Công nghệ wcdma và giải pháp nâng cấp gsm lên wcdma

Đồ án Tốt nghiệp Đại học Lời giới thiệu - LỜI GIỚI THIỆU T rong năm qua với phát triển nghành công nghệ thông tin, điện tử tin học…thông tin di động có bƣớc phát triển mạnh mẽ, cung cấp loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày cao ngƣời sử dụng Sau đời vào cuối năm 1940, đến mạng thông tin di động phát triển qua nhiều hệ tiến bƣớc dài đƣờng chiếm lĩnh công nghệ Trong thời đại hôm nay, chứng kiến bùng nổ nhu cầu truyền thông không dây số lƣợng, chất lƣợng loại hình dịch vụ Tuy nhiên, cơng nghệ truyền thơng khơng dây thời cịn chậm không đáp ứng đƣợc yêu cầu dịch vụ mới, đặc biệt dịch vụ truyền số liệu đa phƣơng tiện Điều thúc nhà khai thác tìm kiếm cơng nghệ truyền thông không dây nhanh tốt Để đáp ứng yêu cầu đó, từ năm đầu thập kỷ 90 ngƣời 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, châu Âu ETSI tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên với tên gọi UMTS (Universal Mobile Telecommunnication System) Mục tiêu trƣớc mắt tăng tốc độ bits truyền từ 9.6Kbps lên 2Mbps Công nghệ nâng cao chất lƣợng thoại, dịch vụ liệu hỗ trợ truyền thông đa phƣơng tiện đến thiết bị khơng dây Có nhiều chuẩn thơng tin di động hệ ba đƣợc đề xuất, chuẩn W – CDMA đƣợc ITU chấp thuận đƣợc triển khai số khu vực Hệ thống W-CDMA phát triển hệ thống thông tin di động hệ hai sử dụng công nghệ TDMA nhƣ GSM, PDC, IS-136 W-CDMA sử dụng công nghệ CDMA mục tiêu hƣớng tới hệ thống thông tin di động toàn giới, điều cho phép thực tiêu chuẩn hóa giao diện vơ tuyến cơng nghệ truyền thơng khơng dây tồn cầu Hiện nay, mạng thơng tin di động Việt Nam sử dụng công nghệ GSM, nhiên mạng GSM không đáp ứng đƣợc yêu cầu dịch vụ nhƣ đòi hỏi chất lƣợng dịch vụ ngày cao ngƣời sử dụng Do việc - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Đồ án Tốt nghiệp Đại học Lời giới thiệu - nghiên cứu triển khai mạng thông tin di động hệ ba W-CDMA điều tất yếu Xuất phát từ thực tế nên em định chọn đề tài: " Công nghệ WCDMA giải pháp nâng cấp mạng GSM lên W-CDMA" Nội dung đề tài gồm chƣơng: Chƣơng 1: Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động Chƣơng trình bày tổng quan lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động cần thiết việc xây dựng hệ thống thông tin di động hệ ba Chƣơng 2: Mạng GSM giải pháp nâng cấp mạng GSM lên W – CDMA (3G) Chƣơng trình bày kiến trúc mạng GSM lọai hình dịch vụ đƣợc dùng mạng GSM Đề xuất giải pháp nâng cấp hệ thống thông tin di động hệ lên hệ khái quát lộ trình nâng cấp, phát triển mạng GSM lên W – CDMA Chƣơng 3: Dịch vụ HSCSD, GPRS & EDGE Chƣơng giới thiệu dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD, dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS dịch vụ vơ tuyến gói chung nâng cao EDGE Các giải pháp kỹ thuật bƣớc tiến triển từ GSM sang HSCSD, GPRS, EDGE hiệu đạt đƣợc Chƣơng 4: Công nghệ di động hệ thứ W – CDMA Chƣơng giới thiệu công nghệ di động hệ thứ W – CDMA Các giải pháp kỹ thuật nâng cấp mạng HSCSD, GPRS & EDGE lên W – CDMA Mặc dù cố gắng nhiều nhƣng kiến thức hạn chế nên q trình làm đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót, sai lầm Em mong nhận đƣợc góp ý phê bình, nhận xét, hƣớng dẫn giúp đỡ quý Thầy cô bạn nghành để đề tài em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bảo tận tình Cơ Nguyễn Thị Minh, Thầy cô khoa Công nghệ Trƣờng Đại học Vinh giúp em hoàn thành đƣợc đề tài tốt nghiệp Vinh, ngày … tháng … năm 2010 Sinh viên : Nguyễn Trọng Sửu - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Đồ án Tốt nghiệp Đại học Mục lục - MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU…………………………………………………………………1 BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT…………………………………………7 CHƢƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ………………………………………………………………………… 16 Giới thiệu chƣơng 1…………………………………………………………… 16 1.1 Hệ thống thông tin di động hệ (1G)……………………………… 