Đang tải... (xem toàn văn)
Việc quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) luôn là vấn đề thiết yếu trong tất cả các mạng vô tuyến, LTE cũng không phải trường hợp ngoại lệ. RRM đảm bảo cho việc thực hiện các mục tiêu đã đề ra của LTE. Quản lý tài nguyên vô tuyến có chức năng cung cấp vùng phủ tối ưu, đảm bảo dung lượng quy hoạch cực đại, đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu và đảm bảo sử dụng hiệu quả các tài nguyên vật lý và truyền tải. Đồ án được chia làm ba chương với các nội dung khái quát như sau: Tổng quan LTE trong 3GPP Quản lý tài nguyên vô tuyến trong LTE Lập biểu, thích ứng đường truyền và yêu cầu phát lại lai ghép
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG -*** - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG LTE Giáo viên hướng dẫn:ThS.Phạm Thị Thúy Hiền Sinh viên thực :Nguyễn Bảo Ngọc Lớp :D05VT1 Hà Nội, 2009 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THƠNG CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -*** - -*** - ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên: Nguyễn Bảo Ngọc Lớp: D05VT1 Khoá: 2005 – 2010 Ngành học: Điện Tử - Viễn Thông Tên đề tài: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG LTE Nội dung đồ án: Nội dung đồ án chia thành ba phần sau: Tổng quan LTE 3GPP Điều khiển tài nguyên vô tuyến LTE Lập biểu, thích ứng đường truyền yêu cầu phát lại lai ghép Ngày giao đồ án:……/ /2009 Ngày nộp đồ án: ……/… /20… Ngày …… tháng … năm 20… Giáo viên hướng dẫn ThS Phạm Thị Thúy Hiền NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày…… tháng … năm 20… Giáo viên hướng dẫn ThS Phạm Thị Thúy Hiền NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày tháng …… năm 20… Giáo viên phản biện Đồ án tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT viii LỜI NÓI ĐẦU x CHƯƠNG I TỔNG QUAN LTE TRONG 3GPP 1.1 Các hệ thống vượt 3G 1.2 Sự phát triển dài hạn (LTE) 1.3 Các yêu cầu mục tiêu cho LTE 1.3.1 Các yêu cầu hiệu hệ thống 1.3.2 Chi phí triển khai khả phối hợp .9 1.4 Các công nghệ cho LTE 10 1.4.1 Cơng nghệ đa sóng mang .11 1.4.2 Công nghệ đa ănten 13 1.4.3 Chuyển mạch gói giao diện vơ tuyến 14 1.4.4 Các khả cho thiết bị người dùng 15 1.5 Kết luận .16 CHƯƠNG II ĐIỀU KHIỂN TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG LTE 18 2.1 Giới thiệu .18 2.1.1 Kiến trúc LTE 18 2.1.2 Khái niệm tài nguyên vô tuyến LTE .21 2.1.3 Tổng quan giải thuật điều khiển tài nguyên vô tuyến LTE 23 Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 i Đồ án tốt nghiệp Mục lục 2.2 Điều khiển thu nạp thông số QoS 24 2.3 Sự phối hợp nhiễu liên ô .26 2.3.1 Kỹ thuật ICIC tiên phong 30 2.3.2 Kỹ thuật ICIC phản kháng 31 2.4 Điều khiển công suất 31 2.4.1 Điều khiển công suất đường lên 32 2.4.2 Điều khiển công suất đường xuống .33 2.5 Thông báo thông tin chất lượng kênh (CQI – Channel Quality Information) 34 2.5.1 Báo cáo CQI không theo chu kỳ 35 2.5.2 Báo cáo CQI có chu kỳ 37 2.6 Phát thu không liên tục (DTX/DRX) 37 2.7 Kết luận .40 CHƯƠNG III LẬP BIỂU, THÍCH ỨNG ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ YÊU CẦU PHÁT LẠI LAI GHÉP .42 3.1 Lập biểu động đường xuống thích ứng đường truyền 42 3.1.1 Lập biểu lớp khung thích ứng đường truyền .42 3.1.2 Lập biểu gói miền tần số 43 3.1.3 Các thuật toán lập biểu miền thời gian tần số kết hợp 46 3.1.4 Lập biểu gói với MIMO 47 3.2 Lập biểu động đường lên thích ứng đường truyền 48 3.2.1 Báo hiệu cho thích ứng đường truyền đường lên lập biểu gói .51 3.2.2 Thích ứng đường truyền đường lên .56 3.2.3 Lập biểu gói đường lên 