Tong quan mang thong tin di dong 3g 208654

Đại Học Bách Khoa Hà Nội ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -*** - -*** - ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên: Lê Văn Thế Lớp: 08TM-04DT Khoá: 2008 – 2011 Ngành học: Điện Tử - Viễn Thông Tên đề tài: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G Nội dung đồ án: Nội dung đồ án chia thành phần sau: Chương I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG DI ĐỘNG 3G ChươngIII: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3-CDMA2000 Chương II : CẤU HÌNH ĐỊA LÝ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G Chương IV: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG UTMS Chương V : CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP CỦA WCDMA Ngày giao đồ án:……/ /2011 Ngày nộp đồ án: ……/…./2011 Ngày … tháng ….năm 2011 Giáo viên hướng dẫn TS TRẦN VĂN CÚC Đại Học Bách Khoa Hà Nội NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày tháng … năm 2011 Giáo viên hướng dẫn TS Trần Văn Cúc NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày tháng … năm 2011 Giáo viên phản biện Đại Học Bách Khoa Hà Nội LỜI NÓI ĐẦU Ngày Chúng ta sống xã hội phát triển vượt bậc lịch sử loại người, với phát triển da dạng nghành nghề nhiều lĩnh vực khác Trong phải kể đến phát minh vĩ đại khoa học công nghệ thông tin, thơng tin di động, đáp ứng nhu cầu liên lạc từ xa dịch vụ thọai truyền số liệu, giúp người xích lại gần dù nơi Cùng với phát triển khơng ngừng khoa học cơng nghệ viễn thơng nói chung thơng tin di dộng nói riêng phát triển vũ bão từ hệ 1G đến thê hệ 3G Công nghệ 1G điện thoại di động thiết bị analog, truyền thoại Đến 2G 2G ĐTDĐ bao gồm chức truyền thoại liệu giới hạn dựa kỹ thuật số Đến hệ thứ đời hệ 3G đời mang lại cho người dùng dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp, giúp thực truyền thông thoại liệu (như e-mail tin nhắn dạng văn bản), download âm hình ảnh với băng tần cao Các ứng dụng 3G thông dụng gồm hội nghị video di động; chụp gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại máy ảnh; gửi nhận e-mail file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video MP3; thay cho modem để kết nối đến máy tính xách tay hay PDA nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao… Các tinh ưng dụng 3G mang lai cho phong phú đa dạng Vì để hiểu rõ hệ thống thông tin di đông 3G em chọn đề tài “ TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G ” làm đồ án tốt nghiệp Đồ án gồm chương Chương I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG DI ĐỘNG 3G Chương II : CẤU HÌNH ĐỊA LÝ CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 3G ChươngIII: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3-CDMA2000 Chương IV: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG UTMS Chương V : CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP CỦA WCDMA Trong trình làm đồ án tốt nghiệp , em cố gắng thời gian có hạn kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót , mong nhận đóng góp thầy bạn để em hồn thành tốt Cuối em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TRẦN VĂN CÚC thầy cô giáo môn điện tử viễn thông hướng dẫn , tạo điều kiện tốt suốt trình học tập thực đồ án Lê Văn Thế-08TM-04DT Đại Học Bách Khoa Hà Nội THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3G third-generation 3GPP AC BS BSC BTS CDCP Third Generation Partnership Project International Telecommunications Union Authentication, Authorization Accounting Authentication Center Base Station Base Station Controller Base Transceiver Station Call Data Collection Point CDGP CDIS Call Data Generation Point Call Data Information CDRP Call Data Rating Point CF CSC Collection Funtion Customer Service Center DCE DF EIR HLR ISDN Circuit Equipment Delivery Function Equipment Identity Register Home Location Register Intergrated Intelligent Peripheral Service Digital Network IP IAP IWF MWNE Intelligent Peripheral Intercept Access Point Internetworking Function Managed Wireless Network MC MS MSC Massege Center Mobile Station: Mobile Switching Center MT Mobile Terminal ITU AAA Lê Văn Thế-08TM-04DT công nghệ truyền thông hệ thứ Nhóm cộng tác 3GPP Liên minh Viễn thơng Quốc tế Nhận thực trao quyền tốn Trung tâm nhận thực trạm gốc Bộ điều khiển trạm gốc Trạm phát gốc Điểm thu thập số liệu gọi Điểm tạo số liệu gọi Nguồn thông tin số liệu gọi Điểm tính cước số liệu gọi Chức thu thập Trung tâm phục vụ khách hàng Thiết bị mạch số liệu Chức chuyển Bộ ghi nhận dạng thiết bị Bộ ghi định vị thuờng trú Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ Ngoại vi thông minh Ngoại vi thông minh Chức kết nối mạng Mạng vô tuyến đuợc quản lý Trung tâm nhắn tin Trạm di động Trung tâm chuyển mạch di động Đầu cuối di động Đại Học Bách Khoa Hà Nội NPBD Number Portability Database OSF Operation Systemb Function OTAF Over-The-Air-Service Function PDN PDSN Public Data Networrk Packet Data Servicing Node PSTN Public Switched Telephone Network SCP SN SME TA TE UIM Service Control Point Service Node Short Message Entity Terminal Adapter Terminal Equipment User Identity Module VLR WNE PLICF TD RNC Visitor Location Register Wireless Network Entity Physical Layer –Independent Convergence Funtion Physical Layer –Dependent Convergence Funtion Transmit Diversity Radio Network Controller UE HO MEHO ASU R F F/R-PICH User Equipment Handover Mobile Estimated HO Active Set Apdate Reverse Forward Forward / Reverse Pilot Channel PLDCF F-SYNC F-TDPICH F-PCH F-BCCH F-QPCH Cơ sở liệu tính cầm tay số Chức hệ thống khai thác Chức dịch vụ không gian Mạng số liệu công cộng cung cấp chức giao thức Internet với mạng di động :Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Điểm điều khiển dịch vụ Điểm dịch vụ Thực thể tin ngắn Bộ thích ứng đầu cuối Thiết bị đầu cuối Mô den nhận dạng người sử dụng Bộ ghi định vị thường trú Thực thể mạng không dây chức hội tụ độc lập chức hội tụ phụ thuộc Phân tập phát Bộ điều khiển mạng vô tuyến thiết bị người sử dụng Chuyển giao cập nhật tập tích cực đường lên đường xuống Kênh hoa tiêu đường xuống Forward Sync Channel Kênh đồng đường xuống Forward Transmit Diversity Pilot Kênh phân tập phát đường Channel xuống Forward Paging Channel Kênh tìm gọi đường Forward Boardcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá đường xuống Forward Quick Paging Channel Kênh tìm gọi nhanh đường Lê Văn Thế-08TM-04DT Đại Học Bách Khoa Hà Nội THSS xuống Forward Common Power Control Kênh điều khiển công suất Channel chung đường xuống Forward Common