Chuyên đề thực tập thông tin di động số và một hệ thống ứng dụng của hãng qualcom đó là cdma is – 95

§å ¸n tèt nghiƯp MỤC LỤC Lời nói đầu .2 Phần I – Hệ thống thông tin di động sở lý thuyết công nghệ CDMA Chương I – Hệ thống thông tin di động 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Cấu trúc hệ thống thông tin di động 1.2.1 Mô hình hệ thống thơng tin di động 1.2.2 Các đặc tính hệ thống thông tin di động .8 1.2.3 Các phương pháp truy cập mạng thông tin di động .9 1.3 Đặc điểm truyền dẫn thông tin di động 1.3.1 Mở đầu 1.3.2 Suy hao đường truyền 10 1.3.3 Pha đinh 11 1.3.4 Các biện pháp chống pha đinh .12 Chương II - Cơ sở lý thuyết công nghệ CDMA 14 2.1 Mở đầu .14 2.2 Kỹ thuật trải phổ .14 2.2.1 Hệ thống trải phổ trực tiếp(DS/SS) .16 2.2.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần (FH/SS) 26 2.2.3 Hệ thống trải phổ nhảy thời gian (TH/SS) 33 2.2.4 So sánh hệ thống SS .36 2.2.5 Các hệ thống lai Hybrid 37 Phần II - Công nghệ CDMA IS – 95 nhận xét chung xu hướng phát triển 43 Chương I – Công nghệ CDMA IS – 95 43 3.1 Mở đầu .43 SV : Đào Việt Hùng Đồ án tốt nghiệp 3.2 Giao diện vô tuyến truyền dẫn 43 3.2.1 Các kênh vật lý 43 3.2.2.Các kênh logic 46 3.3 Cấu trúc kênh CDMA IS – 95 51 3.3.1 Cấu trúc kênh CDMA đường xuống 51 3.3.2 Cấu trúc kênh CDMA đường lên 57 3.4 Xử lý gọi CDMA – IS – 95 62 3.4.1 Trạng thái khởi đầu hệ thống 62 3.4.2 Trạng thái rỗi .64 3.4.3 Trạng thái truy nhập hệ thống .65 3.5 Chuyển giao tính tốn dung lượng hệ thống 67 3.5.1 Chuyển giao CDMA IS – 95 67 3.5.2 Tính tốn dung lượng hệ thống 68 Chương II – Nhận xét chung xu hướng phát triển 70 4.1 Thông tin di động 70 4.2 CDMA 72 Kết luận 76 Tài liệu tham khảo .77 SV : Đào Việt Hùng Đồ án tốt nghiệp LI NểI U Hiện giới , lĩnh vực công nghệ điện tử , công nghệ thông tin viễn thông quốc tế phát triển mạnh mẽ Công nghệ viễn thơng có bước đột phá cơng nghệ đạt thành tựu nhảy vọt Với đà phát triển trở thành kinh tế mũi nhọn , làm điểm tựa cho kinh tế quốc gia , góp phần đưa lĩnh vực vào kỷ nguyên công nghệ tương lai Ở Việt Nam , diễn cách mạng mạnh mẽ lĩnh vực Tuy nhiên kinh tế nước ta cịn eo hẹp nên cịn có hạn chế Do ta cần phải có chiến lược phát triển hợp lý , phù hợp khả ngân sách tài , biết tận dụng không ngừng cải tiến thiết bị sở có để khơng lãng phí mà theo kịp cơng nghệ đại Chính với báo cáo em xin trình bày nghiên cứu thơng tin di động số hệ thống ứng dụng hãng Qualcom CDMA IS – 95 Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Khang - Bộ mơn mạch xử lý tín hiệu – Khoa Điện tử Viễn Thông - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn em suốt thời gian hồn thành báo cáo Do thời gian tìm hiểu khơng nhiều phạm vi trình bày có hạn nên khơng thể tránh thiếu xót Vậy em mong thầy giáo bạn bè đóng góp ý kiến xây dựng Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội , tháng năm 2007 Sinh Viờn SV : Đào Việt Hùng Đồ án tèt nghiÖp Đào Việt Hùng PHẦN I – Hệ thống thông tin di động sở công nghệ CDMA Chương I – Hệ thống thông tin di động 1.1.Giới thiệu chung Điện thoại di dộng đời từ năm 1920 , khái niệm tổ ong ,kỹ thuật trải phổ , điều chế số công nghệ vô tuyến đại khác biết đến 50 năm trước , dịch vụ điện thoại di động đến đầu năm 60 xuất dạng sử dụng sửa đổi thích ứng hệ thống điều vận Các hệ thống điện thoại di động tiện lợi dung lượng thấp so với hệ thống Các hệ thống tổ ong điều tần song công sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA xuất vào năm 1980 Cuối năm 1980 người ta nhận thấy hệ thống tổ ong tương tự đáp ứng nhu cầu ngày tăng vào kỷ sau không loại bỏ hạn chế cố hữu hệ thống : phân bổ tần số hạn chế , dung lượng thấp tiếng ồn khó chịu nhiễu xảy máy di động chuyển dịch môi trường pha đinh đa tia , không đáp ứng dịch vụ hấp dẫn khách hàng , không cho phép giảm đáng kể giá thành thiết bị di động sở hạ tầng , khơng đảm bảo tính bảo mật gọi , khơng tương thích hệ thống khác , đặc biệt châu Âu , làm cho thuê bao sử dụng máy di động nước khác Giải pháp sử dụng công nghệ thông tin số cho thông tin di động để loại bỏ hạn chế sử dụng Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA giới đời châu Âu có tên gọi GSM ( Group Special Mobile hay Global System for Mobile Communication – nhóm đặc trách di động hay hệ thống thơng tin di động toàn cầu ) GSM phát triển từ năm 1982 với băng tần 900MHz , lúc SV : Đào Việt Hùng Đồ án tốt nghiệp u người ta bàn luận việc nên xây dựng hệ thống số hay tương tự , đến năm 1985 hệ thống số băng hẹp định Để giải vấn đề dung lượng Qualcom thành lập vào năm 1985 phát triển công nghệ CDMA cho thông tin di động đưa phiên gọi IS – 95A Ở Nhật Bản vào năm 1993 , NTT đưa tiêu chuẩn thông tin di động số nước JPD ( Japanese Personal Digital Cellular system Hệ thống số tổ ong Nhật Bản ) Để tăng thêm dung lượng cho hệ thống thông tin di động , tần số hệ thống chuyển từ vùng 800 – 900 MHz vào vùng 1,8 – 1,9 GHz Một số nước sử dụng hai tần số ( Dual band) Song song với phát triển hệ thống thông tin di động tổ ong nói , hệ thống thông tin di động hạn chế cho mạng nội hạt dùng máy cầm tay không dây số ( Digital Cordless phone ) nghiên cứu phát triển Hai hệ thống điển hình cho loại thơng tin DECT ( Digital Enhanced Cordless Telecommunications Viễn thông không dây số tăng cường ) châu Âu PHS ( Personal Handyphone System - Hệ thống máy điện thoại cầm tay cá nhân ) Nhật Bản đưa thương mại Ngoài hệ thống thông tin di động mặt đất , hệ thống thông tin di động vệ tinh : Global Star Iridium đưa vào thương mại vào năm 1998 Như , kết hợp hệ thống thơng tin di động nói tạo nên hệ thống thông tin di động cá nhân ( PCS – Personal Communication System ) cho phép cá nhân thống tin thời điểm nơi mà họ cần thông tin Hiện , để đáp ứng nhu cầu ngày tăng khách hàng viễn thông dịch vụ viễn thông hệ thống thông tin di động tiến tới hệ thứ ba ( hệ : thông tin di động tương tự , hệ th hai : thụng SV : Đào Việt Hùng §å ¸n tèt nghiƯp tin di động số ) Ở hệ thứ ba hệ thống thơng tin di động có xu hồ nhập thành tiêu chuẩn có khả phục vụ tốc độ bit lên đến 2Mbps Để phân biệt với hệ thống thông tin di động băng hẹp hệ thống thông tin di động thứ ba gọi hệ thống thông tin di động băng hẹp 1.2 Cấu trúc hệ thống thơng tin di động 1.2.1 Mơ hình hệ thống thông tin di động Một hệ thống thông tin di động bao gồm nhiều phần tử vật lý , chúng phận riêng rẽ hay đặt phần tử logic khác Tuy nhiên phần tử phải tương tác với để kết hợp hoạt động : Hình Mơ hình hệ thống thông tin di động MS ( Mobile Station) : Trạm di động BTS (Base transceiver Station ) : Trạm thu phát gốc BSC (Base Station Controller ) : Bộ điều khiển trạm gốc MSC (Mobile Services Switching Center ) : Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động HLR (Home Location Register) : Bộ ghi định vị thường trú VLR ( Visitor Location Register ) : Bộ ghi nh v tm trỳ SV : Đào Việt Hùng §å ¸n tèt nghiƯp