So Sanh Cdma2000 Wcdma

8/3/2019 So Sanh Cdma2000 Wcdma

http://slidepdf.com/reader/full/so-sanh-cdma2000-wcdma 1/14

Những mối tương quan chung giữa công nghệ CDMA2000 và WCDMA

Bài viết này giới thiệu những kỹ thuật cơ bản chung của các công nghệ cdmaOne,CDMA2000 và WCDMA, cũng như dòng tiêu chuẩn của chúng. Ngoài ra, bài báo này cònchứng minh rằng những công nghệ này hoàn toàn chia sẻ những kỹ thuật cơ bản tương trợ.

Bài viết này giới thiệu những kỹ thuật cơ bản chungcủa các công nghệ cdmaOne, CDMA2000 vàWCDMA, cũng như dòng tiêu chuẩn của chúng. Ngoài ra, bài báo này còn chứng minh rằng nhữngcông nghệ này hoàn toàn chia sẻ những kỹ thuật cơ bản tương trợ.

Giới thiệuBài viết này giới thiệu những kỹ thuật cơ bản chung của các công nghệ cdmaOne, CDMA2000và WCDMA, cũng như dòng tiêu chuẩn của chúng. Ngoài ra, bài báo này còn chứng minh rằng

những công nghệ này hoàn toàn chia sẻ những kỹ thuật cơ bản tương trợ.Mặc dù mỗi dòng tiêu chuẩn tiếp tục phát triển để hỗ trợ các kỹ thuật truyền dữ liệu gói tốc độcao, cả hai công nghệ đều tiếp tục dùng những phương pháp cơ bản tương tự trong khi vẫn nângcao hiệu quả về mặt năng suất và chi phí của chúng để làm giảm chi phí cung cấp các dịch vụthoại, dữ liệu và đa phương tiện di động. Những công nghệ CDMA cơ bản chung cho cdmaOne, CDMA2000 và WCDMAPhần này giới thiệu những phát minh cơ bản dựa trên công nghệ giao diện vô tuyến CDMA vànhững tương đồng chủ yếu giữa cdmaOne, CDMA2000 1X và WCDMA Release 99. Đồng thờicung cấp một bản tóm tắt về những tương đồng này và so sánh những kỹ thuật cơ bản được mỗicông nghệ giao diện vô tuyến CDMA sử dụng. Nó không bao gồm tất cả những chi tiết thực hiệnvà những bộ thông số, có thể khác nhau giữa các hệ thống nhưng không tác động đến sự tùythuộc của chúng vào những kỹ thuật cơ bản tương tự. Những tương đồng chủ yếu giữa cdmaOne, CDMA2000 1X và WCDMA Bảng sau đây so sánh một số tương đồng chính giữa cdmaOne, CDMA2000 1X, và WCDMARelease 99. Nó cũng chứng minh rằng tất cả 3 công nghệ đều dùng nhiều khái niệm cơ bảntương tự được phát triển lúc đầu cho cdmaOne.

Tính năng CdmaOne (IS-95 Rev.0/A/B)

CDMA2000 1X (IS 2000 Rev.0/A)

WCDMA (WCDMA Rel.99)

Đa truy cập trải phổdãy trực tiếp liên kếtngược

Mã hóa PN đặc thù ngườidùng Kỹ thuật tương tự Kỹ thuật tương tự

Chia kênh theo mãsố trực giao liên kếtxuôi

Các mã số Walsh dùng đểghép các kênh liên kết xuôi Kỹ thuật tương tự Kỹ thuật tương tự

Chia kênh theo mãsố trực giao liên kếtngược

Các mã số Walsh dùng đểghép các kênh liên kếtngược trong một thiết bị diđộng

Kỹ thuật tương tự Kỹ thuật tương tự

Truy cập ngẫu nhiên Truy cập ngẫu nhiên kheAloha với công suất tăng

Kỹ thuật tương tự vớimột khác biệt nhỏ:cũnghổ trợ chế độ dành riêngvới kiểm soát công suất

Kỹ thuật tương tự với nhữngkhác biệt nhỏ: truy cập chỉ đượcthực hiện trên lời tựa nhưng vớichứng nhận PHY nhanh (so với

phát tín hiệu) Phát tin nhắn về sau không cókiểm soát công suất



Kiểm soát nhanhcông suất liên kếtngược

- Kiểm soát nhanh côngsuất vòng kín - Kiểm soát công suất vòngmở - Tốc độ bit kiểm soát côngsuất là 800Hz

Kỹ thuật tương tự đốivới kênh cơ bản: -Các chế độ khác đượchỗ trợ cho các kênh bổsung và kênh truy cậpnâng cao

Kỹ thuật tương tự với nhữngkhác biệt nhỏ: -Không có kiểm soát công suấtvòng mở. -Tốc độ bit kiểm soát công suấtlà 1500Hz

Các máy thu RAKE

Máy thu tương quan, kết

hợp mềm và tổng hợp cáctín hiệu từ các đường khácnhau (đa đường)


Chuyển giao mềmvà mềm hơn

-Thiết bị di động nhận dữliệu từ nhiều ô hoặc sector -Gồm qui luật “OR of thedown”để kiểm soát phốihợp


Bộ kích họat chuyểngiao mềm

Quản lý bộ kích hoạt trợ giúp di động với ngưỡngđộng dựa trên tất cả hướngdẫn trong bộ kích hoạt

Kỹ thuật tương tự Kỹ thuật tương tự với nhữngkhác biệt nhỏ: WCDMA bao gồm những sựkiện/bộ kích hoạt bổ sung

Tái sử dụng tần sốđơn

Tất cả trạm gốc trong mạngđều dùng cùng 1 tần số Kỹ thuật tương tự Kỹ thuật tương tự