Assignment Kênh ấn định chung Channel đường xuống Forward / Reverse Common Control Kênh điều khiển chung Channel đường xuống / lên Forward / Reverse Dedicated Kênh điều khiển riêng Control Channel đường xuống / lên Forward / Reverse Fundamental Kênh đường xuống Channel / lên Forward / Reverse Supplemental Kênh bổ sung đường Channel xuống / lên Reverse Access Channel Kênh truy nhập đường lên Reverse – Enhanced Access Kênh truy nhập tăng Channel cường đường lên Forward Auxiliary Transmit Kênh hoa tiêu phân tập Diversity Pilot Channel phát bổ sung đường xuống Forward / Reverse Supplemental Kênh bổ sung mã đường Code Channel xuống / lên Transmit Diversity Phân tập phát Mobile Switching Center trung tâm chuyển mạch di động Serving General Packet Radio nút hỗ trợ chuyển mạch Service Support Node gói phục vụ Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến User Equipment thiết bị người sử dụng Direct-Sequence Spreading chuỗi trực tiếp Spectrum Frequency-Hopping Spreading nhẩy tần Spectrum Time-Hopping Spreading Spectrum nhẩy thời gian OVSF Orthogonal Variable Spread Factor F-CPCCH F-CACH F/R-CCCH F/R-DCCH F/R-FCH F/R-SCH R-ACH R-EACH F-APICH F/R-SCCH TD MSC SGSN RNC UE DSSS FHSS Lê Văn Thế-08TM-04DT mã trực giao hệ số khả biến Đại Học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Phân chia mạng thành vùng phục vụ MSC/VLR SGSN Hình 2.2 Phân chia vùng phục vụ MSC/VLR SGSN thành vùng định vị (LA: Location Area) định tuyến (RA: Routing Area) Hình 2.3 Phân chia LA RA Hình 2.4 Các kiểu mẫu Hình 2.5 Các khái niệm phân chia vùng địa lý 3G WCDMA UMTS Hinh 3.1 mơ hình hệ thống mạng cdma2000 Hinh 3.2 Kiến trúc chung hệ thống cdma2000 Hình 3.4 Cấu trúc phân lớp tổng quát cdma2000 Hình 3.5 Các kênh cdma2000 đường xuống Hình 3.6 Cấu trúc kênh cdma đường lên Hình 4.1 phổ tần dành cho hệ thống UMTS Hình 5.1 Mơ hình tham khảo mạng WCDMA Hình 5.2:Kiến trúc mạng W-CDMA phat hanh Hình 5.3 Cấu trúc UMTS Hình 5.4 Cấu trúc Hình 5.5 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) Hình 5.6 Q trình giải trải phổ lọc tín hiệu người sử dụng k từ K tín hiệu Hình 5.7 Sắp xếp kênh vật lý ,các kênh truyền tải kênh logic Hình 5.8 Sơ đồ khối máy phát máy thu vơ tuyến Hình 5.9 Mã hóa xoắn sử dụng đường truyền xuống hệ thống W-CDMA Hình 5.10 Mã hóa xoắn sử dụng đường truyền lên hệ thống W-CDMA Hình 5.11 Sơ đồ nguyên lý điều chế BPSK Hình 5.12 Khoảng cách hai tín hiệu BPSK Hình 5.13 Chuyển giao mềm (a) mềm (b) Hình 5.14.Cây mã định kênh Hình 5.15.truyền sóng đa đường lý lịch trễ cơng suất Hình 5.16 Máy thu RAKE DANH MỤC BẢNG BIỂU Lê Văn Thế-08TM-04DT Đại Học Bách Khoa Hà Nội Bảng 1.1:Phân loại dịch vụ IMT-2000 Bảng 3.1 So sánh kênh vô tuyến IS-95B cdma2000 Bảng 3.2 Qui ước ký hiệu kênh logic Bảng 3.3 Qui ước ký hiệu kênh vật lý Bảng 3.4 Các đặc tính cấu hình vơ tuyến kênh lưu lượng đường xuống Bảng 3.5 Các đặc tính cấu hình vô tuyến kênh cdma đường lên Bảng 4.1 Các loại Q0S hệ thống UMTS Bảng 5.1 Thí dụ tám mã trực giao Bảng 5.2 Thí dụ nhân hai mã giống bảng Bảng 5.3.Thí dụ nhân hai mã khác bảng mã tập CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG DI ĐỘNG 3G 1.1 : giới thiệu chung hệ thống mạng di động 3G: 1.1.1: Lịch sử phát truyển : Đến thông tin di động qua hệ khác nhau.Thế hệ thứ -1G hệ thống thông tin di động tương tự bán tương tự Hệ thống đươc xây dựng vào năm 80 Đặc trưng công nghệ 1G -Dung lượng thấp (capacity) thấp -Xác suất rớt cuọc gọi cao -Khả chuyển gọi giưa tế bào không tin cậy -Chất lượng âm chuối -Khơng có chế độ bảo mật Những hệ thống thông tin di động 1G cung cấp chủ yếu thoại dịch vụ liên quan dến thoại Vì khơng đáp ứng đủ nhu cầu thơng tin di động ngày tăng người , đặc biệt nhu cầu cần có hệ thống tồn cầu Các tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế băt đầu xây dựng hệ thống thông tin di động hệ thứ hai - 2G Mục tiêu chủ yếu hệ thống khả tương thích đồng môi trường quốc tế.Hệ thống 2G hấp dẫn hệ thống 1G dung lương cao, siêu Lê Văn Thế-08TM-04DT Đại Học Bách Khoa Hà Nội bảo mât, kĩ thuật chuyển mạnh số Ngoài dịch vụ thoại truyền thống , hệ thống cịn có khả cung cấp số dịch vụ truyền liệu số dịch vụ khác như:fax,sms(tin nhắn) Trên giới tồn số hệ thống di động 2G : GSM, IS95, PDC.trong đó, hệ thống SGM đươc phổ biến rộng rãi Do nhu cầu thông tin ngày cao ITU đư a đề án tiêu chuẩn hóa hệ thống thơng tin di động hệ thứ với tên gọi IMT – 2000 IMT – 2000 mở rộng đáng kể khả cung cấp dịch vụ cho phép sử dụng nhiều phương tiện thơng tin Mục đích IMT – 2000 đưa nhiều khả đồng thời đảm bảo phát triển liên tục hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) vào năm 2000 3G mang lại cho người dùng dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp, giúp thực truyền thông thoại liệu (như e-mail tin nhắn dạng văn bản), download âm hình ảnh với băng tần cao Các ứng dụng 3G thông dụng gồm hội nghị video di động; chụp gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại máy ảnh; gửi nhận e-mail file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video MP3; thay cho modem để kết nối đến máy tính xách tay hay PDA nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao… 1.1.2:Thế công nghệ 3G? 3G thuật ngư hệ thống thông tin hệ thư ba ( third generation), Đã có nhiều người nhầm lẫn cách vô ý hoăc hữu ý hai khái niệm 3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) Quý IV-2009 thời điểm nhà cung cấp dịch vụ viễn thông nước phải đưa 3G vào phục vụ cộng đồng Tuy nhiên, nhiều người không nắm rõ cơng nghệ 3G tiện ích nào? Mạng 3G (Third - generation technology) tiêu chuẩn truyền thông di động băng thông rộng hệ thứ tuân thủ theo định IMT-2000 Tổ chức Viễn thông giới 3G cho phép truyền liệu thoại liệu thoại (tải liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh ) 3G cung cấp hai hệ thống chuyển mạch gói chuyển mạch kênh 1.1.3.Cơng nghệ 3G Do có nhận thức rõ tầm quan trọng hệ thống thông tin di động mà châu Âu, q trình tiêu chuẩn hố GSM chưa kết thúc người ta tiến hành dự án nghiên cứu RACE 1043 với mục đích xác định dịch vụ công nghệ cho hệ thống thông tin di động hệ thứ cho năm 2000 Hệ thống 3G Điểm mạnh công nghệ so với công nghệ 2G 2.5G cho phép truyền, nhận liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho thuê bao cố định thuê bao di chuyển tốc độ khác Với cơng nghệ 3G, nhà cung cấp mang đến cho khách hàng dịch vụ đa phương tiện như: âm nhạc chất lượng cao; hình ảnh video chất lượng truyền hình số; email; video streaming; High-ends games; dịch vụ định vị toàn cầu (GPS) Lê Văn Thế-08TM-04DT