Giao diện vô tuyến trong CDMA - ONE

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các kênh vật lý của hệ thống CDMA/FDD 8 Hình 1.2 : Các kênh logic ở cdmaOne 10 Hình 2.1: Cấu trúc khung của kênh lưu lượng đường xuống cho RS1 14 Hình 2.2: Cấu trúc khung của kênh lưu lượng đường xuống cho RS2 14 Hình 2.3: Cấu trúc khung ghép 15 Hình 2.4 : Cấu trúc khung bản tin kênh đồng bộ 16 Hình 2.5: Cấu trúc khung đồng bộ 17 Hình 2.6: Cấu trúc đa khung kênh đồng bộ 17 Hình 2.7: Cấu trúc bán khung của kênh tìm gọi 18 Hình 2.8: Cấu trúc khe kênh tìm gọi 18 Hình 2.9: Cấu trúc bản tin kênh truy nhập 20 Hình 2.10: Cấu trúc khung bản tin kênh truy nhập 20 Hình 2.11: Cấu trúc khung kênh truy nhập 21 Hình 2.12: Cấu trúc khe kênh truy nhập 21 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân bổ tần số hệ thống loại băng 0 9 Bảng 1.2 Đánh số kênh CDMA cho phân bổ kênh ứng với loại băng 0 9 PHÂN CÔNG NHÓM 19 ĐỀ TÀI : GIAO DIỆN VÔ TUYẾN TRONG CDMA-ONE STT Họ và tên Nội dung Trang 1 Lưu Thị Thúy Linh Hết phần Các kênh trong giao diện CDMA-one 8-12 2 Nguyễn Thị Thảo Nhóm trưởng Hết phần cấu trúc kênh CDMA-one đường xuống 13-18 3 Vy Công Quý Hết phần cấu trúc kênh CDMA-one đường lên 18-22 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AP Access Probe Thăm dò truy nhập BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc BS Base Station Trạm gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dư DL Down-link Đường xuống FDD Frequency Division Duplex Ghép song công theo tần số FDMA Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số F-PCH Forward Paging Channel Kênh tìm gọi đường xuống F-PiCH Forward Pilot Channel Kênh hoa tiêu đường xuống F-SCH Forward Sych Channel Kênh đồng bộ đường xuống F-TCH Forward Traffic Channel Kênh lưu lượng đường xuống IS-95A Interim Standard -95A Tiêu chuẩn thông tin di động CDMA của Mỹ MM Mixed Mode bit Bit chế độ trộn MS Mobile Station Trạm di động PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PiCH Pilot Channel Kênh hoa tiêu PN Piseudo Noise Giả tạp âm R-TCH Reverse Traffic Channel Kênh lưu lượng đường lên RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RS1 Rate Set 1 Tập tốc độ thứ 1 RS2 Rate Set 2 Tập tốc độ thứ 2 SCH Synch Channel Kênh đồng bộ TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TM Traffic Mode bit Bit chế độ lưu lượng TT Traffic Type bit Bit kiểu lưu lượng LỜI NÓI ĐẦU Đến giữa thập kỷ 1990, công nghệ số đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) được các hệ thống di động 2G khai thác và sử dụng. Công nghệ này trước đó đã có ứng dụng chủ yếu cho quân sự. Vào năm 1985, công ty Qualcom bất đầu phát triển công nghệ CDMA cho thông tin di động. Qualcom đã đưa ra phiên bản CDMA đầu tiên (công bố vào tháng 3 năm 1995) và được gọi là IS-95. Hệ thống thông tin di độngCDMA IS-95 được xây dựng trên lý thuyết trải phổ với tên gọi CDMA-one. Chính hiệu suất độ rộng băng tần cao