16 1.2 Hệ thống di động thứ (2G)…………………………………………… 18 1.2.1 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA…………………………18 1.2.2 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA……………………………….19 1.3 Thông tin di động hệ (3G)………………………………………….20 1.4 Hệ thống thông tin di động tiếp theo…………………………………… 22 CHƢƠNG 2: MẠNG GSM VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP GSM LÊN W – CDMA (3G)………………………………………………………………………………24 Giới thiệu chƣơng 2…………………………………………………………… 24 2.1 Đặc điểm chung ………………………………………………………….24 2.2 Hệ thống GSM ………………………………………………………… 26 2.2.1 Kiến trúc hệ thống GSM……………………………………………26 2.2.1.1 Kiến trúc mạng…………………………………………………….26 2.2.1.1.1 Phân hệ trạm gốc (BSS)………………………………………….26 2.2.1.1.2 Phân hệ chuyển mạch (SS)……………………………………….27 2.2.1.1.3 Phân hệ khai thác hỗ trợ (OSS)……………………………….29 2.2.1.2 Kiến trúc địa lý…………………………………………………….29 2.2.1.2.1 Vùng mạng: Tổng đài vô tuyến cổng (Gateway - MSC)……… 29 2.2.1.2.2 Vùng phục vụ MSC/VLR……………………………………… 29 2.2.1.2.3 Vùng định vị LA (Location Area)……………………………….30 2.2.1.2.4 Cell………………………………………………………………30 2.2.2 Quản lý tài nguyên vô tuyến RRM (Radio Resource Management)……30 2.2.2.1 Quản lý di động MM(Mobility Management)………………… 31 2.2.2.2 Quản lý cập nhật vị trí…………………………………………… 31 - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Đồ án Tốt nghiệp Đại học Mục lục - 2.2.2.3 Quản lý chuyển giao(Handover)……………………………………31 2.2.3 Vô tuyến số tổng quát…………………………………………………….32 2.2.3.1 Suy hao đƣờng truyền pha đinh………………………………….32 2.2.3.2 Phân tán thời gian………………………………………………… 33 2.2.3.3 Các phƣơng pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn pha đinh…….35 2.2.3.4 Phƣơng pháp chống phân tán thời gian…………………………… 38 2.2.4 Các dịch vụ GSM………………………………………………………39 2.2.4.1 Dịch vụ thoại……………………………………………………… 39 2.2.4.2 Dịch vụ số liệu………………………………………………………39 2.2.4.3 Dịch vụ tin nhắn ngắn SMS…………………………………………39 2.2.4.4 Dịch vụ WAP……………………………………………………… 39 2.2.4.5 Các dịch vụ GSM 2,5G…………………………………….40 2.3 Nâng cấp GSM lên W – CDMA……………………………………………40 2.3.1 Sự cần thiết việc nâng cấp GSM lên 3G…………………………… 40 2.3.2 Giải pháp nâng cấp……………………………………………………… 41 CHƢƠNG 3: DỊCH VỤ HSCSD, GPRS, VÀ EDGE…………………………… 45 Giới thiệu chƣơng 3……………………………………………………………… 45 3.1 Dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD……………………45 3.1.1 Mở đầu……………………………………………………………………45 3.1.2 Cấu trúc hệ thống HSCSD……………………………………………… 47 3.1.2.1 Chức thích ứng đầu cuối TAF…………………………………47 3.1.2.2 Máy di động đầu cuối giao diện vô tuyến……………………… 47 3.1.2.3 Trạm thu phát gốc BTS…………………………………………… 47 3.1.2.4 Giao diện Abis………………………………………………………48 3.1.2.5 Khối chuyển đổi mã thích ứng tốc độ TRAU……………………48 3.1.2.6 Giao diện A………………………………………………………….48 3.1.2.7 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động MSC khối chức phối hợp IWF………………………………………………….48 3.2 Dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS…………………………………………48 3.2.1 Mở đầu……………………………………………………………………48 3.2.2 Cấu trúc mạng GPRS…………………………………………………… 49 - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Đồ án Tốt nghiệp Đại học Mục lục - 3.2.3 Giao diện giao thức mạng GPRS……………………………….54 3.2.3.1 Mặt phẳng truyền dẫn………………………………………………54 3.2.3.2 Mặt phẳng báo hiệu……………………………………………… 55 3.2.4 Cấu trúc đa khung giao diện vô tuyến GPRS……………………… 55 3.2.5 Các kênh logic GPRS…………………………………………… 56 3.2.6 Các kịch lƣu lƣợng GPRS………………………………………… 57 3.2.7 Thiết lập PDP Context (Phiên số liệu gói)……………………………….62 3.3 Dịch vụ vơ tuyến gói chung nâng cao EDGE…………………………… 62 3.3.1 Mở đầu………………………………………………………………… 62 3.3.2 Kiến trúc mạng EDGE………………………………………………… 63 3.3.2.1 Điều chế…………………………………………………………….63 3.3.2.2 Các kênh logic giao diện vô tuyến……………………………… 64 3.3.2.3 Giao diện vô tuyến………………………………………………….65 3.3.3 Kế hạch cần thực áp dụng EDGE mạng GSM…………… 66 3.3.3.1 Kế hoạch phủ sóng………………………………………………….67 3.3.3.2 Kế hoạc