56 3.3 ARQ lai ghép 58 3.3.1 Các giao thức ARQ 58 Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 ii Đồ án tốt nghiệp Mục lục 3.3.2 Dừng-và-chờ N-kênh 62 3.3.3 Sự kết hợp ARQ lai ghép .63 3.2.4 Thông tin điều khiển lập biểu 64 3.3.5 Định thời thích ứng ARQ lai ghép 64 3.3.6 Kỹ thuật ARQ lai ghép AA tiêu đề nhỏ 68 3.3.7 ARQ lai ghép cho MIMO 72 3.4 HARQ hệ thống LTE 75 3.4.1 Số tiến trình HARQ .75 3.4.2 Hoán đổi từ mã MIMO 77 3.5 Kết luận .78 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 iii Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Thí dụ chuyển đổi trạng thái kiến trúc E-UTRAN Hình 1.2 Trễ mặt phẳng U .9 Hình 1.3: Các cơng nghệ đa truy nhập LTE nhìn theo miền tần số .11 Hình 1.4 Các lợi ích đa ănten: (a) độ lợi phân tập; (b) độ lợi mạng ănten; (c) độ lợi ghép kênh không gian 14 Hình 1.5 Lập biểu nhanh thích ứng đường truyền 14 Hình 2.1 Kiến trúc RAN LTE 3GPP 20 Hình 2.2 Hình kẻ tài ngun đường lên/đường xuống 21 Hình 2.3 Khái quát kiến trúc giao thức mặt phẳng điều khiẻn mặt phẳng người sử dụng, ánh xạ chức RRM chủ yếu tới lớp khác 23 Hình 2.4 Nhiễu liên hệ thống tái sử dụng – (trong trường hợp đường lên) 26 Hình 2.5: Minh họa việc ấn định độ lệch tần số tới ô thuật toán ICIC đề xuất 28 Hình 2.6 Minh họa đơn giản thông số DRX .40 Hình 3.1: Các chức lớp cho quản lý lập biểu gói động, thích ứng đường truyền HARQ .43 Hình 3.2: Nguyên tắc lập biểu miền tần số 44 Hình 3.3: Độ lợi dung lượng từ lập biểu gói miền tần số 44 Hình 3.4: Nguyên tắc lập biểu miền tần số điều kiện tải phần 45 Hình 3.5: Minh họa sơ đồ khung thuật tốn lập biểu gói ba bước .46 Hình 3.6: Lập biểu gói miền tần số dựa HARQ 46 Hình 3.7: Ví dụ minh họa ràng buộc đơn sóng mang lập biểu gói miền tần số đường lên .49 Hình 3.8 Phối hợp làm việc lập biểu gói, đơn vị thích ứng đường truyền chức RRM đường lên khác 50 Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 iv Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ Hình 3.9 Ví dụ ánh xạ từ RB sang nhóm kênh truyền tải vơ tuyến cho báo cáo trạng thái đệm 54 Hình 3.10 Các loại báo cáo trạng thái đệm ngắn dài LTE đường lên 55 Hình 3.11: Sơ đồ chức điều chế mã hóa thích ứng nhanh .56 Hình 3.12 Giao thức dừng-và-chờ 59 Hình 3.13 Giao thức quay lại N 60 Hình 3.14 Giao thức lặp lại có lựa chọn .61 Hình 3.15 Các cửa sổ phát nhận giao thức lặp lại có chọn lựa 61 Hình 3.16 Giao thức dừng-và-chờ (SAW) N-kênh 62 Hình 3.17 Nội dung tin điều khiển hỗ trợ lập biểu 64 Hình 3.18 Phân loại HARQ dựa định thời thích ứng .65 Hình 3.19 HARQ đồng khơng thích ứng 65 Hình 3.20 HARQ đồng thích ứng 66 Hình 3.21 HARQ khơng đồng khơng thích ứng .67 Hình 3.22 HARQ thích ứng không đồng 67 Hình 3.23 Kỹ thuật HARQ thích ứng khơng đồng tiêu đề nhỏ 69 Hình 3.24 Chế độ ARQ lai ghép đồng khơng thích ứng kỹ thuật HARQ thích ứng khơng đồng tiêu đề nhỏ 70 Hình 3.25 So sánh tiêu đề điều khiển cho kỹ thuật HARQ khác 72 Hình 3.26 Từ mã theo ánh xạ lớp 73 Hình 3.27 Để trống lớp với kỹ thuật HARQ đồng khơng thích ứng 73 Hình 3.28 Minh họa giới hạn HARQ đồng không thích ứng thay đổi hạng MIMO 74 Hình 3.29 Minh họa vấn đề nhiễu liên tục với HARQ đồng khơng thích ứng .75 Hình 3.30 Thời gian quay vòng (RTT) HARQ dừng-và-chờ 76 Hình 3.31 Minh họa tiến trình HARQ hệ thống LTE 77 Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 v Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ Hình 3.32 Hốn đổi từ mã MIMO phát lại HARQ .77 Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 vi Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ 3.2.4 Thông tin