OS ( Operation System ) : Hệ thống khai thác bảo dưỡng TA ( Terminal Adapter ) : Bộ thích ứng đầu cuối TE ( Terminal Equipment ) : Thiết bị đầu cuối AUC ( Authentication Center ) : Quản lý thuê bao trung tâm nhận thực EIR ( Equipment Identity Register ) : Quản lý thiết bị di động DMH ( Data message Handler ) : Bộ xử lý tin số liệu PSTN ( Public Switched Telephone Network ) : Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng ISDN ( Intergrated Services Digital Network ) : Mạng số liên kết đa dịch vụ PLMN ( Public Land Mobile Network ) : Mạng di động công cộng mặt đất PSPDN ( Packet Switched Public Data Network ) : Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói BS đến MSC ( Giao diện A) Giao diện trạm gốc MSC đảm bảo báo hiệu lưu lượng (cả số liệu lẫn tiếng ) BTS đến BSC ( Giao diện A- bis) Giao diện định nghĩa trạm gốc chia thành BTS BSC MSC đến PSTN ( Giao diện Ai) Giao diện định nghĩa giao diện tương tự sử dụng báo hiệu đa tần hai tông (DTMF) hay báo hiệu đa tần (MF) MSC với VLR ( Giao diện B) Giao diện định nghĩa tiêu chuẩn giao thức GSM TIA IS – 41 MSC với HLR ( Giao diện C ) Giao diện định nghĩa tiêu chuẩn giao thức GSM hoc IS 41 SV : Đào Việt Hùng Đồ án tốt nghiệp HLR vi VLR ( Giao diện D) Đây giao diện báo hiệu HLR VLR xây dựng sở báo hiệu số Hiện định nghĩa tiêu chuẩn giao thức GSM TIA IS – 41 MSC với ISDN ( Giao diện Di) Đây giao diện số với ISDN MSC với MSC (Giao diện E ) Đây giao diện lưu lượng báo hiệu tổng đài mạng di động MSC EIR ( Giao diện F ) Giao diện chưa định nghĩa ( Do EIR chưa định nghĩa ) VLR với VLR ( Giao diện G) Giao diện sử dụng cần thông tin VLR HLR với AUC ( Giao diện H ) Giao thức cho giao diện định nghĩa cho GSM DMH với MSC ( Giao diện I ) Đây giao diện xử lý tin liệu với MSC MSC với IWF ( Giao diện F ) Giao diện định nghĩa chức tương tác MSC với PLMN ( Giao diện Mi) Đây giao diện với mạng thông tin di động khác MSC với OS ( Giao diện O ) Đây giao diện với hệ thống khai thác ( định nghĩa ) MSC với PSPDN ( Giao diện Pi) Đây giao diện MSC với mạng chuyển mạch gói TA với TE ( Giao diện R) Đây giao diện đặc thù cho loại đầu cuối kết nối với MS ISDN với TE ( Giao diện S ) Đây giao diện định nghĩa hệ thống ISDN BS với MS (Giao din Um) SV : Đào Việt Hùng Đồ ¸n tèt nghiƯp Đây giao diện vơ tuyến PSTN với DCE ( Giao diện W) Giao diện định nghĩa hệ thống PSTN MSC với AUX (Giao diện X ) Giao diện phụ thuộc vào thiết bị bổ xung kết nối với MSC Tổng quát hệ thống thông tin di động thường chia thành hệ thống sau Hệ thống chuyển mạch SS bao gồm khối chức : MSC ,VLR , HLR , AUC , EIR , GMSC Hệ thống trạm gốc BSS bao gồm khối chức : BSC BTS Hệ thống khai thác OS thực chức : khai thác , bảo dưỡng quản lý cho toàn hệ thống Trạm di động MS thực hai chức sau : - Thiết bị vật lý để giao tiếp thuê bao di động với mạng qua đường vô tuyến - Đăng ký thuê bao 1.2.2 Các đặc tính hệ thống thơng tin di động Ngoài nhiệm vụ phải cung cấp dịch vụ mạng điện thoại cố định thông thường , mạng thông tin di động phải cung cấp dịch vụ đặc thù cho mạng di động để đảm bảo thông tin lúc nơi Để đảm bảo chức nói mạng thơng tin di động phải đảm bảo số đặc tính chung sau :  Sử dụng hiệu băng tần cấp phát để đạt dung lượng cao hạn chế dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động  Đảm bảo chất lượng truyền dẫn theo yêu cầu Do truyền dẫn thực vô tuyến môi trường truyền dẫn hở , nên tín hiệu dễ bị ảnh hưởng nhiễu pha đinh