tần số………………………………………………………67 3.3.3.3 Điều khiển công suất……………………………………………… 68 3.3.3.4 Quản lý kênh……………………………………………………… 68 CHƢƠNG 4: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ W-CDMA…………… 69 Giới thiệu chƣơng 4……………………………………………………………… 69 4.1 Cấu trúc mạng W-CDMA………………………………………………… 72 4.1.1 Giao diện vô tuyến……………………………………………………… 75 4.1.1.1 Giao diện IU UTRAN – CN……………………………………76 4.1.1.2 Giao diện IUr RNC – RNC…………………………………… 77 4.1.1.3 Giao diện IUb NRC – Node B………………………………… 77 4.2 Giải pháp kỹ thuật W-CDMA……………………………………… 77 4.2.1 Mã hóa……………………………………………………………………77 4.2.1.1 Mã vòng…………………………………………………………….77 4.2.1.2 Mã xoắn…………………………………………………………….79 4.2.1.3 Mã Turbo………………………………………………………… 79 4.2.2 Điều chế BPSK QPSK……………………………………………… 79 - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Đồ án Tốt nghiệp Đại học Mục lục - 4.2.2.1 Điều chế BPSK…………………………………………………….79 4.2.2.2 Điều chế QPSK…………………………………………………….80 4.2.3 Điều khiển công suất…………………………………………………….82 4.3 Trải phổ W – CDMA……………………………………………… 82 4.3.1 Giới thiệu……………………………………………………………… 82 4.3.2 Nguyên lý trải phổ DSSS……………………………………………… 84 4.3.3 Mã trải phổ……………………………………………………………….84 4.4 Truy nhập gói………………………………………………………………86 4.4.1 Tổng quan truy nhập gói W – CDMA………………………….86 4.4.2 Lƣu lƣợng số liệu gói…………………………………………………….87 4.4.3 Các phƣơng pháp lập biểu gói……………………………………………87 4.4.3.1 Lập biểu phân chia theo thời gian………………………………… 88 4.4.3.2 Lập biểu phân chia theo mã……………………………………… 88 4.5 Quy hoạch mạng W – CDMA…………………………………………… 89 4.5.1 Suy hao đƣờng truyền q trình lan truyền tín hiệu……………….89 4.5.2 Một số khái niệm cần quan tâm………………………………………….89 4.5.3 Dung lƣợng kết nối vô tuyến…………………………………………….91 4.5.4 Suy hao đƣờng truyền lớn cho phép……………………………… 92 4.5.5 Tối ƣu mạng…………………………………………………………… 93 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI………………………………93 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 95 - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Bảng tra cứu từ viết tắt - BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT A ACCH Associated Control Channels Kênh điều khiển liên kết AI Acquisition Indicator Chỉ thị viết tắt AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại tiên tiến ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu tự động truyền lặp AS Access Stratum Tầng truy nhập ATM Asynchronous Transfer Mode Mođun truyền không đồng B BCCH Broadcast Control Channel Kênh quảng bá điều khiển BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Ratio Tỷ số lỗi bit BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Bảng tra cứu từ viết tắt - BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân C CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã C/I Carrier to Interference ratio Tỷ số sóng mang nhiễu CCPCH Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung CN Core Network Mạng lõi CPCC Common Power Control Channel Kênh điều khiển công suất chung CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CR Chip Rate Tốc độ chip (tƣơng đƣơng với tốc độ trải phổ kênh) CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh D DCA Dynamic Channel Allocation - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Bảng tra cứu từ viết tắt - Phân bổ kênh động DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý dành riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý dành riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý dành riêng DTCH Dedicated Traffic Channel Kênh lƣu lƣợng riêng DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối số liệu DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đƣờng xuống E EDGE Enhanced Data rate for GSM Evolution Tăng tốc độ truyền dẫn … ETSI European Telecommunications Standard Institute Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu F FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đƣờng xuống FAUSCH Fast Uplink