đề tài “kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba umts”

Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển của các hệ thống viễn thông di động trên toàn thế giới đã trải qua được ba thế hệ, với rất nhiều các kiểu hệ thống khác nhau. Từ các hệ thống tương tự ở thế hệ thứ nhất đến các hệ thống số ở các thế hệ tiếp theo và hiện nay còn đang được triển khai phát triển ở các hệ thống viễn thông di động thế hệ thứ tư. Trong đó hệ thống viễn thông di động đa năng UMTS thuộc về thế hệ viễn thông di động thứ ba đã được đề xuất bởi Tổ Chức Tiêu Chuẩn Viễn Thông Châu Âu ETSI và Liên Đoàn Kinh Doanh Và Công Nghiệp Vô Tuyến ARIB của Nhật. Hệ thống UMTS được xây dựng trên cơ sở của mạng GSM là mạng đã được sự thừa nhận của hầu hết các quốc gia trên toàn thế giới. Nhiều nước hàng đầu trên thế giới đã triển khai hệ thống 3G của mình theo UMTS như các nước ở Châu Âu, Nhật Bản và trong đó có Viêt Nam. Mạng UMTS hiện đang được Viettel, Mobifone, Vinaphone là ba nhà mạng chiếm thị phần chính ở Việt Nam triển khai và phát triển. Kỹ thuật điều khiển công suất là một trong những kỹ thuật được sử dụng trong việc quản lý tài nguyên mạng vô tuyến trong UMTS. Nhằm mục đính giải quyết hiện tượng gần xa tránh được sự can nhiễu giữa các tín hiệu thu được của những người sử dụng khác nhau. Trên những cơ sở đấy em đã quyết định trọn đề tài “Kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba UMTS”. Đề tài được thực hiện với mục đính có thể nắm được một cách cơ bản về hệ thống cũng như các kỹ thuật quản lý tài nguyên vô tuyến và hiểu rõ về các kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống UMTS. Mặc dù bản thân đã rất cố gắng và được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Mạnh Hoàng song do trình độ hiểu biết của bản thân còn nhiều hạn chế, thời gian chuẩn bị ngắn, nguồn tài liệu không nhiều, nên không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo thêm của thầy giáo hướng dẫn, sự góp 1 Đồ án tốt nghiệp ý của các thầy cô giáo khoa Điện tử-Viễn thông cũng như của các bạn sinh viên, để em khắc phục những thiếu sót đó để hoàn thiện thêm kiến thức của mình. Em xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Mạnh Hoàng đã tận tình chỉ bảo cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Sinh viên 2 Đồ án tốt nghiệp TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án được chia làm bốn chương với nội dung nghiên cứu chủ yếu là kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống viễn thông UMTS. Nội dung chính của từng chương: Chương 1: Hệ thống viễn thông di động thế hệ thứ ba UMTS Giới thiệu một cách cơ bản về hệ thống viễn thông thế hệ thứ ba UMTS như là nguồn gốc của hệ thống UMTS, kiến trúc mạng UMTS,các loại kênh vô tuyến, một số đặc điểm cơ bản như trải phổ và đa truy nhập phân chia theo mã, giao diện vô tuyến, quy hoạch tần số và các loại chất lượng dịch vụ. Chương 2: Các kỹ thuật quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống UMTS Trình bầy về các kỹ thuật quản lý tài nguyên mạng vô tuyến và tầm quan trọng của nó trong mạng UMTS như kỹ thuật điều khiển công suất, điều khiển chuyển giao, điều khiển cho phép, điều khiển tải, điều khiển tải, lập biểu gói. Chương 3: Kỹ thuật điều khiển công suất theo bước DSSPC và kỹ thuật điều khiển công suất phân tán DPC Nghiên cứu hai thuật toán điều khiển công suất thông minh là DSSPC và DPC. Chương 4: Kết quả tính toán và mô phỏng Đưa ra các kết quả tính toán để mô phỏng hai thuật toán DSSPC và DPC 3 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC 3.3.1 Điều khiển công suất phân tán và điều khiển công suất tập trung 70 3.3.1 Điều khiển công suất phân tán và điều khiển công suất tập trung 70 DANH SÁCH HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 4 Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH BẢNG BIỂU THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập AICH Acquisition Indication Channel Kênh chỉ thị bắt AMPS Advanced Mobile Phone System Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến ARIB Association of Radio Industries and Businesses Liên đoàn kinh doanh và công nghệ vô tuyến 5 Đồ án tốt nghiệp AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực BCCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BG Border Gatway Cổng biên giới CCH Control Channel Kênh điều khiển CD/CA- ICH Collision Detection/ Channel Assignment Indicator Channel Kênh chỉ thị ấn định kênh/ phát hiện xung đột CD/CA- ICH Collision