Đánh số khe linh

hoạt liên kết xuôi Các chu trình đánh số khe

linh hoạt Kỹ thuật tương tự Kỹ thuật tương tự

Dò tìm tốc độ khôngrõ ràng

Dò tìm tốc độ không rõ ràngcho các dịch vụ tốc độ thấp(ví dụ:thoại)

Kỹ thuật tương tự

Kỹ thuật tương tự trừ nhữngkhác biệt nhỏ: -Chỉ liên kết xuôi -Chỉ dẫn nội dung luôn luônđược truyền trong liên kết ngược

Kênh tham chiếuliên kết xuôi

Kênh hướng dẫn chung liêntục - Điều chế BPSK -Trải phổ QPSK

Kỹ thuật tương tự, vớinhững khác biệt nhỏ:kênh hướng dẫn chungliên tục -Dùng để giải điều chếtất cả kênh chung vàchuyên dụng; nhữngkênh này được phát dùngđiều chế

Kỹ thuật tương tự trừ nhữngkhác biệt nhỏ. Ngoài ra, các bit(hướng dẫn) tham chiếu chuyêndụng được hỗ trợ trong các kênhdữ liệu

Cấu trúc kênh liênkết xuôi

Các kênh PHY chuyên dụng(FCH) + các kênh dữ liệu

phụ (SCCH)

Kỹ thuật tương tự, vớinhững khác biệt nhỏ:cáckênh PHY chuyên dụng(FCH) + các kênh dữliệu phụ (SCCH)

Kỹ thuật tương tự, với nhữngkhác biệt nhỏ: Các kênh dữ liệu PHY chuyêndụng (DPDCH) + các kênh dữliệu phụ (PDSCH/HS-PDSCH)

Mã hóa liên kết xuôi Mã hóa PN để nhận diện ô Cân bằng dịch chuyển thờigian của cùng 1 dãy PN


Kỹ thuật tương tự trừ nhữngkhác biệt nhỏ: Dùng những dãy PN khác thayvì những dịch chuyển thời giancủa cùng 1 dãy PN

Một số công nghệ cơ bản nói trên là cốt yếu để vận hành tất cả hệ thống CDMA được mô tả chitiết trong những dưới đây.

Đa truy cập trải phổ dãy trực tiếp Nền tảng của tất cả hệ thống CDMA di động là Đa truy cập trải phổ dãy trực tiếp, cho phép duytrì nhiều cuộc gọi trong một kênh băng rộng bằng cách chỉ định một mã số duy nhất cho mỗingười gọi. Đây là một kỹ thuật cách mạng đã được áp dụng cho truyền thông di động và nó rấtkhác biệt với những kỹ thuật TDMA được sử dụng trước đây trong những mạng GSM và IS-54(một phiên bản nâng cao có tên IS-136) vào lúc bấy giờ.Mặc dù, cả hai tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA đều cơ bản sử dụng kỹ thuật trải phổ dãytrực tiếp, WCDMA trải rộng băng tần 5MHz trong khi CDMA2000 trải rộng băng tần 1,25 MHz



(tương đương với băng thông trong các hệ thống cdmaOne). Tuy nhiên, cả hai công nghệ trênđều cung cấp những dung lượng tương đương khi chúng được chuẩn hóa trong những băngthông tương đương. Đa truy cập phân chia theo mã trực giao Trong các hệ thống CDMA, như CDMA2000 và WCDMA, mỗi người dùng hoặc kênh mã được

chỉ định một dãy mã trực giao duy nhất để mã hóa các tín hiệu mang “thông tin” của mình trênđường liên kết xuôi.

Hình 1. Đa truy cập phân chia theo mã Máy thu biết dãy mã trực giao duy nhất của người dùng, thu hẹp những tín hiệu nhận được bằngcách dùng những kỹ thuật tương quan và phục hồi dữ liệu thông tin ban đầu. Đồng thời, những

tín hiệu băng tần trải rộng gây nhiễu khác vẫn còn trải rộng trên băng thông rộng hơn. Do đó,công suất trong tín hiệu “mang thông tin” khi tương quan sẽ lớn hơn công suất của tín hiệu gâynhiễu cộng thêm tiếng ồn, miễn là không có quá nhiều yếu tố gây nhiễu và tín hiệu mong muốncó thể được trích ra.Tính trực giao của mã là điều quan trọng để duy trì nhiễu tối thiểu giữa nhiều người dùng trongmột hệ thống CDMA và cơ bản giúp nhiều người dùng liên lạc rõ ràng trong một môi trường diđộng. Điều khiển công suất Thách thức lớn nhất mà các hệ thống truyền thông như CDMA2000 và WCDMA phải đối phó làhiệu ứng trường gần xa. Đó là một hiện tượng gây ra bởi có nhiều người dùng ở “gần” và ”xa”muốn liên lạc với cùng một trạm gốc. Vì công suất phát tín hiệu vô tuyến giảm rất nhiều theo

khoảng cách, tín hiệu từ người dùng ở xa thường rất yếu và tín hiệu từ người dùng gần trạm gốcthì mạnh hơn nên có thể cản trở các tín hiệu ở xa.

Hình 2. Điều khiển công suất để giải quyết hiệu ứng trường “gần-xa” Các hệ thống CDMA đã giải quyết hiệu ứng trường gần- xa bằng cách giảm thiểu công suấttruyền do các thiết bị di động ở gần phát ra nhờ kỹ thuật “điều khiển công suất”.Các máy thu RAKE Trong các hệ thống di động, các thiết bị di động thu nhiều phiên bản của cùng một tín hiệu khichúng đến trên nhiều đường với những thời gian chờ khác nhau (ví dụ, một đường tín hiệu trựctiếp và một đường tín hiệu bị chờ vì phản xạ lại từ một tòa nhà hoặc các trở ngại khác). Hiệntượng này gọi là đa đường. Những tín hiệu này thường có thể đến tại một máy thu, “đối pha”(180o) với nhau và có thể gây triệt tiêu nhiễu.Các hệ thống CDMA2000 và WCDMA sử dụng các máy thu để chống suy yếu đa đường. Cácmáy thu này được thiết kế để nhận các tín hiệu đa đường đến tại một anten thu với những độ lệch



thời gian khác nhau, tương quan với chúng, rồi tổng hợp chúng lại thành một tín hiệu đồng bộđơn. Điều này đã cải tiến chất lượng cuộc gọi và vùng phủ tốt hơn.