Signalling Channel Kênh báo hiệu đƣờng lên nhanh - SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Bảng tra cứu từ viết tắt - FCCCH Forward Common Control Channel Kênh điều khiển chung đƣờng xuống FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số FDD Frequency Division Duplex Ghép kênh song công phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FDCCH Forward Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng đƣờng xuống FM Frequency Modulation Điều chế tần số FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần số G GoS Grade of Server Cấp độ phục vụ GSM Global System for Mobile Communication Thơng tin di động tồn cầu GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ cổng GPRS GMSC Gateway MSC Cổng MSC - 10 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA -    2E cos 2 f c t  (2i  1)    ,0  t  T  S QPSK (t )   T 0, t  0; t  T  (4.5) Trong đó: Eb : Năng lƣợng bit Tb : Thời gian bit E = 2Eb : Năng lƣợng tín hiệu phát ký hiệu T = 2Tb : Thời gian ký hiệu Fc : Tần số sóng mang,  : góc pha ban đầu i = 1, 2, 3, Biển đổi lƣợng giác ta có phƣơng trình dạng tƣơng đƣơng nhƣ sau:    2E cos (2i  1)  cos(2 f c t ),0  t  T  S QPSK (t )   T 0, t  0; t  T  (4.6) Nếu ta chọn Q1 Q2 hàm lƣợng sở trực giao chuẩn: Q1 (t )   sin( 2 f c t ),0  t  T T (4.7) Q2 (t )  cos(2 f c t ),0  t  T T Ta biểu diễn tín hiệu điều chế QPSK bốn điểm khơng gian tín hiệu với tọa độ xác định nhƣ sau: S QPSK    Q1  E sin 2i  1       , i  1,2,3,4 Q  E cos2i  1        (4.8) Quan hệ cặp bit điều chế tọa độ điểm tín hiệu điều chế QPSK khơng gian tín hiệu thể bảng sau: Cặp bits vào Pha tín Điểm tín hiệu Tọa độ điểm tín hiệu - 82 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA 0t T hiệu QPSK Si Q1 Q2 00  /4 S1  E/2  E/2 01 3 / S2  E/2  E/2 11 5 / S3  E/2  E/2 10 7 / S4  E/2  E/2 Xác suất lỗi QPSK:  Eb Pe  Q  N0     (4.9) Ta thấy xác suất lỗi BPSK QPSK nhƣ Tuy nhiên, với QPSK hiệu suất băng thong gấp lần BPSK Băng thông QPSK xấp xỉ Rb 4.2.3 Điều khiển công suất Điều khiển cơng suất nhanh đặc tính hệ thống thông tin di động CDMA, đƣờng lên Thiếu điều khiển công suất, MS phát cơng suất lớn chặn tồn MS khác Hình 4.7: Điều khiển cơng suất Các MS1 MS2 làm việc tần số nhƣng sử dụng mã trải phổ khác BTS MS1 xa BTS so với MS2 Vì suy hao đƣờng truyền MS1 cao so với MS2 Nếu khơng có biện pháp điều khiển công suất để hai MS tạo mức thu nhƣ BTS MS2 gây nhiễu lớn cho MS1 nhƣ chặn phận lớn ô dẫn đến hiệu ứng xa gần CDMA làm giảm dung lƣợng hệ thống 4.3 Trải phổ W – CDMA 4.3.1 Giới thiệu - 83 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - Trong hệ thống thông tin việc sử dụng hiệu băng tần vấn đề đƣợc quan tâm hàng đầu Các hệ thống đƣợc thiết kế cho độ rộng băng tần nhỏ tốt Trong W-CDMA để tăng tốc độ truyền liệu, phƣơng pháp đa truy cập kết hợp TDMA (Time Division Multiple Access: Đa truy nhập phân chia theo thời gian) FDMA (Frequency Division Multiple Access: Đa truy nhập phân chia theo tần số) GSM đƣợc thay phƣơng pháp đa truy cập phân chia theo mã CDMA ( Code Division Multiple Access: Đa truy nhập phân chia theo mã) hoạt động băng tần rộng ( 5MHz) gọi hệ thống thông tin trải phổ Đối với hệ thống thông tin trải phổ ( SS : Spread Spectrum) độ rộng băng tần tín hiệu đƣợc mở rộng trƣớc đƣợc phát Tuy độ rộng băng tần tăng lên nhiều nhƣng lúc nhiều ngƣời sử dụng dùng chung băng tần trải phổ, mà hệ thống sử dụng băng tần có hiệu đồng thời tận dụng đƣợc ƣu điểm trải phổ Ở phía thu, máy thu khơi phục tín hiệu gốc cách nén phổ ngƣợc với trình trải phổ bên máy phát Có ba phƣơng pháp trải phổ sau : - Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS : Direct Sequence Spreading Spectrum) : Thực trải phổ cách nhân tín hiệu nguồn với tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip cao nhiều so với tốc độ bit - Trải phổ nhảy tần (FHSS : Frequency Hopping Spreading Spectrum): Hệ thống FHSS thực trải phổ cách nhảy