điều khiển lập biểu Trong hệ thống LTE, tài nguyên thời gian-tần số cấp phát theo kiểu liên tục không liên tục Cấp phát liên tục dùng cho ứng dụng với gói đến đặn trường hợp ứng dụng VoIP Trong cấp phát liên tục, tài nguyên thời gian – tần số nhiều chu kỳ khung cấp phát tới UE theo kiểu gần tĩnh Trong lập biểu gói độ nhạy kênh động, tài nguyên cấp phát sở khung với tin lập biểu gửi với trường hỗ trợ đường lên hay đường xuống Trường hỗ trợ lập biểu mang nhiều loại trường điều khiển hình 3.17 UE ID UE (hoặc nhóm UE) định phát liệu Chỉ số liệu (NDI) dùng để liệu khối thuộc lần phát gói hay phát lại gói trước Trường ấn định tài nguyên đơn vị tài nguyên thời gian – tần số cấp tới UE Trường điều chế phương pháp điều chế hỗ trợ QPSK, 16-QAM 64-QAM Kích thước tải trọng hay kích thước khối truyền tải cung cấp thơng tin kích thước khối thơng tin Thơng tin nhận từ số điều chế mã hóa số khối tài nguyên cấp phát Thông tin ARQ lai ghép bao gồm số xử lý ARQ lai ghép, phiên dư thừa số liệu Thông tin điều khiển MIMO bao gồm thông tin hạng phát tiền mã hóa, v.v… UE ID NDI Ấn định tài nguyên Trọng tải Điều chế Thơng tin HARQ Thơng tin MIMO Hình 3.17 Nội dung tin điều khiển hỗ trợ lập biểu 3.3.5 Định thời thích ứng ARQ lai ghép Dựa định thời thích ứng phát lại, kỹ thuật ARQ lai phân loại thành bốn dạng có tên đồng khơng thích ứng, đồng thích ứng, khơng đồng khơng thích ứng thích ứng khơng đồng hình 3.18 Định thời đồng có nghĩa phát lại diễn khoảng thời gian cố định liên quan đến phát ban đầu Trong trường hợp định thời không đồng bộ, tương tự với phát ban đầu, phát lại lập biểu lúc sau tín hiệu NACK nhận Trong trường hợp khơng thích ứng, cấp phát tài ngun tần số, MCS định dạng MIMO, v.v… giống phát ban đầu Với HARQ thích ứng, nhiều thông số phát lại cấp phát tài nguyên tần số, MCS định dạng MIMO, v.v… khác với phát ban đầu Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 64 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ Hình 3.18 Phân loại HARQ dựa định thời thích ứng Hình 3.19 HARQ đồng khơng thích ứng Một ví dụ giao thức ARQ lai ghép đồng khơng thích ứng dừng-và-chờ Nkênh mơ tả hình 3.19 trường hợp N = Trong trường hợp giao thức HARQ đồng bộ, phát lại xảy khoảng thời gian cố định liên quan đến phát ban đầu Với N = 8, khối (SB) phát khung thời gian #0, nỗ lực phát lại diễn khung #8 tương tự phát lại thứ hai khung #16 hình 3.19 Một lợi ích HARQ đồng khơng thích ứng thơng tin điều khiển cần phát theo khung thứ Thông tin điều khiển không phát với khối phát lại định thời định trước Tuy nhiên, hạn chế HARQ đồng khơng thích ứng khối phát lại lập biểu tài nguyên thời gian-tần số trải qua điều kiện kênh tốt thời điểm phát lại Hơn nữa, Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 65 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ MCS định dạng tài nguyên thích ứng thời điểm phát lại theo điều kiện kênh thơng thường Một hạn chế khác phát lại đồng có khả dẫn đến xung đột với tài nguyên cấp phát cấp phát liên tục trường hợp phát lại đồng phát liên tục phải gián đoạn Hình 3.20 HARQ đồng thích ứng Một giao thức ARQ lai ghép thích ứng đồng hình 3.20 cho phép trao đổi cấp phát tài nguyên thông tin MCS cho phát lại Tương tự với kỹ thuật ARQ lai ghép đồng khơng thích ứng, định thời phát lại cố định Vì cấp phát tài nguyên, MCS tiền mã hóa MIMO thay đổi phát lại, thông tin điều khiển mang trường gửi với phát lại Lưu ý trường UE ID không cần mang với phát lại thơng tin thu từ định thời phát lại Kỹ thuật ARQ lai ghép thích ứng đồng cho phép lập biểu phát lại