Chuyển giao điều khiển công suất trong mạng thông tin di động WCDMA

VIỆN DẠI HỌC MỠ HÀ NỘI KHOA CỐNG NGHẸ ĐIỆN TỬ - THƠNG TIN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đe thơ/i_ tin di động Ig WCDMA” Giảng viên hưởng dần : TS.Nguyễn Vũ Son Sinh viên thực : Vũ Đức Thang Lớp : K16-ĐTTT Khoá : 2013-2017 Hệ : Dại học quy MỤC LỤC 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.5.6 MỤC LỤC LỜI Nổi ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử phát triển Hệ thong thông tin di động thể hệ Hệ thống thông tin di động the hệ 1.1.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 1.1.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA Hệ thông thông tin di động the hệ 1.2 Lộ trình phát triển từ mạng GSM lên WCDMA GSM GPRS EDGE WCDMA 10 1.3 Ket luận chương 14 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG WCDM 15 2.1 Khái quát 15 2.2 Cấu trúc mạng thơng tindì độngWCDMA 15 2.3 Cẩu trúc mạng truy nhậpvô tuyến (UTRAN) 17 : 18 3.2 NODE B (Trạm gốc) 19 2.4 Giao diên vô tuyền 19 Giao diện UTRAN - CN, IƯ 19 Giao diẹn RNC - RNC, IUr .21 Giao diện RNC - Node B, IlJb 21 2.5 Khái quát giải pháp kì thuật mạng WCDMA 21 Sóng mang 22 Kênh logic 23 Kênh vật lý 23 Sự trải phổ 27 Gói dũ liệu 28 Chuyển giao 28 2.6 Kết luận chương 29 CHƯƠNG 3:CHUYÉN GIAO TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG WCDMA 31 3.1 Khái quát vê chuyên giao hệ thông thông tin di động 31 3.2 Các loại chuyến giao mạng thông tin di động WCDMA 31 3.3 Các trường hợp chuyên giao 33 3.4 3.5 3.6 3.7 Trình tự cùa chuyển giao , 33 Các mục đích chuyển giao 35 Chuyển giao cúng 37 Chuyển giao mềm tần sổ 37 3.7.1 Chuyển giao mềm 37 3.7.2 Lợi ích chuyển giao mềm 37 3.7.3 Nguyên lý chuyển giao mềm 38 3.7.4 Các thuật toán chuyển giao mềm 41 3.7.5 Các đặc điểm cùa chuyển giao mềm 43 3.7.6 Tồng phí chuyển giao mềm .44 3.7.7 Độ lợi dung lượng mạng chuyển giao mềm .46 3.8 Chuyển giao mềm Error! Bookmark not defined 3.9 Chuyển giao giừa sổ WCDMA 48 3.10 Chuyển giao hệ thông WCDMA GSM 49 3.11 Thiết lập vá kêt thúc chuyển giao mềm 51 3.1 1.1 Thỉết lập chuyên giao mềm 51 3.2 1.2 Kết thúc chuyển giao mềm 52 3.12 Kết luận chương 53 CHƯƠNG : ĐIỀU KHIÊN CÔNG SUẨT TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG WCDMA 55 4.1 Ý nghĩa điều khiến công suất .55 4.2 Phân loại điêu khiên công suât 56 4.3 Điều khiến công suất cho đường lên đường xuống 57 4.3.1 Diều khiển công suất cho đường lên 58 4.3.1.1 Khái quát .58 4.3.1.2 Điều khiển cơng suất vịng hờ 58 63 4.3.1.4 4.3.1.5 Di ù ù kliicú coỉìg su voiig ììgoai 68 Điều khiển cơng suất vịng 72 4.3.2 Điều khiển công suất đương xuổng 73 4.3.2.1 Khái quát .73 4.3.2.2 Điều khiển công suất đường xuống .74 4.4 Kểt luận chương 81 KẾT LUẬN 82 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐÀU Ngày nay, với phát triển vượt bậc công nghệ viền thông công nghệ thông tin, đặc biệt thông tin di động Internet dần tớí nhu cau tat yểu kết hợp hai ngành công nghệ mũi nhọn nhằm đáp ứng nhu cẩu dịch vụ ngày tăng đa dạng khách hàng Ở Việt Nam mạng thông tin di động WCDMA triển khai rộng rãi Với mong muốn tìm hiếu kỹ cơng nghệ WCDMA em chọn đề tài: “Chuyển giao - Điều khiển công suất mạng thông tin di động WCDMA” làm đồ án tổt nghiệp Mục tiêu cùa đề tài tìm hiểu kỳ cơng nghệ chuyển giao mềm điều khiển công suất mạng thông tin di động WCDMA Với mục tiêu nội dung để tài gồm chương: Chương 1: Giói thiệu hệ thống thơng tin di dộng, Chương 2: cấu trúc mạng thông tin di dộng WCDMA Chương 5.- Chuyển giao I Chươn„ 4: Điểu Á cơng su rong nìợng thong tin di động WCDMA, Trong trình tìm hiêu, em dã găng nhiêu kiên thức có hạn thời gian hạn chế nên đồ án không tránh khói nhừng sai sót Em mong nhân ý kiến đóng góp q báu cùa thầy, bạn bè để đồ án tốt nghiệp cùa em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình cứa thầy giáo TS.Nguyền Vũ Sơn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội, tháng 05/2017 Sính viên thực Vũ Đứ c Th ắn g CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Lịch sir phát triển 7.7.7 Hệ thong thông tin di động thể hệ ỉ Hệ thống di động hệ chì hổ trợ dịch vụ thoại tương tự sử dụng kỹ thuật điều chể tương tự để mang dừ liệu thoại người dùng, sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tân sô (FDMA) 4- Đặc điểm: - Moi MS cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyên - Nhiễu giao thoa lần số kênh lân cận đáng kể - BTS phải có thu phát riêng làm việc với MS Hệ thơng FDMA điên hình hệ thơng điện thoại di dộng tiên tiên (Advanced Mobile phone System - AMPS) J-JS ơiAnrr dí dAnrr tHõ I1£ cir ’IrniT r.111 rrvrir* TA u Ĩ rì f-mw CỄÌp dơn giàn Tuy nhiên l ùng cá dung lượng tơc độ.Vì khut diêm nguời ta đưa hệ thông di dộng thể hệ ưu điếm the hệ dung lượng dịch vụ cung cấp, 7.7.2 Hệ thống thông tin di dộng hệ Với phát triên nhanh chóng cùa thuê bao, hệ thong thông tin di động thể hệ đưa đề đáp ứng kịp thời số lượng lớn thuê bao di động dựa công nghệ số Tất hệ thổng thông tin di động thể hệ sử dụng điều chế số Và chúng sử dụng phương pháp đa truy cập: - Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) - Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) ỉ.1.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời giun TDMA Phố quy định cho liên lạc di động chia thành dải tần liên lạc, dải tẩn liên lạc dùng chung cho N kênh liên lạc, mồi kênh liên lạc khe thời gian chu kỳ khung Các thuê bao khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, thuê bao cấp phát cho khe thời gian cẩu trúc khung - - - 4- Đặc êm : Tín hiệu thuê bao truyền dẫn số Liên lạc song công mồi hướng thuộc dải tần liên lạc khác nhau, băng tần sử dụng để truyền tín hỉệu từ trạm gốc đen máy di động băng tần sử dụng đê truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc Việc phân chia tần cho phép máy thu máy phát hoạt động lúc mà không sợ can nhiễu Giảm số máy thu phát BTS Giảm nhiễu giao thoa Hệ thong TDMA điền hình hệ thơng thơng tin di động tồn cẩu (Global System for Mobile - GSM) Máy