.26 chỉ rõ ở đó 28 mã Walsh (tại SF32) được phân phối đến F-PDCH (các mã Walsh được nhận biết như dữ liệu). Các mã Walsh còn lại sẵn sàng cho các kênh điều khiển. Hình cũng chỉ ra rằng sóng mang đang cung cấp tốc độ dữ liệu 1x EV-DV tối đa (3,1 Mbps). Sự phân phối 28 mã này cho F-PDCH được giảm bớt để đáp ứng các dịch vụ 1x. Vì thế ví dụ, người điều hành cần phân phối 50% sóng mang cho các dịch vụ thoại và phần còn lại cho các dịch vụ số liệu sẽ coi các mã Walsh được phân phối cho 1x EV-DV giảm đi một nửa. Điều này làm giảm tốc độ dữ liệu tối đa của 1x EV-DV còn 1,55 Mbps trong khi đang cung cấp các dịch vụ thoại. Lợi ích chính đối với người điều hành là phân phối tài nguyên thích hợp. Nếu lưu lượng luồng thoại tăng thì các mã Walsh đã phân phối cho F-PDCH có thể được phân phối lại cho các luồng thoại. BSS thích nghi với việc sử dụng mã Walsh đối với các mẫu lưu lượng đang tồn tại vì thế khi lưu lượng dữ liệu chiếm ưu thế thì phần lớn các mã Walsh được phân phối cho dữ liệu. Tuy nhiên, nếu các dịch vụ thoại tăng thì các mã Walsh có thể được tự động phân phối cho các dịch vụ thoại. Điều này cung cấp cho người điều hành các kỹ thuật để thích nghi với sự phân phối RF để chuyển đổi các mẫu lưu lượng thoại và dữ liệu, điều cần thiết để đáp ứng thông lượng hiện tại. Đáp ứng gói nhỏ 1x EV-DV sử dụng mã hóa và điều chế thích ứng nhanh (AMC) kết hợp với HARQ để phục vụ hiệu quả cho các dịch vụ dữ liệu và dịch vụ truyền thống (ví dụ: thoại ) trên một sóng mang đơn. AMC nhanh là một sơ đồ thích nghi tuyến, ở đó BS chỉ rõ cho người sử dụng tốc độ mã hóa và điều chế tốt nhất đối với các điều kiện kênh tức thì, và HARQ cải thiện thông lượng cũng như cho phép mã hóa và điều chế thích ứng nhanh (AMC) bằng cách tạo quá trình lựa chọn tốc độ mã hóa và điều chế thích ứng ban đầu, bỏ qua các lỗi lựa chọn. Bằng cách phục vụ cho mỗi người dùng tốc độ dữ liệu cao nhất mà các điều kiện kênh tức thời cho phép, thông lượng toàn hệ thống được cải thiện đáng kể. Trong các nhóm tiêu chuẩn phát triển CDMA 3G, phần cân nhắc lớn nhất là phương thức đa truy nhập được dùng cùng với AMC và HARQ. CDM là lựa chọn hiển nhiên trong quá trình phát triển CDMA, nhưng TDM đưa ra giải quyết lớn về độ nhạy đối với việc chia sẻ kênh fat-pipe. Theo lý thyết, bộ lập trình fat-pipe có thể làm hài lòng một người sử dụng và nhanh chóng chuyển tới người sử dụng khác. Nhưng trong thực tế khó mà cung cấp cả hai phần chính xác và chuyển fat-pipe nhanh chóng đến người sử dụng khác mà không lãng phí tài nguyên. Do đó tương đối dễ dàng tạo TDM với các dịch vụ đòi hỏi nhiều dữ liệu trên các chu kỳ thời gian dài hơn như với kiểu dữ liệu hàng đợi vô hạn hiệu quả tốt nhất hay ftp. Khi bộ lập trình fat-pipe phải nhanh và chính xác hơn như với WAP, VoIP, luồng video và các dịch vụ khác, các vấn đề có thể nảy sinh. Hệ thống TDM/CDM 