Các hệ thống thơng tin di động phải có khả hạn chế ti a cỏc nh hng ny SV : Đào Việt Hùng Đồ án tốt nghiệp m bo an tồn thơng tin tốt Mơi trường truyền dẫn vô tuyến môi trường dễ bị nghe trộm sử dụng trộm đường truyền nên cần phải có biện pháp đặc biệt để dảm bảo an tồn thông tin Ở hệ thống thông tin di động người sử dụng có khóa nhận dạng bí mật riêng lưu giữ nhớ an toàn  Giảm tối đa rớt gọi thuê bao di động chuyển từ vùng phủ sang vùng phủ khác  Cho phép phát triển dịch vụ , dịch vụ phi thoại  Để mang tính tồn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế ( International Roaming )  Các thiết bị cầm tay phải gọn nhẹ tiêu thụ lượng 1.2.3 Các phương pháp truy cập mạng thông tin di động Hiện mạng thông tin di động số người ta chia thành phương pháp truy cập kênh vật lý :  FDMA : Đa truy nhập theo tần số Phục vụ gọi theo kênh tần số khác  TDMA : Đa truy nhập phân chia theo thời gian Phục vụ gọi theo khe thời gian khác  CDMA : Đa truy nhập phân chia theo mã Phục vụ gọi theo chuỗi mã khác  PDMA : Đa truy nhập phân chia theo cực tính Phục vụ gọi theo phân cực khác sóng vơ tuyến  SDMA : Đa truy nhập phân chia theo không gian Phục vụ gọi theo anten định hướng búp sóng hẹp 1.3 Đặc điểm truyền dẫn thơng tin di động 1.3.1 Mở đầu Thông tin di động sử dụng phương thức vơ tuyến truyền dẫn bị ảnh hưởng hai yếu tố : môi trường truyền dẫn hở băng tần hạn chế SV : Đào Việt Hùng Đồ án tốt nghiệp Hình 30 Trạng thái khởi đầu hệ thống Bao gồm trạng thái sau :  Trạng thái xác định hệ thống : trạng thái MS chọn hệ thống cần sử dụng ( tương tự hay CDMA ) MS máy hai chế độ Các lựa chọn MS gồm ưu tiên nhà cung cấp dịch vụ Sau chọn hệ thống CDMA , MS thiết lập thong số kênh CDMA (CDMA_CH ) đến Ni , Ni số kênh CDMA sơ thứ cấp  Trạng thái bắt kênh hoa tiêu : MS bắt kênh hoa tiêu hệ thống CDMA , MS điều chỉnh đến CDMA_CH , thiết lập kênh mã cho kênh hoa tiêu tìm kiếm kênh hoa tiêu Nếu MS bt kờnh hoa tiờu SV : Đào Việt Hùng 63 Đồ án tốt nghiệp T20m giõy , MS vào trạng thái bắt kênh đồng Nếu MS không bắt kênh hoa tiêu khoảng thời gian T 20m giây , MS vào trạng thái xác định hệ thống với thị cố bắt  Trang thái bắt kênh đồng : MS bắt kênh đồng nhận cấu hình hệ thống thông tin định thời cho hệ thống CDMA Khi vào trạng thái bắt kênh đồng , MS đặt kênh mã cho kênh đồng Nếu MS không thu tin kênh đồng T21m giây , MS vào trạng thái xác định hệ thống với thị phối hợp giao thức Nếu MS nhận tin kênh đồng thời gian T21m , MS vào trạng thái xác định hệ thống với thị phối hợp giao thức Nếu MS nhận tin kênh đồng thời gian T21m lưu giữ cấu hình hệ thống thong tin định thời  Trạng thái thay đổi định thời : MS đồng định thời mã dài định thời hệ thống đến định thời hệ thống CDMA sau thu xử lý tin đồng 2.Trạng thái rỗi Ở trạng thái rỗi , MS theo dõi kênh tìm gọi Ở trạng thái MS :  Nhận tin lênh từ BS  Nhận gọi vào  Khởi đầu trình đăng ký  Khởi đầu gọi  Khi u truyn dn bn tin SV : Đào Việt Hùng 64 Đồ án tốt nghiệp Hỡnh 31 Cỏc hoạt động trạng thái rỗi CDMA Hình 31 tổng kết hoạt động trạng thái rỗi Khi vào trạng thái rỗi , MS đặt mã Walsh đến kênh PCH sơ cấp (W1) đặt tốc độ kênh PCH vào tốc độ nhận từ tin đồng 3.4.3 Trạng thái truy nhập hệ thống Trạng thái truy nhập hệ thống Hình 32 gồm trạng thái sau : SV : Đào Việt Hùng 65 Đồ án tốt nghiệp Hỡnh 32 Trạng thái truy nhập hệ thống MS CDMA  Trạng thái cập nhật thông tin bổ xung Ở trạng thái , MS giám sát kênh tìm gọi đến thu tập