Cac dich vu trong he thong thong tin di dong cdma 167781

Lịch sử phát triển mạng di động

Để đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng gia tăng của khách hàng thì phải cung cấp một mạng thông tin hiện đại thoả mãn nhu cầu đó Chính vì vậy mà kỹ thuật thông tin di động ra đời.

SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501

Sự thực hiện đầu tiên cho việc thông tin bằng sóng vô tuyến bắt đầu từ cuối thế kỷ 19 Tuy nhiên việc đa thông tin di động vào phục vụ công cộng lại đợc tiến hành sau chiến tranh thế giới thứ hai, khi mà công nghệ điện tử cho phép, đó là mạng hoạt động nối các cuộc gọi mà không dùng dây dẫn.

Năm 1946 tại Saint Louis-Mỹ hệ thống điện thoại di động thơng mại đầu tiên đợc đa vào áp dụng, hệ thống này sử dụng băng tần 150Mhz với khoảng cách kênh là 60khz và số lợng kênh bị hạn chế chỉ đến ba Đây là hệ thống bán song công vì thế mà ngời đàm thoại không thể nói trong khi ngời đàm thoại bên này đang nói và việc kết nối là nhân công nhờ điện thoại viên. Các hệ thống điện thoại di động đầu tiên này ít tiện lợi, dung lợng thấp gây nên rất nhiều khó khăn cho ngời sử dụng Vì thế vào những năm 1980 các hệ thống điện thoại tổ ong điều tần song công sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) đã xuất hiện kịp thời giải quyết những khó khăn ban đầu Tuy nhiên đến cuối những năm 1980 ngời ta bắt đầu nhận thấy rằngcác hệ thống tổ ong tơng tự không thể đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng tăng vào thế kỷ sau nếu nh không loại bỏ đợc các hạn chế cố hữu của các hệ thống này nh: phân bố tần số rất hạn chế, dung lợng thấp, ồn và nhiễu không đợc khử bỏ khi máy di dộng dịch chuyển trong môi trờng pha dinh nhiều tia Mặt khác giá thành các thiết bị di động cao, các dịch vụ mới lại không đợc đáp ứng Hơn nữa tính bảo mật của các cuộc gọi thấp Và cuối cùng là sự không tơng thích giữa các hệ thống với nhau, đặc biệt ở Châu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng đợc của máy di động của mình ở nớc khác

Nh vậy để loại bỏ các nhợc điểm trên, các nhà nghiên cứu đã thay thế hệ thống di động tơng tự bằng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động cùng với các kỹ thuật đa truy nhập mới Đây là một giải pháp duy nhất mang lại nhiều u điểm cho mạng di động và giải quyết rất kịp thời nhợc điểm của hệ thèng cò.

Hệ thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới đợc ra đời ở Châu Âu và có tên gọi là GSM (thông tin di động toàn cầu) Tháng 12-1982 GSM đợc CEPT(hội nghị bu chính và viễn thông Châu Âu) tổ chức và đồng nhất hệ thống thông tin di động cho Châu Âu lấy giải tần số 900Mhz Ban đầu ngời ta bàn luận nên xây dựng hệ thống số hay tơng tự và sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian băng rộng hay băng hẹp Cuối cùng năm 1985 hệ thống số đợc quyết định và đến tháng 5 năm 1986 giải pháp băng hẹp đã đợc lựa chọn. Đồng thời 13 nớc ký vào biên bản ghi nhớ thực hiện các quy định nh vậy đã mở ra một thị trờng di động số có tiềm năng lớn ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động số GSM đợc đa vào từ năm 1993 Hiện nay đang đợc hai công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu quả.

Tại Mỹ vào giữa những năm 1980 khi hệ thống AMPS (dịch vụ di động cải tiến) tơng tự sử dụng phơng thức đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) đợc đa vào sử dụng thì các vấn đề về dung lợng đã gây rất nhiều khó khăn cho hệ thống vì thế hệ thống này đợc nâng cấp thành hệ thống sử dụng TDMA đợc TIA (liên hiệp công nghiệp viễn thông) ký hiệu là IS-54 Dù thế chất lợng vẫn không tốt hơn Sau đó hãng AT&T đã phát triển ra một phiên bản mới IS-136 còn gọi là AMPS số và hệ thống này đã gặt hái đợc rất nhiều thành công.

Tuy nhiên, trớc các đòi hỏi ngày càng cao về dung lợng và chất lợng đã buộc các nhà nghiên cứu phải tìm ra một phơng thức thông tin di động mới. Để tìm kiếm hệ thống thông tin di động số mới, ngời ta nghiên cứu công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Công nghệ này sử dụng kỹ thuật trải phổ, trớc đó có tác dụng chủ yếu trong quân sự Phiên bản CDMA đầu tiên đ- ợc gọi là IS-95 CDMA đã đợc thơng mại hoá từ phơng pháp thu GPS và Ommi-Tracs Phơng pháp này cũng đợc đề xuất trong hệ thống mạng tế bào Qualcomm vào năm 1990 Hiện các mạng CDMA đang dùng hai băng tần 800Mhz và 1.9Ghz Một số nớc Hàn Quốc, Hồng Kông đã đa CDMA vào khai thác sử dụng CDMA cũng đã đợc mua hoặc đa vào thử nghiệm ở Achentina, Braxin và mới đây ở Nhật Bản.

Nh vậy, để phục vụ khách hàng ngày càng tốt hơn thì các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ thứ ba Thế thứ nhất là hệ thông tin di động tong tự, thế hệ thứ hai là thông tin di động số đang dùng phổ biến hiện nay ở thế hệ thứ ba này các hệ thống thông tin di động có xu thế nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất, mục đích là tạo ra một hệ thống không ranh giới có thể cung cấp các dịch vụ nh thoại, số liệu đa phơng diện video tốc độ cao Và hai kế hoạch đề xuất đang đợc ban hành là CDMA 2000 và CDMA dải rộng.

Các phơng pháp đa truy nhập

1 §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè FDMA.

Trong phơng pháp đa truy nhập này, trên một băng tần cố định sẽ đợc phân thành các kênh vô tuyến khác nhau Mỗi kênh có một tần số trung tâm gọi là sóng mang và một băng tần hữu hạn Một kênh vô tuyến nh vậy sẽ đợc phân cho một cặp đối tợng Tại một thời điểm có bao nhiêu kênh sóng mang thì có bấy nhiêu cặp đối tợng đợc phục vụ đồng thời Nh vậy, FDMA là phơng thức đa truy nhập mà trong đó mỗi kênh đợc cấp phát một tần số cố định Để đảm bảo thông tin song công tín hiệu thu phát của một máy thuê bao thì phải sử dụng ở hai tần số khác nhau hoặc có thể ở một tần số nhng khoảng thời gian thu phát khác nhau.

Phơng thức đa truy nhập theo tần số FDMA ít nhậy cảm với sự phân tán thời gian do truyền lan, không cần đồng bộ và không xảy ra trễ do không cần xử lý tín hiệu nhiều vì thế giảm trễ hồi âm Tuy nhiên nhợc điểm của ph-SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 ơng pháp này là mỗi sóng mang tần số vô tuyến chỉ truyền đợc một Erlang dung lợng Vì thế nếu các trạm gốc cần cung cấp bao nhiêu Erlang dung lợng thì có bấy nhiêu bộ thu phát cho mỗi trạm Ngoài ra cũng phải cần kết hợp tần số vô tuyến cho các kênh này.

2 §a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian TDMA

Trong phơng thức này mỗi kênh sóng mang trong thời gian làm việc đ- ợc phân thành các khung TDMA mỗi khung chia thành các khe thời gian Mỗi khe thời gian đựơc phân cho một thuê bao Nh vậy trong thời gian một khung TDMA đợc lần lợt chia cho các thuê bao Mỗi kênh sóng mang sẽ phục vụ nhiều cặp đối tợng đồng thời.