tần số mang tập tần số Mẫu nhảy tần có dạng mã ngẫu nhiên Tần số khoảng thời gian chip TC đƣợc cố định không đổi Tốc độ nhảy tần thực nhanh chậm, hệ thống nhảy tần nhanh nhảy tần thực tốc độ cao tốc độ bits tin, hệ thống nhảy tần thấp ngƣợc lại - Trải phổ nhảy thời gian (THSS : Time Hopping Spreading Spectrum): Thựchiện trải phổ cách nén khối bits số liệu phát ngắt quãng hay nhiều khe thời gian Mẫu nhảy tần thời gian xác định khe thời gian đƣợc sử dụng để truyền dẫn khung - 84 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - Trong hệ thống DSSS, tất ngƣời dùng sử dụng chung băng tần phát tín hiệu họ đồng thời Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên xác để lấy tín hiệu cách nén phổ Các tín hiệu khác xuất dạng nhiễu phổ rộng, công suất thấp giống tạp âm Trong hệ thống FHSS THSS ngƣời dùng đƣợc ấn định mã ngẫu nhiên cho khơng có cặp máy phát dùng chung tần số khe thời gian, nhƣ máy phát tránh bị xung đột Nói cách khác DSSS kiểu hệ thống lấy trung bình, FHSS THSS kiểu hệ thống tránh xung đột Hệ thống thông tin di động công nghệ CDMA sử dụng DSSS nên ta xét kỹ thuật trải phổ DSSS 4.3.2 Nguyên lý trải phổ DSSS Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS : Direct Sequence Spreading Spectrum) : Thực trải phổ cách nhân tín hiệu nguồn với tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip cao nhiều so với tốc độ bits Tốc độ chip tín hiệu giả ngẫu nhiên tốc độ bits đƣợc tính theo cơng thức sau: Trong đó: RC = 1/TC (4.10) Rb = 1/Tb (4.11) RC : Tốc độ chip tín hiệu giả ngẫu nhiên Rb : Tốc độ bit TC : Thời gian chip Tb : Thời gian bit Hình 4.8: Trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS Với Tn : Chu kỳ mã giả ngẫu nhiên dùng cho trải phổ 4.3.3 Mã trải phổ Các tín hiệu trải phổ băng rộng đƣợc tạo cách sử dụng chuỗi mã giả tạp âm PN (Pseudo Noise) Mã giả tập âm đƣợc gọi mã giả ngẫu nhiên có tính chất thống kê tạp âm trắng AWGN (Additive White Gaussian Noise) - 85 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - có biểu ngẫu nhiên, bất xác định Tuy nhiên máy thu cần biết mã để tạo cách xác đồng với mã đƣợc phát để giải mã tin Vì mã giả ngẫu nhiên phải hoàn toàn xác định Mã giả ngẫu nhiên đƣợc tạo ghi dịch có mạch hồi tiếp tuyến tính (LFSR: Linear Feedback Shift Register) cổng XOR Ci-m Si(j): giá trị phần tử nhớ thứ j ghi dịch xung đồng hồ thứ i gi = 0: Khóa mở, gi = 1: Khóa đóng Đến điều chế Hình 4.9: Mạch ghi dịch tạo chuỗi PN Một chuỗi ghi dịch hồi tiếp tuyến tính đƣợc xác định đa thức tạo mã tuyến tính bậc m (m >0): g ( x)  g m x m  g m1 x m1   g1 x  g (với gm = g0 = 1) Trong đó: xm : Đơn vị trễ Giả sử ta nạp chuỗi giá trị khởi đầu cho ghi dịch: S  S (1), S (2), ,S (m) Giá trị đầu (m-1) xung đồng hồ là: C0 = S0(m) C1 = S0(m-1) … Cm-1 = S0(1) Tại xung đồng hồ thứ i (i>m-1) ta có trạng thái ghi dịch: Si(m) = Si-1(m-1) = Si-2(m-2) = … =Si-m+1(1) (*) - 86 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - Si-m+1(1) = g1.Si-m(1) + g2.Si-m(2) +…+ Si-m(m) (gm = 1) => Si(m) = g1.Si-m(1) + g2.Si-m(2) + …+ Si-m(m) Áp dụng cơng thức (*) ta có: Si(m) = g1.Si-1(m) + g2.Si-2(m) + …+ Si-m(m) Giá trị đầu xung thứ i giá trị phần tử nhớ Si(m) ghi dịch: => Ci = g1.Ci-1 + g2.Ci-2 + …+ Ci-m Hay: Ci+m = g1.Ci+m-1 + g2.Ci+m-2 +…+Ci Tốc độ mạch nhƣ bị hạn chế tốc độ tổng thời gian trễ ghi cổng loại trừ đƣờng hồi tiếp Để hạn chế thời gian trễ, nâng cao tốc độ mạch tạo mã ngẫu nhiên ta sử dụng sơ đồ mạch sau : gi = 0: khóa mở; gi =1 : khóa đóng Hình 4.10: Mạch ghi dịch tạo chuỗi PN tốc độ cao 4.4 Truy nhập gói 4.4.1 Tổng quan truy nhập gói W – CDMA Đếnthời gian Truy nhập gói W-CDMA cho phép vật mang khơng phải điều chế thực sử dụng động kênh chung, riêng dùng chung Việc sử dụng kênh khác đƣợc điều khiển lập biểu gói PS (Packet Scheduler) Bộ lập biểu gói thƣờng đƣợc đặt RNC việc lập biểu gói thực hiệu cho nhiều ơ, ngồi xem xét kết nối chuyển giao mềm - 87 