và các khả năng đa truy nhập làm cho công nghệ CDMA trở thành công nghệ hàng đầu trong việc giảm nhẹ tắc nghẽn gây ra do sự bùng nổ các máy điện thoại vô tuyến di động và cố định cũng như các đầu cuối số liệu vô tuyến. Nhận thức được điều đó, chuyên đề “Công nghệ CDMA-one” nghiên cứu về giao diện giao tuyến trong CDMA-one. Bố cục của chuyên đề bao gồm 2 phần: Phần I: Các kênh trong giao diện vô tuyến ở CDMA-one. Phần II: Cấu trúc của các kênh CDMA-one đường xuống và đường lên. Việc tìm hiểu về các vấn đề của giao diện vô tuyến trong CDMA-one đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng và lâu dài. Do vậy chuyên đề này không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự phê bình, đóng góp ý kiến của thầy giáo và các bạn. Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Bùi Trung Hiếu và thầy giáo Nguyễn Viết Minh, đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành chuyên đề này. Hà Nội, 2009 Nhóm 19 – Lớp H08VT2 I- CÁC KÊNH TRONG GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CDMA-ONE 1.1 Kênh Vật Lý Kênh vật lý được xác định bằng tần số và mã kênh. 1.1.1 Qui hoạch tần số Sóng mang 2 1.23 MHz Chuỗi mã 1 Chuỗi mã 2 Chuỗi mã K Sóng mang 1 1.23 MHz Chuỗi mã 1 Chuỗi mã 2 Chuỗi mã K Sóng mang N 1.23 MHz Chuỗi mã 1 Chuỗi mã 2 Chuỗi mã K Đường lên Sóng mang 2 1.23 MHz Chuỗi mã 1 Chuỗi mã 2 Chuỗi mã K Sóng mang 1 1.23 MHz Chuỗi mã 1 Chuỗi mã 2 Chuỗi mã K Sóng mang N 1.23 MHz Chuỗi mã 1 Chuỗi mã 2 Chuỗi mã K Đường xuống 45 MHz Thông thường hệ thống CDMA IS-95 có thể làm việc ở một cặp tần số với một tần số cho đường xuống (từ trạm BTS đến trạm di động) và một tần số cho đường lên (đường từ trạm di động đến trạm BTS) với độ rộng băng tần cho mỗi kênh vào khoảng 1,23MHz . Hệ thống CDMA sử dụng N sóng mang, mỗi sóng mang có thể phục vụ K kênh truy nhập từ người sử dụng. Mỗi kênh được xác định bằng một chuỗi mã đặc trưng cho người sử dụng. Việc ấn định tần số chịu sự điều khiển cả ở đường xuống (BS đến MS) lẫn đường lên (MS đến BS). Hình 1.1: Các kênh vật lý của hệ thống CDMA/FDD Phân bổ hệ thống loại băng 0 đối với MS và BS được định nghĩa như bảng 1.1 sau: Bảng 1.1 Phân bổ tần số hệ thống loại băng 0 Phân bổ hệ thống Băng tần số phát MS BS A B 824,025 - 835,005 844,955 - 846,495 869,025 - 880,005 889,995 - 891,495 880,005 - 893,895 891,495 - 839,895 835,005 - 844,995 846,495 - 848,895 Phân cách, phân bổ kênh CDMA và các tần số trung tâm phát của loại băng 0 được định nghĩa như bảng 1.2 Bảng 1.2 Đánh số kênh CDMA cho phân bổ kênh ứng với loại băng 0 Số kênh CDMA Tần số trung tâm của kênh CDMA, MHz MS BS 0,030 N + 825,000 1 ≤ N ≤ 799 0,030 N + 870.000 0,030 (N - 1023) + 870,000 1 ≤ N ≤ 799 991 ≤ N ≤ 1023 0,030 (N - 1023) + 825,000 991 ≤ N ≤ 1023 Tần số đường xuống bao giờ cũng lớn hơn đường lên 45 MHz. Để tăng dung lượng của mạng IS-95 có thể sử dụng CDMA kết hợp với FDMA. Khi này một hệ thống CDMA có thể có nhiều