tài nguyên tần số trải qua điều kiện kênh tốt thời điểm phát lại thu lại độ lợi lập biểu lựa chọn tần số Thêm vào đó, đụng độ tài nguyên với cấp phát liên tục tránh cách lập biểu phát lại quanh tài nguyên cấp phát liên tục Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 66 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ Hình 3.21 HARQ khơng đồng khơng thích ứng Hình 3.22 HARQ thích ứng khơng đồng Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 67 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ Một giao thức ARQ lai khơng đồng khơng thích ứng cho phép phát lại lập biểu theo thời gian hình 3.21 Trong trường hợp này, cấp phát tài nguyên, MCS định dạng MIMO giữ nguyên phát ban đầu Thông tin điều khiển mang UE ID, trình ARQ lai phiên dư mang với phát lại Lập biểu theo độ nhạy kênh miền thời gian thực cho phát lại phát lại lập biểu chất lượng kênh thông thường tốt Các đụng độ tài nguyên với cấp phát liên tục tránh cách lập biểu phát lại theo thời gian quanh cấp phát liên tục Hạn chế kỹ thuật tính linh hoạt bị giới hạn cấp phát tài nguyên phát lại, MCS định dạng MIMO thích ứng Một kỹ thuật ARQ lai ghép thích ứng khơng đồng cung cấp đầy đủ tính linh hoạt việc thích ứng phát lại xử lý phát lại HARQ theo cách phát ban đầu hình 3.22 Do đó, định thời phát lại, cấp phát tài nguyên, MCS định dạng MIMO tất thích ứng theo điều kiện tài nguyên kênh thông thường thời điêm phát lại Tuy nhiên, hạn chế HARQ khơng đồng thích ứng tồn thơng tin điều khiển cần gửi theo phát lại Lưu ý thông tin điều khiển HARQ thích ứng khơng đồng cần phát lại cho dù định thời, cấp phát tài nguyên, MCS định dạng MIMO cho phát lại không đổi so với lần phát Đó HARQ thích ứng khơng đồng bộ, phía thu cố gắng giải mã gói nhận thông tin điều khiển diện lần phát Giữa tính linh hoạt tiêu đề kỹ thuật HARQ khác có cân Kỹ thuật đồng khơng thích ứng u cầu tiêu đề thấp cung cấp tính linh hoạt cao Mặt khác, kỹ thuật thích ứng khơng đồng cung cấp tính linh hoạt cho phát lại giống phát lần đầu với giá tiêu đề lớn Kỹ thuật thích ứng đồng kỹ thuật khơng thích ứng, khơng đồng cung cấp tính linh hoạt mức tránh đụng độ tài nguyên với cấp phát liên tục có tiêu đề mức trung gian Tiêu đề kỹ thuật thích ứng đồng cho lớn so với kỹ thuật thích ứng khơng đồng (AA) cấp phát tài ngun thường góp phần tạo nên gần tồn tiêu đề Tuy nhiên, UE ID thường mang phần CRC ví dụ cách mặt nạ CRC với UE ID Do đó, tiêu yêu cầu cho kỹ thuật thích ứng đồng nhỏ tồn tiêu đề kỹ thuật HARQ AA chút 3.3.6 Kỹ thuật ARQ lai ghép AA tiêu đề nhỏ Lưu ý thơng tin điều khiển HARQ thích ứng không đồng (AA) cần phát cho dù định thời, cấp phát tài nguyên, MCS định dạng MIMO cho phát lại không đổi so với phát lần đầu Một cách đơn giản để giảm tiêu đề gửi thơng tin điều khiển với điều kiện nhiều định thời, cấp phát tài Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 68 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ nguyên, MCS định dạng MIMO cần đổi thời điểm phát Điều tránh phát thông tin điều khiển khối phát lại gửi theo cách đồng khơng thích ứng Tuy nhiên, khối phát lại cần gửi theo cách khơng đồng thích ứng, thơng tin điều khiển phải khối phát lại Theo cách này, thông tin điều khiển phát cần thiết Hình 3.23 Kỹ thuật HARQ thích ứng khơng đồng tiêu đề nhỏ Một ví dụ kỹ thuật HARQ thích ứng khơng đồng tiêu đề nhỏ cho hình 3.23 Để minh họa, giả thiết RTT HARQ khung số lớn bốn tiến trình HARQ Trong ví dụ này, khối (SB) phát khung #0 Thông tin điều khiển luôn phát theo khối Tuy nhiên, phát lại khối thứ hai bị trễ đến