điện thoại di động kỳ thuật số TDMA phức tạp hon kỳ thuật FDMA Hệ thổng xử lý sổ tín hiệu MS tương tự có khả xừ lý khơng q 106 lệnh giây, cịn MS số TDMA phải có khà nâng xử lý 50x106 lệnh trôn giây LL2.2 Đa truy cập phân chia theo mã (DMA Inong tin 01 oọng CDMA sư oụng Ky tnuạt trai pno cno nen nhiều người sử dụng chiếm kênh vô tuyến đồng thời tiền hành gọi, mà không sợ gây nhiễu lần Những người sử dụng nóí phân biệt với nhờ dùng mã đặc trưng không trùng với Kênh vô luyến CDMA dùng lại mồi (cell) tồn mạng, kênh phân biệt nhờ mã trải phô giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN) 4- Đặc dị êm: Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz Sử dụng kỹ thuật trái phổ phức tạp Kỳ thuật trải phô cho phép tín hiệu vơ tun sử dụng có cường - độ trường hiệu FDMA, TDMA Việc thuê bao MS ô dùng chung tẩn sổ khiến cho thíet bị truyền dẫn vơ tuyển đơn gián, việc thay đoi kể hoạch tẩn sổ khơng cịn vấn để, chuyển giao trờ thành mem, điêu khiên dung lượng ô linh hoạt - lượng kết nối đường xuống khác nhanh bàng cách không tuân theo lệnh điều khiển công suất từ UE Phương pháp sử dụng trường họp tài đường xuống để giảm công suất đường xuống kết có mức ưu tiên thấp, nhu dịch vụ kiêu Việc giảm công suất đường xuống diễn tần số cùa đường lên công suất nhanh 1.5KHz 4.3.2.2 Điều khiên cơng suất dường xuống Hệ thống WCDMA điều khiển công suất đường xuổng dựa báo cáo tỳ lệ lỗi từ trạm di động Đê thực điểu khiển công suất đường xuống, trạm gốc định kỳ giàm công suất phát đen trạm di động Việc giảm công suất tiếp diễn đến trạm di động yêu cầu tăng công suất nhận thấy tăng tỳ số lồi khung (FER: Frame Error Rate) Lúc đó, trạm gốc tăng cơng suất lên bước quy định trước (0,5dB chang hạn) Tăng/giảm công suất thực lẩn khung thoại (15 - 20ms) Như điều khiển công suất đường xuống chậm điều khiển cơng suất đường lên Vì F vịng kín) Nên q trình trực úẽp pnan anh cnar lượng cnoại ruy nmen qua ưình chậm nhiều Vì mã trực giao Walsh sừ dụng cho đường xuồng, nên nhiều giao thoa vân đê khân câp Vì thê đo chậm khơng làm tăng đáng kê giảm chat lượng hệ thống Hình 4.1 ỉ cho thấy lưu đồ trình FLPC - lơng sổ có Hình ỉ ỉ: Luu đồ điều khiển công suất đường xuống c D, t hệ thống thực thể đu( tế Đối với RSi- tin báo cáo đo công suất (PMRM) chứa khung thu bị lỗi tông số khung thu khoảng thời gian báo cáo (sau đem khung khởi đau cho khoảng thòi gian đo tiếp theo) FER bang sổ khung lồi chia cho tổng sổ sổ khung thu khoảng thời gian bấo cáo Các bước cho điều khiển công suất đường xuống đổi với RSỊ thục sau: Hành động Cỉia MS - MS theo dõi số khung lỗi khoảng thời gian bàng pwr_rep_frame - Nếu sổ khung lồi > sổ quy định, MS phát PMRm chứa: • Tồng sổ khung pwr_rep_frame • Sổ khung lồi pwr_rep_frame - Neu khung bị lồi < số quy định, PMRM không phát - Sau phát PMRM, MS đợi khoang pwr_rep_delay trước khởi đầu chu kỳ - ■ Hành động cứa BS - Khi thu PMRM BS so sánh FER báo cáo điều chinh cơng suất • • • FER < fer_small: giảm công suất lượng D fer_small