1x EV-DV tối đa thông lượng hệ thống bằng cách cung cấp các chỉ định tốc độ mã hóa và điều chế tối ưu cho tất cả các dịch vụ trong khi vẫn duy trì hiệu suất làm đầy khung. Như trong hình 4.27, một gói nhỏ có thể nhận vài mã Walsh và các mã Walsh còn lại có thể được dùng cho những người sử dụng khác, cải thiện dung lượng toàn hệ thống. Hình 4.27 Ví dụ với các gói nhỏ khi chỉ dùng TDM và khi dùng TDM/CDM Một hệ thống phải có khả năng cung cấp tốc độ mã hóa và điều chế thích hợp (số bit thông tin trên ký hiệu) đối với các dịch vụ mong muốn để đạt được việc tăng dung lượng hệ thống có triển vọng tốt. Nó đặc biệt quan trọng để tạo tốc độ mã hóa và điều chế thích hợp đối với các dịch vụ quan trọng nhất. Giá cả dịch vụ vượt ngoài phạm vi nghiên cứu ở đây, nhưng cần chú ý rằng việc tính cước theo phút tạo cho các dịch vụ băng thông nhỏ xuất hiện thậm chí quan trọng hơn nhiều. Dịch vụ Kích thước gói Ghi chú Bộ đệm đầy Lớn Lý thuyết_loại lưu lượng không thực ftp nt MTU 576 hoặc 1500 byte http Trung bình/lớn nt WAP Nhỏ 256 byte Luồng video nt 32 kbps _50byte/gói Điều khiển TCP cho ftp và http nt Nhiều gói 40 byte Hội thảo truyền hình nt Chế độ mạch 32 kbps_ 80 byte/20ms Nhắn tin nt Các bản tin văn bản SMS VoIP nt 16 kbps_40 byte/20ms không có mào đầu Game tương tác nt Đố vui và trả lời bằng các bản tin văn bản, trò chơi ứng dụng giao dịch nt Tài chính/ ngân hàng, m-commerce Các dịch vụ địa phương nt Thông tin địa phương, quảng cáo, m-commerce Báo hiệu lớp 3 nt Thường không nhiều hơn 1 ACK TCP (40 byte), ít hơn Các ứng dụng khác ? ? Bảng 4.14 Các dịch vụ 4.5.3 Sự tích hợp 1x EV-DV vào CDMA2000 Tương thích ngược với CDMA2000 là yêu cầu chính đối với 1x EV-DV và các khái niệm đang tồn tại từ CDMA2000 được kết hợp vào 1x EV-DV. Trong thực tế, 1x EV-DV là bản sửa lại của IS-2000(Release C). Danh mục các yếu tố được sử dụng lại từ CDMA2000 gồm: Báo hiệu cuộc gọi là các thủ tục lớp 3 từ IS-2000 được dùng lại đối với 1x EV-DV. Đáp ứng các kênh 1x EV-DV được tiếp nhận bằng cách thay đổi đôi chút các bản tin lớp 3 đang tồn tại. Ngoài ra, giao thức báo hiệu lớp 2, lớp LAC cũng được sử dụng lại. Tùy chọn dịch vụ số liệu gói tốc độ cao được dùng lại ở 1x EV-DV. Các trạng thái phiên tương tự được định nghĩa trong 33 đặc tính. Tùy chọn dịch vụ được dùng lại trong các luồng thoại 1x EV-DV. ít cập nhật hơn đối với RLP để tính toán đối với thay đổi trong các thủ tục định thời NAK. Các kênh dành riêng CDMA2000 đang tồn tại (ví dụ: F/R-DCCH, F/R-FCH, F/R-SCH) cũng là một phần giao diện vô tuyến 1x EV-DV. Các đặc tính kỹ thuật của chúng và cách sử dụng không thay đổi so với IS-2000. Đặc tính kỹ thuật đường lên trong 1x EV-DV giống hệt đặc tính kỹ thuật đường lên IS-2000. Xác nhận người dùng không thay đổi so với IS-2000. Việc tích hợp này được giải thích trong hình 4.28, trong đó chỉ rõ làm thế nào