kênh tần số. 1.1.2 Mã định kênh Mỗi kênh được ấn định một phần tử trong tập các hàm trực giao. Đây là mã để xác định kênh. Trong CDMA-one sử dụng các loại mã : Mã Walsh, mã PN dài, mã PN ngắn. Mã Walsh được dử dụng để trải phổ và định kênh cho đường xuống, tạo các ký hiệu trực giao cho đường lên. Mã PN dài (Long PN Code). Mã PN dài là một chuỗi mã có chu kỳ lặp 242- 1chip. Trên đường xuống mã dài được sử dụng để nhận dạng người sử dụng. Trên đường lên mã dài sử dụng để nhận dạng người sử dụng, định kênh và trải phổ. Các mã PN ngắn(Short PN Code) còn được gọi là các chuỗi PN hoa tiêu kênh I và kênh Q có chu kì lặp 215- 1 chip. Trên đường xuống mã ngắn được sử dụng để nhận dạng BTS còn trên đường lên mã ngắn chỉ sử dụng tăng cường cho trải phổ. 1.2 Các Kênh Logic Các kênh lôgic là các kênh vật lý mang một thông tin cụ thể nào đó:có thể là thông tin về lưu lượng hay thông tin báo hiệu, điều khiển. Các kênh này được phân chia theo đường xuống (còn được gọi là các kênh đi) và các kênh theo đường lên (còn được gọi là các kênh về). Tiếng hoặc số liệu Báo hiệu liên kết RACH PiCH PCH SCH TCH CCH Kênh Logic 1 1/2 1/4 1/8 Chỉ báo hiệu Ghép báo hiệu và lưu lượng Điều khiển công suất (Đườngxuống) Kênh đường xuống Kênh 2 chiều Kênh đường lên Hình 1.2 : Các kênh logic ở cdmaOne Đường xuống gồm các kênh : PiCH, SCH, 7PCH và nhiều TCH sử dụng chung một tần số sóng mang vô tuyến. Tổng số các kênh đường xuống là 64, được mã hóa nhận dạng bởi 64 mã Walsh. Đường lên gồm có kênh TCH và RACH được xác định bằng mã PN dài 1.2.1 Kênh lưu lượng TCH (Traffic Channel) Kênh lưu lượng có cả ở đường xuống lẫn đường lên. Kênh lưu lượng truyền: Thông tin sơ cấp của người sử dụng máy di động Thông tin sơ cấp của người sử dụng ghép xen với báo hiệu Báo hiệu. Thông tin sơ cấp ghép xen với thông tin thứ cấp (Secondary Traffic) . Thông tin bổ sung (Overhead). Các kênh này bao gồm các khung 20 ms. Các khung được phát ở 2 tập tốc độ. Trong tập1 (RS1: Rate Set 1) bao gồm: 9,6 ;4,8; 2,4 và 1,2 kb/s. Trong tập 2 (RS2) gồm co: 14,4; 7,2; 3,6 và 1,8 kb/s. Kỹ thuật tốc độ khả biến này cho phép kênh thích ứng động với tiếng của người nói chuyện. Nhờ vậy cho phép giảm nhiễu đối với các tín hiệu CDMA khác dẫn đến tăng dung lượng của hệ thống. Ngoài ra còn cho phép giảm tiêu thụ nguồn do vậy tăng thời hạn của acqui. 1.2.2 Kênh hoa tiêu PiCH (Pilot Channel) Kênh hoa tiêu được sử dụng như một nguồn chuẩn sóng mang nhất quán cho việc giải điều chế ở các máy thu. Kênh này được phát ở tất cả các ô với các đặc điểm như sau: Được phát ở mức công suất khá cao so với các tín hiệu khác để đảm bảo bám có độ chính xác cao và cho phép MS đánh giá công suất BTS để khởi đầu điều khiển công suất vòng hở và đề suất chuyển giao. Không bị điều biến bởi thông tin và sử dụng hàm Walsh không (gồm 64 số 0). Vì vậy chỉ bao gồm một cặp mã PN hoa tiêu vuông góc. 1.2.3 Kênh đồng bộ SCH (Synch Channel) SCH được