Bài giảng Chồng giao thức báo hiệu umts

CHỒNG GIAO THỨC BÁO HiỆU UMTSChồng giao thức báo hiệu UMTS được chia thành Access Stratum AS và Non-Access Stratum NAS. Cấu trúc NAS được phát triển từ các lớp cao ở GSM và bao gồm: - Connection Management : bao gồm - CS services: Call Control (call set-up/release), supplementary services(call forwarding, 3-way calling), và short message service (SMS). - PS services: Session Management (PS connection set-up/release), SMS.Mobility Management – Chức năng cập nhật vị trí và xác thực cho các circuit-switched calls.GPRS Mobility Management – Chức năng cập nhật vị trí và xác thực cho các packet-switched calls.Lớp UMTS NAS là giống như GSM; Mô hình OSI WCDMACó ba loại kênh được định nghĩa là (3GPP TS 25.211):Logic Channel : Mang thông tin người sử dụng được xử lý trên các lớp cao. Transport Channel : Kênh này được sử dụng để truyền tải giữa các kênh luận lý và kênh vật lý. Các kênh truyền tải mang các thông số định nghĩa làm thế nào và những đặc tính cần thiết gì để phát thông tin trong mạng. Physical Channel : Kênh vật lý được giám sát và thực hiện tại lớp vật lý. Việc xử lý ở đây thực hiện những kỹ thuật biến đổi cần thiết nhằm tương thích đặc tính truyền dẫn vô tuyến và đảm bảo chất lượng tín hiệu cao nhất. Các kênh tín hiệu trong W-CDMA Vị trí ba kênh này trên các giao diện tương ứng như sau :Các kênh tín hiệu trong W-CDMA (tt) Mối liên hệ giữa ba kênh tín hiệu này như sau :Các kênh tín hiệu trong W-CDMA (tt) Logical channelĐược chia làm hai nhóm: - Control channel: truyền thông tin điều khiển (BCCH, PCCH, CCCH, CTCH) - Traffic channel: truyền thông tin user (DCCH, DTCH)Mỗi Transport channel được kèm theo bởi TFI. Lớp vật lý sẽ kết hợp thông tin TFI từ các kênh truyền tải khác nhau tạo thành TFCI, sau đó TFCI được truyền trên kênh điều khiển vật lý để cho đầu thu biết kênh truyền tải nào đang được sử dụng.Transport ChannelDCH – Dedicated Channel : truyền thông tin điều khiển hay dữ liệu giữa mạng và UE. Hỗ trợ fast power control, soft handover.BCH – Broadcast Channel : Phát quảng bá thông tin hệ thống và cell như : các mã truy cập, các khe thời gian trong cell hay phương pháp phân tập phát sử dụng với các kênh khác cho cell này. Kênh này không dùng cho Soft HO. FACH - Forward Access Channel : là một kênh hướng xuống mang thông tin điều khiển đến các UE, nhằm biết được vị trí của UE trong cell. Kênh này không dùng cho fast power control và soft handover.Transport Channel (tt)PCH – Paging Channel : mang thông tin tìm gọi một UE. Kênh này không dùng cho Soft HO.RACH - Random Access Channel : truyền thông tin điều khiển từ một UE, như yêu cầu thiết lập một kết nối. Nó cũng có thể được dùng để gửi một lượng nhỏ dữ liệu gói từ UE đến cho mạng. Kênh này không dùng cho fast power control và Soft HO.CPCH - Common Packet Channel : là một mở rộng của kênh RACH, được dùng để mang dữ liệu user dạng gói ở chiều lên. Chiếm nhiều frame hơn so với kênh RACH. Hỗ trợ fast power control. Không dùng cho Soft HO.DSCH - Downlink Shared Channel : mang thông tin điều khiển hay dữ liệu của user, nó có thể được dùng bởi nhiều user. Tương tự như kênh FACH nhưng hỗ trợ fast power control. Kênh này luôn được kết hợp với kênh DCH chiều xuống. Không dùng cho Soft HO.Transport Channel (tt)Các