So với FDMA, TDMA cho phép tiết kiệm tần số hơn, tuy nhiên ở nhiều hệ thống nếu chỉ sử dụng một tần số thì không đủ đảm bảo dung lợng của mạng Vì thế TDMA thờng sử dụng kết hợp FDMA cho các mạng đòi hỏi dung lợng cao.

Nhợc điểm của TDMA là đòi hỏi đồng bộ tốt và thiết bị phức tạp hơn FDMA Khi cần dung lợng cao, ngoài ra do đòi hỏi xử lý số phức tạp nên xảy ra hiện tợng hồi âm.

3 Đa truy nhập phân chia theo không gian SDMA Đa truy nhập phân chia theo không gian SDMA đợc sử dụng ở tất cả các hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong: ở các hệ thống tơng tự và hệ thống số. Các hệ thống tổ ong này cho phép đa truy nhập đến một kênh vô tuyến chung trên cơ sở ô Yếu tố hạn chế đối với kiểu SDMA là hệ số tái sử dụng tần số. Tập các tần số trong cùng một ô có thể đợc lặp lại ở các ô khác trong hệ thống nếu đảm bảo đủ khoảng cách giữa các ô sử dụng cùng tần số để ngăn chặn nhiễu giao thoa đồng kênh.

4 Đa truy nhập phân chia theo mã.

CDMA là một hệ thống hoạt động dựa trên nguyên tắc trải phổ Mỗi thuê bao sử dụng một mã giả ngẫu nhiên băng tần không phải chia nhỏ Nhiều cặp thuê bao có thể đồng thời truy nhập trên băng tần đó việc nhận biết căn cứ vào mã giả ngẫu nhiên Vì vậy CDMA mang lại rất nhiều u điểm nh: Dung l- ợng cao, khả năng chống nhiễu và pha đinh tốt, dễ dàng áp dụng cho các hệ thống đòi hỏi cung cấp linh hoạt dung lợng kênh cho từng ngời sử dụng, cho phép chuyển giao lu lợng mềm giữa các vùng phủ sóng nhờ vậy không xảy ra mất thông tin khi thực hiện chuyển giao và đặc biệt hệ thống CDMA này có tính bảo mật rất cao Bên cạnh đó CDMA còn có các nhợc điểm sau: Đồng bộ phức tạp, cần nhiều mạch điện xử lý số, mạng chỉ cho hiệu suất sử dụng cao khi nhiều ngời cùng sử dụng chung tần số.

Mạng GSM-900

1 Đặc điểm và dịch vụ.

Mạng GSM có nhiều loại hình dịch vụ chất lợng cao tiện ích trong truyền thoại và truyền số liệu.

Mạng GSM có sự tơng thích của các dịch vụ với các dịch vụ của mạng số liệu có sẵn nh mạng điện thoại công cộng, các mạng truyền số liệu X25, mạng số đa dịch vụ ISDN

Mạng GSM có thể tự động định vị cập nhật vị trí cho mọi thuê bao di động nằm trong vùng mạng.

Mạng GSM có độ linh hoạt cao có thể sử dụng đợc nhiều chủng loại thuê bao.

Mạng GSM nhận thực thuê bao và bảo mật số liệu của ngời sử dụng. Mặt khác nó sử dụng băng tần 900Mhz với hiệu quả cao.

1.2 Các dịch vụ trong GSM.

Trong mạng GSM có hai loại hình dịch vụ chính đó là dịch vụ truyền thoại và dịch vụ truyền số liệu.

Các dịch vụ truyền thoại bình thờng đợc thực hiện với khả năng phát hay thu các cuộc gọi đến thuê bao cố định và thuê bao di động Ngoài ra còn có các dịch vụ nhận dạng số gọi, chuyển cuộc gọi, giữ cuộc gọi, điện thoại hội nghị, nhóm ngời sử dụng khép kín, nhận dạng cuộc gọi với mục đích xấu.

Các dịch vụ truyền số liệu bao gồm dịch vụ thông báo bản tin ngắn, truyền dẫn số liệu, chuyển mạch gói, phát số liệu quảng bá.

2 Cấu trúc của hệ thống thông tin di động GSM.

Hình 1.1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM.

Truyền dẫn tin tức Kết nối cuộc gọi và truyền dẫn tin tức MSC: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động.

BSC: Bộ điều khiển trạm gốc.

BTS: Trạm thu phát gốc.

OSS: Hệ thống khai thác và bảo dỡng.

BSS: Phân hệ trạm gốc.

ISDN: Mạng số liên kết đa dịch vụ.

PSPDN: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói.

PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng.

CSPDN: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh

PSTN: Mạng điện thoại công cộng.

2.1 Hệ thống trạm gốc (BSS).

Trong mỗi BSS có một bộ điều khiển trạm gốc BSC điều khiển một nhóm trạm thu phát gốc BTS về các chức năng nh chuyển giao và điều khiển công suất.

BSS thực hiện việc giám sát các đờng ghép nối vô tuyến, các kênh vô tuyến với máy phát, máy thu và quản lý cấu hình vô tuyến này Cụ thể là : Điều khiển việc thay đổi tần số vô tuyến thay đổi công suất máy phát vô tuyến.

Mã hoá kênh phối hợp tốc độ truyền tin.

Quản lý quá trình chuyển ô.

Thực hiện bảo mật kênh vô tuyến

2.1.1 Trạm thu phát gốc BTS.

BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuê bao MS trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến BTS bao gồm các thiết bị thu, phát, anten và khối xử lý tín hiệu cho giao diện vô tuyến.

2.1.2 Bộ điều khiển trạm gốc (BSC).

BSC làm việc nh một thiết bị chuyển mạch của hệ thống BSS nó gồm các khối truyền dẫn để ghép tín hiệu với MSC qua giao diện A.

2.2 Máy thuê bao di động (MS). Đây là một máy đầu cuối di động về hình thức máy có thể có nhiều dạng khác nhau nh máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặt trên ô tô Trạm di động MS không hoàn toàn lệ thuộc vào một ngời sử dụng mà sự lệ thuộc này thông qua thẻ nhận dạng thuê bao SIM

2.3 Hệ thống chuyển mạch SS.

Hệ thống chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau

2.3.1 Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC Đây là hạt nhân của mạng di động, nó làm nhiệm vụ định tuyến kết nối các phần tử của mạng, kết nối các thuê bao di động với nhau, kết nối các thuê bao di động với các thuê bao của các mạng khác qua các cửa cổng Các dữ liệu liên quan đến thuê bao di động đợc cung cấp từ HLR, VLR, EIR, AUC và cũng từ các khối này các báo hiệu cần thiết sẽ đợc phát ra giao diện ngoại vi của mạng chuyển mạch, MSC có giao diện với tất cả các phần tử mạng

2.3.2 Bộ ghi định vị thờng trú HLR. Đây là cơ sở dữ liệu trung tâm quan trọng nhất của mạng GSM nơi lu giữ các số liệu đăng ký thuê bao và thực hiện một số chức năng riêng của mạng di động cụ thể đó là những số liệu về trạng thái thuê bao quyền thâm nhập thuê bao các dịch vụ mà thuê bao băng ký, các số liệu về vùng mà ở đó đang chứa thuê bao, HLR dùng báo hiệu số 7 trên giao diện với MSC.

2.3.3 Bộ ghi định vị tạm trú VLR

Bộ ghi định vị tạm trú VLR đợc kết hợp trong phần cứng của MSC. Trong VLR có chứa thông tin về tất cả các thuê bao di động nằm trong các vùng phủ sóng của các MSC này Gán cho các thuê bao vùng MSC này đến một vùng của một MSC khác một số thuê bao tạm thời VLR thực hiện trao đổi thông tin về việc định vị thuê bao với HLR quản lý thuê bao đó Các chức năng của VLR thờng đợc liên kết với chức năng của MSC.