Hình 3. Hiệu ứng đa đường và các máy thu chống suy giảm đa đường Bộ mã hóa điều chỉnh bằng tiếng nói Một phương tiện khác để làm giảm nhiễu là qua sử dụng một bộ mã hóa điều chỉnh bằng tiếngnói làm giảm các tốc độ bit truyền trong khoảng thời gian không có thoại (im lặng) hoặc hoạtđộng giảm, nên làm giảm công suất phát. Công nghệ này cho phép CDMA được thuận lợi về

hoạt động không có tiếng nói cố hữu (ví dụ, những lúc nghỉ) thông thường trong đàm thoại, làmcho dung lượng mạng tăng lên. Những bộ giải mã điều chỉnh bằng giọng nói giúp nhà khai thác mạng hỗ trợ truyền thoại nhiềuhơn và cho phép người tiêu dùng hướng truyền thông vô tuyến không bị gián đoạn (ví dụ, nghẽnhoặc rớt cuộc gọi) và tuổi thọ pin lâu hơn trên thiết bị di động của họ.Chuyển giao mềm và mềm hơn Chuyển giao mềm là một phát minh quan trọng để quản lý hiệu quả các cuộc gọi CDMA xuyênqua các ranh giới ô trước khi một sự chuyển giao (handover) diễn ra. Cụm từ “chuyển giaomềm” đặc trưng cho chuyển giao của một tín hiệu CDMA giữa 2 trạm gốc, còn “chuyển giaomềm hơn” dùng để phân biệt một chuyển giao mềm giữa 2 sector trong cùng một trạm gốc.Trong lúc có một chuyển giao mềm giữa các trạm gốc CDMA, một thiết bị di động vẫn còn duy

trì liên lạc với trạm gốc thứ nhất cho đến sau khi nó đã bắt đầu liên lạc với trạm gốc thứ hai.Thiết bị di động chỉ bỏ tín hiệu của trạm gốc thứ nhất sau khi nhận được tín hiệu của trạm gốcthứ hai. Điều này được gọi là kết nối “thực hiện- trước khi-ngừng” (make-before-break). Cácchuyển giao mềm hơn hoạt động theo cách tương tự giữa các sector.

Hình 4. Chuyển giao mềm và mềm hơn Tái sử dụng tần số đơn Đây là một phát minh khác của QUALCOMM cho phép các trạm gốc trong một mạngCDMA2000 hoặc WCDMA sử dụng một tần số đơn – cho phép hệ số tái sử dụng tần số =1, làm



tăng hiệu suất băng tần và dung lượng mạng tổng cộng một cách đáng kể. Nó cũng cho phép haihoặc nhiều trạm gốc nhận được cùng một tín hiệu liên kết ngược từ một thiết bị di động. Đối vớicác nhà khai thác dịch vụ, điều này đưa đến những kế hoạch mạng đơn giản hơn, chi tiêu vốnthấp hơn và tăng dung lượng mạng.Tóm lại, mỗi công nghệ trong các công nghệ tích hợp và liên quan chặt chẽ mô tả trên đây và

nhiều thứ khác đều là cơ bản để khai thác đúng tất cả- các hệ thống cdmaOne, CDMA2000 vàWCDMA. Quan trọng hơn, chúng đã giúp thực hiện những biểu tượng sau đây của CDMA:. Hiệu suất băng tần lớn hơn. Dung lượng mạng lớn hơn. Thoại rõ hơn. Phủ sóng của mỗi trạm gốc rộng hơn.. Kéo dài tuổi thọ pinTất cả những lợi ích này tác động trực tiếp đến hiệu quả sử dụng vì chúng cung cấp cho nhà khaithác cơ hội lớn hơn để cung cấp những dịch vụ mới mẻ với chi phí thấp hơn và cải tiến năng suấtmạng của họ và hiệu quả về mặt chi phí. Những mối tương quan chung giữa công nghệ CDMA2000 và WCDMA (Tiếp theo)

Như đã nói ở trên, những dòng CDMA2000 và WCDMA chia sẻ nhiều công nghệ cơ bảntương tự được phát triển lúc đầu cho cdmaOne. Khi các tiêu chuẩn CDMA2000 vàWCDMA tiến hóa, chúng tiếp tục chia sẻ càng nhiều phát minh và cải tiến hơn cho nhữngcông nghệ này.

Những công nghệ mới và tiến hóa được hỗ trợ bởi các tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA

Như đã nói ở trên, những dòng CDMA2000 và WCDMA chia sẻ nhiều công nghệ cơ bản tươngtự được phát triển lúc đầu cho cdmaOne. Khi các tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA tiến hóa,chúng tiếp tục chia sẻ càng nhiều phát minh và cải tiến hơn cho những công nghệ này.

Phần này sẽ thảo luận những công nghệ mới hơn được phát triển sau cdmaOne và được chia sẻ bởi các tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA.

3GPP đã phát triển dòng tiêu chuẩn WCDMA trong khi 3GPP2 phát triển dòng tiêu chuẩnCDMA2000. Cả hai đề án CDMA2000 và WCDMA được ITU chấp nhận là nền tảng của mộtdòng tiêu chuẩn toàn cầu và thống nhất của Viễn thông Di động Quốc tế -2000 (IMT – 2000).Tiêu chuẩn kỹ thuật của IMT – 2000 được thiết kế để cung cấp những dịch vụ di động 3G tiêntiến như dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, những ứng dụng video và các ứng dụng đa phương tiện giàutính năng khác.