khung #11 UE cố gắng nhận khối phát lại giả thiết phát lại đồng Trong trường hợp này, phía thu hy vọng phát lại SB2 khung #4 Do đó, phía thu giả thiết SB2 phát khung #4 Vì phía phát chiếm trước phát SB2 cho phát X tới UE khác, SB2 UE mong đợi khơng có cách để biết liệu phát khung #4 SB2 hay phát khác Tương tự, khung #8, UE hy vọng phát SB3 phía phát thực phát Y tới UE khác Phía thu cố gắng giải mã gói thơng tin cách kết hợp SB1 với X Y sau nhận lần phát khung #8 Giải mã rõ ràng lỗi máy thu kết hợp sai khối Sau ba nỗ lực giải mã không thành công, khung #0, thứ hai khung #4, thứ ba khung #8, máy thu chờ phát SB4 khung 12 Tuy nhiên, khung #11, máy thu giải mã tín hiệu điều khiển phát SB2 Nhờ vào việc nhận thông tin điều khiển này, phía thu biết lần phát Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 69 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ khung #4 #8 khơng phải dành cho loại bỏ X Y Trong khung #11, máy thu cố gắng giải mã gói thơng tin cách kết hợp SB1 SB2 Giải mã lỗi phát lại SB3 thực theo cách đồng khung #15 Trong trường hợp này, máy thu kết hợp SB1, SB2 SB3 giải mã thành cơng gói thơng tin Khi định thời phát lại, cấp phát tài nguyên, MCS định dạng MIMO giống lần phát đầu, kỹ thuật HARQ AA tiêu đề nhỏ hoạt động theo cách tương tự kỹ thuật đồng khơng thích ứng hình 3.24 Hình 3.24 Chế độ ARQ lai ghép đồng khơng thích ứng kỹ thuật HARQ thích ứng khơng đồng tiêu đề nhỏ Trong cách tiếp cận HARQ AA tiêu đề nhỏ, UE ln ln đệm khối mà nhận với thơng tin điều khiển Đó khơng có lẫn lộn khối nhận với thông tin điều khiển Tuy nhiên, nhận phát lại không đồng bộ, UE loại bỏ lần phát mà nhận thời gian đồng mà thơng tin điều khiển Đó nhận phát lại không đồng chiếm trước khối trước tới UE tiến trình HARQ thời gian đồng mà thực lần phát tới UE khác Tuy nhiên, thơng qua điều khiển với phát lại không đồng sau chiếm trước số phát lại đồng trước hợp lệ Vì UE cần đệm tất khối nhận riêng rẽ, đệm yêu cầu HARQ AA tiêu đề nhỏ lớn kỹ thuật HARQ AA thông thường Đó kỹ thuật HARQ AA thơng thường khối phát khối trước, UE kết hợp (kết hợp Chase) khối Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 70 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ lưu khối kết hợp đơn Trong trường hợp HARQ dựa dư thừa gia tăng (IR), khối cần lưu riêng rẽ kỹ thuật HARQ AA thông thường Hơn nữa, kỹ thuật HARQ AA tiêu đề nhỏ, số NACK tăng phát lại tới UE bị dành trước, UE cố gắng kết hợp thơng tin sai gửi tín hiệu NACK Một giải pháp khả thi cho vấn đề mã hóa tín hiêu NACK với lần phát không lượng (‘OFF’) tín hiệu ACK mã với tín hiệu ‘ON’ Trong trường hợp lần phát gói khơng dành trước, máy phát phiên dịch vắng mặt lượng tín hiệu ACK/NACK thị tín hiệu NACK Các NACK thêm vào từ UE dành trước không tạo tiêu đề Một hạn chế cách báo hiệu ON/OFF yêu cầu lượng cao 3dB cho ACK so với báo hiệu ACK/NACK nhị phân Tuy nhiên, NACK, báo hiệu ON/OFF không yêu cầu lượng báo hiêu ACK/NACK nhị phân yêu cầu mức lượng cho NACK ACK Trong trường hợp mà tỷ lệ ACK NACK nhau, hai cách báo hiệu dẫn đến tiêu đề tương tự Trong trường hợp mà tỷ lệ ACK cao NACK, báo hiệu nhị phân yêu cầu tiêu báo hiệu ON/OFF Yêu cầu lượng cao cho báo hiệu ON/OFF giới hạn công suất đỉnh tranh cãi bao phủ vấn đề tiêu đề trung bình Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 71 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ Hình 3.25 So sánh tiêu đề điều khiển cho kỹ thuật HARQ khác Một so sánh tiêu đề điều khiển tương đối cho HARQ đồng khơng thích ứng, HARQ AA HARQ AA tiêu đề nhỏ đưa hình 3.25 Tiêu