trạm di dộng sử dụng trong giai đoạn chiếm hệ thống. Nó được đồng bộ thời gian với chuỗi hoa tiêu cho phép MS dễ dàng thu được kênh đồng bộ. SDH mang bản tin đồng bộ, cung cấp cho MS thông số hệ thống khi truy nhập mạng .Bản tin này cung cấp cho trạm di động thông số của hệ thống như Tốc độ số liệu của kênh tìm gọi. Thời gian của chuỗi PN của trạm gốc so với thời gian của hệ thống. Kênh đồng bộ luôn luôn có tốc độ bit là 1,2kb/s. 1.2.4 Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel) PCH là kênh đi. Nó có tốc độ bit là 4,8 hoặc 9,6 kb/s. Ở mỗi tần số được cấp phát cho CDMA có thể có tới 7 kênh tìm gọi để đảm bảo 180 cuộc tìm gọi/s. Mỗi trạm di động chỉ được quyền theo dõi một kênh tìm gọi. PCH có thể được quyết định một cách ngẫu nhiên hoặc do BTS ấn định. PCH mang thông tin từ trạm gốc đến trạm di động. Tồn tại bốn kiểu bản tin chính: Các bản tin bổ sung: bản tin thông số hệ thống, bản tin thông số truy nhập, bản tin danh sách trạm lân cận và bản tin danh sách kênh CDMA. Các bản tin tìm gọi chứa các tìm gọi đến một hay nhiều trạm di động. Các bản tin lệnh và ấn định kênh: lệnh thay đổi PCH cho MS, ấn định TCH cho MS PCH phát theo chế độ dịnh khe, bản tin gọi cho MS được phát trong khoảng thời gian định trước do vậy MS chỉ cần thu ở khe thời gian này nhờ vậy mà tiết kiệm nguồn 1.2.5 Kênh truy nhập RACH (Random Access Channel) RACH đảm bảo thông tin từ MS đến BS khi MS không sử dụng kênh lưu lượng. Kênh này luôn làm việc ở tốc độ 4,8 kb/s. Các bản tin truy nhập cung cấp các thông tin về: khởi xướng cuộc gọi, trả lời tìm gọi, các lệnh và đăng ký. Mỗi RACH đều đi cặp với một PCH. Các RACH được phân biệt với nhau bởi một mã PN dài. BTS trả lời kênh truyền dẫn ở RACH bằng cách phát đi một bản tin ở kênh tìm gọi liên kết. Tương tự trạm di động trả lời kênh tìm gọi bằng cách phát đi bản tin ở kênh truy nhập liên kết. II- CẤU TRÚC KÊNH CDMA-ONE ĐƯỜNG XUỐNG VÀ ĐƯỜNG LÊN 2.1 Cấu Trúc Kênh CDMA-one Đường Xuống 2.1.1 Kênh lưu lượng đường xuống F-TCH (Forward Traffic Channel) Các kênh lưu lượng đường xuống được nhóm thành hai tập tốc độ ( hay còn gọi là hai cấu hình). Tập tốc độ thứ nhất RS1 (Rate Set 1) bao gồm bốn phần tử: 9600 b/s, 4800 b/s, 2400 b/s và 1200 b/s. Tập tốc độ thứ hai RS2 (Rate Set 2) cũng bao gồm có bốn phần tử: 14400 b/s, 7200 b/s, 3600 b/s, 1800 b/s. Tất cả các hệ thống đều hỗ trợ RS1 ở đường xuống, còn RS2 chỉ được hỗ trợ khi chọn đường xuống. Các khung của kênh lưu lượng đường xuống có độ dài 20 ms. Khung của kênh lưu lượng đường xuống được chia thành: Khung bình thường (chỉ chứa lưu lượng sơ cấp) Khung ghép xen báo hiệu với lưu lượng sơ cấp (tùy chọn 1) Khung ghép xen báo hiệu với lưu lượng sơ cấp Khung dành riêng báo hiệu Khung ghép xen báo hiệu với lưu lượng thứ cấp (tùy chọn 2) Khung ghép xen báo hiệu với lưu lượng thứ cấp Khung dành riêng cho báo hiệu hoặc cho lưu lượng thứ cấp a. Cấu trúc khung bình thường Cấu trúc