Sau đó, tiêu chuẩn IMT – 2000 đã chấp nhận 5 phương thức khác nhau, 3 trong số đó dựa trêncông nghệ CDMA. 5 phương thức của IMT-2000 là: IMT-2000 Trải phổ trực tiếp (WCDMA),IMT-2000 CDMA đa sóng mang (cdma2000), IMT-2000 CDMA TDD (TD-CDMA và TD-SCDMA), IMT-2000 CDMA đơn sóng mang (UWC-136) và IMT-2000 FDMA/TDMA(DECT).

Hình 5. Các giao diện vô tuyến mặt đất của IMT -2000



Những tương đồng chủ yếu giữa CDMA2000 1X và WCDMA

Những tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA. Release 99 được giới thiệu trong bảng 2.Một lần nữa, so sánh này chỉ xem xét những khái niệm lõi cơ bản của mỗi giao diện vô tuyến

CDMA và không bao gồm tất cả chi tiết và bộ thông số, điển hình phân biệt các hệ thống đượcnhững cơ quan lập tiêu chuẩn khác nhau định nghĩa.Các tiêu chuẩn CDMA2000 và WCDMA gồm danh sách không đầy đủ sau đây của các côngnghệ tiến hóa mới quan trọng để nâng cao năng suất của cả hai tiêu chuẩn này:

Bảng 2. Những điểm tương đồng giữa CDMA2000 1X và WCDMA Tính năng CDMA2000 1X WCDMA Mã số trực giao chiều dàithay đổi liên kết xuôi

Mã số Walsh chiều dài thay đổi dùng để ghép cáckênh liên kết xuôi (SF=256 đến SF=4)


Mã số trực giao chiều dàithay đổi liên kết ngược

Mã số Walsh chiều dài thay đổi dùng để ghép cáckênh liên kết ngược bằng một thiết bị di động


Trải phổ phức hợp liên kết

ngược

Nhân phức hợp của nhánh I và Q với mã số PN Kỹ thuật tương tự

Điều khiển công suất liênkết xuôi nhanh

- Điều khiển nhanh công suất vòng kín - Điều khiển điểm tập hợp dựa trên chất lượng - Tốc độ bit điều khiển công suất là 800Hz - Các tốc độ bit điều khiển công suất khác được hỗtrợ

Kỹ thuật tương tựtrừ những khác

biệt nhỏ: - Tốc độ điềukhiển công suất là1500Hz

Các kênh cấu hình tốc độdữ liệu

Mạng xác định tốc độ dữ liệu tùy thuộc vào cácđiều kiện ứng dụng và kênh vô tuyến


Nhắn tin liên kết xuôi sựkiện kép

Kênh chỉ thị nhắn tin nhanh để tiết kiệm công suấtcủa thiết bị di động + nhắn tin gửi trên kênh nhắntin


Cấu trúc kênh liên kếtngược

- Liên kết ngược gồm các kênh điều khiển và dữliệu

Kỹ thuật tương tựtrừ những khác

biệt nhỏ: DPCCH cũnggồm những bitdạng truyền tải.

Điều khiển liên kết ngược - Giải điều chế trực giao và đồng bộ - Điều khiển công suất RL


Truy cập ngẫu nhiên chếđộ đặt trước

Di động phát yêu cầu truy cập ngắn và trạm gốccho phép sử dụng kênh vào một lúc để tránh vachạm với các di động khác.


Một số những tiến hóa mới này là thiết yếu cho các hoạt động của các tiêu chuẩn CDMA20001X và WCDMA release 99 được miêu tả dưới đây.

Các mã số trực giao có chiều dài thay đổi Cả hai tiêu chuẩn CDMA2000 1X VÀ WCDMA đều được thiết kế để phục vụ người dùng thoạivà dữ liệu. Việc truyền những gói dữ liệu có thể thực hiện bằng cách dùng những tốc độ dữ liệutương đối thấp vào khoảng 8kbit/s. Việc truyền những gói dữ liệu chủ yếu dùng một tốc độ càngcao càng tốt tùy theo các điều kiện kênh, để giảm thiểu độ chờ. Thay đổi chiều dài của mã trựcgiao làm thay đổi thực sự hệ số trải phổ và do đó làm thay đổi tốc độ dữ liệu của kênh vô tuyến



CDMA. Vì tốc độ mã trực giao thường là cố định, có thể nói rằng những mã số ngắn hơn cho phép những tốc độ dữ liệu cao hơn.

Nếu những điều kiện của kênh là tốt, liên kết vô tuyến có thể hỗ trợ một tốc độ dữ liệu cao hơn,được cung cấp bằng chuyển mạch sang một mã trực giao ngắn hơn. Tuy nhiên, chỉ định một mã

số ngắn nào đó làm cho những mã số dài hơn ở dưới chúng trong cây mã lập kênh không trựcgiao (không dùng được). Do đó, phân bổ và khả năng sử dụng tất cả mã phải được theo dõi vàtối ưu hóa mạnh mẽ.

Hình 6. Các mã phân kênh trực giao có chiều dài thay đổi QUALCOMM đã phát triển những kỹ thuật phân bố cơ bản cho phép sử dụng hiệu quả nhữngmã trực giao có chiều dài thay đổi. Những mã số này là một tính năng trong cả hai tiêu chuẩnCDMA2000 và WCDMA. Điều này đặc biệt quan trọng để quản lý các dịch vụ hỗn hợp thoại vàdữ liệu. Khi những dịch vụ không phải thoại trở thành một dòng doanh thu quan trọng đối vớinhững nhà khai thác, quản lý toàn bộ mạng thoại cũng trở nên quan trọng để cung cấp một hiệuquả sử dụng hài lòng.

Trải phổ phức hợp liên kết ngược

Vì các thiết bị di động CDMA2000 và WCDMA truyền nhiều kênh cùng một lúc với các mã trựcgiao khác nhau, những kênh mã này có thể gây nhiễu với nhau khi giao thoa “pha” nhận được bởi một trạm gốc không được lý tưởng. Qualcomm đưa ra một kỹ thuật trải phức tạp sử dụngnhân phức tạp các nhánh I và Q với những mã số PN để làm giảm nhiễu sinh ra khi các mã trựcgiao khác nhau được giải điều chế với một tham khảo pha của máy thu không - lý tưởng. Môhình trải phổ phức hợp này rất khác với dạng trải phổ trước đó và dạng điều chế được sử dụngtrong các hệ thống thông tin vô tuyến và được chỉ ra trong Hình 7.

Không có trải phổ và mã hóa phức tạp, các tín hiệu I và Q sẽ bị lọc trực tiếp và được đưa vào bộđiều chế I/Q.

Hình 7. Cấu trúc phân kênh liên kết ngược với trải phổ phức hợp

Nhắn tin liên kết xuôi

Để bảo vệ tuổi thọ pin, thiết bị di động “ngủ” (ở trong chế độ tắt máy) theo chu kỳ trong nhữngkhoảng thời gian ngắn (khoảng vài giây) cho đến lúc chúng phải “thức dậy” và nghe bản tinmạng để xem có cần nhận và xử lý một cuộc gọi nào hay không. Trong những hệ thốngcdmaOne, mỗi thiết bị di động đã “thức dậy” để nghe nhắn tin trong lúc khe nhắn tin đã được chỉđịnh cho nó. Nhắn tin có thể đã báo tin cho thiết bị di động rằng nó đã nhận được một cuộc gọi.Sau mỗi chu trình khe nhắn tin, thiết bị di động sẽ trở lại chế độ”ngủ” của nó để bảo toàn côngsuất pin.

QUALCOMM đã phát triển một cải tiến cho nhắn tin liên kết xuôi để gửi một dấu hiện ngắn (vídụ 1 - 2 bit) để làm cho thiết bị di động phải thức dậy để nghe một nhắn tin hoặc tiếp tục “ngủ”.Tiết kiệm công suất pin được thực hiện nhờ tính năng bổ sung này. Nhắn tin liên kết xuôi là



thông thường cho tất cả giao diện vô tuyến kiểu di động, gồm cả CDMA2000 và WCDMA. Đốivới người tiêu dùng lợi ích là thời gian nói lâu hơn và ít lần sạc pin ít thường xuyên hơn.

Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA

Những đặc điểm này ảnh hưởng đến thực hiện hệ thống, thông số của hệ thống và có thể ảnhhưởng đến những đặc điểm về năng suất. Tuy nhiên, dù có khác biệt, mỗi hệ thống phải bao gồmnhiều công nghệ cơ bản chung (Bảng 3)

Bảng 3: Những đặc điểm độc lập của CDMA2000 1X và WCDMA

Tính năng CDMA2000 1X (IS-2000 Revision 0/A)

WCDMA (WCDMA Release 99)

Băng thông danh định 1,25 MHz (1X) hoặc 5MHz (3X) 5MHz Cấu hình kênh tần số vôtuyến

Trải phổ trực tiếp hoặc đa sóngmang

Trải phổ trực tiếp

Tốc độ chip 1,2288 Mchip/s (1X) hoặc

3,6864 Mchip/s (3X)

3,84 Mchip/s

Đồng bộ hóa mạng Đồng bộ Không đồng bộ hoặc đồng bộ

Mạng lõi ANSI-41 GSM- MAP

Băng thông danh định

Tiêu chuẩn CDMA2000 đã được thiết kế để được vận hành với một băng thông là 1,25 MHztương tự như cdmaOne, trong khi WCDMA được thiết kế để vận hành trong một kênh 5 MHz.Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến năng suất tổng cộng của hệ thống và cả 2 công nghệđều cung cấp những dung lượng tương tự khi được chuẩn hóa trong những băng thông tương tự.

Ngoài việc sử dụng kỹ thuật băng tần trải phổ dãy trực tiếp, các hệ thống CDMA2000 còn có thểchỉ định ba sóng mang 1,25 MHz cho một băng thông 5 MHz (3X). Trong kỹ thuật này, nhiềusóng CDMA2000 trải phổ trực tiếp (sóng mang 1,25 MHz) được kết hợp lại để tạo ra một tínhiệu CDMA giải rộng hỗn hợp (5MHz). Phân biệt sóng mang điển hình là 1,25 MHz. Cách tiếpcận nhiều sóng mang tương tự này có thể được dùng để chỉ định đến 15 sóng mang CDMA2000trong một băng thông 20MHz.

Hình 8. Băng thông danh định, tốc độ chip và cấu hình kênh Tốc độ chip

Vì băng thông danh định của WCDMA (5MHz) rộng hơn CDMA2000 (1,25MHz), tốc độ chiptương ứng cũng cao hơn. Tốc độ chip của WCDMA được chọn là 3,84 Mchip/s trong khiCDMA2000 dùng 1,2288 Mchip/s để giúp thực hiện tương thích ngược với các hệ thốngcdmaOne.

Đồng bộ hóa mạng



Các mạng cdmaOne và CDMA2000 đều được đồng bộ hóa, nghĩa là tất cả trạm gốc đều có mộtđịnh thời (Timing) chung. Cách dễ nhất để đồng bộ hóa các trạm gốc là dùng một hệ thống địnhthời dựa trên vệ tinh như GPS (vệ tinh định vị toàn cầu). WCDMA cho phép các trạm gốc của nóhoạt động không đồng bộ, độc lập với yêu cầu định thời GPS, mặc dù những hệ thống này cũngcó lựa chọn bao gồm định thời đồng bộ.

