Công nghệ cdma lý thuyết và ứng dụng

Vũ tuấn anh giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học Kỹ thuật điện tử ngành : kỹ thuật điện tử Công nghệ cdma: lý thuyết Và ứng dụng Vị tn anh 2006 - 20068 Hµ Néi 2008 Hµ Néi, 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204988191000000 giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ cdma: lý thuyết Và ứng dụng ngành : kü tht ®iƯn tư ma sè:23.04.3898 Vị tn anh Ngời hớng dẫn khoa học : TS Nguyễn văn khang Hµ Néi, 2008 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .4 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 11 MỤC TIÊU 12 LỜI CẢM ƠN 13 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ CÔNG NGHỆ CDMA .14 1.1 Lịch sử phát triển Nguyên lý CDMA 14 1.2 Những thông tin triển khai CDMA Việt Nam 19 CHƯƠNG II: KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 23 2.1 Hệ thống trải trực tiếp (DS) 23 2.1.1 Đặc tính tín hiệu DS 23 2.1.2 Độ rộng băng RF hệ thống DS 25 2.2 Hệ thống dịch tần (FH) .28 2.2.1 Đặc tính tín hiệu dịch tần 29 2.2.2 Tốc độ dịch tần .30 2.3 Hệ thống dịch thời gian 34 2.4 Hệ thống lai (Hybrid) 35 2.4.1 FH/DS 35 2.4.2 TH/FH 38 2.4.3 TH/DS 39 2.5 Dãy PN 40 2.6 Điều chế PSK .44 2.6.1 Nguyên lý điều chế PSK 44 2.6.2 Giải điều chế PSK 48 2.6.3 Mạch vòng Costas 49 2.6.4 Điều chế lại 51 2.6.5 PSK vi sai .52 Công nghệ CDMA: Lý thuyết ứng dụng CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ CDMA 54 3.1 Thủ tục phát/thu tín hiệu 54 3.2 Các đặc tính CDMA 54 3.2.1 Tính đa dạng phân tập .54 3.2.2 Điều khiển công suất CDMA 56 3.2.3 Dung lượng 57 3.2.4 Bộ mã - giải mã thoại tốc độ số liệu biến đổi 57 3.2.5 Bảo mật gọi 58 3.2.6 Chuyển giao (handoff) CDMA 58 3.2.7 Tách tín hiệu thoại 59 3.2.8 Tái sử dụng tần số vùng phủ sóng 59 3.2.9 Giá trị Eb/No thấp (hay C/I) chống lỗi .60 3.2.10 Dung lượng mềm 61 3.2.11 Đơn giản hoá thiết kế hệ thống 62 3.2.12 Tăng thời gian sử dụng Pin cho thiết bị .62 3.2.13 Cung cấp dải thông theo yêu cầu 62 3.3 Bước tiến công nghệ CDMA băng rộng 62 3.4 Các công nghệ giao diện vô tuyến cho 3G 63 3.4.1 WCDMA 64 3.4.2 Cdma2000 74 3.5 Các kiến nghị cho thông tin di động 3G chuẩn hoá 79 3.5.1 IMT-2000 .80 3.5.2 Họ tiêu chuẩn IMT-2000 .82 CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CDMA 83 TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG .83 4.1 Điều khiển công suất 83 4.1.1 Điều khiển cơng suất mạch vịng hở kênh hướng lên 89 4.1.2 Điều khiển công suất mạch vịng kín kênh hướng lên 90 4.1.3 Điều khiển công suất kênh hướng xuống .91 4.2 Dung lượng 93 4.2.1 Dung lượng cực đường truyền hướng lên 94 4.2.2 Dung lượng đường truyền hướng xuống .98 Luận văn Thạc sỹ Điện tử Viễn thông 4.3 Chuyển giao 101 4.3.1 Chuyển giao mềm mềm 103 4.3.2 Chuyển giao cứng 104 4.4 Đặc tính điều chế tổ chức kênh .104 4.4.1 Tín hiệu kênh CDMA hướng lên 104 4.4.2 Kênh truy nhập kênh lưu lượng hướng lên 107 4.4.3 Tín hiệu kênh CDMA hướng xuống .110 4.4.4 Bù chuỗi PN 115 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 Công nghệ CDMA: Lý thuyết ứng dụng DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Advanced Mobile Phone Hệ thống điện thoại di động tiên System tiến ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu lặp lại tự động ACCH Associated Control Channel Các kênh điều khiển liên kết BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm vô tuyến gốc BHCA Busy Hour Call Attempts Theo dõi gọi cao điểm BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BCC Base Station Colour Code Mã màu trạm gốc C/I Carrier to Interference ratio Tỷ số sóng mang/nhiễu AMPS International Telegraph and CCITT Telephone Consulative Uỷ ban điện thoại, điện tín quốc tế Committee CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CODEC Code and DECode Mã hoá giải mã CDMA Code Divison Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DCE Data Communication Equipment Thiết bị truyền số liệu DTX Discontinuous Transmission Truyền phát gián đoạn DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối số liệu Luận văn Thạc sỹ Điện tử Viễn thông European ETS Telecommunications Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu Standard European ETSI Telacommunications Standards Institute FDMA FACCH FCCH Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần Access số Fast Associated Control Channel Frequency Correction Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh Kênh hiệu chỉnh tần số FSK Frequency Shift Keying Khoá điều chế dịch tần GSM Global Sysstem for Mobile Communication Thông tin di động toàn cầu GOS Grade of Service Cấp độ phục vụ GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu IMTS Improved Mobile Telephone Hệ thống điện thoại di động cải Systems tiến International Mobile Số nhận dạng thuê bao di động Subscriber Identity quốc tế IMSI ISDN ITU Intergrated Service Digital Network International Telecommunication Union Mạng số đa dịch vụ Liên đồn viễn thơng quốc tế MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Tổng đài di động Công nghệ CDMA: Lý thuyết ứng dụng Center PAGCH Paging and Acess Channel Kênh truy nhập tìm gọi PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng Public Switched Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch Network công cộng Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên PSTN RACH SACCH SCH SDCCH Slow Associated Control Channel Synchronization Channel StandAlone Dedicated Channel Kênh điều khiển liên kết chậm Kênh đồng Kênh điều khiển dành riêng Space Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo Access không gian TACH Traffic and Associated Channel Kênh lưu lượng liên kết TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access SDMA TMN UTC Telephone Management Network Universal Coordinated Time Luận văn Thạc sỹ Điện tử Viễn thông Đa truy nhập phân chia theo thời gian Mạng quản lý viễn thông Định thời chuẩn giới DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 So sánh dạng sóng DS 26 Bảng 2.2 Các đặc tính dãy có chu kỳ 2m - 43 Bảng 3.1 Giới thiệu tham số chủ yếu WCDMA 65 Bảng 3.2 Giới thiệu tham số chủ yếu cdma2000 74 Bảng 4.1 Ví dụ tham số phục vụ tính tốn dung lượng 99 Bảng 4.2 Các tham số điều chế kênh lưu lượng hướng lên 105 Bảng 4.3 Các tham số điều chế kênh truy nhập 106 Bảng 4.4 Cấu hình bit khung kênh lưu lượng hướng lên 108 Bảng 4.5 Các tham số điều chế kênh đồng 111 Bảng 4.6 Các tham số điều chế kênh nhắn tin 112 Bảng 4.7 Các tham số điều chế kênh lưu lượng hướng xuống 112 Bảng 4.8 Bit thông tin kênh lưu lượng hướng xuống lên 116 Công nghệ CDMA: Lý thuyết ứng dụng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 2.1 Điều chế loại DS (2 pha) 24 Hình 2.2 Dạng sóng cấu hình hệ thống DS 25 Hình 2.3 Phân bố cơng suất phổ [(sin x)/x]2 27 Hình 2.4 Giới hạn độ rộng băng RF ảnh hưởng đến tín hiệu DS thơng thường 28 Hình 2.5 Phổ tín hiệu FH lý tưởng 30 Hình 2.6 Sự giảm băng thơng chồng lấn kênh 33 Hình 2.7 Sơ đồ khối giao thoa có trạm lặp 34 Hình 2.8 Hệ thống TH đơn giản 35 Hình 2.9 Phổ tần số hệ thống tổng hợp FH/DS 36 Hình 2.10 Bộ điều chế tổng hợp FH/DS 36 Hình 2.11 Bộ thu tổng hợp FH/DS 37 Hình 2.12 Hệ thống thơng tin đường với vấn đề liên quan đến khoảng cách 38 Hình 2.13 Sơ đồ khối hệ thống TH/DS 40 Hình 2.14 Bộ tạo dãy m 41 Hình 2.15 Hàm tự động tương quan tiêu chuẩn dãy m 42 Hình 2.16 Mật độ phổ cơng suất dãy m 42 Hình 2.17 Bộ tạo dãy Gold 44 Hình 2.18 Các trạng thái pha PSK 45 Hình 2.19 Bộ điều chế BPSK 46 Hình 2.20 Bộ điều chế QPSK 46 Hình 2.21 Tạo tín hiệu QPSK 47 Hình 2.22 Các trạng thái pha 48 Hình 2.23 Phổ BPSK QPSK 48 Hình 2.24 Giải điều chế PSK 49 Hình 2.25 Mạch vịng khơi phục sóng mang Costas .50 Hình 2.26 Mạch vịng điều chế lại 51 Luận văn Thạc sỹ Điện tử Viễn thông