thủ tục ở lớp vật lýCác thủ tục đồng bộ : cell search; đồng bộ các kênh vật lý như PICH/SCCPCH, PRACH/AICH, PCPCH/AICH, DPCCH/DPDCH.Power controlThủ tục truy cập ngẫu nhiên (Random access)Physical channelChia làm 4 nhóm:WCDMA Downlink channelCommon channel: CPICH, PCCPCH, SCCPCH, SCH, PDSCH, AICH, PICH, CSICHDedicated channel: DPCHCommon downlink channelPCCPCHPCCPCH được ghép thời gian với kênh SCH (TxOFF)30 kbps (fixed), SF=256, OVSF=Cch,256,1256 chip đầu tiên trên mỗi slot là DTX và được dùng cho SCH.Mang kênh BCH, chỉ có một định dạng slot: mã xoắn R=1/2, CRC 16 bit, TTI 20ms.Định thời : đồng chỉnh với slot #0 của S-SCH.Mang thông tin hệ thống như: system ID, cell ID, neighbor cell, system frame number.PCCPCH (tt)SCCPCHMang kênh PCH (mang gói tin RRC “paging type 1”) và FACHFACH mang bản tin báo hiệu điều khiển và các gói tin có kích thước nhỏ.SF = 4 -> 256SCHSCH chia thành P-SCH và S-SCH, hai kênh này được truyền đồng thời trong suốt DTX của kênh PCCPCH.Cung cấp đồng bộ định thời với cell cho các UE.P-SCH và S-SCH không được scramble với PSC của cellP-SCH là giống nhau cho mỗi cell trong hệ thống, cung cấp định thời slot. Sau khi P-SCH được nhận, UE sẽ nhận S-SCHS-SCH cung cấp định thời frame và nhận diện code group; SCH (tt)SCH (tt)P-SCH : có 256 bitSCH (tt)S-SCH : được chọn từ tập 16 mã khác nhau tùy thuộc vào 64 nhóm mã scrambling.P-SCH – Đồng bộ kheS-SCH – Đồng bộ khungKhi nhận được 16 mã S-SCH -> UE xác định được nhóm mã scrambling nào (có 64 nhóm mã), từ đó đồng bộ khung.CPICH30 kbps, SF = 256, mang chuỗi bit đã xác định trước.Cung cấp in-cell timing reference, định mức chất lượng tín hiệu cho HO, cell reselection và open loop power control.Gửi liên tục PN code cho cellP-CPICH: sử dụng cùng mã OVSF; dùng mã PSC; chỉ có một P-CPICH trên mỗi cell; được quảng bá trên toàn bộ cell; pha tham chiếu cho các kênh sau: SCH, P-CCPCH, AICH, PICH PICH30 kbps, SF = 256, được dùng để mang các page indicator (PI). Luôn được kết hợp với kênh SCCPCH (mang kênh PCH). Có 300 bit nhưng chỉ có 288 bit được dùngPICH được dùng để cho UE biết có một cuộc gọi đến. Khi PI = 1 -> có cuộc gọi đến, khi PI = 0 -> sleep mode.Có thể mang chỉ thị tìm gọi cho từ 18 – 144 UE.Chu kỳ lắng nghe PICH phụ thuộc vào IMSI của UE và 1 tham số gửi trên kênh BCCH cho UE.PICH (tt)PI = Paging Indicator (duoc tinh boi cac lop cao)Pq = Paging Indicator (thiet lap boi lop vat ly)Paging Occasion = {(IMSI div K) mod (DRX cycle length div PBP)} * PBP + n * DRX cycle length + Frame Offset     Trong do : n = 0,1,2 sao cho SFN nho hon gia tri cuc dai cua noPI = IMSI div 8192 mod NpVoi Np = {18, 36, 72, 144} so PI tren moi frameVi tri cua PI trong frame PICH dua vao PI, SFN, va Np PICH (tt)Định thời kênh PICHAICHMang các Acquisition Indicator (AI). AI thông báo cho UE biết preamble của kênh RACH đã được nhận. Lúc này gói tin RACH có thể được truyền20 ms; SF = 256; mỗi slot có 5120 chip nhưng chỉ có 4096 chip được dùng (32 symboy)WCDMA Uplink channelPRACHGồm có hai phần: một hay nhiều preamble (1.067 ms, 4096 chip ) và message part.Preamble được truyền trong một access slot có độ dài 1.33 ms; có 15 access slot trên mỗi 2 frame (15*1.33 = 20 ms).Các preamble được gửi nhiều lần cho đến khi BS gửi trả lại AICH. Sau đó sẽ truyền message part.