khung bình thường của kênh lưu lượng đường xuống cho RS1 và RS2 được biểu diễn ở các hình vẽ 2.1 và 2.2: Trong đó: F: chỉ thị chất lượng khung (CRC) T: Các bit đuôi mã hóa Khung 2400 b/s Các bit thông tin 40 8 T 48 bit (20 ms) T Khung 1200 b/s Các bit thông tin 16 8 T 24 bit (20 ms) T 80 8 8 Khung 4800 b/s Các bit thông tin 96 bit (20 ms) T F F 172 12 8 Khung 9600 b/s Các bit thông tin 192 bit (20 ms) T F Khung 14400 b/s Các bit thông tin 267 12 8 288 bit (20 ms) 1 R/F T F Khung 7200 b/s Các bit thông tin 125 10 8 144 bit (20 ms) 1 R/F T F Khung 3600 b/s Các bit thông tin 55 8 8 72 bit (20 ms) 1 R/F T F Khung 1800 b/s Các bit thông tin 21 6 8 36 bit (20 ms) 1 R/F Trong đó: F: chỉ thị chất lượng khung (CRC) T: Các bit đuôi mã hóa R/F: Bit dự trữ/cờ Hình 2.1: Cấu trúc khung của kênh lưu lượng đường xuống cho RS1 Hình 2.2: Cấu trúc khung của kênh lưu lượng đường xuống cho RS2 b. Cấu trúc khung ghép Cấu trúc khung ghép kênh lưu lượng đường xuống bao gồm hai kiểu cấu trúc ghép khung: Cấu trúc khung ghép xen báo hiệu với lưu lượng sơ cấp Báo hiệu 168* 1 1 2 MM TT TM =1 =0 =00 Báo hiệu 172 bit (20 ms) 1 171 MM=0 Các bit thông tin 172 bit (20 ms) Khung chỉ chứa lưu lượng sơ cấp cho TCH 9600 b/s Khung ghép báo hiệu với lưu lượng sơ cấp tốc độ 1/2 Khung ghép báo hiệu với lưu lượng sơ cấp tốc độ 1/4 Khung ghép báo hiệu với lưu lượng sơ cấp tốc độ 1/8 Khung chỉ chứa báo hiệu Trong đó: MM (Mixed Mode bit): Bit chế độ trộn =0: Chỉ có lưu lượng sơ cấp =1: Lưu lượng (sơ cấp + báo hiệu) hay báo hiệu hay lưu lượng thứ cấp TT (Traffic Type bit): Bit kiểu lưu lượng =0: Báo hiệu =1: Lưu lượng thứ cấp Dấu * : Báo hiệu cho cấu trúc 1, hay lưu lượng thứ cấp cho cấu trúc hai TM (Traffic Mode bit): Bít chế độ lưu lượng =00: 80 bit lưu lượng sơ cấp hay 88 bit báo hiệu hay 88 bit lưu lượng thứ cấp. =01: 40 bit lưu lượng sơ cấp hay 128 bit báo hiệu hay 128 bit lưu lượng thứ cấp. =10: 16 bit lưu lượng sơ cấp hay 152 bit báo hiệu hay 152 bit lưu lượng thứ cấp. =11: 168 bit báo hiệu hay 128 bit lưu lượng thứ cấp 40 128* MM TT TM =1 =0 =00 1 1 2 Lưu lượng sơ cấp Báo hiệu 172 bit (20 ms) 1 1 2 80 88* MM TT TM =1 =0 =00 Lưu lượng sơ cấp Báo hiệu 172 bit (20 ms) Lưu lượng sơ cấp 1 1 2 152* MM TT TM =1 =0 =00 16 172 bit (20 ms) Cấu trúc khung ghép xen báo hiệu với lưu lượng thứ cấp Hình 2.3: Cấu trúc khung ghép Các khung 172 bit ở cấu trúc khung ghép bổ sung thêm 12 bit chỉ thị chất lượng khung và 8 bit đuôi để tạo thành các khung 192 bit tốc độ 9600 b/s giống như cấu trúc khung bình thường 9600 b/s của kênh lưu lượng đường xuống. 2.1.2. Kênh điều khiển 1. Kênh hoa tiêu đường xuống (F-PiCH) Kênh hoa tiêu luôn luôn được trạm gốc phát ở mọi kênh CDMA đường xuống tích cực. Kênh hoa tiêu được sử dụng để cung cấp tham chuẩn cho tất cả các trạm di động. Kênh hoa tiêu không mang thông tin và là một tín hiệu trải phổ không được điều chế, nó được sử dụng để đồng bộ các trạm di động nằm trong vùng phủ của trạm gốc, vì thể cấu trúc của kênh này là một chuỗi toàn không được trải phổ bởi hàm Walsh 0. Tín hiệu hoa tiêu được duy trì ở mức 4 dB đến 6 dB (cao hơn kênh lưu lượng) với công suất tín hiệu không đổi. Tín hiệu hoa tiêu được sử dụng để so sánh cường độ tín hiệu giữa các BS khác nhau khi thực hiện chuyển giao. Kênh hoa tiêu cần được khóa đến các kênh logic khác trên cùng một sóng mang. 2. Kênh đồng bộ đường xuống (F-SCH) Kênh đồng bộ được sử dụng để đảm bảo đồng bộ khung, thời gian và cấu hình hệ thống cho trạm di động. Trong kênh đồng bộ chỉ có duy nhất một bản tin được phát đi đó chính là bản tin kênh đồng bộ. Đệm =0…000 Độ dài bản tin (byte) Số liệu CRC 8 bit N = từ 2 đến 1146 bit 30 bit Bản tin đồng bộ được tổ chức thành một bao bản tin đồng bộ, mỗi bao chứa bản tin đồng bộ và phần đệm. Khi bản tin đồng bộ chiếm nhiều khung đồng bộ, phần đệm được sử dụng để chèn các vị trí bit cho đến bắt đầu siêu khung đồng bộ tiếp theo. Cấu trúc bản tin đồng bộ gồm có phần đầu dài 8 bit, phần thân dài từ 2 đến 1146 bit và CRC dài 30 bit. Hình 2.4 : Cấu trúc khung bản tin kênh đồng bộ Mỗi khung đồng bộ gồm: 1 bit khởi đầu (SOM) và 31 bit số liệu bản tin (hình 2.5). Nếu SOM = 1 thì là khởi đầu bản tin đồng bộ, còn SOM = 0 thì chỉ thị rằng khung này là tiếp tục của bản tin đồng bộ hay phần đệm. 31 bit 1 bit SOM SỐ LIỆU Hình 2.5: Cấu trúc khung đồng bộ Khung đồng bộ 1 Khung đồng bộ 2 Khung đồng bộ 3 96 bit (80 ms) Hình 2.6: Cấu trúc đa khung kênh đồng bộ Cứ ba khung đồng bộ tạo nên một siêu khung kênh đồng bộ (hình 2.6), với mỗi siêu khung có độ dài là 80 ms. Toàn bộ bản tin đồng bộ được phát trong N siêu khung, các bit đệm được sử dụng sao cho khởi đầu bản tin luôn luôn bắt đầu tại một bit sau bit khởi đầu của siêu khung. 3. Kênh tìm gọi đường xuống (F-PCH) Sau khi nhận được thông tin từ kênh đồng bộ, trạm di động sẽ điều chỉnh thời gian của mình đến thời gian thông thường của hệ thống và nó sẽ bắt đầu theo dõi kênh tìm gọi. Trạm gốc sử dụng kênh tìm gọi để phát các thông tin điều khiển bao gồm các thông tin bổ sung và các bản tin riêng cho trạm di động. Bản tin kênh tìm gọi có dạng giống như bản tin kênh đồng bộ (hình 2.4). Bản tin được chia thành các đoạn dài 47 bit hoặc 95 bit (hình 2.7) bao gồm một bit chỉ thị bao được đồng bộ SCI và phần thân khung kênh tìm gọi có độ dài 47 bit hoặc 95 bit. Nếu SCI = 1 thì nó chỉ thị rằng bao mới thứ nhất của bản tin kênh tìm gọi được đồng bộ, bản tin có thể bắt đầu ở giữa khung hay ngay sau bản tin không đồng bộ. Nếu SCI = 0 thì nó chỉ thị rằng khởi đầu khung không là khởi đầu bản tin đồng bộ và nó có thể chứa các bản tin có hoặc không có đệm hoặc nó chỉ đệm hoặc là phần cuối của bản tin này nhưng cũng có thể là phần đầu của bản tin khác. SCI Phần thân của bán khung kênh tìm gọi 10 ms = 96 bit : 9600 b/s = 48 bit : 4800 b/s Hình 2.7: Cấu trúc bán khung của kênh tìm gọi Kênh tìm gọi được