tin cấu hình thời  Trạng thái thử bắt đầu gọi MS : MS phát tin khởi xướng đến BS  Trạng thái trả lời tìm gọi : MS phát tin trả li tỡm gi n BS SV : Đào Việt Hùng 66 Đồ án tốt nghiệp Trng thỏi đăng ký : MS phát tin đăng ký đến BS  Trạng thái phát tin MS : MS phát tin cụm số liệu đến BS  Trạng thái loại PACA ( Priority Access Channel Assignment -Ấn định kênh truy nhập ưu tiên ): MS phát tin loại bỏ ấn định kênh truy nhập ưu tiên Nếu BS trả lời yêu cầu nhận thực , MS trả lời trạng thái 3.5 Chuyển giao tính tốn dung lượng hệ thống CDMA IS – 95 3.5.1 Chuyển giao CDMA IS – 95 Đối với CDMA IS – 95 tồn hai dạng chuyển giao mềm (Soft handoff) hai dạng chuyển giao cứng (Hard Handoff):  Chuyển giao chuyển giao mềm (Soft Handoff)  Chuyển giao đoạn ô (Intersector) hay chuyển giao mềm (Softer Handoff)  Chuyển giao cứng (Hard Handoff) hệ thống CDMA đến hệ thống CDMA khác  Chuyển giao cứng (Hard Handoff) hệ thống CDMA đến hệ thống tương tự a Chuyển giao mềm mềm Chuyển giao mềm mềm dựa nguyên tắc kết nối “ nối trước cắt “ (Make before break) Chuyển giao mềm hay chuyển giao ô chuyển giao thực ô khác Chuyển giao mềm hay chuyển giao đoạn ô chuyển giao đoạn ô ô Chuyển giao mềm chuyển giao trạm di động bắt đầu thông tin với trạm gốc chưa cắt thong tin với trạm gốc cũ Chuyển giao mềm thực trạm gốc cũ lẫn trạm gốc lm vic cựng tn s SV : Đào Việt Hùng 67 Đồ án tốt nghiệp Chuyn giao mm chuyển giao mềm thực đoạn ô ô b Chuyển giao cứng Chuyển giao cứng dựa nguyên tắc “cắt trước nối “ (Break Before Make ) Ở chuyển giao kết nối với kênh cũ bị cắt trước kết nối với kênh thực Các sơ đồ chuyển giao cứng CDMA IS – 95 bao gồm :  Chuyển giao CDMA đến CDMA : trạm di động chuyển dịch đoạn ô làm việc tần số CDMA khác  Chuyển giao cứng CDMA dến tương tự : trạm di động chuyển kênh kưu lượng CDMA đến kênh tiếng tương tự 3.5.2 Tính tốn dung lượng CDMA IS – 95 Lưu lượng đo Erlang (Erl) Cơng thức tính Erlang sau : A=n×t/T Trong : A lưu lượng đo Erlang , n số cuụoc gọi , t thời gian giữ trung bình gọi , T thời gian đo ( thường T = 3600s ) Thời gian giữ coi thời gian hội thoại , Châu âu thời gian trung bình từ 50 đến 90 s Từ công thức ta thấy kênh bị chiếm liên tục kênh mang dung lượng cực đại gọi , 1Erl Tồn ba khái niệm lưu lượng : lưu lượng phục vụ , lưu lượng truyền lưu lượng bị chặn Lưu lượng phục vụ tổng lưu lượng phục vụ cho tất người sử dụng Lưu lượng truyền lưu lượng kênh truyền , lưu lượng bị chặn lưu lượng trình thiết lập gọi mà không truyền Vậy : Lưu lượng phục vụ = Lưu lượng truyền + Lưu lượng bị chặn Cấp bậc phục vụ GoS coi xác suất chặn gọi Nếu coi A lưu lượng phục vụ , : Lu lng b chn = A.GoS SV : Đào Việt Hùng 68 Đồ án tốt nghiệp V Lu lng truyền = A.( 1- GoS ) Các hệ thống CDMA thường coi là dung lượng cao hệ thống FDMA TDMA hệ thống sử dụng hệ số tái sử dụng , nghĩa trạm gốc cạnh sử dụng băng tần Tuy nhiên nhiễu giao thoa đồng kênh trở ngại mạng CDMA , nhiễu thường gọi nhiễu giao thoa đa truy nhập (MAI :Multiple Access Interference ) hay nhiễu giao thoa đa người sử dụng (MUI : Multiple User Interference ) Tái sử dụng tần số với thừa số tái sử dụng phù hợp biện pháp hiệu để giải vấn đề nhiễu đồng kênh hệ thống FDMA TDMA Tuy nhiên tái sử dụng tần số khơng phải giải pháp thích hợp hệ thống CDMA Ở hệ thống điều khiển cơng suất xác phân tập đường truyền sử dụng để chống lại ảnh hưởng nhiễu đồng kênh Hãng Qualcom tính tốn dung lượng hệ thống CDMA IS – 95 theo phương