Bộ mã hoá tiếng nói

Thiết bị CDMA tiếp tục duy trì tính tương thích ngược với những thiết bị cdmaOne hiện có bằngcách dùng một bộ mã hoá có tốc độ thay đổi (1/8, ¼, ½ , 1) nâng cao dữ liệu để biến đổi tiếngnói thành những tín hiệu truyền thông. Để duy trì tính tương thích ngược với các bộ mã hoá tiếngnói GSM, thiết bị WCDMA dùng một bộ mã hoá tiếng nói dạng tắt/ mở (on/off) .

Mạng lõi

Giống như các hệ thống có trước như AMPS, TDMA, và cdmaOne, CDMA2000 tiếp tục giao

tiếp với mạng lõi ANSI-41, cộng thêm khả năng giao diện với mạng lõi GSM_MAP và IP.WCDMA chỉ giao diện với các mạng lõi GSM-MAP vì nó được thiết kế để làm tiến hóa cácmạng GSM mặc dù một bộ tiêu chuẩn đã được phát triển để cho phép WCDMA dùng mạng lõiANSI-41 và CDMA2000 dùng mạng lõi GSM-MAP đã không được triển khai thuơng mại.Mạng lõi CDMA2000 gồm 2 phần, một phần giao diện với các mạng bên ngoài như PSTN vàmột phần giao diện với mạng IP. Phần giao diện với PSTN hỗ trợ những thông điệp và giao thứcđược định nghĩa trong tiêu chuẩn IS-41. Phần giao diện với mạng IP hỗ trợ tiêu chuẩn mạng IPvô tuyến IS-835, và còn được gọi là mạng lõi gói (PCN).

Những mối tương quan chung giữa công nghệ CDMA2000 và WCDMA (Tiế p theo)

Các công nghệ liên kết xuôi chuyển mạch gói tốc độ cao chung cho CDMA2000 1x EV-DOvà HSDPA Từ khi bắt đầu được chuẩn hóa, các mạng CDMA2000 và WCDMA đều tíchhợp các công nghệ chuyển mạch gói tốc độ cao trên liên kết xuôi, và tiếp tục chia sẻ nhữngphát minh tương tự để làm tăng dung lượng và thông lượng mạng dữ liệu của chúng.

Các công nghệ liên kết xuôi chuyển mạch gói tốc độ cao chung cho CDMA2000 1x EV-DO vàHSDPA

Từ khi bắt đầu được chuẩn hóa, các mạng CDMA2000 và WCDMA đều tích hợp các công nghệ

chuyển mạch gói tốc độ cao trên liên kết xuôi, và tiếptục chia sẻ những phát minh tương tự để làm tăngdung lượng và thông lượng mạng dữ liệu của chúng.

Các công nghệ liên kết xuôi chuyển mạch gói tốc độcao đã giúp các mạng di động cung cấp tốc độ dữ liệuđỉnh lớn hơn 2Mbit/s trong một môi trường di động.Tiêu chuẩn CDMA 1x EV-DO Release 0 (IS-856) đã



được công bố vào tháng 11/2000, và trở thành công nghệ di động đầu tiên để thương mại hóanhững kỹ thuật truy cập gói mới.

Nhiều công nghệ truy cập gói tốc độ cao tương tự đã được phát triển cho EV-DO Real.0, về sauđã được 3GPP áp dụng cho tiêu chuẩn WCDMA, gọi là HSDPA (High-speed Downlink Packet

Access: truy cập gói liên kết xuôi tốc độ cao) như là một phần của Release 5. Những công nghệnày hỗ trợ những dịch vụ đa phương tiện tương tác, tốc độ cao trong liên kết xuôi bằng cách giúpmạng CDMA thực hiện những cải tiến sau đây trong năng suất mạng:- Tăng tốc độ dữ liệu đỉnh liên kết xuôi- lớn hơn 2Mbit/s trong một môi trường di động- Tăng hiệu suất mạng- Tăng dung lượng dữ liệu- Chống nhiễu- Hỗ trợ phân phối đa phương tiện

Những tương đồng chính giữa EV-DO Rel.0 và HSDPA

Ngoài các công nghệ cơ bản đã được mô tả ở những phần trước là chung cho cả hai hệ thốngCDMA2000 và WCDMA. Những cải tiến dữ liệu tốc độ cao trong EV-DO Rel.0 và HSDPA chiasẻ những đổi mới về truyền dữ liệu gói cơ bản sau đây:

- Cấu trúc phân kênh liên kết xuôi chuyển mạch gói tốc độ cao - gắn tài nguyên liên kết xuôi vàomột kênh dữ liệu gói để giúp truyền dữ liệu tốc độ cao bằng cách phối hợp tất cả mã WALSH vàcông suất hiện có.- Kế hoạch mã hóa và thích ứng- để tối ưu hóa việc phân phối những gói dựa trên những thay đổitrong môi trường vô tuyến.- Lập thời biểu dữ liệu gói nhanh và thích ứng- để thích ứng nhanh với những thay đổi trong kếtnối vô tuyến.

- ARQ hỗn hợp nhanh- để xác nhận đã nhận được dữ liệu và truyền lại dữ liệu sai.- Hồi tiếp thời gian chờ tăng thêm trong liên kết xuôi- để làm tăng tốc độ dữ liệu thực sự trongliên kết ngược bằng cách chấm dứt truyền một gói trước khi nó được giải mã sớm hơn dự kiến.- Kiểm soát nhanh tốc độ liên kết xuôi- để điều chỉnh nhanh với những thay đổi trong môi trườngvô tuyến.- Kiểm soát tốc độ liên kết ngược - để kiểm soát hiệu quả việc truyền tín hiệu của thiết bị diđộng.- Tách riêng nhiều người dùng liên kết xuôi - để chỉ định hiệu quả liên kết xuôi cho người dùng.- Phát tín hiệu truyền liên kết xuôi - để chỉ rõ điều chế và mã hóa liên kết xuôi.- Kiểm soát công suất liên kết ngược vòng kín- để giải quyết hiệu ứng gần xa (giảm nhiễu)- Phát hiện tốc độ liên kết ngược- để giúp giả mã đúng lưu lượng dữ liệu liên kết ngược- Khoảng thời gian truyền ngắn- để tăng tốc độ truyền các gói.

