BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NGUYỄN THỊ THU TRÀ
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ
TRUY NHẬP GÓI ĐƯỜNG LÊN TỐC ĐỘ CAO-HSUPA
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 605270
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. ĐÔ XUÂN TIẾN
THÁI NGUYÊN - 2011
Luận văn được hoàn thành tại: Đại học kỹ thuật công nghiệp - ĐH
Thái nguyên
Cán bộ HDKH : PGS.TS. Đỗ Xuân Tiến
Phản biện 1 : TS. Bùi Trung Thành
Phản biện 2 : TS. Nguyễn Duy Cương
Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp
tại: Phòng cao học số 3, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
Vào 16 giờ 00 phút ngày 22tháng 12 năm 2011.
Có thể tìm hiểu luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại học
Thái Nguyên và Thư viện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghệ hiện
đại hiện nay như điện tử, tin học,… công nghệ thông tin di
động trong những năm qua đã phát triển rất mạnh mẽ, cung cấp
các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao
của người sử dụng. Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940 cho

của hệ thống UMTS, tăng tốc dữ liệu đỉnh đối với dung lượng
gói đường xuống (HSDPA) và đường lên (HSUPA). HSPA được
coi là một trong những công nghệ tiên tiến của hệ thống thông tin
di động 3,5G.
Trong phiên bản Rel’6, HSDPA có thể nâng cao tốc độ
dữ liệu đường xuống lên tới 14,4 Mb/s (về mặt lý thuyết) và
gia tăng đáng kể dung lượng của mạng di động đồng thời
HSUPA cũng là bước phát triển mới cho mạng UMTS với mục
tiêu tăng tốc độ truyền dẫn gói dữ liệu ở đường lên tới 5,76
Mb/s.
2. ĐỐI TƯỢNG, NGUỒN TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là cấu trúc, các đặc
điểm và các kỹ thuật cơ bản của công nghệ HSUPA.
2.2. Nguồn tài liệu.
Luận văn đã sử dụng các tài liệu trong và ngoài nước,
các tạp chí khoa học kỹ thuật, các kết quả nghiên cứu liên
quan.
2
2.3. Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết về hệ thống thông
tin di động WCDMA, từ đó đi sâu nghiên cứu công nghệ
HSUPA và chủ yếu tập trung vào nghiên cứu kênh dành riêng
E-DCH, MAC-e và sự xử lý lớp vật lý, sự lập lịch, HARQ, sự
phân bố kênh vật lý,…để có thể nâng cao tốc độ đường truyền
lên đến 5,76 Mb/s.
3. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN.
HSUPA là bước phát triển tiếp theo của WCDMA được
đề cập bởi 3GPP nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn, tăng tốc độ

4. KẾT CẤU LUẬN VĂN.
Ngoài các phần: Mở đầu, Mục lục, Thuật ngữ viết tắt và Kết
luận, Luận văn được bố cục gồm 03 chương, 37 hình vẽ, 09
bảng biểu và 26 tài liệu tham khảo.
Chương 1: Tổng quan về thông tin di động.
Chương 2: Các đặc điểm tổng quan về HSPA.
Chương 3: Nghiên cứu chi tiết về HSUPA.
Chư ơ ng 1 : Tổng quan về thông tin di động
Ở chương này, luận văn giới thiệu chung về thông tin di động:
lộ trình phát triển các hệ thống thông tin di động, lịch trình phát
triển mạng 3G WCDMA, kiến trúc và các kỹ thuật chính ở giao
diện vô tuyến mạng WCDMA R-99:
4
Hình 1.4. Kiến trúc mạng WCDMA phiên bản 1999 (R99)
Chương 2: Các đặc điểm tổng quan về HSPA
Giới thiệu chuẩn hóa HSPA trong 3GPP, những thay đổi của
HSPA so với R99:
Hình 2.1. Kiến trúc giao diện HSPA cho số liệu người sử dụng
5
Các chức năng mới và những thay đổi trong HSPA ở
từng phần tử mạng của R99 được thể hiện ở hình 2.2.
Hình 2.2. Các chức năng mới trong HSPA
HSDPA được xây dựng trên mạng WCDMA R99, chủ
yếu nhờ mở rộng giao diện vô tuyến của R99 nhằm nâng cao
khả năng và hiệu năng truyền dữ liệu gói đường xuống về mặt
tốc độ dữ liệu đỉnh, giảm trễ và tăng dung lượng. Để đạt được
mục đích đó, một số kỹ thuật chính được đưa vào sử dụng
trong mạng HSDPA như: sử dụng kênh chia sẻ đường xuống,
thích ứng đường truyền, điều chế bậc cao hơn, lập lịch phụ
thuộc kênh và HARQ với kết hợp mềm.