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - Bộ lập biểu gói có chức sau : - Phân chia dung lƣợng giao diện vô tuyến ngƣời dùng - Phân chia kênh truyền tải để sử dụng cho truyền dẫn số liệu ngƣời dùng - Giám sát phân bổ gói tải hệ thống 4.4.2 Lƣu lƣợng số liệu gói Truy nhập gói sử dụng cho dịch vụ khơng theo thời gian thực, nhìn từ quan điểm giao diện vơ tuyến có thuộc tính điển hình sau : - Số liệu gói có dạng cụm, tốc độ bits yêu cầu biến đổi nhanh - Số liệu gói cho phép trễ lớn dịch vụ thời gian thực Vì số liệu gói lƣu lƣợng điều khiển đƣợc xét theo quan điểm mạng truy nhập vô tuyến - Các gói đƣợc phát lại lớp điều khiển kết nối vô tuyến (RLC: Radio Link Controller) Điều cho phép sử dụng chất lƣợng đƣờng truyền vô tuyến tỷ số lỗi khung cao so với dịch vụ thời gian thực Lƣu lƣợng gói đƣợc đặc trƣng thơng số sau: - Quá trình đến phiên: Hình 4.11: Đặc trưng phiên dịch vụ gói - Số gọi đến phiên - Thời gian đọc gọi - Số gói gọi gói - Khoảng thời gian hai gói gọi gói - 88 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - - Kích thƣớc gói 4.4.3 Phƣơng pháp lập biểu gói Chức lập biểu gói phân chia dung lƣợng giao diện vô tuyến khả dụng ngƣời dùng Bộ lập biểu gói định tốc độ bits phân bổ thời gian phân bổ Thuật tốn lập biểu gói W-CDMA đƣợc thực theo hai phƣơng pháp : phân chia theo mã phân chia theo tần số Trong phƣơng pháp phân chia theo mã, có nhu cầu tăng dung lƣợng tốc độ bits phân bổ cho ngƣời dùng giảm Trong phƣơng pháp phân chia theo thời gian biểu, dung lƣợng đƣợc dành cho số ngƣời theo thời điểm, nhƣ ngƣời sử dụng có tốc độ bits cao nhƣng sử dụng thời gian ngắn Trong trƣờng hợp số ngƣời dùng tăng phải đợi truyền dẫn lâu Thực tế q trình lập biểu gói kết hợp hai phƣơng pháp 4.4.3.1 Lập biểu phân chia theo thời gian Khi lập biểu phân chia thời gian phân bổ tốc độ gói, cần xét đến hiệu vô tuyến Thông thƣờng dịch vụ tốc độ bits cao địi hỏi lƣợng bit hơn, phân chia theo thời gian có ƣu điểm Eb/N0 thấp Ngoài thời gian trễ trung bình phƣơng pháp ngắn so với phƣơng pháp phân chia theo mã Nhƣợc điểm phƣơng pháp phân chia thời gian : - Thời gian truyền dẫn ngắn việc thiết lập giải phóng kết nối địi hỏi thời gian dài chí đến vài khung - Việc sử dụng phân bổ theo thời gian bị hạn chế dải tốc độ cao hạn chế công suất MS đƣờng lên - Phƣơng pháp sử dụng tốc độ bits cao tạo lƣu lƣợng dạng cụm, điều dẫn đến thay đổi cao mức nhiễu so với lập biểu phân chia theo mã 4.4.3.2 Lập biểu phân chia theo mã Trong lập biểu phân chia theo mã tất ngƣời dùng đƣợc ấn định kênh họ cần chúng Nếu nhiều ngƣời dùng gói u cầu lƣu lƣợng tốc độ bits phải thấp lập biểu theo thời gian - 89 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - Các ƣu điểm phƣơng pháp : - Trong lập biểu phân chia theo mã, việc thiết lập giải phóng gây tổn thất dung lƣợng tốc độ bits thấp thời gian truyền dẫn lâu Do tốc độ bits thấp việc phân bổ tài nguyên lập biểu gói phân chia theo mã địi hỏi nhiều thời gian lập biểu gói phân chia theo thời gian Điều cho phép dự báo đƣợc mức nhiễu - Lập biểu phân chia theo mã tĩnh động Trong lập biểu tĩnh, tốc độ bits đƣợc phân bổ trì cố định suốt thời gian kết nối Trong lập biểu động, tốc độ bit thay đổi để phù hợp với lƣu lƣợng gói - Phƣơng pháp lập biểu đòi hỏi khả MS thấp 4.5 Quy hoạch mạng W – CDMA Q trình lan truyền tín hiệu từ trạm gốc BTS đến máy di động MS, cơng suất tín hiệu bị suy hao môi trƣờng truyền dẫn, tạp nhiễu từ thiết bị khác, tạp nhiễu thân thiết bị Phần trình bày yếu tố ảnh hƣởng đến q trình truyền lan tín hiệu, đƣa mơ hình tính suy hao đƣờng truyền, sơ đồ mức tín hiệu tính tốn đƣờng truyền, dung lƣợng mạng 4.5.1 Suy hao đƣờng truyền trình truyền lan tín hiệu Các điều kiện đƣờng truyền dẫn quan trọng việc thực thiết bị đầu cuối nhƣ thiết kế cấu hình Trong số ba thành phần điều kiện truyền dẫn, suy hao đƣờng truyền khoảng cách, pha đinh che chắn, pha đinh đa đƣờng suy hao đƣờng truyền khoảng cách pha đinh che