2.3.4 Trung t©m nhËn thùc AUC Đây là một bộ phận trong phần cứng của HLV Trong mạng GSM có nhiều biện pháp an toàn khác nhau đợc dùng để tránh sử dụng trái phép, tránh việc bám theo và nghe trộm các cuộc gọi Trên đờng truyền và vô tuyến cũng đợc cung cấp các mã bảo mật Ngoài ra AUC còn ghi các thông tin cần thiết về thuê bao và phải đợc bảo vệ để chống sự thâm nhập trái phép.

2.3.5 Bộ ghi định dạng thiết bị EIR

Nó bảo vệ mạng di động tránh đợc sự thâm nhập bằng cách so sánh địa chỉ của các thuê bao, mật khẩu khi mới thiết lập thông tin nếu không đúng thì thuê bao không đợc truy nhập Ngoài ra nó còn ghi các số liệu đánhgiá tham số đặc thù của mỗi thuê bao.

2.4 Hệ thống con khai thác OSS

Hệ thống này đợc nối liền tất cả các thiết bị trong hệ thống OSS và đợc nối đến BSC (không đợc nối với BTS) Hệ thống con khai thác thực hiện ba chức năng chính sau.

Quản lý cấu hình của mạng tổ ong

Quản lý việc đăng ký của các thuê bao

Quản lý chất lợng thông tin

3 Cấu hình địa lý của các mạng GSM- 900.

Tất cả các mạng viễn thông đều có một cấu trúc nhất định để định tuyến cuộc gọi vào đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi Đối với mạng di động, cấu trúc này rất quan trọng do tính chất của các thuê bao trong mạng

Vùng mạng tiêu chuẩn GSM-900 Vùng mạng GSM LAI

Vùng phục vụ MSC/VLR

Vùng định vị ô(tế bào)

Hình 1.2 phân cấp cấu trúc địa lý của mạng GSM

Tất cả các điện thoại di động theo tiêu chuẩn GSM đều có thể đợc kết hợp với nhau Vùng mạng là vùng phục vụ của cả hệ thống thông tin di động, nó đợc chia làm nhiều vùng con Từ vùng mạng có thể liên kết các kênh thông tin, liên kết với các hệ thông tin khác qua các cửa cổng Đây là nơi thực hiện các chức năng hỏi định tuyến các cuộc gọi cho kết cuối di động nó cho phép định tuyến các cuộc gọi đến với cuộc gọi cuối cùng là trạm di động bị gọi.

3.2 Vùng phục vụ MSC/VLR.

Là một bộ phận mạng MSC quản lý để định tuyến một cuộc gọi đến thiết bị di động, đờng truyền qua mạng đợc nối đến MSC ở vùng phục vụ nơi có thuê bao dân ở Cuộc gọi đến một trạm di động trong vùng phục vụ đợc thực hiện nhờ các thông tin về trạm di động này lu trữ trong bộ ghi định vị tạm trú VLR của vùng phục vụ.

Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di động

Ngoài nhiệm vụ phải cung cấp các dịch vụ nh mạng điện thoại cố định thông thờng, các mạng di động phải cung cấp các dịch vụ đặc thù cho mạng di động để đảm bảo thông tin mọi lúc mọi nơi Vì thế các mạng di động phải có một số đặc tính cơ bản sau.

Sử dụng hiệu quả băng tần đợc cấp phát để đạt đợc dung lợng cao do sự hạn chế của dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động. Đảm bảo chất lợng truyền dẫn yêu cầu Do truyền dẫn đợc thực hiện bằng vô tuyến là môi trờng truyền dẫn hở, nên tín hiệu dễ bị ảnh hởng của nhiễu và pha đinh Các hệ thống di động phải có khả năng hạn chế tối đa các ảnh hởng này Ngoài ra để tiết kiệm băng tần ở mạng thông tin di động số chỉ sử dụng các bộ mã hoá và giải mã tốc độ thấp Nên phải thiết kế các bộ này theo công nghệ đặc biệt để đợc chất lợng cao. Đảm bảo thông tin an toàn tốt nhất Môi trờng truyền dẫn vô tuyến là môi trờng rất dễ bị nghe trộm và sử dụng trộm đờng truyền do đó phải có biện pháp đặc biệt để đảm bảo an toàn thông tin.

Giảm tối thiểu với cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển từ vùng phủ sóng này sang vùng phủ sóng khác

Cho phép phát triển các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ phí thoại

SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 Để mang tính toàn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế

Các thiết bị cầm tay phải gọn nhẹ và tiêu tốn ít năng lợng

Mạng CDMA- 2000

CDMA-2000 là một trong các tiêu chuẩn mạng truy nhập vô tuyến của IMT- 2000 cho thế hệ ba CDMA- 2000 đợc tiêu chuẩn hoá theo tiêu chuẩn IS- 2000, tiêu chuẩn này tơng thích ngợc với IS- 95A và IS- 95B.

1 Cấu trúc phân lớp của CDMA2000.

Lớp báo hiệu kênh IS-95

Lớp báo hiệu lớp cao CDMA2000

Lớp báo hiệu lớp cao khác

Dịch vụ số liệu gói

Dịch vụ số liệu mạch

OSI Các lớp đoạn nối

Lớp 2 rỗng Lớp 2 số liệu kênh

PLICF cho trờng hợp MAC 1 PLICF cho trờng hợp MAC 2 PLICF đặc thù cho trờng hợp MAC 1 PLICF đặc thù cho trờng hợp MAC 2

Lớp con Q 0 S và ghép kênh PLICF

Líp 1 OSI vËt lý Líp vËt lý CDMA2000

Hình 1.3 Cấu trúc các lớp của CDMA2000.

Trong các lớp cao này gồm có các dịch vụ sau :

Các dịch vụ tiếng: Các dịch vụ thoại gồm truy nhập PSTN, các dịch vụ thoại di động - di động và thoại Internet.

Các dịch vụ mang số liệu cho ngời sử dụng - đầu cuối: các dịch vụ mang số liệu cho ngời sử dụng đầu cuối di động gồm số liệu gói, các dịch vụ số liệu kênh.

Các dịch vụ gói phù hợp với số liệu gói nối thông và không nối thông theo tiêu chuẩn công nghiệp bao gồm các giao thức trên cơ sở IP và giao thức nối mạng không theo nối thông của ISO/OSI.

Các dịch vụ số liệu kênh mô phỏng các dịch vụ định hớng theo nối thông đợc định nghĩa theo tiêu chuẩn quốc tế nh: Truy nhập quay số dị bộ , ô, ISDN, và B -ISDN.

Báo hiệu: Các dịch vụ điều khiển toàn bộ hoạt động của máy di động

Lớp đoạn nối đảm bảo thay đổi các mức độ tin cậy và đặc tính của Q0S theo yêu cầu của các lớp cao hơn Lớp này cung cấp hỗ trợ giao thức và cơ chế điều khiển cho các dịch vụ truyền tải số liệu và thực hiện tất cả các chức năngSV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 cần thiết để sắp xếp các nhu cầu của các lớp cao hơn vào các khả năng đặc thù và các đặc tính vật lý Lớp đoạn nối đợc chia thành các lớp con sau:

Trạng thái điều khiển MAC

Ghép kênh và điều khiển Q0S

Lớp con điều khiển truy nhập môi trờng MAC đợc chia thành:

Chức năng hội tụ độc lập với lớp vật lý PLICF: nó cung cấp dịch vụ cho lớp con LAC và bao gồm các thủ tục hoạt động MAC và các chức năng không phải duy nhất đối với lớp vật lý.

Chức năng hội tụ độc lập với lớp vật lý PLICF, chức năng này lại đợc chia thành:

PLDCF đặc thù trờng hợp

Lớp con PLDCF ghép kênh và Q0S

PLDCF thực hiện sắp xếp các kênh logic từ PLICF vào các kênh logic đợc hỗ trợ bởi lớp vật lý đặc thù Các chức năng chính của lớp con này là:

Thực hiện sắp xếp cần thiết các kênh logic đơn giản từ PLICF vào các kênh logic đợc lớp vật lý hỗ trợ.