trình sau : M Bt 1 Rb Eb / N0 C fr.G f Trong : M số kênh cực đại sử dụng , C f thừa số tích cực tiếng , fr thừa số tái sử dụng tần số , R b tốc độ bit G độ lợi phân đoạn ô nhờ giảm mức nhiễu Một phương pháp ước tính dung lượng xác định xác suất kênh CDMA khơng có đủ độ rộng băng để phục vụ MS đoạn khung cho trước thoả mãn giới hạn nhiễu giao thoa Sự kiện gọi ngưỡng (Outage) Trong trình ngưỡng , tỷ lệ lỗi khung vượt giới hạn mong muốn Tuy khơng phải tình trạng thảm họa , dẫn đến giảm cấp phục vụ SV : Đào Việt Hùng 69 Đồ án tốt nghiÖp Chương IV : Nhận xét chung xu hướng phát triển 4.1 Thông tin di động số Các hệ thống thống tin di động số hệ hai cộng Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng dịch vụ thông tin từ năm đầu năm 1990 người ta tiến hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động hệ ba ITU – R tiến hành cơng tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thơng tin di động tồn cầu IMT – 2000 Ở Châu Âu , ETSI tiến hành tiêu chuẩn hoá phiên hệ thống với tên gọi UMTS (Universal Mobile Telecommunication System - Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu ) Hệ thống làm việc giải tần 2GHz Nó cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm từ dịch vụ thoại số liệu thấp dịch vụ số liệu cao , video truyền Tốc độ cực đại người sử dụng đến Mbps Tốc độ cực đại có pico nhà , dịch vụ với tốc độ 14,4 kbps đảm bảo cho di động thông thường ô macro Người ta tiến hành nghiên cứu hệ thống vô tuyến hệ bốn có tốc độ cho người sử dụng lớn Mbps Ở hệ thống di động băng rộng MBS ( Mobile Broadband System ) dự kiến nâng tốc độ người sử dụng đến STM – Đối với MBS sóng mang sử dụng bước sóng mm độ rộng băng tần 64 GHz Dưới liệt kê số tính đạt đựơc hệ hai cộng :  Các dịch vụ cải thiện dịch vụ liên quan đến truyền số liệu nén số liệu người sử dụng , số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao ( HSCSD : High Speed Circuit Switched Data ) , dịch vụ vơ tuyến gói chung ( GPRS : General Packet Radio Service ) số liệu 14,4 kbps  Các tính liên quan đến dịch vụ tiếng : Codec tiếng toàn tốc tăng cường (EFC : Enhanced Full Rate Codec ) , Codec đa tốc độ thích ứng khai thác tự u cui cỏc Codec ting SV : Đào Việt Hùng 70 Đồ án tốt nghiệp Cỏc dch v bổ xung : chuyển ớng gọi , tên chủ gọi , chuyển giao gọi dịch vụ cấm gọi  Cải thiện dịch vụ tin ngắn ( SMS : Short Message Service ) : móc nối SMS , mở rộng bảng chữ , mở rộng tương tác SMS  Các cơng việc liên quan đến tính cước : dịch vụ trả tiền thoại cước , tính cước nóng hỗ trợ cho ưu tiên vùng gia đình  Tăng cường cơng nghệ SIM  Dịch vụ mạng thôngminh CAMEL  Các cải thiện chung : chuyển mạng GSM – AMPS , dịch vụ định vị , tương tác với hệ thống thống tin di động vệ tinh hỗ trợ định tuyến tối ưu Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba phải hệ thông tin di động cho dịch vụ di động truyền thống cá nhân đa phương tiện Hộp thư thoại thay bưu thiếp điện tử lồng ghép với hình ảnh thoại thơng thường trước bổ xung hình ảnh để trở thành thoại có hình … Dưới số yêu cầu chung hệ thống thông tin di động hệ ba :  Mạng phải băng rộng có khả truyền thống đa phương tiện Nghĩa mạng phải đảm bảo tốc độ bit người sử dụng đến Mbps  Mạng phải có khả cung cấp độ rộng băng tần (dung lượng) theo yêu cầu Điều xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit dịch vụ khác Ngoài cần đảm bảo đường truyền vô tuyến không đối xứng với : tốc độ bit cao đường