chắn xác định cấu hình ƣớc lƣợng vùng phủ sóng Thành phần pha đinh đa đƣờng, yếu tố làm thay đổi mức tín hiệu thu cách nhanh chóng, ảnh hƣởng tới thiết kế thiết bị đầu cuối, bao gồm việc lựa chọn kỹ thuật bù pha đinh Tạp âm can nhiễu Tạp âm can nhiễu giới hạn nhiều dải hoạt động thiết bị vô tuyến Trong hệ thống nhiều ngƣời dùng hay hệ thống vô tuyến dùng chung băng thơng vấn đề lại quan trọng Để đảm bảo việc thiết kế hệ thống với mức tín hiệu thu chấp nhận đƣợc, ngƣời ta phải biết rõ đặc tính tạp âm nhiễu, từ đƣa phƣơng pháp đánh giá đƣợc chất lƣợng hệ thống toàn tuyến thông tin - 90 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - 4.5.2 Một số khái niệm cần quan tâm - Đơn vị lƣu lƣợng Erlang: Một đơn vị lƣu lƣợng Erlang mạch thông tin hoạt động - Cấp phục vụ (G0S: Grade of Server): Đại lƣợng biểu thị số % gọi không thành công hệ thống tiêu hao, hệ thống đợi G0S số % thuê bao thực gọi trở lại Đối với hệ thống hoạt động bình thƣờng, cấp phục vụ đƣợc đánh giá xác suất tắc nghẽn 0,02 khởi tạo gọi cao điểm Đây giá trị trị trung bình - Diện tích cell: sau tính đƣợc bán kính cell ta xác định diện tích cell theo bảng sau: Loại cell Diện tích cell Diện tích sector Trịn  R2  R2/3 Lục giác 2.598R2 2.598R2/3 - BHCA (Busy Hour Call Attempts): Số lần gọi thuê bao cao điểm - Hệ thống thông tin hoạt động theo kiểu tiêu hao: Giả thiết hệ thống mà thuê bao không gọi lại gọi không thành công - Hệ thống thông tin hoạt động theo kiểu đợi: Giả thiết hệ thống mà thuê bao kiên trì gọi lại thành cơng - Vùng phủ sóng: Hệ thống phải phục vụ vùng định Tuy nhiên địa hình phức tạp nên độ phủ sóng khơng đƣợc 100% với lý do: + Công suất phát xạ phải mạnh để máy thu địa điểm bị chắn khuất làm việc đƣợc Nhƣ giá thành thiết bị phải lớn giá cƣớc thuê bao phải cao + Công suất phát lớn khó kiểm sốt giao thoa sóng máy thu phát tần số cell lân cận Việc tái sử dụng lại tần số đặc thù mạng cellular Khi số thuê bao tăng ta chia nhỏ thêm cell muốn có nhiều thuê bao đƣợc dùng chung tần số cơng suất phải giảm nhỏ thích hợp - 91 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - Vì hệ thống thơng tin cố gắng bao phủ 90% diện tích vùng phẳng 75% diện tích vùng đồi núi có nhiều vật che khuất - Tăng ích chia sector (khu vực): thông số bổ mức can nhiễu tăng lên sector khác gây nên cho sector xét Gọi tăng ích chia sector việc tăng sector làm tăng số ngƣời dùng Khi số sector mặt tăng lên, sector nhỏ làm giảm can nhiễu sector gây cho sector khác Nhƣng số sector gây nhiễu cho sector xét lại tăng lên - Mật độ dân số: Đây đơn vị để xác định số lƣợng khách hàng tiềm sử dụng dịch vụ đơn vị diện tích 4.5.3 Dung lƣợng kết nối vô tuyến Hệ thống CDMA có lợi hẳn so với hệ thống khác nhƣ FDMA, TDMA khả mở rộng dung lƣợng thuê bao Dung lƣợng hệ thống CDMA phụ thuộc vào điều kiện địa lý, mức nhiễu, đặc tính truyền sóng số điều kiện khác Để thiết kế tính tốn số kênh hệ thống W – CDMA ta dùng phƣơng pháp sau: + Tỷ số lƣợng tín hiệu bit với mật độ phổ cơng suất nhiễu (Eb/N0) định đặc tính kết nối trạm gốc đầu cuối Mức tạp âm kết hợp tạp âm nhiễu gây đầu cuối hệ thống khác Vì số lƣợng gọi đồng thời sector ô bị hạn chế tỷ số Eb/N0 Giới hạn kênh lƣu lƣợng vật lý kết nối trạm gốc trạm đầu cuối tính theo công thức sau: W 1 R N GS 1 f   Eb     N  I  bohinh (4.12) Trong đó: Gs : Tăng ích dải quạt hóa  Eb   Eb  tỷ số     điều kiện điều khiển công suất  N  I  bohinh  N0  I  khơng hồn hảo - 92 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA (  e )  Eb  Eb = e   N  I N  I 0  0  bohinh (4.13) Với:  : Hằng số có giá trị 0,1ln10  e : Phƣơng sai điều khiển cơng suất W: Độ rộng dải tần sóng mang (Hz) R : Tốc độ truyền (bps)  : Hệ số tích cực thoại f : Tỷ số lƣợng nhiễu từ cell khác đến cell xét Giá trị N thay đổi phù hợp với giá trị giả định tham số Vậy N tuỳ thuộc vào phƣơng pháp giả định tính tốn để đánh giá hiệu ứng dụng đƣợc mơi trƣờng hoạt động Giá trị tính tốn