các kênh 1x EV-DV được tích hợp vào kiến trúc CDMA2000 đang tồn tại. Chức năng điều khiển F-PDCH như là lớp trung gian giữa lớp vật lý và lớp MAC, nó chứa các chức năng mới. Các kênh điều khiển mới của 1x EV-DV chuyển thông tin điều khiển được yêu cầu giữa chức năng điều khiển F-PDCH và lớp vật lý. Chỉ các kênh 1x EV-DV thông tin với lớp MAC là F-PDCH mới cung cấp đường ống (pipe) để vận chuyển dữ liệu và điều khiển của người sử dụng. Ngoài ra, không có giao diện dịch vụ mới nào được thêm vào lớp LAC, lớp 3 và các lớp dữ liệu. Việc tích hợp này làm lợi cho người điều hành bằng cách tạo ra đường di chuyển nhẹ nhàng từ cơ sở hạ tầng CDMA đã thực hiện của họ. Đặc tính này cũng tối thiểu hóa va chạm đối với cơ sở hạ tầng hiện có khi người điều hành nâng cấp mạng của họ lên 1x EV-DV. Thuê bao cũng truy cập đến tất cả các đặc trưng truyền thống đã được mạng CDMA cung cấp. Cuối cùng, thuê bao được đảm bảo về thiết bị di động mà thuê bao sở hữu có thể đáp ứng cả giao diện vô tuyến 1x và 1x EV-DV, cung cấp đầu cuối đơn có thể hoạt động trên toàn bộ mạng của nhà cung cấp. Minh họa khác là 1x EV-DV là sự phát triển tự nhiên của 1x với việc kết hợp kênh lưu lượng phục vụ trong 1x EV-DV. Bảng 4.15 giải thích làm thế nào F-PDCH của 1x EV-DV được tích hợp với các kênh lưu lượng 1x đang tồn tại. F-PDCH có thể được dùng ở hai chế độ. Trong chế độ thứ nhất, F-PDCH được sử dụng kết hợp với kênh đường xuống dành riêng. Chế độ thứ hai, F-PDCH là kênh lưu lượng đường xuống duy nhất. Trong chế độ này, cả báo hiệu và lưu lượng mang theo được ghép vào cùng F-PDCH. Trong cả hai chế độ, các kênh lưu lượng đường lên IS-2000 luôn được dùng và chọn lựa làm theo các thủ tục IS-2000. Tất cả các kênh có vẻ như cùng tồn tại trên cùng tần số. Hình 4.28 Lớp trung gian giữa lớp vật lý và lớp MAC ở 1x EV-DV Sự kết hợp các kênh này cung cấp cho người điều hành lợi ích phục vụ cho cả dich vụ thoại và dữ liệu ở đường xuống và đường lên. Nếu thuê bao chỉ muốn dịch vụ dữ liệu thì các kết hợp kênh lưu lượng cho phép người điều hành tùy chọn tốc độ dữ liệu sẵn có cho thuê bao này (cung cấp cho thuê bao một sự kết hợp kênh lưu lượng để chỉ cung cấp F-PDCH ở đường xuống). Nếu thuê bao muốn hoạt động với dịch vụ thoại và dữ liệu trộn lẫn thì kết hợp lênh lưu lượng cho phép người điều hành cung cấp cho thuê bao kênh thoại cũng như kênh dữ liệu tốc độ cao. Điều này cho người điều hành phương thức phức tạp đối với việc sử dụng phổ. Các kết hợp kênh lưu lượng Sử dụng điển hình F-PDCH+F/R-FCH+F/R-DCCH Các dịch vụ thoại và dữ liệu trộn lẫn F-PDCH+F/R-FCH+R-DCCH nt F-PDCH+F/R-DCCH Chỉ các dịch vụ số liệu F-PDCH+F/R-FCH Các dịch vụ thoại và dữ liệu trộn lẫn F-PDCH+F-CPCCH+R-DCCH Chỉ các dich vụ số liệu F-PDCH+F-CPCCH+R-FCH nt Bảng 4.15 Kết hợp kênh lưu lượng 1x Ev-DV 4.5.4 Luồng thoại 1x EV-DV Phần này biểu diễn hai ví dụ về