công nghệ w-cdma và giải pháp nâng cấp mạng gsm lên w-cdma

Giáo viên hướng dẫn: Hà Văn Kha Ly SV thực hiện: Nội dung Chương 1: GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Chương 2: MẠNG GSM VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP LÊN 3G Chương 3: GIẢI PHÁP GPRS TRÊN MẠNG GSM Chương 4: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ W-CDMA Chương 5: TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG TRONG W-CDMA CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC THẾ HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG  Thế hệ 1:  Sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số FDMA Đa truy nhập phân chia theo tần số  Thế hệ 2:  Sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA  Sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo mã CDMA Đa truy nhập phân chia theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo mã  Thế hệ 3:  CDMA2000 nâng cấp hệ thống thông tin di động hệ sử dụng công nghệ CDMA  W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) nâng cấp hệ thống thông tin di động hệ sử dụng công nghệ TDMA CHƯƠNG 2: MẠNG GSM VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP LÊN 3G  Sơ đồ khối hệ thống mạng GSM  Phương pháp đa truy nhập GSM Có nhiều phương pháp truy nhập, TDMA FDMA sử dụng kết hợp mạng GSM 900  Uplink: 890 – 915 MHz  Downlink: 935 – 960 MHz Sơ đồ khối hệ thống mạng GSM 125 kênh, độ rộng kênh 200Khz  Lộ trình tiến lên 3G Lộ trình tiến lên 3G  Hướng nâng cấp Việt Nam CHƯƠNG 3: GiẢI PHÁP GPRS TRÊN MẠNG GSM Kiến trúc mạng GSM KIẾN TRÚC MẠNG GPRS GPRS: dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp GPRS: hệ di động 2.5G Kiến trúc mạng GPRS EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution)  Kỹ thuật điều chế EDGE Giản đồ điều chế 8-PSK Để tăng tốc độ truyền liệu EDGE người ta sử dụng kỹ thuật điều chế 8PSK thay cho GMSK GSM Sử dụng điều chế 8PSK có tốc độ bit gấp ba lần tốc độ bit điều chế GMSK, tốc độ truyền liệu EDGE gấp ba lần so với GSM CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ UMTS Giới thiệu  Mạng 3G phát triển từ hệ thống GSM gọi UMTS UMTS sử dụng công nghệ đa truy nhập theo mã băng rộng W-CDMA  W-CDMA hoạt động chế độ FDD dựa kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS- Direct Sequence Spread Spectrum)  Độ rộng kênh vơ tuyến 5Mhz  W-CDMA có tốc độ truyền tối đa 2Mbit/s  W-CDMA giúp cải thiện dung lượng mạng, cải thiện vùng phủ sóng 10 Những dịch vụ mạng 3G  Nhóm dịch vụ liên lạc bao gồm: Điện thoại truyền hình (Video Call), Truyền tải đồng thời âm thanh, liệu (Rich Voice) , Nhắn tin đa phương tiện (MMS)  Nhóm dịch vụ nội dung giải trí bao gồm : Tải phim ( Video Dowloading), Xem phim trực tuyến (Video Streaming), Tải nhạc Full Track  Nhóm thơng tin xã hội bao gồm: Truy cập Internet di động (Mobile Internet), Quảng cáo di động (Mobile Advertizing)  Nhóm hỗ trợ cá nhân bao gồm: Truyền liệu, Sao lưu dự phịng liệu, Thơng báo gửi nhận email, Kết nối từ xa tới mạng Intranet 13 KIẾN TRÚC MẠNG 3G UMTS Kiến trúc mạng 3G UMTS 14  Điều chế W-CDMA Điều chế QPSK ( )  2E cos 2π f c t + ( 2i − 1) π + θ ,0 ≤ t ≤ T  S QPSK (t ) =  T 0, t < 0; t > T  Eb : Năng lượng bit Tb : Thời gian bit E = 2Eb : Năng lượng tín hiệu phát ký hiệu T = 2Tb : Thời gian ký hiệu fc : Tần số sóng mang, : góc pha ban đầu i = 1, 2, 3, Xác suất lỗi QPSK: Pe,QPSK  Eb = Q  N      15 16 Trải phổ W-CDMA Có ba phương pháp trải phổ sau : - Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS : Direct Sequence Spreading Spectrum) - Trải phổ nhảy tần (FHSS : Frequency Hopping Spreading Spectrum) - Trải phổ nhảy thời gian (THSS : Time Hopping Spreading Spectrum) Hệ thống thông tin di động công nghệ CDMA sử dụng DSSS nên ta xét kỹ thuật trải phổ DSSS 17  Nguyên lý trải phổ DSSS 18  Đa truy nhập W-CDMA Đa truy nhập phân chia theo mã  Trong W-CDMA người ta sử dụng kỹ thuật CDMA, nhiên độ rộng kênh vô tuyến lên đến 5Mhz nên gọi đa truy nhập theo phân chia theo mã băng rộng  Trong hệ thống CDMA, gọi phát tần số chung theo khố mã khác CDMA thực nhiều gọi kênh, gọi gắn với chuỗi mã xác định Vì dung lượng gọi kênh tăng lên đáng kể 19  Mã trải phổ Quá trình trải phổ trộn  Trong q trình có hai loại mã sử dụng mã trộn mã định kênh 20  Các kiểu chuyển giao 21  Quy hoạch mạng Suy hao đường truyền Suy hao đường truyền lớn cho phép xác định sau: Lp = Pm – Pmin + Gb – Lc – Lb – Lh Pmin = N0 + Fb + Eb/N0’ + 10lgB Lp : Tổn hao đường truyền cho phép Pm : Công suất phát xạ hiệu dụng MS Pmin : Cường 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 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 22 Tính bán kính cell Mơ hình Hata - Okumura  Mơ hình áp dụng cho thơng số thỏa điều kiện: ● Tần số sóng mang fc: 150 ÷ 1500 (Mhz) ● Khoảng cách từ trạm gốc d: ÷ 20 (km) ● Độ cao anten trạm gốc hb: 30 ÷ 200 (m) ● Độ cao anten trạm di động hm : ÷ 10 (m) lg r = [L p − 69,55 − 26,16 lg f c + 13,82 lg hb + a( hm ) ] 44,9 − 6,55 lg hb a(hm) hệ số hiệu chỉnh cho độ cao anten di động Tp nhỏ trung bình: Tp lớn a(hm) = a(hm) (dB)= (1,11lgfc -0,7)hm – (1,56lgfc – 0,8) 8.29[lg(1,54hm)]2 – 1,1 { 3,2[lg11,75h )]2 m Ngoại ô Nông thôn (fc ≤ 400 MHz) [dB] – 4,97 (fc > 400 MHz) [dB]   f    c    − 5,4 Lno (dB)= Lp -  lg   28       Lnt(dB) = Lp – 4,78.(lgfc)2 +18,33(lgfc) - 40,94 23 Mơ hình Walfish-Ikegami (hay COST 231)  Mơ hình áp dụng cho thơng số thỏa điều kiện: ● Tần số sóng mang fc : 800 ÷ 2000 (Mhz) ● Khoảng cách từ trạm gốc d: 0,02 ÷ (km) ● Độ cao anten trạm gốc hb: ÷ 50 (m) ● Độ cao anten trạm di động hm: ÷ (m) Cơng thức tính bán kính cell: lg r = L p − Lori − Lbsh + 10 lg W − 20 lg ∆hm − k a + lg b − ( 30 + k f ) lg f c − 15,7 ( 20 + k d ) Lori sai số tán xạ nhiễu xạ, xác định bởi: − 9,646(dB ),0 ≤ Φ ≤ 35  Lo = 2,5 + 0,075(Φ − 55)(dB ),35 ≤ Φ ≤ 55 4 − 0,114(Φ − 55)(dB ),55 ≤ Φ ≤ 90  24 Lbsh kd − 18 lg(1 + ∆hb ), hb > hr = 0, hb < hr 15∆hb  , hb ≥ hr 18 − ∆hm = 18, h < h b r   fc  k f = + 1,5 − 1  925   fc  k f = + 0,7 − 1  925  Với thành phố lớn Với thành phố trung bình 25 Cơng thức tính diện tích cell Loại cell Trịn Lục giác Diện tích cell Diện tích sector πR2 πR2/3 2.598R2 2.598R2/3 26 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN VÀ MÔ PHỎNG TRONG HỆ THỐNG W-CDMA Bắt đầu Bắt đầu Nhập: -Thông số truyền dẫn - Thông số trạm BTS - Thông số trạm MS Lưu đồ tổng quát Lưu đồ chi tiết Nhập thông số yêu cầu Sai Kiểm tra thông số nhập Kết Thúc Sai Đúng Tính suy hao đường truyền cho phép vùng phủ cell In kết In kết Đúng - Tính số trạm BTS - Tính số thuê bao Thực tính tốn Đúng Nhập thơng số truyền sóng (chọn mơ hình truyền sóng Walfisch-Ikegami cho Tp nhỏ trung bình) Sai Kiểm tra thơng số nhập Kiểm tra thông số nhập Kiểm tra thông số nhập Nhập thơng số truyền sóng (chọn mơ hình trạm BTS mơ hình secto) Sai In kết Đúng - Tính bán kính Cell - Tính diện tích Cell In kết Kết thúc 27 ... DI ĐỘNG Chương 2: MẠNG GSM VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP LÊN 3G Chương 3: GIẢI PHÁP GPRS TRÊN MẠNG GSM Chương 4: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ W-CDMA Chương 5: TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG TRONG W-CDMA CHƯƠNG 1: GIỚI... CHƯƠNG 2: MẠNG GSM VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP LÊN 3G  Sơ đồ khối hệ thống mạng GSM  Phương pháp đa truy nhập GSM Có nhiều phương pháp truy nhập, TDMA FDMA sử dụng kết hợp mạng GSM 900  Uplink: 890... thống mạng GSM 125 kênh, độ rộng kênh 200Khz  Lộ trình tiến lên 3G Lộ trình tiến lên 3G  Hướng nâng cấp Việt Nam CHƯƠNG 3: GiẢI PHÁP GPRS TRÊN MẠNG GSM Kiến trúc mạng GSM KIẾN TRÚC MẠNG GPRS