Thực hiện mọi chức năng giao thức yêu cầu phát lập tự động có liên kết chặt chẽ với lớp vật lý.

Thực hiện một số chức năng mức thấp đặc thù lớp vật lý của IS-95B

2 Các kênh trong giao diện vô tuyến của CDMA 2000

2.1.Các kênh logic đợc PLICF sử dụng

Kênh lu lợng riêng (f/r- dtch) là kênh logic đờng lên hoặc đờng xuống đợc sử dụng để mang số liệu của ngời sử dụng Đây là kênh logic điểm đến điểm và đợc ấn định để sử dụng trong suốt thời gian của trạng thái tích cực của dịch vụ số liệu Nó mang số liệu riêng cho từng trờng hợp PLJCF.

Kênh lu lợng chung (f/r- dtch) ) là kênh logic đờng lên hoặc đờng xuống đợc sử dụng để mang các cụm số liệu ngắn liên quan đến dịch vụ số liệu ở trạng thái con cụm/ ngủ của trạng thái ngủ Kênh logic này là kênh điểm đến điểm và đợc ấn định trong thời gian của cụm ngắn Nó cho phép dùng chung truy nhập nhiều máy di động và nhiều trờng hợp PLICF

Kênh MAC riêng (f/r- cmch- control) là kênh logic đờng lên hoặc đờng xuống sử dụng để mang các bản tin MAC Đây là kênh logic điểm đến điểm

SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 đợc ấn định ở trạng thái tích cực và trạng thái giữ điều khiển của dịch vụ số liệu Nó mang thông tin điều khiển riêng cho một trờng hợp PLICF.

Kênh MAC chung đờng lên (f/r- cmch- control) là kênh logic đờng lên đợc MS sử dụng khi dịch vụ số liệu ở trạng thái con ngủ/ lỗi của trạng thái ngủ hoặc trạng thái treo Kênh logic này đợc sử dụng để mang các bản tin MAC, đợc chia sẻ cho một nhóm di động với ý nghĩa là truy nhập đến kênh này đợc thực hiện trên cơ sở xung đột

Kênh MAC chung đờng xuống (f/r- cmch- control) là kênh logic đờng xuống đợc sử dụng với BS ở dịch vụ số liệu trong trạng thái ngủ/ lỗi trạng thái ngủ hoặc trạng thái treo Kênh logic đợc sử dụng để mang các bản tin MAC đây là kênh điểm, đa điểm.

Kênh báo hiệu riêng (dsch) mang số liệu báo hiệu lớp cao riêng cho một trờng hợp PLICF.

Kênh báo hiệu chung (dsch) mang số hiệu báo lớp cao với truy nhập chung cho nhiều MS và nhiều trờng hợp PLICF.

2.1.2 Ghép các kênh logic lên kênh vật lý

Ghép các kênh logic lên kênh vật lý đợc thực hiện ở lớp con ghép kênh của lớp MAC Lớp con này bao gồm cả chức năng phát và thu Chức năng phát nhận thông tin từ các nguồn khác nhau và tạo ra các đơn vị số liệu dịch vụ (SDU) lớp vật lý để truyền dẫn Chức năng thu của lớp phân tách thông tin nhận đợc ở các SDU lớp vật lý và chuyển đến các thực thể tơng ứng (báo hiệu lớp cao, các dịch vụ số liệu và dịch vụ tiếng)

Kênh CDMA đ ờng xuống đối với tốc độ trải phổ 1& 3 (SR1&SR2)

Kênh ®IÒu khiÓn công suÊt chung

Kênh l u l ợng Kênh quảng bá

Kênh hoa tiêu đ êng xuèng

Kênh hoa tiêu ph©n tËp phát

Kênh hoa tiêu ph©n tËp phát phô

0-1 kênh ®IÒu khiÓn dành riêng

Kênh con ®IÒu khiÓn công suất

0-7 kênh mã bổ xung(các cÊu hìnhvô tuyÕn(1-2)

0-2 kênh bổ xung (các cấu hình vô tuyÕn (3- 9)

2.2 Các kênh vật lý đờng xuống. a CÊu tróc.

Hình 1.4.Các kênh CDMA2000 đờng xuống.

Kênh CDMA 2000 bao gồm nhiều kênh vật lý Cấu trúc kênh CDMA

2000 đợc minh hoạ nh hình trên Từ cấu trúc kênh ta thấy BS phát nhiều kênh chung cũng nh một số kênh riêng cho thuê bao trong vùng phủ của nó Mỗi kênh CDMA2000 đợc ấn định một kênh lu lợng đờng xuống nh sau:

0-7 kênh F-SCH cho các cấu hình RC1 và RC2

0-2 kênh F-SCH cho các cấu hình RC3 và RC4

Các kênh F-FCH đợc sử dụng cho tiếng còn các kênh F-SCH đợc sử dụng cho số liệu. b Đặc điểm chung của kênh CDMA2000 đờng xuống.

Truyền dẫn đơn và đa sóng mang

Phân tập phát: Cho phép giảm tỷ số Eb/It yêu cầu hay công suất phát yêu cầu trên kênh và nhờ vậy tăng dung lợng hệ thống Có thể thực hiện phân tập phát theo hai cách:

Mở đầu

ở các hệ thống thông tin thông thờng, độ rộng băng tần là vấn đề quan tâm chính và các hệ thống này đợc thiết kế để sử dụng càng ít độ rộng băng tần càng tốt Tuy nhiên ở hệ thống thông tin trải phổ, độ rộng băng tần của tín hiệu đợc mở rộng, thông thờng hàng trăm lần trớc khi phát Khi chỉ có một ngời sử dụng trong băng tần SS (spread spectrum- Trải phổ) ta thấy không hiệu quả nhng ở môi trờng nhiều ngời sử dụng chung một băng tần SS thì hệ thống trở nên có hiệu suất cao mà vẫn duy trì đợc các u điểm của trải phổ Phổ của tín hiệu sau khi xử lý số đợc trải rộng đến độ rộng băng tần cần thiết sau đó bộ điều chế sẽ chuyển phổ này đến dải tần đợc cung cấp cho truyền dẫn (vị trí của trải phổ có thể ở sau điều chế) Sau đó tín hiệu đã đợc điều chế đợc khuyếch đại, đợc phát trên kênh truyền dẫn, kênh này có thể là dới đất hoặc vệ tinh, kênh truyền có thể gây ra suy giảm chất lợng nh: Nhiễu, tạp âm và suy hao công suất tín hiệu

Tóm lại một hệ thống thông tin số đợc coi là trải phổ nếu:

Tín hiệu đợc phát chiếm độ rộng băng tần lớn hơn độ rộng băng tần tối thiÓu cÇn thiÕt.

Trải phổ đợc thực hiện bằng một mã độc lập với số liệu.

Có ba kiểu hệ thống thông tin trải phổ cơ bản:

Trải phổ chuỗi trực tiếp (DS/SS - Direct Sequence Spread Spectrum).Trải phổ nhảy tần (FH/SS - Frequency Hopping Spread Spectrum).Trải phổ dịch thời gian (TH/SS - Time Hopping Spread Spectrum).

Các hệ thống trải phổ

1 Hệ thống trải phổ trực tiếp (DS/SS).

Hệ thống DS/SS đạt đợc trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với tín hiệu giả ngẫu nhiên ở hệ thống DS/SS nhiều ngời sử dụng chung một băng tần và phát tín hiệu của họ đồng thời Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để lấy tín hiệu mong muốn bằng cách giả trải phổ Đây là hệ thống đợc biết nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ Chúng có dạng tơngSV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501

Tín hiệu DS/SS – BPSK S(t) = Ab(t)c(t)cos(2fct + ) s(t)

0 Tc NTc 2NTc t đối đơn giản vì chúng không yêu cầu tính ổn định nhanh hoặc tốc độ tổng hợp tÇn sè cao

1.1 Các hệ thống DS/SS - BPSK. a Sơ đồ khối của máy phát DS/SS sử dụng BPSK.

Hình 2.1 Sơ đồ khối máy phát DS/SS sử dụng BPSK

Hình 2.2 Sơ đồ dạng sóng của máy phát DS/SS – BPSK.