xuống tốc độ bit thấp đường lên SV : Đào Việt Hùng 71 Đồ án tốt nghiệp Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu nghĩa đảm bảo kết nối chuyển mạch cho tiếng , dịch vụ video khả số liệu gói cho dịch vụ số liệu  Chất lượng dịch vụ phải không thua chất lượng dịch vụ mạng cố định , tiếng  Mạng phải có khả sử dụng toàn cầu , nghĩa bao gồm phần tử thống tin vệ tinh WARC – 92 ( The World Administrative Ratio Conference held in 1992 ) dành băng tần 1885 – 2025 MHz 2110 – 2200 MHz Cho IMT – 2000 Hiện Châu Âu người sử dụng GSM với Nhật Bản phát triển W-CDMA (Wide Band Code Division Multiple Access – Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng ) sở UMTS , cịn Mỹ tập trung phát triển cơng nghệ thứ hai (IS - 95) mở rộng tiêu chuẩn đến IS – 2000 Các tiêu chuẩn di động băng rộng xây dựng sở CDMA CDMA kết hợp TDMA 4.2 CDMA Để tìm kiếm hệ thống thông tin di động người ta nghiên cứu công nghệ đa truy nhập theo mã CDMA Hãng Qualcom phát triển công nghệ CDMA cho thông tin di động đưa hai phiên đầu dó IS – 95A (cịn gọi cdma one) đại diện cho hệ thông tin di động 2G dần chiếm lĩnh thị trường viễn thông quốc tế Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng dịch vụ thông tin di động từ năm đầu năm 1990 người ta tiến hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thứ ba theo tiêu chuẩn IMT 2000 Phiên đời sau IS – 95B đến IS – 2000 1x nhà nghiên cứu cho bước phát triển hệ 2,5G (hay hai cộng ) cung cấp số số yêu cầu IMT – 2000 Theo đà phát triển CDMA mạng băng rộng hệ 3G đời SV : Đào Việt Hùng 72 Đồ án tốt nghiệp với phiên IS - 2000 3x , W- CDMA…có khả truyền thông đa phương tiện với tốc độ bit lên đến 2Mbps dần đáp ứng tiêu chuẩn IMT – 2000 Các tiêu chuẩn di động băng rộng xây dựng sở CDMA CDMA kết hợp TDMA Trong tương lai CDMA đem đến nhiều hy vọng bước tiến công nghệ băng rộng đáp ứng nhu cầu ngày tăng người sử dụng yêu cầu khắt khe thị trường công nghệ Ở Việt Nam , CDMA biết đến công nghệ viễn thông tiên tiến , chưa thực phát triển dịch vụ hạ tầng thấp , hạn chế nhu cầu người dùng Trước có SFone , sau EVN Telecom , HaNoi Telecom trở thành nhà cung cấp dịch vụ viễn thông thứ ba sử dụng CDMA làm tảng công nghệ để phát triển Nếu S-Fone sử dụng công nghệ CDMA IS – 95 (công nghệ ứng dụng từ năm 1995) dần nâng cấp , thử nghiệm chuẩn tiên tiến , với EVN Telecom , Hà Nội Telecom mạnh tay sủ dụng chuẩn CDMA 2000 1X từ đầu CDMA 2000 1X công nghệ , lựa chọn công nghệ tối ưu cho hệ thống viễn thông hệ thứ (3G) Đối với công nghệ viễn thông xu tiến lên 3G xu tất yếu , Việt Nam với việc song song tồn hai tảng công nghệ GSM CDMA , trình diễn tương đối rắc rối giống chạy đua công nghệ Đối với GSM , nhà cung cấp dịch vụ theo tảng công nghệ , phải triển khai từ GSM (2G) sau ứng dụng GPRS (2,5G) tiến lên EDGE (đây bước chuyển tiếp , coi phiên 3G sau phiên chuẩn W – CDMA Bước cuối đòi hỏi nhà cung cấp phải có giải tần thay đổi số thiết bị quan trọng Nhưng từ tảng CDMA , trình diễn đơn giản giảm thiểu nhiều vấn đề phức tạp nâng cấp hệ thống : Từ CDMA IS – 95 ( nh S- SV : Đào Việt Hùng 73 §å ¸n tèt nghiƯp Fone triển khai ) sau lên CDMA 2000 1X (như Hà Nội Telecom khởi đầu ) lên thẳng CDMA EV-DO (một chuẩn 3G đại nhiều quốc gia Hàn Quốc , Mỹ , Nhật , Braxin…áp dụng ) Nhiều chuyên gia viễn thông nhận định , năm 2007 năm diễn cách mạng CDMA Việt Nam Nếu CDMA IS – 95 (A B ) có tốc độ truyền liệu âm từ 14,4 đến 64 kbps , CDMA 2000 1X có tốc