7
Hình 3.1. Bộ định thời của HARQ trong HSUPA với
TTI 10ms
Ở đây không cần thiết phải cấu hình lại số lượng quá
trình xử lý HARQ, nó chỉ ra một hướng dẫn thực hiện rất rõ
ràng tới việc thực hiện nút B trong khái niệm về thời gian xử lý
cần thiết để gặp tất cả trường hợp trên. Yêu cầu thời gian xử lý
nút B có kết quả xấp xỉ 14 ms. Nếu lên đến 16 ms thì không thể
dễ dàng sử dụng để điều khiển trong mạng bao gồm tính di
động. Độ trễ tối đa đối với việc truyền lại một lần là 40 ms
(bao gồm thời gian đợi/xử lý/báo hiệu và cộng với việc đưa vào
TTI đối với truyền lại). Với TTI 2 ms thì có 8 quá trình HARQ
(được chỉ ra trong hình 3.2).
Việc sử dụng quá trình đồng bộ HARQ đã xóa đi sự cần
thiết phải biết thành phần của dòng dữ liệu (quá trình HARQ
đang được sử dụng như một trường hợp đối với HSDPA để cho
phép linh hoạt sự sắp xếp đường xuống). Với HSUPA, bộ định
thời cho thấy chính xác với quá trình HARQ là chưa biết và sự
cần thiết đưa vào duy nhất là dữ liệu mới hay là truyền lại. Đây
là yêu cầu để phá hủy sự sai hỏng trong bộ đệm dẫn đến lỗi tín
hiệu (lỗi đầu cuối ACK) hay đặc biệt là trong trường hợp
8
chuyển giao mềm, dẫn đến nút B không nhận biết ACK gửi đi
bởi nút B khác trong dãy hoạt động.
Hình 3.2. Bộ định thời của HARQ trong HSUPA với TTI
2ms
Việc điều khiển với một dãy các hoạt động lớn hơn 1
dẫn đến việc kéo theo đầu vào đối với sự hoạt động của
HARQ. Trong khi với HSDPA chỉ có một nút B được chứa
trong việc điều khiển HARQ thì với HSUPA tất cả các nút B

một vài khe DPCCH vẫn hoạt động ngay cả khi không có dữ
liệu truyền. Lợi ích của điều này chính là duy trì đồng bộ và
duy trì điều khiển công suất chính xác. Đây chính là ý tưởng cơ
bản của truyền dẫn không liên tục trên đường lên DTX.
Về cơ bản, nếu không có truyền dẫn E-DCH trên đường
lên thì UE tự động dừng truyền DTX liên tục và truyền một
cách ngắt quãng theo một chu kỳ UE DTX. Chu kỳ UE DTX
được cấu hình trong UE và trong nút B bởi RNC, định ra khi
nào truyền DPCCH ngay cả khi không có E-DCH hoạt động.
10
Chiều dài của DPCCH có thể được cấu hình. DPCCH
được truyền bất cứ khi nào có sự hoạt động của E-DPDCH mà
không xem xét đến chu kỳ UE DTX.
Để thích ứng chu kỳ UE DTX với tính chất của lưu
lượng, có hai kiểu chu kỳ được định nghĩa: kiểu 1 và kiểu 2.
Sau khi chắc chắn cấu hình chu kỳ không hoạt động cho E-
DCH thì UE sẽ chuyển từ chu kỳ UE DTX kiểu 1 sang kiểu 2
khi thường xuyên có ít sự kiện truyền dẫn DPCCH.
Việc thu không liên tục trong nút B có thể nhờ sử dụng
DTX cho đường lên từ đó có lợi trong việc tiết kiệm tài nguyên
xử lý trong nút B khi không phải xử lý liên tục tín hiệu từ tất cả
người sử dụng gửi đến. Khi điều này có thể thì cấu hình mạng
UE cho phép truyền dẫn E-DCH chỉ bắt đầu trong một khung
phụ. Sau thời gian truyền E-DCH cuối cùng, việc cấm là có
hiệu lực và UE chỉ có thể truyền thông qua chu kỳ MAC DTX.
Trong phiên bản 5, HSDPA đã thay đổi sự sắp xếp
đường xuống từ RNC tới nút B để tạo ra quyết định sắp xếp
với thời gian chờ là tối thiểu gần với giao diện vô tuyến có thể.
Sơ đồ với HSUPA có những điểm giống đối với đường lên và
thay đổi sự sắp xếp với nút B nhưng sự tương tự giữa sự sắp

cả các thời điểm với tốc độ dữ liệu cao nhất có thể. Sau đó, bộ
lập lịch sẽ làm việc với đường lên. Một công việc đơn giản để
nhận vào một người sử dụng mới và trong khi đó phải thu nhỏ
việc phân phối (cấp phát) đối với người sử dụng cũ. Do đó, nó
rất khác so với lịch của HSDPA nhưng trên thực tế vẫn còn rất
nhiều hệ thống phiên bản 99 đang hoạt động. Khi chưa sẵn
sàng cho phép đối với RNC, để lập lịch hoạt động dựa theo yêu
12
cầu của UE và chuyển đổi để phát, đơn giản nó chỉ dự phòng
tất cả những người sử dụng với tốc độ dữ liệu tối đa cố định và
chúng được cho phép để sử dụng khi nào họ có thể. Nếu sự sử
dụng tối đa là thấp hơn hoặc việc thực hiện không tồn tại, tải
đường lên tăng lên quá cao hoặc những người sử dụng mới
được đưa vào ô thì việc cấp phát bị thấp hơn.
E-DPDCH là kênh vật lý đường lên mới sử dụng cho
việc phát đi các bit là kết quả của quá trình xử lý kênh truyền
dẫn E-DCH từ thiết bị di động đến trạm cơ sở. Đây là một kênh
mới tồn tại song song với tất cả kênh dành riêng đường lên của
3GPP phiên bản 5 (DPDCH và DPCCH dùng đối với phát dữ
liệu đường lên và HS-DPCCH sử dụng đối với truyền tin phản
hồi HSDPA). Với việc giới thiệu về HSUPA, ở đây có 5 điều
khác của việc phát song song các kênh dành riêng đường lên.
E-DPDCH có cấu trúc tương tự với DPDCH của phiên
bản 99 với một vài bộ thu nhận. Chúng cùng truyền dẫn vuông
góc các nhân tố biến đổi (OVSFs) để hiệu chỉnh số lượng các
bít kênh tới số lượng của dữ liệu được phát đi đồng thời.
Chúng cùng sử dụng điều chế BPSK và cho phép mạch điều
khiển công suất nhanh tương tự nhau.
Đặc điểm cần chú ý nhất của E-DPDCH là E-DPDCH
truyền dẫn mức HARQ lớp vật lý nhanh và nút B nhanh dựa

kiểu kênh dữ liệu dành riêng ở điểm này. Sau hai mã song song
SF4, DPDCH sẽ thực hiện các bước đối với mã song song 3, 4,
5, 6 cho đến khi tốc độ bit đạt được là 5,76 Mb/s. E-DPDCH có
một vài bước và sử dụng 2 thành phần trải rộng. Sau hai mã
14
SF4, E-DPDCH sẽ thực hiện trực tiếp với hai mã SF2. Những
bước này đã được chỉ ra trong bảng 3.1. Việc sử dụng hai mã
SF2 cung cấp một vài dãy thông qua việc sử dụng ba hay bốn
mã song song SF4 đối với tỉ số công suất phát cao nhất trên
trung bình và cho phép thực hiện bộ khuếch đại công suất
nhiều ưu điểm đối với truyền dẫn UE tốc độ cao.
Điểm khác biệt chú ý lớn nhất lớp vật lý giữa hai kênh dữ liệu
là chiều dài 2 ms TTI truyền dẫn bởi E-DPDCH. Điều này đạt
được bằng việc giữ nguyên cấu trúc khung vô tuyến 10 ms luôn
phù hợp với DPDCH nhưng với TTI 2 ms sử dụng khung vô
tuyến 10 ms được phân chia thành 5 khung con nhỏ độc lập.
E-DPCCH là kênh vật lý đường lên mới sử dụng đối
với việc phát thông tin ngoài băng về truyền dẫn E-DPDCH từ
thiết bị di động tới trạm gốc. E-DPCCH cũng giống như E-
DPDCH là một kênh mới mà tồn tại song song với tất cả kênh
dành riêng đường lên của 3GPP và luôn luôn truyền dẫn đồng
thời với E-DPDCH.
Để mở rộng E-DPCCH làm tương tự như đối với E-
DPDCH khi mà DPCCH thực hiện đối với truyền dẫn DPDCH.
Đó là kênh điều khiển sẽ phân phối thông tin cần thiết để giải
mã truyền dẫn kênh dữ liệu tương ứng. Điểm khác nhau chính
giữa 2 loại là khi đưa vào thông tin về DPDCH thì DPCCH
cũng cung cấp thông tin chung liên quan. Ví dụ: sự ước lượng
kênh và điều khiển công suất trong khi E-DPDCH chỉ bao gồm
thông tin về E-DPDCH.

dẫn đường xuống. Giả thiết rằng phía sau các phương pháp
điều chế khác nhau là các nút B không có ô E-DCH cung cấp là
16
những cái không có kết nối tốt nhất tới UE và thường không
nhận đúng E-DPDCH TTI và phần lớn tín hiệu NACK nhiều
hơn ACK được phát đi. Trong cách này chỉ có duy nhất ACK
sử dụng dung lượng đường truyền xuống. Như đối với dãy kết
nối vô tuyến E-DCH cung cấp, giả thiết tín hiệu ACK nhiều
hơn tín hiệu NACK phát đi, khi cả ACK và NACK dẫn đến
truyền dẫn bit BPSK (+1 và -1,bộ thu cần phân chia từ +1 đến
-1 và có thể là trường hợp nếu nó cần để phân chia từ +1 đến 0
(khi không truyền). ACK/NACK sẽ được ánh xạ tới truyền dẫn
E-HICH từ rất nhiều loại ô khác nhau. Tất cả các ô trong nút B
tương tự cũng được giả thiết tới đường truyền E-DPDCH
đường lên bộ thu trong bộ kết hợp và kết quả là trừ trường hợp
nhiều ô trong nút B tham gia vào chuyển giao mềm thì bộ thu
TTI thành công hoặc thất bại chỉ một lần mà không tách rời tất
cả các ô.
E-RGCH là một kênh vật lý đường xuống mới sử dụng
đối với việc truyền những yêu cầu lập lịch theo từng bước đơn,
ảnh hưởng công suất truyền dẫn, UE được cho phép sử dụng
kênh dữ liệu vật lý dành riêng (E-DPDCH). Mặc dù vậy, cần
phải có sự điều chỉnh tốc độ dữ liệu tại đường lên, đường
xuống một cách có hiệu quả. Tương tự như E-HICH, thông tin
E-RGCH sử dụng phương pháp điều chế BPSK và sự truyền
dẫn cho phép phụ thuộc vào ô được phát tại E-RGCH.
Các ô thuộc vùng kết nối vô tuyến phục vụ cho E-DCH
của một UE bằng nội dung truyền tải tương tự E-RGCH, mặc
dù vậy, cho phép UE kết hợp mềm các kênh này. Các ô không
thuộc vùng kết nối vô tuyến phục vụ cho E-DCH có thể chỉ

đề cập bởi 3GPP nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn, tăng tốc độ
dữ liệu đỉnh đối với dung lượng gói đường lên đạt 5,76 Mb/s
(trong phiên bản Rel’6) đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao
của người sử dụng về các dịch vụ đa phương tiện mới như: tải
tệp, phân phối email, trình duyệt web tốc độ cao, truy nhập
server, truy tìm và phục hồi cơ sở dữ liệu, mobileTV, dịch vụ
streaming, Tốc độ này đạt được nhờ các kỹ thuật cải tiến
nâng cao như: điều chế bậc cao, điều khiển tốc độ, lập lịch phụ
thuộc kênh, HARQ, HSUPA được coi là một trong những công
nghệ tiên tiến của hệ thống thông tin di động 3,5G.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp một cái nhìn
tổng quan về hệ thống thông tin di động WCDMA, cấu trúc,
đặc điểm của HSUPA và các cải tiến nâng cao như: điều chế
bậc cao, điều khiển tốc độ, lập lịch phụ thuộc kênh, HARQ,…
để có thể giúp các nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn đúng đắn giải
pháp công nghệ nhằm đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của
người sử dụng như: truyền file, tải nhạc, mobileTV,…
b. Ý nghĩa thực tiễn.
Kết quả nghiên cứu của đề tài là bước tiến nhằm nâng
cao tốc độ và khả năng cũng như giảm độ trễ trên đường truyền
gói lên của mạng UMTS. HSUPA sử dụng các kỹ thuật thích
ứng đường truyền như: khoảng thời gian truyền dẫn ngắn, cơ
chế yêu cầu lặp tự động lai,… nhằm cải tiến đường truyền lên
và nâng cao tốc độ lên đến 5,76 Mb/s.
19