Ta có thể biểu diễn số liệu hay bản tin nhận các giá trị sau : b(t)= ∑ k=−∞

Trong đó bk= 1 là bit số liệu thứ k với +1 tơng ứng là bit 0 và -1 tơng ứng là bit 1 và T là hàm xung đơn vị đợc xác định theo phơng trình :

SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 c(t) = ∑ k=−∞

T là độ rộng của bit số liệu (tốc độ số liệu là Rb = 1/T bit/s) Tín hiệu b(t) đợc trải phổ bằng tín hiệu PN c(t) bằng cách nhân hai tín hiệu này với nhau Tín hiệu nhận đợc b(t).c(t) sau đó sẽ điều chế cho sóng mang sử dụng BPSK cho ta tín hiệu DS/SS xác định theo công thức :

Trong đó A là biên độ fc là tần số sóng mang.

 là pha của sóng mang.

Trong rất nhiều ứng dụng một bản tin bằng một chu kỳ của tín hiệu PN nghĩa là T = NTc Trong tròng hợp trên sơ đồ máy phát DS/SS – BPSK ta sử dụng N = 7 Ta thấy rằng tích của b(t).c(t) cũng là một tín hiệu cơ số hai có biên độ 1 có cùng tần số với tín hiệu PN Tín hiệu DS/SS –BPSK nhận đợc đợc biểu diễn ở hình 2.2

Bộ tạo tín hiệu PN néi Đồng bộ tín hiệu PN

Bộ giải điều chế BPSK

-A t t t t0 NTc t1 NTc t2 NTc t3 b Máy thu DS/SS –BPSK.

Hình 2.3 Sơ đồ khối của máy thu DS/SS –BPSK.

Hình2.4 Sơ đồ dạng sóng của máy thu DS/SS – BPSK.

Mục đích của máy thu này là lấy ra bản tin b(t) (số liệu {bi}) từ tín hiệu thu đợc bao gồm tín hiệu phát cộng với tạp âm Do tồn tại trễ truyền lan  nên tín hiệu thu là :

Trong đó A = √ 2 E b T b n(t) là tạp âm của kênh đầu vào máy thu Để giải thích quá trình khôi phục lại bản tin ta giả thiết rằng không có tạp âm Trớc hết tín hiệu thu đợc nén phổ để giảm băng tần rộng thành băng tần hẹp Sau đó nó đợc giải điều chế để nhận đợc tín hiệu băng gốc Để nén phổ tín hiệu thu đợc nhân với tín hiệu (đồng bộ) PN c(t-) đợc tạo ra ở máy thu ta đợc : r(t) = A.b(t-).c 2 (t-).cos(2fct + ’ ).

Vì c(t) = 1 trong đó  ’ =  - 2fct Tín hiệu nhận đợc là một tín hiệu băng hẹp có độ rộng băng tần giữa hai giá trị 0 là 2/Tb Để giải điều chế ta giả thiết rằng máy thu biết đợc pha  ’ và tần số fc cũng nh điểm khởi đầu của từng bit Một bộ giải điều chế BPSK bao gồm một bộ tơng quan (correlar) sau đó là một thiết bị đánh giá ngỡng Để tách ra bit số liệu thứ i bộ tơng quan thực hiện:

Trong đó ti = iT +  là thời điểm đầu của bit thứ i vì b(t - ) là +1 hoặc –1 trong một thời gian bit Thành phần thứ nhất của tích phân sẽ cho ta T hoặc –T. Thành phần thứ hai là thành phần nhân đôi tần số nên sau tích phân bằng 0 Vậy kết quả cho là AT/2 hoặc –AT/2 Cho kết quả này qua thiết bị đánh giá ngỡng (hay bộ so sánh) với ngỡng 0 ta đợc đầu a là cơ số hai 1 (logic 0) –1 (logic 1). Ngoài thành phần  AT/2 đầu ra của bộ tích phân cũng có tạp âm có thể gây ra lỗi.

Tín hiệu PN đóng vai trò nh một mã đã biết trớc ở máy thu chủ định do đó nó có thể khôi phục lại bản tin còn đối với máy thu khác thì nhìn thấy một tín hiệu ngẫu nhiên  1.

Ta giả thiết rằng máy thu biết trớc một số thông số sau: , T,  ’ và fc.Thông thờng máy thu biết đợc tần số sóng mang fc nên nó có thể tạo ra bằng cách sử dụng một bộ dao động nội Nếu có một khác biệt nào đó giữa tần số của bộ dao động nội và tần số sóng mang thì một tần số gần với fc có thể đợc tạo ra và có thể theo dõi tần số chính xác bằng một mạch vòng hồi tiếp ChẳngSV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 b(t).c1(t )

Tín hiệu DS/SS – QPSK. S(t) = S1(t) +S2(t) b(t)c2(t) b(t)c1(t)

-A t t -1 hạn nh vòng khoá pha Máy thu phải nhận đợc các thông số khác nhau nh : , ti, và  ’ từ tín hiệu thu đợc Quá trình nhận đợc  đợc gọi là quá trình đồng bộ, thờng đợc thực hiện ở hai bớc: Bắt đồng bộ và bám đồng bộ Quá trình nhận đợc  gọi là quá trình khôi phục đồng bộ (định thời) còn quá trình nhận đợc  ’ (hoặc fc) đợc gọi là quá trính khôi phục sóng mang.Việc khôi phục sóng mang và đồng hồ là cần thiết ở mọi máy thu thông tin số liệu đồng bộ.

1.2 Các hệ thống DS/SS –QPSK.

Ngoài kiểu điều chế BPSK ngời ta còn sử dụng các kiểu điều chế khác nh QPSK hoặc MSK trong các hệ thống. a Máy phát.

Hình 2.5 Sơ đồ khối của máy phát QPSK.

SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 s(t)

-B.sin(2fct+’) B.sin(2fct+’) S(t - ) Đề tài : Nghiên cứu mạng di động theo tiêu chuẩn CDMA - 2000

Hình 2.6 Sơ đồ dạng sóng của hệ thống DS/SS – QPSK.

Sơ đồ gồm hai nhánh : Một nhánh đồng pha và một nhánh vuông góc trong ví vụ này cùng một đầu vào số liệu điều chế các tín hiệu PN c1(t) và c2(t) ở cả hai nhánh Tín hiệu DS/SS – QPSK có dạng :

S(t) = -Ab(t).c1(t)sin(2fct + ) +Ab(t).c2(t)cos(2fct + ).

Vậy tín hiệu S(t) có thể nhận đợc bốn trạng thái pha khác nhau nh sau :

 + /4 ;  + 3/4 ;  + 5/4 ;  + 7/4 ; a Máy thu của hệ thống QPSK.

Hình 2.7 Sơ đồ khối máy thu của hệ thống DS/SS – QPSK.

Các thành phần đồng pha và vuông góc đợc nén độc lập với nhau bởi c1(t) và c2(t).