độ truyền liệu tối đa lên tới 153,6 kbps Việc sử dụng công nghệ CDMA 2000 1X rõ rang có bước cải thiện dung lượng truyền thoại so với hệ thống GSM , chất lượng gọi , giảm số gọi bị ngắt lỗi mạng Điểm kỳ vọng , việc cơng nghệ CDMA 2000 1X cho phép trì liên tục kết nối truyền liệu , giao tiếp không dây đơn giản , nhanh hiệu Một mảnh đất màu mỡ cho dịch vụ giá trị gia tăng mang giới giải trí văn phịng làm việc vào Mobile tay người dùng Các nhà thiết kế mạng khẳng định , CDMA 2000 1X triển khai , sẵn sang cho hàng loạt dịch vụ giá trị gia tăng : Tải trị chơi , thơng tin thể thao , gửi thiệp mừng tải nhạc chng bảo vệ hình , tải hình ảnh vui, thơng điệp thời , Video Streaming , truyền hình Mobile – TV theo yêu cầu , truy cập Internet , PDA , trợ giúp vào mạng qua máy tính xách tay…Dễ gây ý dịch vụ download liệu băng rộng không dây di chuyển với tốc độ cao Đầu năm 2006 , S-Fone thử nghiệm ứng dụng 3G CDMA 1X EV-DO Bà Rịa - Vũng Tàu Tại , người dùng điện thoại di động tải liệu phim , ảnh , nhạc,…khi chạy xe với tốc độ khoảng 60km/h Với CDMA 2000 1X , Hà Nội Telecom khẳng định đạt tốc độ truyền tối đa 153,6 kbps , gấp 3-4 lần tốc độ sử dụng GPRS Và truyền với công suất thấp 200mW (0,2Watt) từ máy cầm tay CDMA , với thời gian sử dụng pin dài giảm nguy tiềm ẩn với sức khỏe SV : Đào Việt Hùng 74 Đồ án tốt nghiệp Tháng 12 năm 2005 , EVN Telecom tuyên bố băng rộng di động mà đơn vị thử nghiệm đạt tới tốc độ 156 Kbps tốc độ cịn tăng nhiều lần có hỗ trợ cơng nghệ EV-DO Tương lai ứng dụng 3G ưu việt cơng nghệ Việt Nam khơng cịn xa vời , có đột phá đua công nghệ thời điểm Tất nhiên , phát triển hệ thứ phụ thuộc vào nhiều yếu tố : sách phát triển quan quản lý , tâm doanh nghiệp , thời thị trường phát triển công nghệ …Nhưng điểm mà đồng tình yếu tố định thuộc nhu cầu người tiêu dùng mc giỏ dch v SV : Đào Việt Hùng 75 Đồ án tốt nghiệp KT LUN Trờn õy l trình bày thơng tin di động số công nghệ CDMA IS – 95 CDMA công nghệ hàng đầu giới lĩnh vực công nghệ viễn thông Công nghệ CDMA xây dựng sở lý thuyết trải phổ Lý thuyết trải phổ trở thành động lực cho việc phát triển nhiều nghành công nghiệp vô tuyến : thông tin cá nhân , thông tin đa truy nhập thuê bao vô tuyến mạng nội hạt , thông tin vệ tinh , đo cự ly , định vị toàn cầu , đa xung … Chính hiệu xuất sử dụng độ rộng băng tần cao khả đa truy nhập làm cho công nghệ CDMA trở thành công nghệ hàng đầu việc giảm nhẹ tắc nghẽn bùng nổ máy điện thoại vô tuyến di động cố định đầu cuối số liệu vô tuyến Với hai phiên đầu IS – 95A IS – 95B đến IS – 2000 với bước tiến vào kỷ nguyên công nghệ hệ thông tin di động thứ ba (3G) CDMA thực đáp ứng nhu cầu người sử dụng chứng tỏ thị trường viễn thơng quốc tế Được hướng dẫn tận tình thầy giáo NguyễnVăn Khang em hoàn thành báo cáo “ Nghiên cứu thông tin di động số công nghệ CDMA IS – 95 “ Tuy nhiên báo cáo tránh khỏi sai sót mang đóng góp ý kiến thầy giáo bạn bè để báo cáo hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn ! SV : Đào Việt Hùng 76 Đồ án tốt nghiệp TI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thơng tin di động – TS Nguyễn Phạm Anh Dũng , Nhà xuất Bưu Điện Hà Nội , tháng - 2002 cdma one cdma 2000 tập 1, tập – TS Nguyễn Phạm Anh Dũng , Tổng Công Ty Bưu Chính Viễn Thơng Việt Nam , Trung Tâm Thơng Tin Bưu Điện , Nhà xuất Bưu Điện Lý thuyết trải phổ ứng dụng – TS Nguyễn Phạm Anh Dũng , Học Viện Công Nghệ Bu Chớnh - Vin Thụng SV : Đào Việt Hïng 77