N số lƣợng kênh lớn cho phép dùng để kết nối đồng thời đầu cuối sector Ommi-Cell trƣờng hợp khơng có chuyển vị mềm Do số lƣợng kênh lƣu lƣợng hoạt động sóng mang WCDMA đƣợc tính nhƣ sau: Ns = N x tải ô (cell) (4.14) 4.5.4 Suy giảm đƣờng truyền lớn cho phép Suy giảm đƣờng truyền lớn cho phép đƣợc tính nhƣ sau: La = Pm – Pmin + Gb – Lc – Lb – Lh (4.15) Với: Pmin = N0 + Fb + (Eb/N0’)req + 10lgB Trong đó: La : Tổn hao đƣờng truyền cho phép Pm : Công suất phát xạ hiệu dụng MS Pmin : Cƣờng độ tín hiệu tối thiểu yêu cầu Gb : Hệ số khuếch đại anten phát BS Lc : Tổn hao cáp anten thu BS Lb : Tổn hao thể - 93 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Công nghệ di động hệ ba WCDMA - Lh : Tổn hao truy nhập tòa nhà B : Tốc độ bit (Bps) N0 : Tạp âm BS Fb : Hệ số tạp âm máy thu Eb/N0’ : Độ dự trữ cần thiết anten phát BS 4.5.5 Tối ƣu mạng Tối ƣu mạng q trình phân tích cấu hình hiệu mạng nhằm cải thiện chất lƣợng mạng tổng thể đảm bảo tài nguyên mạng đƣợc sử dụng cách có hiệu Giai đoạn đầu trình tối ƣu định nghĩa thị hiệu Chúng gồm kết đo hệ thống quản lý mạng số liệu đo thực tế để xác định chất lƣợng dịch vụ Với giúp đỡ hệ thống quản lý mạng ta phân tích hiệu q khứ, tƣơng lai Ta phân tích hiệu thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến thông số chúng cách sử dụng kết thị hiệu Trong hệ thống thơng tin di động hệ ba việc tối ƣu hóa mạng quan trọng mạng hệ ba cung cấp nhiều dịch vụ đa dạng Điều chỉnh tự động phải cung cấp câu trả lời nhanh cho điều khiển thay đổi lƣu lƣợng mạng Trong giai đoạn đầu trình xây dựng mạng W-CDMA có số thơng số đƣợc điều chỉnh tự động cần phải trì q trình tối ƣu hóa hệ thống GSM KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI -o0o T rƣớc bùng nổ nhu cầu truyền thông không dây số lƣợng, chất lƣợng loại hình dịch vụ, công nghệ GSM đƣợc - 94 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đồ án Tốt nghiệp Đại học Kết luận hướng phát triển đề tài - phát triển để hỗ trợ đáp ứng Tuy nhiên, tốc độ mạng GSM thời chậm khơng đáp ứng đƣợc, điều địi hỏi nhà khai thác phải có đƣợc cơng nghệ truyền thơng khơng dây nhanh tốt Việc sử dụng hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD) nâng đƣợc tốc độ liệu mạng GSM lên đến 57.6KBps, nhiên công nghệ chƣa đáp ứng thích đáng yêu cầu mặt kỹ thuật Giải pháp GPRS, EDGE mạng GSM sau nâng cấp lên W – CDMA giải pháp khả thi thích hợp với nƣớc phát triển nhƣ nƣớc ta tận dụng đƣợc sở hạ tầng mạng GSM đồng thời có quỹ đầu tƣ để tiến lên 3G Dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS tạo tốc độ cao chủ yếu nhờ vào kết hợp khe thời gian, nhiên kỹ thuật dựa phƣơng thức điều chế GMSK nên hạn chế tốc độ truyền Giải pháp dịch vụ vơ tuyến gói chung nâng cao EDGE khắc phục đƣợc hạn chế cách thay phƣơng thức điều chế GMSK – PSK, điều giúp nâng cao tốc độ mạng GPRS lên đến lần Khó khăn chủ yếu liên quan đến kỹ thuật vô tuyến máy đầu cuối việc thay đổi kỹ thuật điều chế Tuy nhiên EDGE hoạt động dựa trên sở chuyển mạch kênh chuyển mạch gói hạn chế tốc độ 384KBps nên khó khăn việc ứng dụng dịch vụ đòi hỏi việc chuyển mạch linh động tốc độ truyền liệu lớn Lúc giải pháp đƣa nâng cấp lên hệ thống W – CDMA Việc nâng cấp hệ thống thông tin di động lên hệ ba đáp ứng đƣợc yêu cầu Trong tƣơng lai, mà công nghệ 3G không đáp ứng đƣợc yêu cầu cơng nghệ thơng tin di động hệ tƣ giải pháp với tốc độ lên tới 34Mbps Điểm mấu chốt thông tin di động hệ tƣ thay đổi phƣơng pháp đa truy cập kinh điển phƣơng pháp đa truy cập cho hiệu suất cao nhƣ phƣơng pháp đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA), đa truy nhập phân chia theo hội (ODMA) Trong khn khổ đề tài em tìm hiểu tổng qt giải pháp nâng cấp mạng GSM lên W-CDMA Do có nhiều chuẩn nâng cấp nhƣ nhiều giải pháp nâng cấp tập đồn viễn thơng khác nên đề tài đƣa đƣợc bƣớc - 95 SVTH: Nguyễn Trọng Sửu Lớp 46K – Điện Tử Viễn Thông Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn