Đang tải... (xem toàn văn)
Kiến trúc giao diện vô tuyến LTE
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I ************* TIỂU LUẬN MÔN: THÔNG TIN DI ĐỘNG ĐỀ TÀI: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE Giảng viên : Nguyễn Việt Hùng Thực : Nhóm – D11VT5 Hà Nội, 11/2014 LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội ngày nay, nhu cầu trao đổi thông tin, truyền liệu, đặc biệt thiết bị di động ngày tăng cao Các hệ thống thông tin di động 3G, 3.5G hoạt động trơn tru, nhiên chúng chưa thực chưa đáp ứng mong đợi nhiều khách hàng, khách hàng khó tính yêu cầu cao tốc độ Trước thực trạng đó, nhiều nhà mạng Việt Nam có kế hoạch triển khai hệ thống thông tin di động 4G LTE vài năm tiếp theo, bước kỳ vọng làm thay đổi thực thị trường viễn thông Việt Nam thời gian tới.1 Trong LTE, kiến trúc giao diện vô tuyến phần vô quan trọng, có thay đổi bước ngoặt so với phiên trước Vì vậy, nhóm em định làm tiểu luận đề tài Nhóm mong nhận góp ý từ thầy cô bạn để tiểu luận hoàn thiện Xin cảm ơn! http://www.quantrimang.com.vn/viet-nam-san-sang-cho-mang-4g-lte-cuc-nhanh-110783 TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN LTE 1.1 LTE release 1.1.1 Hỗ trợ multicast quảng bá 1.1.2 Định vị 1.1.3 Beam-forming lớp kép 1.2 LTE release 10 IMT-advanced 1.3 Release 11 1.3.1 Truyền kết hợp đa điểm 1.3.2 Cấu trúc kênh điều khiển nâng cao 1.3.3 Sự tăng cường tập hợp sóng mang 1.3.4 Bộ thu nâng cao 1.3.5 Năng lực đầu cuối CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 2.1 Kiến trúc hệ thống tổng quan 2.1.1 Mạng lõi 2.1.2 Mạng truy nhập vô tuyến 2.2 Cấu trúc giao thức vô tuyến 2.2.1 Radio-link control (RLC) 2.2.2 Medium-access control (MAC) 2.2.3 Lớp vật lý 2.3 Các giao thức mặt điều khiển 2.3.1 Cơ chế trạng thái (State machine) CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ TỰ 3GPP Third Generation Partnership Project AM Acknowledged Mode (RLC configuration) AMC Adaptive Modulation and Coding ARQ Automatic Repeat-reQuest AS Access Stratum AWGN Additive White Gaussian Noise BC Band Category BCCH Broadcast Control Channel BCH Broadcast Channel BS Base Station BSC Base Station Controller BTS Base Transceiver Station CA Carrier Aggregation CCCH Common Control Channel CN Core Network DCCH Dedicated Control Channel DCH Dedicated Channel DCI Downlink Control Information DL Downlink DL-SCH Downlink Shared Channel DTCH Dedicated Traffic Channel eNB eNodeB eNodeB E-UTRAN NodeB EPC Evolved Packet Core EPDCCH Enhanced Physical Downlink Control Channel EPS Evolved Packet System E-UTRA Evolved UTRA E-UTRAN Evolved UTRAN FACH Forward Access Channel FCC Federal Communications Commission FDD Frequency Division Duplex FDM Frequency-Division Multiplex FDMA Frequency-Division Multiple Access FEC Forward Error Correction GPRS General Packet Radio Services GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communications HARQ Hybrid ARQ HLR Home Location Register HSPA High-Speed Packet Access HSS Home Subscriber Server ICIC Inter-Cell Interference Coordination ICS In-Channel Selectivity ICT Information and Communication Technologies IMT-2000 International Mobile Telecommunications 2000 IMTAdvanced International Mobile Telecommunications Advanced IP Internet Protocol IR Incremental Redundancy IRC Interference Rejection Combining ITU International Telecommunications Union LAN Local Area Network LCID Logical Channel Index LTE Long-Term Evolution MAC Medium Access Control MBMS Multimedia Broadcast/Multicast Service MBMS-GW MBMS Gateway MBS Multicast and Broadcast Service MBSFN Multicast-Broadcast Single Frequency Network MC Multi-Carrier MCCH MBMS Control Channel MCH Multicast Channel MIB Master Information Block MIMO Multiple-Input Multiple-Output MME Mobility Management Entity MUX Multiplexer or Multiplexing NAS Non-Access Stratum PBCH Physical Broadcast Channel PCCH Paging Control Channel PCH Paging Channel PCRF Policy and Charging Rules Function PDCCH Physical Downlink Control Channel PDCP Packet Data Convergence Protocol PDSCH Physical Downlink Shared Channel PDN Packet Data Network PDU Protocol Data Unit P-GW Packet-Data Network Gateway (also PDN-GW) PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel PHY Physical Layer PMCH Physical Multicast Channel PRACH Physical Random Access Channel PS Packet Switched PSTN Public Switched Telephone Networks PUCCH Physical Uplink Control Channel QoS Quality-of-Service RAB Radio Access Bearer RACH Random Access Channel RAN Radio Access Network RLC Radio Link Control RNC Radio Network Controller ROHC Robust Header Compression R-PDCCH Relay Physical Downlink Control Channel RRC Radio Resource Control RRM Radio Resource Management RTP Real Time Protocol S1 The interface between eNodeB and the Evolved Packet Core S1-c The control-plane part of S1 S1-u The user-plane part of S1 SAE System Architecture Evolution SCM Spatial Channel Model SDU Service Data Unit SGSN Serving GPRS Support Node S-GW Serving Gateway SI System Information Message SIB System Information Block TDD Time-Division Duplex TDM Time-Division Multiplexing TM Transparent Mode, Transmission Mode UCI Uplink Control Information UE User Equipment, the 3GPP name for the mobile terminal UL Uplink UL-SCH Uplink Shared Channel UM Unacknowledged Mode (RLC configuration) UTRA Universal Terrestrial Radio Access chế truyền lại dựa MAC thực tế khuyến khích khác biệt báo hiệu phản hồi 2.2.2 Medium-access control (MAC) Lớp MAC xử lý ghép kênh logic, truyền lại hybrid-ARQ, lập lịch đường lên đường xuống Nó chịu trách nhiệm cho ghép kênh/giải ghép kênh liệu qua sóng mang hợp thành tập hợp sóng mang sử dụng 2.2.2.1 Kênh logic kênh truyền tải MAC cung cấp dịch vụ tới RLC dạng kênh logic Một kênh logic xác định loại thông tin mang thường phân loại kênh điều khiển, sử dụng cho truyền thông tin điều khiển cấu hình cần thiết cho vận hành hệ thống LTE, kênh lưu lượng, sử dụng cho liệu người dùng Bộ loại kênh logic quy định cho LTE gồm: • Kênh điều khiển quảng bá (Broadcast Control Channel, BCCH), sử dụng cho truyền thông tin hệ thống từ mạng tới tất đầu cuối ô Trước truy cập vào hệ thống, đầu cuối cần yêu cầu thông tin hệ thống để biết hệ thống cấu hình và, nói chung, để chạy hợp lý ô • Kênh điều khiển tìm gọi (Paging Control Channel, PCCH), sử dụng để tìm đầu cuối mà địa điểm cấp độ ô đến mạng Bản tin tìm gọi cần phải truyền nhiều ô • Kênh điều khiển chung (Common Control Channel, CCCH), sử dụng để truyền thông tin điều khiển liên kết với truy cập ngẫu nhiên • Kênh điều khiển dành riêng (Dedicated Control Channel, DCCH), sử dụng để truyền thông tin điều khiển tới/từ đầu cuối Kênh sử dụng cho cấu hình cá nhân đầu cuối thông báo handover khác • Kênh điều khiển multicast (Multicast Control Channel, MCCH), sử dụng để truyền thông tin điều khiển yêu cầu cho phía nhận MTCH • Kênh lưu lượng dành riêng (Dedicated Traffic Channel, DTCH), sử dụng để truyền liệu người dùng tới/từ đầu cuối Đây kênh logic sử dụng cho truyền tất liệu người dùng đường lên đường xuống phiMBSFN • Kênh lưu lượng multicast (Multicast Traffic Channel, MTCH), sử dụng cho truyền đường xuống dịch vụ MBMS Từ lớp vật lý, lớp MAC sử dụng dịch vụ dạng kênh truyền tải Một kênh truyền tải xác định cách đặc tính thông tin truyền qua giao diện vô tuyến Dữ liệu kênh truyền tải xếp vào khối truyền tải (transport block) Trong khoảng thời gian truyền (Transmission Time Interval, TTI), nhiều khối truyền tải với kích thước động truyền qua giao diện vô tuyến tới/từ đầu cuối ghép kênh không gian Trong trường hợp ghép kênh không gian (MIMO), có tới khối truyền tải TTI Kết hợp với khối truyền tải dạng truyền tải (Transport Format, TF), quy định khối truyền tải truyền Dạng truyền tải bao gồm thông tin kích cỡ khối truyền tải, kỹ thuật điều chế/mã hóa, đặt anten Bằng cách biến đổi dạng truyền tải, lớp MAC thực tốc độ liệu khác Điều khiển tốc độ biết đến chọn lựa dạng truyền tải (transport-format selection) Những loại kênh truyền tải sau định nghĩa cho LTE: • Kênh quảng bá (Broadcast Channel, BCH) có dạng truyền tải cố định, cung cấp thông số kỹ thuật Nó sử dụng cho truyền phần thông tin hệ thống BCCH, cụ thể gọi Master Information Block (MIB) • Kênh phân trang (Paging Channel, PCH) sử dụng cho truyền thông tin phân trang từ kênh logic PCCH PCH hỗ trợ thu không liên tục (DRX) phép đầu cuối tiết kiệm pin cách đánh thức để nhận PCH thời điểm xác định trước • Kênh chia sẻ đường xuống (Downlink Shared Channel, DL-SCH) kênh truyền tải sử dụng cho truyền liệu đường xuống LTE Nó hỗ trợ tính LTE then chốt thích ứng tốc độ linh động lập lịch phụ thuộc kênh miền thời gian tần số, hybrid ARQ với kết hợp mềm, ghép kênh không gian Nó hỗ trợ DRX để giảm tiêu thụ lượng đầu cuối cung cấp dịch vụ sẵn sang DL-SCH sử dụng cho truyền phần thông tin hệ thống BCCH không ánh xạ tới BCH Có thể có nhiều DL-SCH ô, đầu cuối lập lịch TTI này, và, số khung con, DL-SCH mang thông tin hệ thống • Kênh multicast (MCH) sử dụng để hỗ trợ MBMS Nó mô tả dạng truyền tải bán tĩnh (semi-static) lập lịch bán tĩnh Trong trường hợp truyền đa ô sử dụng MBSFN, cấu hình dạng truyền tải lập lịch điều phối điểm truyền liên quan truyền dẫn MBSFN • Kênh chia sẻ đường lên (Uplink Shared Channel, UL-SCH) kênh tương tự đường lên với DL-SCH, kênh truyển tải đường lên sử dụng cho truyền liệu đường lên Hình Ánh xạ kênh đường xuống Hình Ánh xạ kênh đường lên Thêm nữa, kênh truy cập ngẫu nhiên (Random-Access Channel,RACH) định nghĩa kênh truyền tải, không mang khối truyền tải Một phần chức MAC ghép kênh logic khác ánh xạ kênh logic tới kênh truyền tải thích hợp Ánh xạ kênh logic kênh truyền tải thể Hình 2.7 cho đường xuống Hình 2.8 cho đường lên Các hình vẽ DL-SCH UL_SCH kênh truyền tải đường xuống đường lên Trong hình, kênh vật lý tương ứng bao gồm ánh xạ kênh truyền tải kênh vật lý minh họa Hình Ghép tiêu đề MAC SDU Để hỗ trợ xử lý ưu tiên, nhiều kênh logic với kênh có thực thể RLC riêng, ghép với kênh truyền tải lớp MAC Tại phía thu, lớp MAC xử lý giải ghép kênh tương ứng truyền tiếp RLC PDUs tới thực thể RLC tương ứng để truyền phát theo thứ tự chức khác thực RLC Để hố trợ giải ghép kênh thu, tiêu đề MAC, thể Hình 2.9, xử lý Tới RLC PDU, có tiêu đề liên kết tiêu đề MAC Tiêu đề chứa định danh kênh logic (LCID) từ nơi RLC PDU bắt đầu chiều dài PDU byte Cũng có cờ tiêu đề cuối hay chưa Một nhiều RLC PDUs với tiêu đề MAC đệm (nếu cần thiết) để đáp ứng kích cỡ khối truyền tải, tạo thành khối truyền tải mà truyền đến lớp vật lý Lớp MAC thêm yếu tố điều khiển MAC (MAC control element) vào khối truyền tải để truyền qua kênh truyền tải Một yếu tố điều khiển MAC sử dụng cho báo hiệu điều khiển băng – ví dụ, lệnh thời gian nâng cao phản hồi truy nhập ngẫu nhiên Yếu tố điều khiển xác định với giá trị dành riêng trường LCID, nơi mà giá trị LCID loại thông tin điều khiển Hơn nữa, trường chiều dài tiêu đề bị loại bỏ yếu tố điều khiển với chiều dài cố định Chức ghép kênh MAC chịu trách nhiệm xử lý sóng mang thành phần tập hợp sóng mang Nguyên tắc tập hợp sóng mang trình độc lập sóng mang thành phần lớp vật lý, bao gồm báo hiệu điều khiển, lập lịch truyền lại hybrid-ARQ, mà tập hợp sóng mang bị ẩn với RLC PDCP Tập hợp sóng mang chủ yếu nhìn thấy lớp MAC, minh họa Hình 2.10, nơi mà kênh logic, bao gồm yếu tố điều khiển MAC ghép thành dạng khối truyền tải sóng mang thành phần với có thực thể hybrid-ARQ riêng Hình Hoạt động MAC với sóng mang thành phần 2.2.2.2 Lập lịch Một nguyên tắc truy nhập vô tuyến LTE truyền kênh chia sẻ, nguồn tài nguyên thời gian-tần số chia sẻ động người dùng Chức lập lịch phần lớp MAC điều khiển nguồn tài nguyên đường lên đường xuống thuật ngữ resource-block pairs Resource-block pairs tương ứng với đơn vị thời gian-tần số ms nhân 180 kHz Hoạt động lập lịch lập lịch động, nơi mà eNodeB khoảng thời gian ms đưa định lập lịch gửi thông tin lập lịch tới chọn đầu cuối Một mẫu lịch trình bán động (semi-static) báo hiệu trước để giảm mào đầu báo hiệu điều khiển Lập lịch đường lên đường xuống tách riêng LTE, lập lịch định độc lập cho đường (trong giới hạn đặt chia đường lên/đường xuống trường hợp FDD bán song công) Lập lịch đường xuống chịu trách nhiệm (tự động) điều khiển nhiều thiết bị đầu cuối để truyền tải đến, cho thiết bị đầu cuối,các thiết lập khối tài nguyên thiết bị đầu cuối DL-SCH cần truyền Dạng vận chuyển chọn lọc (chọn lọc khối vận chuyển theo kích cỡ, kỹ thuật điều chế đặt anten) hợp lý kênh ghép cho truyền dẫn đường xuống kiểm soát eNodeB, minh họa phần bên trái Hình 2.11 Do hậu việc lịch trình điều khiển tốc độ liệu, phân đoạn RLC MAC ghép bị ảnh hưởng định lên lịch trình Các kết đầu từ lên lịch trình đường xuống thấy hình 2.4 Hình Sự chọn định dạng truyền tải (a) downlink (b) uplink Sự lập biểu đường lên phục vụ mục tiêu tương tự, cụ thể để (tự động) điều khiển thiết bị đầu cuối truyền tải UL-SCH tương ứng đường lên nguồn thời gian-tần số (bao gồm sóng mang thành phần) Dù thực tế lịch trình eNodeB xác định định dạng vận chuyển cho thiết bị đầu cuối, điều quan trọng phải lập lịch trình đường lên định thiết bị đầu cuối kênh mang vô tuyến Như vậy, lịch trình eNodeB điều khiển liệu thiết bị đầu cuối theo lịch trình, thiết bị đầu cuối chịu trách nhiệm việc lựa chọn kênh mang vô tuyến liệu lấy Các thiết bị đầu cuối độc lập xử lý ghép kênh logic theo quy tắc xác định trước, thông số cấu hình eNodeB Điều minh họa phần bên phải hình 2.11, nơi mà eNodeB lên lịch trình kiểm soát định dạng vận chuyển các thiết bị đầu cuối điều khiển ghép kênh logic Mặc dù chiến lược lên lịch trình thực riêng biệt không theo quy định 3GPP, mục tiêu chung hầu hết lịch trình tận dụng biến đổi kênh thiết bị đầu cuối truyền lịch trình tới đầu cuối với điều kiện kênh thuận lợi Lợi ích việc sử dụng OFDM LTE khả khai thác kênh biến thể hai miền thời gian tần số thông qua kênh phụ thuộc vào lịch trình Đối với băng thông lớn hỗ trợ LTE, nơi mà có lượng đáng kể giảm tần số chọn lọc xảy ra, khả lên lịch trình để khai thác thay đổi kênh miền tần số trở nên ngày quan trọng so với việc khai thác biến thiên miền thời gian Điều có lợi với tốc độ thấp, nơi biến đổi miền thời gian tương đối chậm so với yêu cầu trì hoãn nhiều dịch vụ Sự lập biểu kênh đường xuống phụ thuộc vào hỗ trợ qua kênh thông tin quốc gia (CSI) Theo báo cáo thiết bị đầu cuối cho eNodeB phản ánh đường xuống tức thời chất lượng kênh miền thời gian tần số, thông tin cần thiết để xác định xử lý anten thích hợp trường hợp ghép kênh không gian.Trong đường lên, kênh thông tin quốc gia cần thiết cho kênh đường lên phụ thuộc vào việc lên lịch trình dựa vào tín hiệu âm chuẩn truyền từ thiết bị đầu cuối mà eNodeB muốn đánh giá chất lượng kênh đường lên Để hỗ trợ cho việc lên lịch trình đường lên định nó, thiết bị đầu cuối truyền tải thông tin trạng thái đệm cho eNodeB sử dụng tin MAC Thông tin truyền qua thiết bị đầu cuối đưa hợp lệ việc lên lịch trình trợ cấp Không phải trường hợp số thiết bị đầu cuối cần tài nguyên đường lên cung cấp phần đường lên L1/L2 điều khiển báo hiệu cấu trúc 2.2.2.3 Hybrid ARQ với kết hợp mềm Hybrid ARQ với kết hợp mềm cung cấp khả mạnh mẽ chống lại lỗi truyền dẫn Khi việc truyền lại hybrid-ARQ nhanh chóng, nhiều dịch vụ cho phép nhiều truyền lại, qua hình thành (vòng khép kín) chế điều khiển ngầm Các giao thức ARQ hybrid- phần lớp MAC, kết hợp mềm thực tế xử lý lớp vật lý Hybrid ARQ không áp dụng cho tất loại lưu thông Ví dụ, truyền phát quảng bá, nơi mà thông tin giống dành cho nhiều thiết bị đầu cuối, thường không dựa vào hybrid-ARQ Do đó, hybrid ARQ hỗ trợ cho DL-SCH UL-SCH, sử dụng tùy chọn Các giao thức hybrid-ARQ LTE sử dụng nhiều qúa trình dừng- và- chờ đợi song song Sau tiếp nhận khối vận tải, máy thu cố gắng giải mã khối vận tải thông báo máy phát kết hoạt động giải mã thông qua bit xác nhận nhất, việc giải mã thành công hay việc truyền lại khối vận tải yêu cầu Máy thu phải biết trình hybrid-ARQ mà xác nhận liên kết Điều giải cách sử dụng thời gian thừa nhận cho gắn với trình hybrid-ARQ định Lưu ý rằng, trường hợp hoạt động TDD, mối quan hệ thời gian việc tiếp nhận liệu hybrid - ARQ việc truyền phát xác nhận bị ảnh hưởng việc phân bổ đường lên/đường xuống Việc sử dụng song song nhiều quy trình hybrid-ARQ, minh họa hình 2.12, cho người dùng dẫn đến liệu vận chuyển từ chế hybrid-ARQ khỏi chuỗi Ví dụ, khối vận chuyển hình giải mã thành công trước vận chuyển khối , mà yêu cầu truyền lại chuỗi phân phối liệu đảm bảo lớp RLC chế xếp lại tương tự RLC sử dụng để xử lý giao hàng chuỗi nhiều thành phần vận chuyển trường hợp tập hợp vận chuyển Như đề cập trên, truyền lại hybrid-ARQ xử lý cách độc lập cho tàu sân bay thành phần, dẫn đến out-of-chuỗi cung cấp cách tương tự sóng mang thành phần Hình Nhiều trình hybrid ARQ song song Truyền lại đường xuống xảy lúc sau transmissiondthat ban đầu, giao thức asynchronousdand số trình hybrid-ARQ rõ ràng sử dụng để trình giải Trong giao thức hybridARQ không đồng bộ, quan đại diện retrans- nguyên tắc dự kiến tương tự để truyền ban đầu đường lên nhiệm vụ retrans-, mặt khác, dựa giao thức đồng bộ, truyền lại xảy thời điểm xác định trước sau truyền ban đầu, số trình bắt nguồn ngầm Trong giao thức đồng thời gian cho truyền lại cố định việc truyền tải ban đầu dự kiến, phải hạch toán vào hoạt động lập kế hoạch Tuy nhiên, lưu ý lịch biết từ tổ chức hybrid-ARQ eNodeB liệu thiết bị đầu cuối thực truyền lại hay không Các chế hybrid-ARQ lỗi truyền dẫn nhanh chóng xác tiếng ồn kênh đoán trước biến thể Như thảo luận trên, RLC có khả yêu cầu truyền lại, mà từ nhìn không cần thiết Tuy nhiên, lý có hai chế truyền lại đầu trang nhìn thấy thông tin phản hồi tín hiệu hybrid ARQ cung cấp truyền lại nhanh chóng, sai sót thông tin phản hồi, tỷ lệ lỗi lại thường cao đối với, ví dụ, hiệu suất TCP tốt, RLC đảm bảo tỷ lệ lỗi thường cao, ví dụ, hiệu suất TCP tốt, Đảm bảo RLC cung cấp liệu (gần như) lỗi truyền lại chậm so với giao thức hybrid-ARQ đó, kết hợp ARQ lai RLC cung cấp kết hợp hấp dẫn thời gian nhỏ cung cấp liệu đáng tin cậy Hơn nữa, RLC hybrid ARQ đặt nút, tương tác chặt chẽ hai 2.2.3 Lớp vật lý Các lớp vật lý có trách nhiệm mã hóa, xử lý hybrid-ARQ, điều chế, xử lý đa ăngten, ánh xạ tín hiệu vào nguồn tài nguyên thời gian-tần số vật lý thích hợp Nó ánh xạ kênh truyền tải vào kênh vật lý, thể hình 2.7 2.8 Như đề cập phần trước, lớp vật lý cung cấp dịch vụ cho lớp MAC dạng kênh truyền tải Truyền liệu đường xuống đường lên sử dụng kênh truyền tải DL-SCH UL-SCH tương ứng Có hoặc, trường hợp ghép kênh không gian, hai khối truyền tải TTI DL-SCH UL-SCH Trong trường hợp tập hợp sóng mang, có DL-SCH (hoặc UL-SCH) sóng mang thành phần thấy thiết bị đầu cuối Một kênh vật lý tương ứng với nguồn tài nguyên thời gian-tần số sử dụng cho truyền kênh truyền tải riêng biệt kênh truyền tải ánh xạ tới kênh vật lý tương ứng, thể hình 2.7 2.8 Ngoài kênh vật lý với kênh vận chuyển kèm theo, có kênh vật lý mà kênh vận chuyển tương ứng với Các kênh này, gọi kênh điều khiển L1/L2, sử dụng cho thông tin điều khiển đường xuống (DCI), cung cấp cho thiết bị đầu cuối thông tin cần thiết cho việc thu nhận giải mã truyền liệu đường xuống thông tin điều khiển đường lên (UCI) sử dụng cho lập lịch giao thức hybrid-ARQ Các loại kênh vật lý sau xác định cho LTE: • Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) kênh vật lý sử dụng để truyền liệu unicast, truyền thông tin tìm gọi • Kênh quảng bá vật lý (PBCH) mang phần hệ thống thông tin, yêu cầu thiết bị đầu cuối để truy cập mạng • Kênh multicast vật lý (PMCH) sử dụng để truyền MBSFN • Kênh điều khiển đường xuống vật lý (PDCCH) sử dụng cho thông tin điều khiển đường xuống, chủ yếu định lập lịch, yêu cầu tiếp nhận PDSCH, giao lịch trình cho phép truyền tải PUSCH • Kênh điều khiển đường xuống vật lý nâng cao (EPDCCH) giới thiệu phiên 11 Nó chủ yếu phục vụ mục đích tương