đề điều khiển tương đối hàm xác suất dành trước thích ứng phát lại Tiêu đề cho HARQ đồng khơng thích ứng chuẩn hóa giả thiết lần phát điều khiển đơn khối thông tin số lần nỗ lực phát lại Hơn nữa, giả thiết HARQ đồng khơng thích ứng u cầu khơng thị số tiến trình HARQ khơng NDI Trường hợp với xác suất thích ứng dành trước phát lại không tương tự với hoạt động HARQ đồng khơng thích ứng HARQ AA tiêu đề nhỏ Trong trường hợp này, tiêu đề gấp 1,1 lần tiêu đề HARQ đồng không thích ứng số tiến trình HARQ NDI phát HARQ AA tiêu đề nhỏ Trường hợp xác suất thích ứng dành trước phát lại tương tự với HARQ AA thông thường Đây trường hợp dù khơng có thích ứng phát lại dành trước HARQ AA thơng tin điều khiển gửi theo tất phát lại Ví dụ, số lần phát HARQ trung bình gói 2, tiêu đề cho HARQ AA gấp 2,2 lần tiêu đề HARQ đồng khơng thích ứng Điều giải thích cho xấp xỉ 10% tiêu đề thêm vào số tiến trình HARQ NDI trung bình hai lần phát điều khiển khối thông tin Tiêu đề điều khiển cho HARQ lai ghép AA phụ thuộc vào hoạt động theo xác suất thích ứng phát lại hay dành trước hình 3.25 Trong HARQ lai ghép AA tiêu đề nhỏ, thông tin lập biểu phát cần thiết thay đổi thơng số phát lại định thời, cấp phát tài nguyên, MCS định dạng MIMO, v.v… Khi thông số phát lại không đổi, không cần gửi thông tin điều khiển Ví dụ trung bình phát lại HARQ gói thơng tin 1,8 xác suất thích ứng phát lại dành trước 0,2, tiều đề cho kỹ thuật HARQ lai ghép AA tiêu đề nhỏ 1,2 lần tiêu đề HARQ đồng khơng thích ứng Đối với xác suất thích ứng phát lại dành trước, tiêu đề cho HARQ thông thường 1,98 lần tiêu đề HARQ đồng khơng thích ứng, tiết kiệm 45% tiêu đề với HARQ AA tiêu đề nhỏ so với kỹ thuật HARQ AA thông thường 3.3.7 ARQ lai ghép cho MIMO Đối với hoạt động MIMO người dùng đường xuống, hệ thống LTE hỗ trợ nhiều bốn lớp MIMO cấu hình ăng ten 4×4 Tuy nhiên, số từ mã lớn bị giới hạn Thích ứng đường truyền HARQ lai ghép thực độc lập từ mã Điều có nghĩa kích thước khối truyền tải, thơng tin điều chế mã hóa báo hiệu từ mã đường xuống Tương tự, hồi tiếp ACK/NACK đường lên cung cấp cho hai từ mã Số từ mã lớn bị giới hạn hai để giữ cân độ lợi MIMO nhờ khử nhiễu liên tục (SIC) tiêu đề báo hiệu Từ mã ánh xạ tới lớp hệ thống LTE hình Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 72 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ 3.26 Hạng MIMO quy số lớp MIMO hỗ trợ tài nguyên thời gian – tần số định Vì HARQ thực khơng phụ thuộc vào hai từ mã từ phân chia khối phát lại gia tăng HARQ hình 3.26 Hình 3.27 truyền dẫn hai từ mã (CW) cho MIMO hạng dùng kỹ thuật HARQ lai ghép đồng khơng thích ứng Giả thiết CW1 phát lớp CW2 lớp Nếu từ mã thành công từ bị hỏng, kỹ thụât HARQ đồng khơng thích ứng dẫn đến để trống lớp Đó khơng có thơng tin điều khiển gửi theo phát lại lần phát khối truyền tải khơng thể bắt đầu lớp có từ mã thành công Với kỹ thuật HARQ AA, lần phát khối truyền tải khởi đầu thành cơng lớp có từ mã thành cơng sử dụng đầy đủ tài nguyên không gian tất thời điểm Hình 3.26 Từ mã theo ánh xạ lớp Hình 3.27 Để trống lớp với kỹ thuật HARQ đồng khơng thích ứng Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 73 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ Hình 3.28 Minh họa giới hạn HARQ đồng khơng thích ứng thay đổi hạng MIMO Một vấn đề với kỹ thuật HARQ đồng khơng thích ứng trường hợp phát MIMO đa từ mã khơng có khả xử lý có hiệu tình mà hạng MIMO thay đổi lần phát ban đầu với lần phát lại hình 3.28 Ví dụ, hạng MIMO thay đổi từ phát hai từ mã sang phát từ mã, việc phát từ mã thứ hai bị hủy bỏ từ mã đơn phát Việc phát từ mã thứ hai tiếp tục sau phát thành công từ mã thứ Tuy nhiên, độ trễ phát từ mã tăng Khả khác hoàn toàn loại bỏ việc phát từ mã thứ hai bắt đầu trình HARQ Điều làm suy giảm thông lượng hệ thống rõ ràng khối HARQ nhận cho từ mã thứ hai bị loại bỏ Trong trường hợp này, hạng thay đổi từ lần phát từ mã đơn sang hỗ trợ phát hai từ mã, việc để trống lớp MIMO diễn dẫn đến hiệu việc tận dụng tài nguyên không gian Lưu ý hai vấn đề tránh kỹ thuật HARQ AA dùng Tuy nhiên vấn đề khác kỹ thuật HARQ đồng khơng thích ứng nhiễu liên tục minh họa hình 3.29 Tình diễn hai tia hai ô lân cận hướng vào UE đụng độ lần phát Khi xảy đụng độ tia, UE hai UE trải qua nhiễu cao việc phát tới hai UE có khả bị lỗi Vấn đề phát sinh phát lại HARQ đồng khơng thích ứng thực hai tia lại đụng độ Đó với HARQ đồng khơng thích ứng, thời điểm phát lại, tài ngun tiền mã hóa MIMO giống lần phát đầu Vì tia tiếp tục đụng độ lần phát lại cách liên tục, khối truyền tải hai UE khơng khơi phục sau số nỗ lực phát lại lớn thực dẫn đến phát lại lớp cao Trong trường hợp HARQ AA, định thời, cấp phát tài nguyên tiền mã hóa có khả thay đổi nỗ lực phát lại, tránh nhiễu liên tục Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 74 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ Hình 3.29 Minh họa vấn đề nhiễu liên tục với HARQ đồng khơng thích ứng 3.4 HARQ hệ thống LTE Hệ thống LTE sử dụng HARQ dựa dư thừa gia tăng (IR) với kết hợp Chase trường hợp đặc biệt IR Liên quan đến định thời thích ứng, HARQ thích ứng khơng đồng (AA) dùng đường xuống HARQ đồng thích ứng hỗ trợ cho đường lên Trường thị liệu (NDI) trường hỗ trợ lập biểu đường lên dùng để trường hỗ trợ để dành cho phát lại thích ứng lần phát trước hay dành cho phát khối truyền tải Nếu ấn định lập biểu nhận với bit NDI đảo trạng thái, điều có nghĩa eNodeB lập biểu lần phát đường lên Mặt khác, NDI không bị đảo trạng thái, điều phát lại thích ứng nỗ lực phát trước Hơn nữa, khơng nhận ấn định lập biểu đường lên nhận ACK PHICH, điều phát thành công khối truyền tải đường lên Lưu ý hệ thống LTE không hỗ trợ MIMO đường lên vấn đề HARQ đồng liên quan đến MIMO đa từ mã không tồn 3.4.1 Số tiến trình HARQ Bộ đệm độ trễ giao thức dừng-và-chờ N-kênh tỷ lệ thuận với số kênh SAW – gọi tiến trình HARQ Số tiến trình HARQ NHARQ cho bởi: (2Tb + Tsb + Tuep + Tack + Tnbp ) N HARQ = Tsb (3.1) Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 75 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ Tp thời gian truyền eNodeB UE, thời gian phát khối Tsb, thời gian xử lý UE Tuep bao gồm thời gian giải mã, thời gian phát ACK/NACK Tack cuối thời gian xử lý eNodeB Tnbp Mối quan hệ thơng số hình 3.30 Hình 3.30 Thời gian quay vịng (RTT) HARQ dừng-và-chờ Vì đệm độ trễ tăng với số tiến trình HARQ cần phải giữ số tiến trình HARQ mức nhỏ Thời gian lan truyền mà có kích thước lớn thường nhỏ nhiều thời gian xử lý phát khối con, bỏ qua Thời gian phát khối nhỏ thường yêu cầu tiêu đề lớn Đó thời gian phát khối nhỏ hơn, lượng thơng tin mang khối truyền tải nhỏ Điều có nghĩa nhiều khối truyền tải hơn, khối với thông tin điều khiển tương ứng cần phát để mang lượng liệu lớp ứng dụng Thời gian phát khối hệ thống LTE khung (1ms) – thời gian lựa chọn dàn xếp độ trễ tiêu đề báo hiệu Thời gian xử lý UE Tuep biểu diễn tổng thời gian yêu cầu để xử lý giải mã khối Thành phần thời gian xử lý UE độ trễ giải mã turbo để hỗ trợ tốc độ liệu đỉnh mà vượt 100Mb/s hệ thống LTE Độ phức tạp UE tăng lên Tuep giảm giá trị cho thời gian xử lý UE lựa chọn dàn xếp độ phức tạp độ trễ Thời gian phát ACK/NACK Tack chu kỳ mà hồi tiếp ACK NACK HARQ phát Đối với lý độ tin cậy, Tack khơng thể q nhỏ Đó Tack nhỏ, lượng tín hiệu ACK/NACK nhỏ công suất phát định Vì cơng suất phát UE thường nhỏ so với eNodeB, độ tin cậy cần thiết cho ACK/NACK giới hạn phạm vi Tack Trong hệ thống LTE, thời gian phát ACK/NACK giả thiết khung (1 ms) Thời gian xử lý eNodeB Tnbp chịu trách nhiệm cho thời gian yêu cầu eNodeB để giải mã ACK/NACK thời gian yêu cầu cho định lập Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 76 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ biểu khối truyền tải Trong hệ thống LTE, thời gian xử lý UE eNodeB Tuep Tnbp lựa chọn khung (3ms) Từ giá trị thơng số RTT đó, số tiến trình HARQ hệ thống LTE tính là: (0 + + + + 3) N HARQ = =8 (3.2) Với tiến trình HARQ thông số RTT trên, đáp ứng ACK/NACK cho khối nhận khung n phát khung n + hình 3.31 Số tiến trình lai ghép cho đường lên đường xuống Đối với HARQ AA đường xuống, số nhận dạng tiến trình HARQ 3-bit mang thơng tin điều khiển đường xuống để tiến trình Hình 3.31 Minh họa tiến trình HARQ hệ thống LTE 3.4.2 Hoán đổi từ mã MIMO Việc hoán đổi từ mã MIMO phát lại HARQ cho phép cờ HARQ 1-bit thơng tin điều khiển đường xuống hình 3.32 Cách tiếp cận cho phép hai từ mã trải qua điều kiện kênh giống sau phát lại HARQ Hình 3.32 Hốn đổi từ mã MIMO phát lại HARQ Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 77 Đồ án tốt nghiệp Chương III Lập biểu, thích ứng đường truyền HARQ 3.5 Kết luận Hệ thống LTE sử dụng lập biểu theo kênh, thích ứng đường truyền ARQ lai ghép để nâng cao hiệu hệ thống môi trường fading nhanh Trong LTE, lập biểu thực miền thời gian miền tần số Lập biểu miền tần số cung cấp độ lợi dung lượng rõ ràng tốc độ di động thấp Trong lập biểu theo kênh lựa chọn người dùng trải qua điều kiện kênh tốt tài nguyên thời gian, tần số không gian định, thích ứng đường truyền dùng để thích ứng định dạng phát bao gồm điều chế mã hóa (MCS) hạng tiền mã hóa MIMO cho điều kiện kênh tài nguyên cấp phát Cả lập biểu theo kênh thích ứng đường truyền dựa vào tính sẵn sàng thơng tin xác chất lượng kênh eNodeB Trong tình thực tế, nhận thức xác chất lượng kênh khơng khả thi lý khác bao gồm lỗi đo chất lượng kênh, lỗi độ trễ hồi tiếp chất lượng kênh, biến đổi nhiễu, lỗi phát thông tin chất lượng kênh Kỹ thuật yêu cầu phát lại tự động lai ghép (HARQ) cho phép sửa lỗi thích ứng đường truyền cách phát dư thừa gia tăng trường hợp lỗi gói Hệ thống LTE sử dụng HARQ dựa dư thừa gia tăng (IR) với kết hợp Chase trường hợp đặc biệt IR Liên quan đến định thời thích ứng, HARQ thích ứng khơng đồng (AA) dùng đường xuống HARQ đồng thích ứng đường lên Vì hệ thống LTE khơng hỗ trợ MIMO đường lên, vấn đề liên quan đến MIMO đa từ mã HARQ đồng không tồn Thời gian quay vòng HARQ tám khung (8ms) thời gian xử lý eNodeB UE 3ms Nguyễn Bảo Ngọc, D05VT1 78 ... sàng tài nguyên khan bị giới hạn vùng địa lý Việc quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) vấn đề thiết yếu tất mạng vô tuyến, LTE trường hợp ngoại lệ RRM đảm bảo cho việc thực mục tiêu đề LTE Quản lý tài. .. quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) LTE Thuật ngữ quản lý tài nguyên vô tuyến thường sử dụng hệ thống vô tuyến theo nghĩa rộng để bao phủ toàn tất chức liên quan đến việc ấn định chia sẻ tài nguyên. .. truyền tải; kênh truyền tải vô tuyến xác định xử lý QoS giao diện vô tuyến 2.1.2 Khái niệm tài nguyên vô tuyến LTE Giao diện vô tuyến LTE dựa công nghệ OFDM, tài ngun vơ tuyến xuất kênh chia sẻ chung,