chia thành các khe thời gian kênh gọi, với mỗi khe có độ dài 80 ms (hình 2.8), nhóm 2048 khe với nhau sẽ tạo thanh một chu kỳ. Mỗi khe kênh tìm gọi gồm có bốn khung kênh tìm với mỗi khung có độ dài 20 ms và mỗi khung kênh tìm gọi được chia thành hai bán khung với độ dài 10 ms. Mỗi bản tin của kênh tìm gọi chứa một byte độ dài bản tin, phần thân bản tin hay thông tin chính của bản tin có độ dài được xác định theo byte độ dài bản tin và các bit kiểm tra CRC (Cyclic Redundance Check). 80 ms = 768 bit : 9600 b/s = 384 bit : 4800 b/s Bán khung kênh tìm gọi Bán khung kênh tìm gọi = 96 bit ở 9600 b/s = 48 bit ở 4800 b/s = 96 bit ở 9600 b/s = 48 bit ở 4800 b/s Hình 2.8: Cấu trúc khe kênh tìm gọi 2.2. Cấu Trúc Kênh CDMA-one Đường Lên 2.2.1. Kênh lưu lượng đường lên Kênh lưu lượng đường lên có cấu trúc giống như kênh lưu lượng đường xuống (đã được xét ở phần 2.2). Kênh lưu lượng đường lên cũng gồm có hai tập tốc độ (cấu hình). Tập tốc độ thứ nhất RS1 chứa các tốc độ sau: 9600 b/s; 4800 b/s; 2400 b/s; 1200 b/s. Tập tốc độ thứ hai chứa các tốc độ sauu: 14,4 kb/s; 7,2 kb/s; 3,6 kb/s và 1,8 kb/s. Tốc độ truyền cụm thực tế là 28,8 kb/s. Ngoài ra, kênh lưu lượng đường lên còn mang các bản tin điển hình sau: Bản tin lệnh ở kênh lưu lượng đường lên thường chứa thông tin tra hỏi của BS liên quan đến khẳng định cập nhật SSD, từ chối cập nhật SSD, khẳng định cập nhật thông số, công nhận MS, yêu cầu tùy chọn dịch vụ, trả lời tùy chọn dịch vụ, giải phóng yêu cầu chuyển đổi mã dài, kết nối, tong DTMF liên tục (khởi động và dừng), điều khiển tùy chọn dịch vụ, từ chó MS, và điều khiển địa phương. Bản tin trả lời tra hỏi nhận thực chứa thông tin xác nhận hợp lệ nhận dạng MS. Phát nhanh thông báo chứa các bản ghi thông tin từ MS liên quan đến các tính năng, số bị gọi, số chủ gọi và số kết nối (phía trả lời), Bản tin cụm số liệu là bản tin số liệu do người sử dụng tạo ra được phát từ MS đến BS. Bản tin đo cường độ hoa tiêu phát thông tin về cường độ của các tín hiệu hoa tiêu khác không liên quan đến BS đang phục vụ. Bản tin báo cáo kết quả đo công suất phát FER đến BS. Báo cáo được tạo ra tại các khoảng quy định hoặc khi đạt tới ngưỡng. Phát bản tin DTMF cụm sử dụng hai tông DTMF nghĩa là một tần số thấp và một tần số cao để thể hiện số quay và phát các số quay đến BS. Bản tin trạng thái chứa các bản ghi thông tin từ MS về nhận dạng MS, chế độ gọi MS, thông tin đầu cuối MS và trạng thái bảo mật. Bản tin tiếp tục bản tin gốc là sự tiếp tục cảu bản tin gốc được phát trên kênh truy nhập nếu cần phát các số quay bổ sung. Bản tin hoàn thành chuyển giao là trả lời của MS đến bản tin hướng dẫn chuyển giao. Bản tin trả lời thông số là bản tin trả lời của MS đến BS cho bản tin thu nhận các thông số. 2.2.2. Kênh truy nhập đường lên Kênh truy nhập chỉ có đường lên. Nó được trạm di động sử dụng để khởi đầu thông tin với trạm gốc và trả lời các bản tin của kênh tìm gọi. Trong kênh truy nhập đường lên, truy nhập được thực hiện theo thủ tục ngẫu nhiên. Quá trình truy nhập được thực hiện ở các lần thử truy nhập. Thử truy nhập là quá trình gửi đi một bản tin và nhận được (hoặc không nhận được) trả lời công nhận bản tin này. Mỗi lần phát trong khi thử truy nhập được gọi là thăm dò truy nhập. Mỗi thăm dò truy nhập bao gồm một tiền tố kênh truy nhập và bao bản tin kênh truy nhập. Mỗi thăm dò truy nhập được truyền trong một ke thời gian của kênh truy nhập. Bản tin kênh truy nhập bao gồm tiền tố truy nhập có nhiều khung truy nhập chứa 96 bit 0 có độ dài là 1+PAM_SZ khung (hình2.9), sau đó là bao bản tin có độ dài 3+MAX_CAP_SZ khung. Bao bản tin cũng gồm các khung dài 96 bit. Vì tốc độ số liệu là 4800 b/s nên mỗi khung có độ dài là 20 ms. Tiền tố kênh truy nhập (gồm 1 đến 16 khung) Bao bản tin kênh truy nhập (gồm 3 đến 10 khung) 1+PAM_SZ (0-15 khung) Kích cỡ tiền tố 3+MAX_CAP_SZ (0-7 khung) Kích cỡ bao cực đại Hình 2.9: Cấu trúc bản tin kênh truy nhập Các kênh truy nhập tương ứng với một kênh tìm gọi có cùng độ dài khe thời gian. Các BS khác nhau thì có độ dài các khe thời gian khác nhau. Cấu trúc khung bản tin kênh truy nhập (hình 2.10) bao gồm: phần đầu có độ dài bản tin 30 bit, tiếp theo là phân thân có độ dài bản tin tối thiểu là 2 bit và cực đại là 842 bit và CRC (không có phần đệm). Đệm =0…000 Độ dài bản tin (byte) Số liệu CRC 8 bit N = từ 2 đến 842 bit bit 30 bit Hình 2.10: Cấu trúc khung bản tin kênh truy nhập Mỗi khung kênh truy nhập chứa các bít tiền tố (tất cả 0) hay các bit bản tin, Các khung chứa các bản tin (hình 2.11) gồm có 88 bit bản tin và 8 bit đuôi (đặt ở 0). Nhiều khung được kết hợp với một tiền tố kênh truy nhập để tạo nên một khe kênh truy nhập (hình 2.12). Thân khung kênh truy nhập 88 bit Các bit đuôi mã hóa 8 bit Hình 2.11: Cấu trúc khung kênh truy nhập Khung kênh truy nhập Tiền tố kênh truy nhập Khung kênh truy nhập 96(1+PAM_SZ)bit hay (1+PAM_SZ) khung 96bit 96x(4+PAM_SZ+Mã_CAP_SZ) bit Hình 2.12: Cấu trúc khe kênh truy nhập KẾT LUẬN Công nghệ đa truy nhập CDMA được xây dựng dựa trên cơ sở kỹ thuật trải phổ. Trong hệ thống CDMA có độ rộng băng thông lớn, hệ số tái sử dụng tần số bằng do đó rất thuận lưoif cho việc quy hoạch mở rộng dung lượng hệ thông một cách có điều khiển và một kênh băng tần trong CDMA được sử dụng chung cho tất cả các BS. So với các công nghệ truyền thông như: AMPS, TDMA thì CDMA được xem như là một công nghệ có tính thuyết phục hấp dẫn đối với các nhà khai thác cũng như những người sử dụng. Mặc dù bước đầu CDMA-IS 95 không được đón nhận do những quan niệm truyền thống. Nhưng đến nay công nghệ này đã từng là ngành công nghệ thống trị tại Bắc Mỹ và đã được phát triển trên rất nhiều quốc gia như: Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản và các quốc gia khác. Hiện nay phiên bản mới IS-2000 và WCDMA đã được triển khai và phát triển cho hệ thống thông tin di động thứ 3.