Wcdma công nghệ và ứng dụng đồ án tốt nghiệp wcdma công nghệ và ứng dụng

Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Khóa: .Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành: Đầu đề đồ án: Các số liệu liệu ban đầu: Nội dung phần thuyết minh tính toán: Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ): Họ tên giảng viên hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Ngày .tháng năm Chủ nhiệm môn Giảng viên hướng dẫn Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp ngày .tháng năm Cán phản biện SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Ngành: Khóa: Giảng viên hướng dẫn: Cán phản biện: Nội dung thiết kế tốt nghiệp: Nhận xét cán phản biện: Ngày tháng năm Cán phản biện (Ký, ghi rõ họ tên) SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động 1.1.1 Các hệ thống thông tin di động hệ thứ .3 1.1.2 Các hệ thống thông tin di động hệ thứ hai 1.1.3 Các hệ thống thông tin di động hệ thứ ba 1.2 Các yêu cầu cho thông tin di động 3G (hay MUTS) 1.2.1 UMTS gì? 1.2.2 Các yêu cầu cho 3G .7 1.3 Ưu điểm công nghệ WCDMA so với GSM 10 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ TRẢI PHỔ 12 2.1 Nguyên lý trải phổ .12 2.2 Các phương pháp trải phổ .13 2.2.1 Hệ thống trải phổ dãy trực tiếp DSSS 14 2.2.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần FHSS 18 2.2.3 Hệ thống trải phổ nhảy thời gian THSS 19 2.2.4 Các hệ thống lai 20 2.3 Dãy mã giả tạp âm (giả ngẫu nhiên) .21 2.3.1 Các tiêu ngẫu nhiên .21 2.3.2 Bộ ghi dich hồi tiếp tuyến tính 21 2.4 Mã tạo từ hàm trực giao 22 2.5 Đặc điểm thông tin di động CDMA 23 2.5.1 Khả đa truy nhập .23 2.5.2 Khả chống nhiễu đa đường .23 2.5.3 Khả bảo mật .24 2.5.4 Khả loại trừ nhiễu 24 2.5.5 Xác suất phát thấp 24 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ WCDMA 25 3.1 Giới thiệu hệ thống WCDMA: 25 3.2 Quá trình phát triển từ GSM lên UMTS WCDMA .26 SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng 3.3 Cấu trúc hệ thống WCDMA 30 3.3.1 Cấu trúc tổng quát hệ thống UMTS 30 3.3.2 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 32 3.3.2.1 Các khuyến nghị 32 3.3.2.2 Tổng quát 32 3.3.2.3 Cấu trúc truy nhập UTRAN .34 3.3.3 Mạng lõi CN .35 3.3.4 Thiết bị người sử dụng UE .36 3.3.5 Giao diện mở .36 3.3.6 Mạng truyền dẫn .37 3.4 Nguyên tắc phân lớp hệ thống WCDMA 38 3.4.1 Nguyên tắc phân lớp hệ thống WCDMA 38 3.4.2 Lớp vật lý WCDMA 39 3.5 Các kênh WCDMA 40 3.5.1 Các kênh truyền tải 40 3.5.1.1 Kênh truyền tải riêng 40 3.5.1.2 Kênh truyền tải ch ung 41 3.5.1.3 Sắp xếp kênh truyền tải lên kênh vật lý 42 3.5.2 Các kênh vật lý 44 3.5.2.1 Các kênh vật lý đường lên 44 3.5.2.2 Các kênh vật lý đường xuống .50 3.5.3 Các kênh logic 55 3.6 Điều chế ngẫu nhiên hóa WCDMA 57 3.6.1 Điều chế ngẫu nhiên hoá kênh vật lý 57 3.6.1.1 Các mã định kênh .58 3.6.1.2 Mã ngẫu nhiên hoá .59 3.6.2 Định kênh trải phổ kênh vật lý đường lên 59 3.6.2.1 Các kênh vật lý riêng đường lên (DPCCH/DPDCH) 59 3.6.2.2 Kênh PCPCH 61 3.6.2.3 Kênh PRACH 62 3.6.3 Ngẫu nhiên hoá kênh vật lý đường lên 63 SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng 3.6.3.1 Mã ngẫu nhiên hoá cho DPCCH/DPDCH 65 3.6.3.2 Mã ngẫu nhiên hoá PRACH 65 3.6.3.3 Mã ngẫu nhiên hoá cho PCPCH 65 3.6.4 Điều chế đường lên 66 3.6.5 Định kênh trải phổ kênh vật lý đường xuống 66 3.6.5.1 Định kênh trải phổ kênh vật lý đường xuống 66 3.6.5.2 Định kênh trải phổ cho kênh SCH 68 3.6.6 Ngẫu nhiên hoá kênh vật lý đường xuống .68 3.6.7 Sơ đồ khối tổng quát trải phổ điều chế kênh vật lý đường xuống 69 3.6.8 Mã hoá kênh dồn kênh dịch vụ 70 3.6.8.1 Mã hoá kênh ghép xen cho dịch vụ người sử dụng 70 3.6.8.2 Dồn kênh dịch vụ 71 3.6.8.3 Biến đổi tốc độ bit 72 3.7 Điều khiển công suất chuyển giao WCDMA 73 3.7.1 Bắt đồng mạng .73 3.7.2 Điều khiển công suất 73 3.7.3 Chuyển giao .75 3.7.3.1 Chuyển giao tần số (Intra- frequency Handover) 76 3.7.3.2 Chuyển giao hai tần số 77 3.8 Thiết lập gọi hệ thống WCDMA 78 3.9 Giải pháp chuyển giao mạng 3G 2G 80 3.9.1 Chuyển giao kết nối chuyển mạch kênh (CS) 81 3.9.1.1 Ưu điểm 81 3.9.1.2 Chuyển giao từ mạng WCDMA sang GSM .81 3.9.1.3 Chuyển giao từ mạng GSM sang WCDMA .83 3.9.2 Chuyển giao kết nối chuyển mạch gói (PS) .84 3.9.2.1 Ưu điểm 84 3.9.2.2 Lựa chọn lại ceell mạng WCDMA, máy đầu cuối thực việc lựa chọn lại cell: .84 3.9.2.3 Yêu cầu thay đổi cell từ cell WCDMA sang cell GSM 86 CHƯƠNG 4: HƯỚNG TRIỂN KHAI 3G TẠI VIỆT NAM 87 SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng 4.1 Cơ sở hạ tầng có .87 4.1.1 Phân hệ điều khiển trạm gốc BSS 88 4.1.2 Phân hệ điều khiển chuyển mạch NSS .88 4.1.3 Phân hệ khai thác bảo dưỡng mạng NMS 89 4.1.4 Phân hệ máy MS 89 4.2 Phương án khả thi chuyển đổi lên 3G .89 4.2.1 Phân tích phương án chuyển đổi .89 4.2.2 Phương án khả thi: chuyển đổi từ GSM 90 4.2.2.1 Sự chuyển đổi kỹ thuật 90 4.2.2.2 Sự chuyển đổi dịch vụ 90 4.2.2.3 Sự chuyển đổi mạng 91 4.2.3 Lộ trình cơng nghệ bước triển khai cụ thể theo giai đoạn .91 4.2.3.1 Phát triển GPRS chuẩn bị mạng lõi IP MobiFone 91 4.2.3.2 Mạng WCDMA 93 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT ACI Adjacent Channel Interference AICH Acquistion Indicator Channel AMPS Advanced Mobile Phone Service ARIB Association for Radio AUC Authentication Center BCH Broadcast Channel BER Bit rate Error rate BMC Broadcast Multicast Control BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station BSC Base Station Controller BSS Base Station Subsystem BTS Base Transceiver Station CCI Co-Channel Interference CCTrCh Coded Composite Transport Channel CDMA Code Division Multiple Access CN Core Network CP-2 Coreless Phone – CPCH Common Packet Channel CS Digital Enhanced Coreless Telecommunication DPCCH Dedicated Physical Control Channel DPCH Dedicated Physical Channel DPDCH Dedicated Physical Data Channel DSCH Dedicated Shared Channel DSSS Direct Sequence Spreading Spectrum DTCH Digital Traffic Channel EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution ETACS Extended Total Access Communication System ETSI European Telecommunications Standards Institute SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng FACH Forward Access Channel FBI Feedback Information FDD Frequency Division Duplexing FHSS Frequency Hopping Spreading Spectrum GGSN Gateway GPRS Support Node GMSC Gateway MSC GMSK Gaussian Minimum Shift Keying GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile Communication HLR Home Location Register HSCSD High Speed Circuit Switched Data IMT-2000 International Mobile Telecommunications in the year 2000 IP Internet Protocol ISDN Integrated Services Digital Network ISI Inter Symbol Interference ITU International Telecommunication Union ITU-R International Telecommunication Union Radio Sector IWF Internet Working Function MAC Medium Access Control MS Mobile Station MSC Mobile Server Switching Center NAMPS Narrow AMPS NMT-450 Nordic Mobile Telephone 450 NMT-900 Nordic Mobile Telephone 900 NTACS Narrow TACS NTT Nippon Telegraph and Telephone PCCPCH Primary Common Control Physical Channel PCH Paging Channel PCN Personal Communication Network PCPCH Physical CPCH PCS Personal Communication System SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng PDC Personal Digital Cellular PDN Packet Data Network PDP Packet Data Protocol PDSCH Physical Dedicated Shared Channel PG Processing Gain PLMN Public Land Mobile Network PN Pseudo Noise PRACH Physical RACH PS Packet Switched PSTN Quadrature Phase Shift Keying RACH Random Access Channel RANAP Radio Access Network Application RLC Radio Link Control RNC Radio Network Controller SCCPCH Secondary Common Control Physical Channel SCH Synchronization Channel SGSN Servicing GPRS Support Node SIR Signal to Interference Ratio SMS Short Massage Service SNR Signal to Noise Ratio SONET/SDH Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy SRNC Service RNC SS Spread Spectrum TACS Total Access Communication System TAF Terminal Adaption Function TDD Time Division Duplexing TE Terminal Equipment THSS Time Hopping Spreading Spectrum TPC Transmit Power Control TRAU Transcoder and Rate Adaptor Unit TRX Transceiver SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50 Đồ án tốt nghiệp WCDMA - Công nghệ ứng dụng TTA Telecommunication Technology Assocaiation UMTS Universal Mobile Telecommunication System USIM User Sim Card UTRAN UMTS Terestrial Radio Access Network VLR Visiting Location Register WAP Wireless Application Protocol WCDMA Wideband Code Division Multiple Access SV: Nguyễn Văn Nam Sơn Lớp: Điện tử - K50