Detection/Channel Assignment Indicator Channel Kênh chỉ thị ấn định kênh/ Phát hiện xung đột CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Physical Channel Kênh vật lý chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CRC Cyclic Redundancy Check Mã dịch vòng CRNC Control RNC RNC điều khiển CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh CSCF Call State Control Function Chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi CSICH CPCH Status Indicator Channel Kênh chỉ thị trạng thái CPCH CSPDN Circuit Switch Public Data Network Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh 6 Đồ án tốt nghiệp CTCH Common Traffic Channel Kênh lưu lượng chung D/A Digital/Analog Bộ chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPCH Downlink Physical Channel Kênh vật lý đường xuống DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh vật lý số liệu riêng DRNC Drift Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến trôi DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp DS-CDMA Direct Sequence - Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ chuỗi trực tiếp DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống DTCH Dedicated Traffic Channel Kênh lưu lượng riêng EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM EIR Equipment Identity Register Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị ETSI European Telecommunication Standard Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu 7 Đồ án tốt nghiệp FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FDD Time Division Duplex Ghép kênh phân chia theo tần số GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GMSC Gateway Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạnh các dịch vụ di động cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu HE Home Environment Môi trường nhà HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSCSD High Speed Circuit Switched Data Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Dịch vụ thuê bao thường trú (Đăng ký thường trú) IF Intermediate Frequency Trung tần IMSI International Mobile Station Identity Nhận dạng trạm di động quốc tế IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ IWF Internetworking Function Chức năng tương tác mạng 8 Đồ án tốt nghiệp LAI Location Area Identity Nhận dạng vùng định vị LoCH Logic Channel Các kênh logic MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập trung gian MCC Mobile Country Code Mã nước ME Mobile Equipment Thiết bị di động MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng các phương tiện MGW Media Gateway Cổng các phương tiện MNC Mobile Network Code Mã mạng MRF Multimedia Resource Function Chức năng tài nguyên đa phương tiện MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạnh các dịch vụ di động MSIN Mobile Station Identity Number Số nhận dạng trạm di động MSISDN Mobile Station ISDN Số thuê bao MSRN Mobile Station Random Number Số lưu động của trạm di động NMT Nordic Mobile Telephone Hệ thống điện thoại di động vùng Bắc Âu OMC Operation and Management Center Hệ thống khai thác và bảo dưỡng mạng 9 Đồ án tốt nghiệp PACCH Packet Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết gói PAGCH Packet Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập gói PCCCH Packet Common Control Channel Kênh điều khiển chung gói P-CCPCH Primary Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp PCCH Paging Control Channel Kênh tìm điều khiển tìm gọi PCPCH Physical Common packet Channel Kênh vật lý gói chung PDC Personal Digital Cellular Tế bào số cá nhân PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh vật lý chia sẻ đường xuống PDP Packet Data Protocol Giao thức số liệu gói PDTCH Packet Data Traffic Channel Các kênh lưu lượng số liệu gói PICH Paging Indicator Channel Kênh chỉ thị tìm gọi PIN Personal Identification Number Số nhận dạng cá nhân PhCH Physical Channal Kênh vật lý PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất PN Pseudo Noise Giả tạp âm 10 [...]