tự PDCCH, cho phép truyền thông tin điều khiển cách linh hoạt • Relay Physical Downlink Control Channel (R-PDCCH) giới thiệu phiên 10 sử dụng để mang báo hiệu điều khiển L1/L2 • Kênh định hybrid-ARQ vật lý (PHICH) công nhận hybrid-ARQ thiết bị đầu cuối khối vận tải phải truyền lại hay không • Kênh định dạng điều khiển vật lý (PCFICH) kênh cung cấp thiết bị đầu cuối thông tin cần thiết để giải mã PDCCHs Chỉ có PCFICH sóng mang thành phần • Kênh chia sẻ đường lên vật lý (PUSCH) đối tác đường lên đến PDSCH Có PUSCH hãng phần đường lên thiết bị đầu cuối • Kênh điều khiển đường lên vật lý (PUCCH) sử dụng thiết bị đầu cuối để gửi công nhận hybrid-ARQ cho eNodeB khối vận tải đường xuống nhận thành công hay không, gửi báo cáo trạng thái kênh yêu cầu nguồn để truyền liệu đường lên Có PUCCH thiết bị đầu cuối • Kênh truy cập ngẫu nhiên vật lý (PRACH) sử dụng để truy cập ngẫu nhiên Lưu ý số kênh vật lý, cụ thể kênh sử dụng cho thông tin điều khiển đường xuống (PCFICH, PDCCH, PHICH, EPDCCH, R-PDCCH) thông tin điều khiển đường lên (PUCCH), kênh vận chuyển tương ứng với ánh xạ tới họ Các kênh vận chuyển đường xuống lại dựa xử lý lớp vật lý chung DL-SCH, có số hạn chế tập hợp tính sử dụng Điều đặc biệt PCH MCH kênh vận chuyển Đối với chương trình phát sóng hệ thống thông tin thiếu - thông vào BCH, thiết bị đầu cuối phải có khả nhận kênh thông tin bước trước truy cập vào hệ thống Do đó, định dạng truyền phải biết đến với thiết bị đầu cuối ưu tiên kiểm soát động của thông số truyền từ lớp MAC trường hợp BCH ánh xạ tới tài nguyên vật lý (lưới OFDM thời gian tần số) cách khác Để truyền tải thông điệp paging PCH, thích ứng động thông số truyền có thể, đến mức độ nào, sử dụng Nói chung, việc xử lý trường hợp tương tự việc xử lý DL-SCH chung MAC kiểm soát điều chế, số tiền nguồn lực, lập đồ ăng-ten Tuy nhiên, đường lên chưa thành lập thiết bị đầu cuối phân trang, hybrid ARQ sử dụng khả cho thiết bị đầu cuối để truyền tải thừa nhận hybrid-ARQ MCH sử dụng cho truyền MBMS, đặc biệt với hoạt động mạng đơn tần số, cách truyền từ nhiều tế bào nguồn tài nguyên với định dạng tương tự lúc Do đó, lịch trình quan đại diện MCH xuyên phải phối hợp tế bào có liên quan lựa chọn động trans - thông số nhiệm vụ MAC 2.3 Các giao thức mặt điều khiển Các giao thức mặt điều khiển chịu trách nhiệm thiết lập kết nối, tính di động, bảo mật Những tin điều khiển truyền từ mạng đến điểm đầu cuối bắt nguồn từ MME nằm mạng lõi (core network), bắt nguồn từ lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) nằm eNodeB Chức mặt phẳng điều khiển NAS xử lý MME bao gồm quản lý kênh mang EPS, xác thực, bảo mật, thủ tục khác chế độ nghỉ (idlemode) chẳng hạn nhắn gọi (paging) Chức chịu trách nhiệm gán địa IP cho thiết đầu cuối RRC nằm eNodeB chịu trách nhiệm xử lý thủ tục liên quan đến RAN sau: • Quảng bá thông tin hệ thống cần thiết cho thiết bị đầu cuối giao tiếp với ô (cell) • Truyền tải tin nhắn gọi (paging message) xuất phát từ MME để thông báo cho thiết bị đầu cuối yêu cầu kết nối đến Nhắn gọi (paging) sử dụng trạng thái RRC_IDLE thiết bị đầu cuối không kết nối với ô cụ thể Việc cập nhật thông tin hệ thống cách sử dụng khác chế nhắn gọi, điều giống hệ thống cảnh báo công cộng • Quản lý kết nối bao gồm trình thiết lập kênh mang (bearers) tính di động LTE Điều bao gồm việc thiết lập ngữ cảnh RRC - cấu hình nên thông số cần thiết cho trình giao tiếp thiết bị đầu cuối mạng truy nhập vô tuyến • Các chức di động trình lựa chọn (hoặc lựa chọn lại) ô • Cấu hình đo lường báo cáo • Xử lý khả UE; kết nối thiết lập, thiết bị đầu cuối thông báo khả mà tất thiết bị đầu cuối khả hỗ trợ toàn chức mô tả thông số kỹ thuật LTE Bản tin RRC truyền đến thiết bị đầu cuối cách sử dụng kênh mang vô tuyến báo hiệu (SRBs), sử dụng lớp giao thức (PDCP, RLC, MAC PHY) mô tả Phần 2.2 SRB ánh xạ đến kênh điều khiển chung (CCCH) trình thiết lập kết nối kết nối thiết lập cho kênh điều khiển riêng (DCCH) Mặt phẳng điều khiển mặt phẳng người dùng ghép lớp MAC truyền đến thiết bị đầu cuối khoảng thời gian TTI Các yếu tố điều khiển MAC nói sử dụng để điều khiển tài nguyên vô tuyến trường hợp cụ thể độ trễ thấp quan trọng mã hóa, bảo vệ toàn vẹn, truyền tải tin cậy 2.3.1 Cơ chế trạng thái (State machine) Trong LTE, thiết bị cầu cuối hai trạng thái khác (như minh họa Hình 2.13) RRC_CONNECTED RRC_IDLE Hình Các trạng thái LTE Trong trạng thái RRC_CONNECTED, có ngữ cảnh RRC thiết lập – thông số cần thiết cho trình giao tiếp thiết bị đầu cuối mạng truy nhập vô tuyến báo tới hai thực thể Ô mà thiết bị đầu cuối nằm định danh thiết bị đầu cuối, Cell Radio-Network Temporary Identifier(C-RNTI) (C-RNTI) dùng cho mục đính báo hiệu thiết bị đầu cuối mạng cấu hình RRC_CONNECTED nhằm mục đích truyền liệu đến/từ thiết bị đầu cuối, thu nhận không liên tục (DRX) cấu hình để giảm tiêu thụ lượng đầu cuối Bởi có ngữ cảnh RRC thiết lập eNodeB RRC_CONNECTED, nên việc rời bỏ DRX bắt đầu nhận/truyền liệu tương đối nhanh kết nối với tín hiệu liên quan yêu cầu Mặc dù mô tả khác thông số kỹ thuật coi RRC_CONNECTED có hai trạng thái phụ IN_SYNC OUT_OF_SYNC, phụ thuộc vào việc đường lên (uplink) có đồng với mạng không Do LTE sử dụng đường lên dựa vào TDMA/FDMA trực giao nên điều cần thiết phải đồng hóa truyền dẫn đường lên từ thiết bị đầu cuối khác thiết bị đến máy thu thời điểm Nói tóm lại, máy thu đo thời gian xuất truyền dẫn từ thiết bị đầu cuối truyền tích cực gửi mệnh lệnh hiệu chỉnh thời gian đường xuống (downlink) Nếu đường lên đồng hóa, việc truyền dẫn đường lên liệu người sử dụng việc truyền tín hiệu điều khiển L1/L2 Nếu truyền dẫn đường lên diễn cửa sổ thời gian cấu hình, việc hiệu chỉnh thời gian đường lên coi không đồng Trong trường hợp này, thiết bị đầu cuối cần thực trình truy nhập ngẫu nhiêm để khôi phục đồng hóa đường lên trước việc truyền liệu đường lên thông tin điều khiển Trong trạng thái RRC_IDLE, ngữ cảnh RRC mạng truy nhập vô tuyến thiết bị đầu cuối không thuộc ô cụ thể Không có việc truyền dẫn liệu xảy thiết bị đầu cuối trạng thái nghỉ để giảm tiêu thụ pin Sự đồng đường lên không trì có hoạt động truyền dẫn đường lên truy nhập ngẫu nhiên xảy để chuyển đến RRC_CONNECTED Khi di chuyển đến RRC_CONNECTED, ngữ cảnh RCC cần thiết lập mạng truy nhập vô tuyến thiết bị đầu cuối So với việc loại bỏ DRX, điều thường thời gian Trong đường xuống, thiết bị đầu cuối RRC_IDLE theo định kỳ thức dậy để nhận tin nhắn gọi (nếu có) từ mạng CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN Bài tiểu luận trình bày khái quát truy nhập vô tuyến phiên LTE release 9, 10, 11; với kiến trúc giao diện vô tuyến LTE, cấu trúc giao thức cụ thể chế Kiến trúc LTE tổng quan gồm có mạng lõi mạng truy nhập vô tuyến Cấu trúc giao thức vô tuyến gồm RLC, MAC lớp vật lý Ngoài ra, nói giao thức mặt điều khiển chế hai trạng thái (RRC_CONNECTED RRC_IDLE) đầu cuối LTE TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Erik Dahlman, Stefan Parkvall and Johan Skold, 4G: LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband, 2nd Edition, 2014 [...]... trong release 8 là một ví dụ khác Nếu đầu cuối có hỗ trợ các công nghệ truy nhập vô tuyến khác, ví dụ như GSM và WCDMA, thì cũng được khai báo riêng CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 2.1 Kiến trúc hệ thống tổng quan Cùng với công nghệ truy nhập vô tuyến trong LTE, kiến trúc hệ thống toàn thể của cả mạng truy nhập vô tuyến (Radio-Access Network – RAN) và mạng lõi (CN) cũng được xem xét lại, bao... LTE, cấu trúc các giao thức cụ thể và cơ chế của nó Kiến trúc LTE tổng quan thì gồm có mạng lõi và mạng truy nhập vô tuyến Cấu trúc giao thức vô tuyến gồm RLC, MAC và lớp vật lý Ngoài ra, bài cũng nói về các giao thức mặt bằng điều khiển và cơ chế hai trạng thái (RRC_CONNECTED và RRC_IDLE) của đầu cuối LTE TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Erik Dahlman, Stefan Parkvall and Johan Skold, 4G: LTE/ LTE-Advanced for... nhập vô tuyến và thiết bị