luồng thoạI 1x EV-DV. Luồng thoại đầu tiên chỉ ra chuỗi thiết lập một cuộc gọi 1x EV-DV có các kênh lưu lượng dành riêng đường xuống. Trong luồng này, các bản tin lớp 3 IS-2000 được gửi thông qua các kênh chung đối với trạng thái ban đầu khởi tạo cuộc gọi trong khi kênh dành riêng được dùng cho báo hiệu và F-PDCH được dùng cho lưu lượng người dùng. Coi như kênh dành riêng mang lưu lượng báo hiệu trong khi lưu lượng kèm theo được gửi qua F-PDCH. Luồng thoại thứ hai chỉ ra chuỗi thiết lập cuộc gọi 1x Ev-DV mà không có các kênh lưu lượng dành riêng đường xuống. ở luồng này, các bản tin lớp 3 IS-2000 được gửi qua các kênh chung đối với trạng thái ban đầu khởi tạo cuộc gọi và F-PDCH được dùng cho cả lưu lượng báo hiệu và lưu lượng người dùng. Coi như F-PDCH mang cả lưu lượng báo hiệu phần mà thông thường được gửi thông qua kênh lưu lượng dành riêng cũng như lưu lượng kèm theo thường được gửi trên một kênh dành riêng khác hoặc trên kênh bổ sung. Hình 4.29 Cuộc gọi 1x EV-DV có các kênh lưu lượng dành riêng Hình 4.30 Cuộc gọi 1x EV-DV không có kênh lưu lượng dành riêng Thuật ngữ và các từ viết tắt 1x 1x EV 1x EV-DO 1x EV-DV 2G 3G 3GPP2 AAA AC ACK AM AMC AMP AMPS ANSI-41 ARQ B-ISDN B-PSK BS BSC BTS cdmaOne CDM CDMA CRC csch CSCN ctch DRX DS dsch dtch FA FCH FDD FEC FER FFPC F-CAPICH F-DAPICH F-PDCH F-PDCCH ftp GSM HA HARQ HLR H-PSK IETF IMT-2000 IOS IP IR ISDN IS- ISP ITU IWF LAC LAN MAC MC MIEP MIP MoIP MPEG M-PSK MRC MS MSC MUX OCQPSK OHG O&M OSI OTD OVSF PC PCN PCS PDA PDSN PLDCF PLICF PN PPCS PPP PSCN PSK PSTN QoS Q-PSK R-ACKCH RAN R-CQICH RBS RBP RF RLAC RLP R-P RS1 RS2 SCH SDU SID SMS SN SRBP SRLP STS TCP TDM TIA UDP UE UTRA VHE VLR VoIP VPN WAP WCDMA WLAN WNE WSN From CDMA2000 1x (IS-2000) 1 x1,25 Mhz carrier 1x Evolution 1x EV Data Only 1x EV Data and Voice Second Generation Third Generation Third Generation Partnership Project Two Athentication, Authorization and Acounting Authentication Center Acknowledgment Adaptive Modulation Adaptive Modulation and Coding Address Manage Protocol Advanced Mobile Phone System American National Standards Institute-41 Automatic Repeat Request Broadband-ISDN Binary Phase Shift Keying Base Station Base Station Controller Base Transceiver Station IS-95 Standard based CDMA System Code Division Multiplexing Code Division Multiple Access Cyclic Redundancy Check Common Signalling Channel Circuit Switched Core Network Common Traffic Channel Discontinuous Reception Direct Spread Dedicated Signalling Channel Dedicated Traffic Channel Foreign Agent Fundamental Channel Frequency Devide Duplex Forward Error Correction Frame Error Rate Fast Forward Power Control Forward Common Auxiliary Pilot Channel Forward Dedicated Auxiliary Pilot Channel Forward Packet Data Channel Forward Packet Data Control Channel File Tranfer Protocol Global System for Mobile