... toàn thế giới đã trải qua được ba thế hệ, với rất nhiều các kiểu hệ thống khác nhau Từ các hệ thống tương tự ở thế hệ thứ nhất đến các hệ thống số ở các thế hệ tiếp theo và hiện nay còn đang được tiếp tục triển khai phát triển vào các hệ thống viễn thông di động ở thế hệ thứ tư Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ nhất Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ nhất là các hệ thống điện thoại di động theo công. .. của hệ thống viễn thông thế hệ thứ ba UMTS thông qua chủ đề “Sự ra đời của hệ thống viễn thông UMTS” cùng với việc đi vào tìm hiểu kỹ hơn về mạng UMTS thông qua hai chủ đề tiếp theo là “Một số đặc điểm của hệ thống UMTS” và “Kiến trúc mạng viễn thông UMTS” 1.2 Sự ra đời của hệ thông viễn thông UMTS 1.2.1 Lịch sử phát triển của các hệ thống viễn thông Sự phát triển của các hệ thống viễn thông di động. .. quả tài nguyên băng tần là vấn đề được quan tâm hàng đầu trong các hệ thống viễn thông Để giải quyết vấn đề này công nghệ đa truy nhập đã được sử dụng để nhiều khách hàng có thể dùng chung tài nguyên tần số hoặc khe thời gian hoặc là cả hai Trong hệ thống thông tin tương tự (1G) công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA được sử dụng Trong hệ thống thông tin thế hệ thứ hai (2G) thì sử dụng công. .. thoại di động tiên tiến (AMPS: Advanced Mobile Phone System) triển khai tại Bắc Mỹ + Hệ thống truyền thông truy nhập toàn bộ (TACS: Total Access Communication System) triển khai tại Anh vào năm 1985 Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ hai Sử dụng thành tựu của công nghệ kỹ thuật số, các hệ thống viễn thông thế hệ thứ hai đã có được những bước tiến quan trọng so với hệ thống tương tự Ngoài lĩnh vực viễn thông. .. của các hệ thống 3G với nền tảng là sự hội tụ của những công nghệ dựa trên giao thức Internet và di động 16 Đồ án tốt nghiệp Việc tiêu chuẩn hóa các hệ thống 3G do Liên đoàn Viễn thông Quốc tế thực hiện Trên phương di n toàn cầu, đó là hệ thống viễn thông Di động Quốc tế 2000 (IMT-2000) Ban đầu các hệ thống 3G được dự kiến như một chuẩn chung thống nhất trên thế giới, nhưng thực tế theo IMT-2000 thế giới... tốt nghiệp 1.2.2 Hệ thống viễn thông di động quốc tế cho năm 2000 (IMT-2000) Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R (Liên minh Viễn thông Quốc tế - bộ phận vô tuyến) đã xây dựng các tiêu chuẩn cho IMT-2000 Mục đích của IMT-2000 là đưa ra nhiều khả năng mới nhưng cũng đồng thời đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) vào những năm 2000 Thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) xây dựng... Truy nhập server thoại 1.4 Kiến trúc hệ thống viễn thông UMTS Hệ thống viễn thông UMTS được xây dựng theo ba mô thức chính là R3,R4,R5 1.4.1 Kiến trúc hệ thống UMTS theo mô thức R3 Một mạng UMTS bao gồm ba phần: 25 Đồ án tốt nghiệp + Thiết bị di động (UE: User Equipment) bao gồm ba thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (ME) và module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity... truyền tiếng nói bằng kỹ thuật số, một loạt các dịch vụ số mới với tốc độ truyền dữ liệu thấp đã trở nên phong phú và đa dạng Bao gồm “mobile fax’ (chuyển fax di động) , gửi thư tiếng nói, và dịch vụ gửi tin nhanh (short message service – SMS) Những hệ thống của thế hệ thứ hai (2G) sử dụng công nghệ đa truy nhập là TDMA và CDMA Một số hệ thống điển hình: + Hệ thống truyền thông di động toàn cầu (GSM) được... loại Dịch vụ di động Dịch vụ chi tiết Di động đầu cuối /di động cá nhân /di động dịch vụ Dịch vụ thông tin Theo dõi di động/ theo dõi di động thông định vị di động minh - Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64 kbit/s) Dịch vụ âm thanh - Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbit/s) - Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 kbit/s) - Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64- Dịch vụ viễn thông 144 kbit/s) Dịch vụ số liệu -... tin di động thế hệ thứ 3 thì hai tổ chức quốc tế 3GPP và 3GPP2 đã được ra đời dưới sự điều hành chung của ITU + 3GPP (đề án của các đối tác thế hệ thứ ba) có bốn thành viên: ETSI của Châu Âu, TTA của Hàn Quốc, ARIB của Nhật và T1P1 của Mỹ + 3GPP2 (tổ chức thứ hai về đề án của đối tác thế hệ thứ ba) có các thành viên là: TIA và T1P1 của Mỹ, TTA của Hàn Quốc, ARIB và TTC của Nhật Công nghệ W-CDMA được . triển vào các hệ thống viễn thông di động ở thế hệ thứ tư. Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ nhất Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ nhất là các hệ thống điện thoại di động theo công nghệ tương. trọn đề tài “Kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba UMTS”. Đề tài được thực hiện với mục đính có thể nắm được một cách cơ bản về hệ thống cũng như các kỹ thuật. là kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống viễn thông UMTS. Nội dung chính của từng chương: Chương 1: Hệ thống viễn thông di động thế hệ thứ ba UMTS Giới thiệu một cách cơ bản về hệ thống