Giả thiết rằng trễ là , nếu bỏ qua tạp âm và suy hao đờng truyền thì tín hiệu vào sẽ là :

Các tín hiệu trớc bộ cộng là : u1(t) = AB.b(t - ).sin 2 (2fct +  ’ ) - AB.b(t - ) c1(t - ).c2(t - ).sin(2fct +  ’ ).cos2(2fct +  ’ ). u1(t) = AB.b(t - ).1/2[1 - cos(4fct + 2 ’ )] - AB.b(t - ).c1(t - ).c2(t -

B = √ T 1 b , u2(t) = -AB.b(t - ).c1(t - ).c2(t - ).sin(2fct +  ’ ).cos2(2fct +  ’ ) + AB.b(t -).cos2(2fct +  ’ ). u2(t) = -AB.b(t - ).c1(t - ).c2(t - ).1/2sin(4fct + 2 ’ ) + AB.b(t -

Tổng của các tín hiệu trên đợc lấy tích phân trong khoảng thời gian một bit kết quả cho ta :

Với dấu cộng nếu bản tin tơng ứng bằng +1 và dấu trừ nếu bản tin tơng ứng bằng –1 Vì tất cả các thành phần tần số 2fc có giá trị trung bình bằng 0. Vì thế đầu ra của bộ so sánh là +1 (hay logic 0) khi bit bản tin là +1 và -1 (hay logic 1) nếu bit bản tin là -1.

Giả sử Tc cho chu kỳ chip của c1(t) và c2(t) Độ rộng băng của các tín hiệu đợc điều chế s1(t) và s2(t) của hai nhánh sẽ nh nhau và bằng 2/Tc.Vì thế

SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 độ rộng băng tần của s(t) cũng giống nh độ rộng băng tần của các tín hiệu s1(t) và s2(t) và bằng 2/Tc Đối với tốc độ số liệu 1/Tb độ lợi xử lý bằng PG = Tc/Tb.

Mã giả ngẫu nhiên PN

1 Kỹ thuật tạo mã giả ngẫu nhiên.

Chuỗi mã PN {p(t)} có dạng giả ngẫu nhiên tức là chuỗi có số lợng chíp

0 tơng ứng giá trị -1 và chíp 1 tơng ứng giá trị +1 của mã NRZ, xấp xỉ nhau. Hơn nữa sự phân bố các chíp 1 và 0 trong một chu kỳ cũng khá đều nhau có điều kiện này chuỗi mã P(t) mới đảm bảo đợc hiện tợng trải phổ và có thể cho phép loại bỏ đợc các thành phần can nhiễu ở phía thu khi thực hiện đa truy nhËp.

Việc tạo mã giả ngẫu nhiên đợc tiến hành thông qua một thanh ghi dịch có n Flip - Flop nh hình 2.15 Mỗi khoá hi (i = 1, N) có thể đóng hoặc mở tuỳ theo mã thiết kế Thanh ghi dịch làm việc với nhịp đồng hồ Rc và đợc đồng bộ với tín hiệu s(t) nếu là ở phía thu Chuỗi mã p(t) sẽ lặp lại sau một chu kỳ 2 n-1 chíp Mỗi chu kỳ chứa 2 n-1 - 1 chíp 0 và 2 n-1 chíp 1.

Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý tạo mã giả ngẫu nhiên

Ta lấy ví dụ với n = 3 ta đợc sơ đồ sau : SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501

1 0 0 1 1 1 0 1 Đề tài : Nghiên cứu mạng di động theo tiêu chuẩn CDMA - 2000 Đây là sơ đồ bộ tạo mã ngẫu nhiên dùng thanh ghi dịch ba tầng gồm ba

FF Mã p(t) tạo ra chu kỳ có 2 3 – 1 = 7, một chu kỳ có dạng 1001110 Với kỹ thuật mạch tích hợp (IC) hiện nay số FF trong thanh ghi dịch có thể đến hàng triệu khi đó một chu kỳ của p(t) có thể kéo dài hàng chục năm.

Một tiến trình đợc định nghĩa nh một dãy của các số nhị phân loại đơn.

Sự xuất hiện của con số thay đổi trong dãy bắt đầu một tiến trình mới Chiều dài của tiến trình là số lợng của các con số trong dãy Sự phân bố thống kê các con số 0 và 1 đợc xác định và luôn luôn giống nhau Tỷ lệ các vị trí của dãy thay đổi từ chuỗi mã này sang chuỗi mã khác nhng số lợng chiều dài của mỗi tiến trình là không thay đổi,

Sự cộng modul2 của mã giả ngẫu nhiên tuyến tính dài cực đại với mô hình dịch pha của chính nó thì sẽ đợc một mô hình khác so với những mô hình trớc đó.

Nếu một chu kỳ của dãy đợc so sánh từ khoảng thời gian này với khoảng thời gian khác trong bất kỳ chu kỳ dịch pha của chính nó sẽ tốt, nếu nh sự chênh lệch giữa số lợng các số giống nhau không lớn hơn 1.

Nếu chúng ta truyền dãy (0,1) đầu ra của thanh ghi dịch là dãy nhị phân (+1,-1) bằng cách thay thế mỗi số 0 = +1 và 1 = -1 thì chu kỳ hàm tơng quan của dãy là :

Trong đó  : Dịch trong các sự tăng của một chip.

N : Số tầng trong thanh ghi dịch.

Trong vùng giữa  = 0 và  =  1 thì hàm tơng quan sẽ giảm tuyến tính từ 2 n – 1 đến –1 để hàm tự tơng quan đối với một chuỗi tạp âm giả ngẫu nhiên dài cực đại là hình tam giác tại giá trị  = 0 Với đặc tính này thì hai hoặc nhiều bộ giao tiếp có thể hoạt động độc lập, nếu mã của chúng đợc dịch pha nhiều hơn một chip Vì thế, với các dãy mã khác thì đặc tính tơng quan có thể khác với đặc tính của dãy dài cực đại Mỗi trạng thái của bộ phát n tầng tồn tại ở vài thời điểm trong suốt chu kỳ hoạt động hoàn tất của mã Mỗi trạng

SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 thái chỉ tồn tại trong một và chỉ một thời gian đồng hồ Ngoại trừ trạng thái tất cả bằng 0 là không bình thờng hoặc không đợc phép xảy ra.

Có chính xác 2 2- (p+2) tiến trình của chiều dài p cho tất cả các số 0 và 1 trong mỗi dãy dài cực đại (ngoại trừ có một tiến trình chứa n số 0 và (n – 1) sè 1).

Nếu một thanh ghi dịch phản hồi tuyến tính chỉ tạo ra một dãy với chu kỳ 2 n – 1 phụ thuộc vào vector đầu nối của nó h(x) là đa thức bậc thứ n đợc cho bởi : h(x) = h0 + h1FF + h2FF 2 + … ở Việt Nam hiên tại đang khai thác hai mạng thông tin di + hnFF n

Chúng ta xem h(x) nh là một đa thức kết hợp của thanh ghi dịch với hệ số phản hồi (h0, h1, h2,… ở Việt Nam hiên tại đang khai thác hai mạng thông tin di,hn) Trong đó h0 = h1 = 1 và các hệ số phản hồi khác lấy giá trị 0 và 1 Vì thế đa thức cho thanh ghi dịch phản hồi tuyến tính 4 tầng đợc cho là : h(x) = 1 + FF 3 + FF 4

Khi h(x) là đa thức ban đầu không thể tối giản của bậc n thì tất cả các dãy đợc tạo bởi h(x) có chu kỳ lớn nhất là 2 n – 1 Đối với thanh ghi dịch n tầng có Np(n) dãy lớn nhất có thể đợc tạo Np(n) là số của đa thức ban đầu của bËc n.

Np(n) = [(2 n – 1)/n] ∏ i=1 k p i −1 p i Trong đó pi là sự phân tích số nguyên tố của 2 n – 1.

Hàm tự tơng quan cho tín hiệu x(t) đợc định nghĩa :

Sự tự tơng quan đợc xem nh là sự tơng ứng hợp lý giữa một dãy với một pha dịch của chính nó Điểm tự tơng quan chỉ ra số lợng giống nhau trừ đi số lợng khác nhau đối với chiều dài tổng quát của hai dãy đợc so sánh, giống nh các dãy sau mỗi lần dịch trong một trờng Nếu x(t) là một chu kỳ dạng xung đại diện cho một dãy PN hay một chip Chẳng hạn với dạng xung PN của khoảng chip đơn vị và chu kỳ T0 = 2 n – 1, thì hàm tự tơng quan đợc diễn tả :

R() = 1/T0(số lợng mức trừ đi số lợng – trong việc so sánh một chu kỳvới một vị trí  chu kỳ dịch của dãy).