4.2 Những đặc điểm độc lập của EV-DO Rel.0 và HSDPA

Một phân biệt chính giữa EV-DO và HSDPA là EV-DO là một hệ thống hoạt động độc lập đượctối ưu hóa để cung cấp dữ liệu gói, còn HSDPA là một nâng cấp dữ liệu gói cho phép hỗ trợ ngay thoại và dữ liệu trong cùng một kênh vô tuyến WCDMA. Do đó, các trạm gốc EV-DO phân bổ tất cả tài nguyên của chúng (không gian mã và công suất) cho một người dùng gói dữ



liệu chuyên biệt và tại một thời điểm nào đó. Ngược lại, các trạm gốc HSDPA phải bảo đảmtrước hết rằng người dùng thoại tương ứng của chúng được phục vụ trước khi phân bổ những mãsố WALSH còn lại cho người dùng dữ liệu gói. Mặc dù có những khác biệt này, EV-DO vàHSDPA vẫn còn gắn chặt với những công nghệ truyền dữ liệu gói cơ bản giống nhau.

Bảng 1: So sánh những đặc điểm không giống nhau của liên kết EV-DO Rel.0 và HSDPA Tính năng (chỉ gồm nhữngtính năng mới)

CDMA2000 1x EV-DO(TIA-856 Rel.0)

HSDPA(WCDMA Rel.5)

Kênh tham khảo liên kết Pilot burst Giống như WCDMA Rel.99Chia sẻ mã liên kết xuôi vớingười dùng thoại hiện có

Không áp dụng CDM

Cấu trúc liên kết xuôi Các kênh TDM là :-Kênh “dữ liệu”-Kênh “Pilot”-Kênh”MAC”

(CDM:bit PC + kiểm soáthoạt động RL + khóa DRC)kênh “ACK”

Các kênh CDM là:-HS-PDSCH cho thông tin dữliệu-HS-SCCH cho thông tin

kiểm soát-DCH hoặc F-DCH (Rel.6)cho kiểm soát công suất và phát tín hiệu

Kiểm soát sector phục vụliên kết xuôi

WALSH bao trùm trên kênhDRC

Phát tín hiệu dựa trên thôngđiệp lớp trên

Hồi tiếp C/I MS xác định C/I và gửi tốcđộ dữ liệu mong muốn dựatrên C/I đó trở về trạm gốc

MS gửi C/I trở về và trạmgốc chọn lựa tốc độ dữ liệu

Những công nghệ liên kết ngược chuyển mạch gói tốc độ cao chung cho EV-DO và HSUPA

Các công nghệ chuyển mạch gói tốc độ cao giúp các thiết bị di động CDMA cung cấp những tốcđộ dữ liệu đỉnh gần 2Mbit/s trên liên kết ngược trong một môi trường di động với những thờigian chờ rất thấp. Những phát minh cơ bản này hợp thành nền tảng của tiêu chuẩn EV-DO RevA, và tiêu chuẩn CDMA2000 1X Rev D.

EV-Do Rev A là công nghệ CDMA đầu tiên được thương mại hóa vào năm 2006 với những kỹthuật liên kết ngược mới và đã tiến hóa, một số dựa trên những phát minh đã được sử dụng trongliên kết xuôi và ngược của EV-DO Rel.0. Nhiều kỹ thuật liên kết ngược truy cập gói tốc độ caotương tự được dùng bởi cả 2 tiêu chuẩn EV-DO Rev A và tính năng HSUPA trong tiêu chuẩn

WCDMA rel.6, còn gọi là liên kết ngược nâng cao (EUL). Những công nghệ nâng cao này hỗ trợ những dịch vụ vô tuyến nặng về liên kết ngược, đòi hỏinhững liên kết dữ liệu đối xứng và thời gian chờ thấp như VoIP, Push-to-talk, và chơi game 3Dvới nhiều người chơi.

EV-DO Rev A đã được công bố vào tháng 4/2004 và những nhà khai thác CDMA lớn đã bắt đầucung cấp dịch vụ thương mại vào cuối năm 2006. Tiêu chuẩn HSUPA đã được 3GPP công bốvào tháng 3/2006 và dự kiến thương mại hóa trong năm 2007.



Những công nghệ liên kết ngược chuyển mạch gói tốc độ cao cơ bản sau đây được chia sẻ bởiEV-DO Rev A và HSUPA:

1. Kiểm soát nhanh tốc độ liên kết ngược dựa trên nạp tải liên kết ngược của tất cả sector hoạtđộng- để kiểm soát hiệu quả việc truyền của các thiết bị di động.

2. ARQ (Automatic Repeat for reQuest: Yêu cầu tự động lặp lại) hỗn hợp nhanh trong liên kếtngược- để xác nhận việc nhận đúng dữ liệu và truyền lại dữ liệu sai lầm.3. Hồi tiếp thời gian chờ tăng thêm trong liên kết ngược- để tăng tốc độ dữ liệu hiệu dụng trongliên kết xuôi bằng cách sớm chấm dứt truyền một gói nếu nó chưa được giải mã sớm hơn dự kiến4. Lặp kênh liên kết ngược-để giúp kiểm soát tốt hơn các dòng dữ liệu liên kết ngược.5. Khoảng thời gian truyền TTI ngắn- để tăng tốc độ truyền những gói.

Có nhiều điểm tương đồng giữa hai hệ thống này bởi chúng dùng nhiều khái niệm thiết kế truycập gói liên kết ngược chính yếu đã được phát triển để làm tăng tốc độ dữ liệu đỉnh và giảm thờigian chờ trong liên kết ngược của EV-DO Rev.A và CDMA 2000 1X Rev.D. Những cải tiến nàyđặc biệt quan trọng đối với những ứng dụng VoIP cần thời gian chờ thấp để cung cấp cho một

hiệu quả sử dụng tương đương mà người tiêu dùng dự kiến và nhận được ngày nay. Những kỹ thuật đa dịch vụ và quảng bá chung cho CDMA2000 và WCDMA

Nhiều kỹ thuật đa dịch vụ và quảng bá được chia sẻ giữa CDMA2000 và WCDMA. Quảng bá diđộng và phát đa hướng cho phép nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cùng một nội dung đa phươngtiện hiệu quả và tiết kiệm cho nhiều người dùng trên một kênh chung mà không làm nghẽn giaodiện vô tuyến với nhiều lần truyền cùng một dữ liệu. Điều này cho thấy nhà khai thác tối ưu hóaviệc cung cấp đa phương tiện dùng những mạng 3G của họ và cung cấp cho thuê bao họ mộthiệu quả sử dụng đa phương tiện tốt hơn.

Muốn cung cấp nội dung đa phương tiện cùng một lúc cho nhiều người dùng (phát đa hướng)trong một vùng phủ, đòi hỏi một lượng dung lượng mạng đáng kể. Trong việc phát đa hướng,vấn đề là những liên lạc di động một – đến - một (unicast) trong cùng một vùng phủ sóng có thể bị bão hòa. Điều này sẽ tác động đến hiệu quả sử dụng của người dùng sau cùng và bản thânmạng nữa. Do đó, những kỹ thuật mới để phát hình và phát nhiều hướng nội dung trong một môitrường di động hiện có đã được phát triển cho các mạng CDMA2000 và WCDMA.

Tiêu chuẩn 3GPP2 gọi phát đa hướng là “những dịch vụ quảng bá và phát đa hướng” (BCMCS)còn tiêu chuẩn 3GPP gọi nó là “Dịch vụ quảng bá và phát đa hướng đa phương tiện” (MBMS) .Tuy nhiên, những kỹ thuật truy cập vô tuyến liên kết xuôi được sử dụng để giúp thực hiệnBCMCS và MBMS đều giống nhau về bản chất. Cả hai đều đưa những thay đổi nhỏ vào các giaothức mạng lõi và vô tuyến hiện có để hỗ trợ một kênh vô tuyến linh họat chung và những kỹthuật ghép kênh tiết kiệm công suất thích hợp cho lưu lượng từ một điểm đến nhiều điểm và lưulượng quảng bá.



Hình 9. Lưu lượng quảng bá và phát đa hướng

Những kỹ thuật dịch vụ quảng bá di động và phát đa hướng cơ bản sau đây được chia sẻ bởi cáctính năng của dịch vụ BCMCS và MBMS:

1. Tín hiệu quảng bá- để cung cấp nội dung cho nhiều người dùng cùng một lúc .

2. Những tính năng tiết kiệm công suất – làm giảm mức tiêu thụ pin của thiết bị di động.

KẾT LUẬN

CdmaOne, CDMA 2000, WCDMA và dòng tiêu chuẩn của chúng chia sẻ những công nghệ cơ bản và phát minh tương tự. Nhiều phát minh đã được phát triển đầu tiên, tiêu chuẩn hóa vàthương mại hóa như cdmaOne vào cuối thập niên 80 và đầu 90 đã trở thành cơ bản để khai thác bất cứ hệ thống di động thương mại nào dựa trên CDMA.

Mặc dù một số thông số vận hành được sử dụng trong những tiêu chuẩn này có thể thay đổi, cóthể tác động trực tiếp đến việc thực hiện và những đặc điểm năng suất của các hệ thống, chúng

vẫn cần đến cùng những công nghệ CDMA cơ bản đã được phát triển đầu tiên cho cdmaOne, rồisau đó nâng cấp lên cho CDMA2000 và WCDMA.

Ngoài sự chia sẻ những công nghệ căn bản tương tự, các tiêu chuẩn cdmaOne, CDMA2000 vàWCDMA đã tiếp tục chia sẻ nhiều phát minh mới giúp thực hiện những thiết bị hữu hiệu hơn,các công năng mạng lớn hơn và những thông lượng dữ liệu cao hơn.

Làm tăng tính tương trợ giữa CDMA2000 và WCDMA làm lợi cho những tiêu chuẩn này bằngcách giúp áp dụng và phổ biến nhanh hơn và sử dụng càng tăng kiến thức tập thể của công nghệdi động. Do đó, các nhà cung cấp thiết bị đưa những sản phẩm thương mại ra thị trường nhanhhơn với chi phí thấp hơn bởi vì hầu hết nhà cung cấp thiết bị ngày nay đều sản xuất thiết bị cho

cả hai tiêu chuẩn. Cuối cùng, người tiêu dùng có lợi nhờ tiếp cận những thiết bị giá thấp hơn vànăng suất cao hơn, cũng như có những dịch vụ hấp dẫn hơn và hợp túi tiền hơn từ những nhàcung cấp dịch vụ có thể khai thác những mạng hữu hiệu hơn và năng suất tốt hơn khi mỗi lầnthêm phiên bản mới của tiêu chuẩn tương ứng.

Thương mại hóa những hệ thống CDMA này đã tác động lớn đến năng suất, hiệu quả kinh tế vàtăng trưởng thuê bao của ngành truyền thông di động thế giới. Ngày nay, gần 300 triệu ngườiđang sử dụng CDMA2000 và WCDMA với trên 200 kiểu thiết bị di động từ trên 40 nhà cung



cấp thiết bị khác nhau. Ước tính trước cuối năm 2010, trên 40% tổng số thuê bao di động sẽ dùngnhững thiết bị di động CDMA2000 hoặc WCDMA.

So Sanh Cdma2000 Wcdma

Documents

Transcript of So Sanh Cdma2000 Wcdma