Communication Home Agent Hybrid ARQ Home Location Register Hybrid - PSK Internet Engineering Task Force International Mobile Telecomunications-2000 Interoperability Specification Internet Protocol Icremental Redundancy Integrated Services Digital Network Interim Standard- Internet Service Provider International Telecommunication Union Interworking Function Logical Access Control Local Area Network Media Access Control MultiCarrier Mobile Internet Enabling Proxy Mobile IP Messaging Over IP Moving Picture Expert Group M- ary PSK Maximal Ratio Combining Mobile Station Mobile Switching Center Multiplexer Orthogonal Complex QPSK Operators Harmonization Group Operation and Maintenance Open System Interconnection Orthogonal Transmit Diversity Orthogonal Variable Spreading Function Personal Computer Packet Core Network Personal Communication System Personal Digital Assistant Packet Data Service Node Physical Layer Dependent Convergence Function Physical Layer Independent Convergence Function Pseudo- Noise PrePaid Calling Service Point to Point Protocol Packet Switched Core Network Phase Shift Keying Public Switched Telephone Network Quality of Service Quadrature PSK Reverse Acknowledgment Channel Radio Access Network Reverse Channel Quality Indicator Channel Radio Base Station Radio Burst Protocol Radio Frequency Radio Link Access Control Radio Link Protocol RAN-PDSN (interface) Rate Set 1 Rate Set 2 Supplemental Channel System Identification Number Short Message Service Service Network Signalling Radio Burst Protocol Signalling Radio Link Protocol Spacy Time Spread Transport Control Protocol Time Division Multiplexing Telecommunications Industry Association User Datagram Protocol User Equipment Universal Telecomunications Radio Access Virtual Home Environment Visitor Location Register Voice over IP Virtual Private Network Wireless Application Protocol Wideband CDMA Wireless LAN Wireless Network Entity WLAN Serving Node Lấy từ CDMA2000 1x (IS-2000) một sóng mang 1,25 Mhz Sự phát triển từ 1x 1x EV chỉ dành cho dữ liệu 1x EV cho dữ liệu và thoại Thế hệ thứ hai Thế hệ thứ ba Dự án 2 hội nhập thế hệ thứ 3 Xác nhận trao quyền và thanh toán Trung tâm nhận thực Báo nhận Điều chế thích ứng Mã hóa và điều chế thích ứng Giao thức quản lý địa chỉ Hệ thống điện thoại di động tiên tiến Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ Yêu cầu tự động lặp lại ISDN băng rộng Khóa dịch pha số Trạm gốc Bộ điều khiển trạm gốc Trạm thu phát gốc Chuẩn IS-95 dựa trên thống CDMA Ghép kênh phân chia theo mã Đa truy nhập phân chia theo mã Mã kiểm tra dư theo chu kỳ Kênh báo hiệu chung Mạng lõi chuyển mạch theo mạch Kênh lưu lượng chung Thu (bản tin nhắn gọi) gián đoạn Trải phổ trực tiếp Kênh báo hiệu dành riêng Kênh lưu lượng dành riêng Tác vụ bên ngoài Kênh cơ bản Song công kiểu chia tần số Hiệu