Hàm tự tơng quan Rx(t) của một chu kỳ sóng x(t) với chu kỳ T0 là :

1.2.Hàm tự tơng quan chéo.

Hàm tự tơng quan chéo giữa hai tín hiệu x(t) và y(t) đợc định nghĩa nh sự tơng quan giữa hai tín hiệu khác nhau :

2 Các chuỗi mã giả ngẫu nhiên.

Các tín hiệu trải phổ băng rộng tựa tạp âm đợc sử dụng các chuỗi mã giả tạp âm PN hay giả ngẫu nhiên Trong các hệ thống trải phổ trực tiếp DS (direct sequence) dạng sóng của trải phổ giả tạp âm là một hàm thời gian của chuỗi PN.Trong các hệ thống trải phổ nhảy tần FH các mẫu nhảy tần có thể đ- ợc tạo ra từ một mã PN Các chuỗi PN phải đợc tạo ra một cách chính xác, nếu không sẽ không thể trao đổi thông tin hữu ích ở đờng truyền thông tin Tuy nhiên các chuỗi này đợc thiết kế để biểu hiện ngẫu nhiên đối với ngời quan sát b×nh thêng.

Phân loại các dịch vụ

Các nhà khai thác có thể cung cấp rất nhiều dịch vụ đối với khách hàng. Hầu hết các dịch vụ này liên quan đến các kiểu dịch vụ điện thoại khác nhau với nhiều bổ sung khác nhau và các dịch vụ bổ sung Ngoài ra có thể đa ra các dịch vụ không liên quan đến cuộc gọi nh e-mail Các dịch vụ đợc phân loại thành:

Các dịch vụ cơ sở bao gồm các dịch vụ theo kênh và các dịch vụ mạng với thay đổi không nhiều lắm so với các dịch vụ trong GSM.

GPRS cung cấp các dịch vụ IP, SMS, USD và UUS cũng có thể coi là dịch vụ mạng cho một số ứng dụng tuy nhiên không theo mục đích ban đầu.

Các dịch vụ IP đa phơng tiện là các dịch vụ mới gồm cả điện thoại IP, các dịch vụ bổ xung cho đa phơng tiện IP cha đợc tiêu chuẩn nhng sẽ đợc thực hiện bằng các bộ công cụ (Toolkit) hay ở mức điều khiển cuộc gọi Các dịch vụ IP sử dụng GPRS làm vật mang.

Các dịch vụ giá trị gia tăng không liên quan đến cuộc gọi bao gồm rất nhiều các dịch vụ khác nhau đặc thù cho từng nhà khai thác Chúng thờng không đợc tiêu chuẩn hoá Các dịch vụ này thờng dựa trên các giao thức riêng bên ngoài tiêu chuẩn. Để có thể tạo lập và cải tiến các dịch vụ nêu trên (cả dịch vụ liên quan đến cuộc gọi và các dịch vụ không liên quan đến cuộc gọi) các nhà khai thác có sử dụng bộ công cụ (Toolkit) 3GPP tiêu chuẩn hoá hay các giải pháp bên ngoài nh các cơ chế của các bộ công cụ Dịch vụ trả trớc là một ví dụ của ứng dụng đợc tạo bởi bộ công cụ có thể áp dụng cho tất cả các loại dịch vụ nói trên.

Các dịch vụ cũng có thể đợc phân loại thành:

Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết

Dịch vụ di động - Di động đầu cuối/ Di động các nhân/ Di động dịch vụ Dịch vụ thông tin định vị

- Theo vết di động/ Theo vết di động thông minh

-Dịch vụ Audio chất lợng cao (16-64Kbit/s)

- Dịch vụ Audio AM (32-64Kbit/s)

- Dịch vụ Audio FM (64-384Kbit/s)

- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình thÊp

- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình cao (144Kbit/s-2Mbit/s)

- Dịch vụ số liệu tốc độ siêu cao (≥2Mbit/s)

Dịch vụ đa phơng tiện

- Dịch vụ Video chuyển động (384Kbit/s- 2Mbit/s)

- Dịch vụ Video chuyển động thời gian thùc (≥2Mbit/s)

Internet đơn giản Dịch vụ truy cập Web (384Kbit/s) Internet thêi gian thùc

Dịch vụ Intranet (384Kbit/s-2Mbit/s)

Dịch vụ đa phơng tiện

Dịch vụ Web đa phơng tiện thời gian thùc

Dịch vụ cơ sở Điều khiển cuộc gọi CS

Truyền tải chuyển mạch kênh

Các dịch vụ đa ph ơng tiện Điều khiển phiên và cuộc gọi PS (SIP)

Truyền tải chuyển mạch gói

Các dịch vụ điều khiển cuộc gọi và truyền tải

Mạng của hệ thống thông tin di động thế hệ ba (CDAM 2000) có thể có một vùng chuyển mạch kênh, một vùng chuyển mạch gói hay mạng lai ghép cấu thành từ cơ sở hạ tầng của mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói Các dịch vụ đa phơng tiện mới cũng cho phép quản lý và sử dụng cải tiến các dịch vụ cơ sở Quan hệ giữa các dịch vụ cơ sở và các dịch vụ đa phơng tiện và truyền tải theo kênh/gói đợc thể hiện trong hình vẽ sau:

Quan hệ logic giữa các dịch vụ cơ sở, các dịch vụ đa phơng tiện, cơ chế truyền tải và điều khiển cuộc gọi nh sau:

Quan hệ A: Quan hệ này đề cập đến quan hệ có giữa các cơ sở, điều khiển chuyển mạch kênh và truyền tải chuyển mạch kênh (giống nh điện thoại của GSM).

Quan hệ B: Quan hệ này đề cập đến việc hỗ trợ các dịch vụ cơ sở trên cơ sở giao thức điều khiển chuyển mạch kênh và truyền tải, định tuyến chuyển mạch gói, có thể đảm bảo cùng một tập các dịch vụ ngời sử dụng đầu cuối thông qua cả hai hệ 'A' và 'B' Sự tồn tại của quan hệ 'B' sẽ trong suốt đối với ngời sử dụng đầu cuối về cả khả năng dịch vụ cũng nh triển vọng giao diện ngời sử dụng Quan hệ B có thể là con đờng phát triển từ GSM đến các mạng xây dựng trên cơ sở gói (IP) trong đó tơng thích ngợc với các đầu cuối thoại trên cơ sở CS hiện có đợc bảo đảm.

Quan hệ C: Quan hệ này đề cập đến quan hệ giữa các dịch vụ đa phơng tiện IP, chuyển mạch gói, điều khiển phiên và truyền tải Quan hệ 'C' bao gồm cả việc sử dụng các khả năng hiện có của GPRS để đảm bảo việc sử dụng và trình bày các bớc cải tiến đẩy mạnh triển khai các dịch vụ trên cơ sở IP Quan hệ 'C' không chỉ là việc đơn thuần phát triển các dịch vụ chuyển mạch kênh và các đầu cuối di động đến môi trờng của các dịch vụ đa phơng tiện mà còn thể hiện một loại mới của dịch vụ, các đầu cuối di dộng, các khả năng dịch vụ và các mong đợi của ngời sử dụng.

Quan hệ D: Quan hệ này đề cập đến quan hệ giữa các dịch vụ đa phơng tiện và truyền tải chuyển mạch kênh.

Quan hệ E: Quan hệ này đề cập đến quan hệ của các dịch vụ cơ sở hiện có (bao gồm cả các dịch vụ bổ xung hiện có) xây dựng trên cơ sở các giao thức, định tuyến và truyền tải chuyển mạch gói mới.