đầu cuối So với việc loại bỏ DRX, điều này thường mất thời gian hơn Trong đường xuống, các thiết bị đầu cuối trong RRC_IDLE theo định kỳ thức dậy để nhận các bản tin nhắn gọi (nếu có) từ mạng CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN Bài tiểu luận đã trình bày khái quát về truy nhập vô tuyến trong các phiên bản LTE release 9, 10, 11; cùng với đó là kiến trúc giao diện vô tuyến trong LTE, cấu trúc. .. đến là Sự phát triển kiến trúc hệ thống (System Architecture Evolution – SAE) và dẫn đến kiến trúc RAN phẳng, cũng như một kiến trúc mạng lõi mới gọi là Evolved Packet Core (EPC) Cùng với nhau, LTE RAN và EPC được gọi là Evolved Packet System (EPS) RAN chịu trách nhiệm cho tất cả các chức năng liên quan đến vô tuyến của mạng, bao gồm, ví dụ lịch trình, xử lý nguồn vô tuyến, các giao thức truyền lại,... phòng Giao diện X2, kết nối các eNodeB với nhau, chủ yếu sử dụng để hỗ trợ chế độ hoạt động (active-mode) Giao diện này cũng có thể sử dụng cho những chức năng quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến đa ô như Inter-Cell Interference Coordination (ICIC) Giao diện X2 cũng dùng để hỗ trợ di động không tổn hao (lossless mobility) giữa các ô liền kề bằng cách chuyển tiếp gói tin 2.2 Cấu trúc các giao thức vô tuyến. .. truy cập vô tuyến Cần lưu ý rằng các node thảo luận ở trên là node logic Trong thực tế, vài node trong số chúng có thể được kết hợp Ví dụ, MME, P-GW, và S-GW có thể được kết hợp thành một node vật lý duy nhất 2.1.2 Mạng truy nhập vô tuyến Mạng truy nhập vô tuyến LTE sử dụng một kiến trúc phẳng với một loại node duy nhất – eNodeB eNodeB chịu trách nhiệm cho tất cả các chức năng liên quan đến vô tuyến trong... điểm khác, ví dụ, lựa chọn dạng truyền tải Hình 2 Cấu trúc giao thức RAN tổng thể Các thực thể giao thức khác của mạng truy nhập vô tuyến được tổng kết ở dưới và mô tả chi tiết hơn trong những phần sau • Giao thức hội tụ dữ liệu gói (Packet Data Convergence Protocol, PDCP) thực hiện nén tiêu đề (header) IP để giảm số bit truyền qua giao diện vô tuyến Cơ chế nén tiêu đề dựa vào Robust Header Compression... bằng điều khiển cụ thể sẽ được thảo luận trong phần 2.3 Mạng truy nhập vô tuyến LTE cung cấp một hoặc nhiều kênh truyền tải (Radio Bearer) tới nơi các gói tin IP được ánh xạ theo các yêu cầu QoS Cái nhìn tổng quan của cấu trúc giao thức LTE (mặt bằng người dùng) cho đường xuống (downlink) được minh họa trong Hình 2.4 Cấu trúc giao thức LTE liên quan đến truyền tải đường lên (uplink) tương tự với đường... thu, giao thức PDCP thực hiện giải mã và giải nén tương ứng Có một thực thể PDCP trên kênh tải vô tuyến được cấu hình cho một thiết bị đầu cuối Hình 2 Cấu trúc giao thức LTE (đường xuống) Radio-Link Control (RLC) chịu trách nhiệm chia đoạn/nối đoạn, truyền lại, phát hiện trùng lặp, và phân phát trình tự tới các lớp cao hơn RLC cung cấp các dịch vụ tới PDCP Chỉ có một thực thể RLC trên kênh tải vô tuyến. .. kênh truyền tải xác định bởi cách và đặc tính thông tin được truyền đi qua giao diện vô tuyến Dữ liệu trên một kênh truyền tải được sắp xếp vào các khối truyền tải (transport block) Trong mỗi khoảng thời gian truyền (Transmission Time Interval, TTI), nhiều nhất một khối truyền tải với kích thước động được truyền qua giao diện vô tuyến tới/từ một đầu cuối nếu không có ghép kênh không gian Trong trường ... nhập vô tuyến phiên LTE release 9, 10, 11; với kiến trúc giao diện vô tuyến LTE, cấu trúc giao thức cụ thể chế Kiến trúc LTE tổng quan gồm có mạng lõi mạng truy nhập vô tuyến Cấu trúc giao thức vô. .. truy nhập vô tuyến khác, ví dụ GSM WCDMA, khai báo riêng CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 2.1 Kiến trúc hệ thống tổng quan Cùng với công nghệ truy nhập vô tuyến LTE, kiến trúc hệ thống... điểm 1.3.2 Cấu trúc kênh điều khiển nâng cao 1.3.3 Sự tăng cường tập hợp sóng mang 1.3.4 Bộ thu nâng cao 1.3.5 Năng lực đầu cuối CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 2.1 Kiến trúc hệ thống