chỉnh lỗi trước (khi phát) Tỷ lệ lỗi khung Điều khiển công suất nhanh đường xuống Kênh hoa tiêu phụ chung đường xuống Kênh hoa tiêu phụ dành riêng đường xuống Kênh số liệu gói đường xuống Kênh điều khiển số liệu gói đường xuống Giao thức truyền tệp Thông tin di động toàn cầu Tác vụ tại nhà ARQ lai Bộ ghi định vị thường trú PSK lai Lực lượng tác vụ kỹ thuật Internet Viễn thông di động quốc tế-2000 Tính năng hoạt động liên kết Giao thức Internet Độ dư thừa lớn Mạng số đa dịch vụ Chuẩn tạm thời- Nhà cung cấp dịch vụ Internet Hiệp hội viễn thông quốc tế Chức năng tương tác Điều khiển truy nhập vô tuyến Mạng cục bộ Điều khiển truy nhập đường truyền Đa sóng mang Cho phép ủy quyền Internet di động IP di động Thông điệp qua IP Nhóm chuyên gia hình ảnh động Kết hợp tỷ lệ cực đại Máy di động Trung tâm chuyển mạch di động Bộ ghép kênh Khóa dịch pha cầu phương phức trực giao Nhóm hài hòa hệ thống Vận hành và bảo đưỡng Kết nối hệ thống mở Phân tập phát vuông góc Hàm trải phổ khả biến vuông góc Máy tính cá nhân Mạng lõi gói Hệ thống thông tin cá nhân Trợ giúp số cá nhân Nút dịch vụ dữ liệu gói Chức năng hội tụ phụ thuộc lớp vật lý Chức năng hội tụ độc lập lớp vật lý Giả tạp âm Dịch vụ gọi trả trước Giao thức điểm đến điểm Mạng lõi chuyển mạch gói Khóa dịch pha Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Chất lượng dịch vụ Khóa dịch pha cầu phương Kênh báo nhận đường lên Mạng truy nhập vô tuyến Kênh chỉ định chất lượng kênh đường lên Trạm gốc vô tuyến Giao thức cụm vô tuyến Sóng vô tuyến Điều khiển truy nhập liên kết vô tuyến Giao thức liên kết vô tuyến Giao diện RAN-PDSN Tốc độ mức 1 Tốc độ mức 2 Kênh bổ sung Số nhận dạng hệ thống Dịch vụ tin ngắn Mạng dịch vụ Giao thức cụm vô tuyến báo hiệu Giao thức liên kết vô tuyến báo hiệu Trải phổ không gian –thời gian Giao thức điều khiển truyền Ghép kênh phân chia theo thời gian Hiệp hội công nghiệp viễn thông Giao thức dữ liệu người sử dụng Thiết bị người sử dụng Truy nhập vô tuyến viễn thông toàn cầu Môi trường gia đình ảo Bộ ghi dịnh vị tạm trú Thoại thông qua giao thức Internet Mạng riêng ảo Giao thức ứng dụng không dây CDMA băng rộng LAN không dây Thực thể mạng không dây Nút dịch vụ WLAN Tài liệu tham khảo Giáo trình thông tin di động Nguyễn Phạm Anh Dũng Nhà xuất bản bưu điện Giáo trình thông tin di động thế hệ thứ ba Nguyễn Phạm Anh Dũng Nhà xuất bản bưu điện – 2004 cdmaOne và cdma2000 ( hai tập ) Nguyễn Phạm Anh Dũng Nhà xuất bản bưu điện – 2003 4. Tính toán mạng thông tin di động số Cellular Vũ Đức Thọ Nhà xuất bản giáo dục GSM, cdmaOne and 3G systems Raymond Steele, Chin-Chun Lee and Peter Gould Copyright ể 2001 John Wiley & Sons Ltd Và tham khảo tài liệu trên một số trang Web như: www.cdg.org/technology/3g/3g_cdma2000.asp www.rohde-schwarz.com www.wiley.co.uk www.ericson.com www.zaborski.com/cdma/techterm.htm www.nld.com