Các dịch vụ cơ sở

1 Các dịch vụ xa (Teleservice)

Dịch vụ từ xa đợc định nghĩa nh sau: " Là một kiểu của dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng đầy đủ bao gồm cả các chức năng thiết bị đầu cuốiSV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501 để thông tin giữa hai ngời sử dụng theo các giao thức đợc thoả thuận giữa các cơ quan quản lý" Các dịch vụ này bao gồm: Điện thoại

Dịch vụ bản tin ngắn điểm -điểm kết cuối ở trạm di động

Dịch vụ bản tin ngắn điểm -điểm khởi xớng từ trạm di động

Dịch vụ bản tin ngắn phát quảng bá ở ô

Thoại và Fax nhóm 3 (G3 fax) luân phiên (T/NT: Trong suốt/ không trong suèt).

Dịch vụ đa bản tin

FAX lu và phát trên cơ sở T.37

FAX thời gian thực trên cơ sở T.38

Truy nhËp Internet Đa phơng tiện thời gian thực chuyển mạch kênh trên cơ sở H.323, H.324

2 Các dịch vụ mạng (Bearer Service)

Thuật ngữ dịch vụ mạng đợc định nghĩa nh sau: "Là một dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng để truyền dẫn tín hiệu giữa hai giao diện ngời sử dụng - mạng"

3 Các dịch vụ bổ sung

* Các dịch vụ bổ xung gồm

Trình bày nhận dạng đờng gọi (CLIP: Calling Line Indentification Presentation)

Hạn chế nhận dạng đờng gọi (CLIR: Calling Line Indentification Restrication)

Trình bày nhận dạng đờng đợc nối (CoIP: Connected Line Indentification Presentation)

Hạn chế nhận dạng đờng đợc nối (CoIR: Connected Line Indentification Restrication)

Thể hiện tên chủ gọi (CNAP: Calling Name Presentation)

* Các dịch vụ bổ sung cho cuộc gọi:

Chuyển hớng cuộc gọi không điều kiện (CFU: Call Forwarding Unconditional)

Chuyển hớng cuộc gọi khi thuê bao di động bận (CFB: Call Forwarding on Busy)

Chuyển hớng cuộc gọi khi không trả lời (CFNRy: Call Forwarding on no Reply)

Chuyển hớng cuộc gọi khi không đến đợc thuê bao di động (CFNRc)

* Các dịch vụ bổ sung khi hoàn thành cuộc gọi: Đợi gọi (CW: Call Waiting)

Chiếm giữ gọi (Call Hold)

* Các dịch vụ bổ xung đa phía:

Dịch vụ đa phía (MPTY: Multi Party)

* Các dịch vụ bổ sung cho một cộng đồng:

Nhóm ngời sử dụng khép kín (CUG: Close User Group)

* Các dịch vụ bổ sung tính cớc:

Thông báo về thông tin cớc (AOCI: Advice Of Charge Information) Thông báo về thông cớc (AOCC: Advice Of Charging)

* Các dịch vụ bổ xung hạn chế cuộc gọi:

Cấm tất cả các cuộc goi ra.

Cấm các cuộc gọi quốc tế (BAOC: Barring Of All Outgoing Call)

Cấm các cuộc gọi ra quốc tế trừ các cuộc gọi hớng về nớc có mạng thông tin di động thờng trú.

Cấm tất cả các cuộc gọi vào (BAIC: Barring Of All Incoming Call)

Cấm các cuộc gọi vào khi chuyển mạng (Roaming) khỏi nớc có mạng thêng tró.

Chuyển cuộc gọi tờng minh (ECT: Explicit Call Transfer). Ưu tiên và dành riêng đa mức cải tiến.

Hỗ trợ quy hoạch số riêng.

Hoàn thành cuộc gọi đối với các thuê bao bận.

Tổng quan về mạng di động 2

I Lịch sử phát triển mạng di động 2

II Các phơng pháp đa truy nhập 4

3 Đa truy nhập phân chia theo không gian SDMA 5

4 Đa truy nhập phân chia theo mã 5

1 Đặc điểm và dịch vụ 6

1.2 Các dịch vụ trong GSM 6

2 Cấu trúc của hệ thống thông tin di động GSM 7

2.1 Hệ thống trạm gốc (BSS) 8

2.1.1 Trạm thu phát gốc BTS 8

2.1.2 Bộ điều khiển trạm gốc (BSC) 8

2.2 Máy thuê bao di động (MS) 8

2.3 Hệ thống chuyển mạch SS 8

2.3.1 Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC 8

2.3.2 Bộ ghi định vị thờng trú HLR 9

2.3.3 Bộ ghi định vị tạm trú VLR 9

2.3.5 Bộ ghi định dạng thiết bị EIR 9

2.4 Hệ thống con khai thác OSS 10

3 Cấu hình địa lý của các mạng GSM- 900 10

3.2 Vùng phục vụ MSC/VLR 11

III Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di động 11

1 Cấu trúc phân lớp của CDMA2000 12

2 Các kênh trong giao diện vô tuyến của CDMA 2000 14

2.1.Các kênh logic đợc PLICF sử dụng 14

2.1.2 Ghép các kênh logic lên kênh vật lý 15

2.2 Các kênh vật lý đờng xuống 16 a CÊu tróc 16 b Đặc điểm chung của kênh CDMA2000 đờng xuống 17

2.3 Các kênh vật lý đờng lên 17 a.CÊu tróc 17 b Đặc điểm chung của kênh CDMA2000 đờng lên 19

3 Sơ đồ cấu trúc và các phần tử mạng CDMA2000 20

3.2.1 Nút phục vụ số liệu gói (PSDN) 20

3.2.2 Nhận thực, trao quyền và thanh toán (AAA) 21SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501

3.2.3 Máy chủ thờng trú (HA) 21

3.2.5 Thanh ghi định vị thờng trú (HLR) 22

3.2.6 Trạm thu phát gốc BTS 22

3.2.7 Bộ điều khiển trạm gốc BSC 23

Chơng II 32 kỹ thuật trải phổ 32

II Các hệ thống trải phổ 32

1 Hệ thống trải phổ trực tiếp (DS/SS) 32

1.1 Các hệ thống DS/SS - BPSK 33 a Sơ đồ khối của máy phát DS/SS sử dụng BPSK 33 b Máy thu DS/SS –BPSK 35

1.2 Các hệ thống DS/SS –QPSK 37 a Máy phát 37 a Máy thu của hệ thống QPSK 39

2 Hệ thống trải phổ nhảy tần (FH/SS) 41

2.1 Máy phát trong hệ thống trải phổ nhảy tần FH/SS 42

2.2 Máy thu trong hệ thống trải phổ nhảy tần (FH/SS) 44

3 Hệ thống nhảy thời gian (TH/SS) 45

4 So sánh các hệ thống SS 46

5.2 Hệ thống trải phổ tổng hợp TH 49

5.3 Hệ thống trải phổ tổng hợp TH/DS 50

III Mã giả ngẫu nhiên PN 51

1 Kỹ thuật tạo mã giả ngẫu nhiên 51

1.2.Hàm tự tơng quan chéo 55

2 Các chuỗi mã giả ngẫu nhiên 55

2.1 Mã trải phổ chuỗi dài cực đại 58

2.2 Mã trải phổ chuỗi Gold 59

2.3 Mã trải phổ chuỗi Kasami 60

4 Điều khiển công suất trong CDMA2000 65

5 Các hàm trực giao của mã giả ngẫu nhiên 66

Các dịch vụ trong hệ thống thông tin di động CDMA - 2000 70

II Phân loại các dịch vụ 72

III Các dịch vụ điều khiển cuộc gọi và truyền tải 74

IV Các dịch vụ cơ sở 75

1 Các dịch vụ xa (Teleservice) 75

2 Các dịch vụ mạng (Bearer Service) 76SV: Trần Thị Hà Lớp: ĐT501

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	167,45 KB