TRÕNH QËC BẪO 1 http://www.ebooks.vdcmedia.com MC LC MC LC 1 Lúâi nối àêìu 4 PHÊÌN I: MẨNG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG VÂ K THÅT TRẪI PHƯÍ 5 CHÛÚNG I Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång 5 1.1 - Tưíng quan 5 1.2 - Cêëu trc mẩng thưng tin sưë Cellular 6 1.3 - Sûå phất triïín ca hïå thưëng thưng tin Cellular 7 1.4 - Cấc phûúng phấp truy cêåp trong mẩng thưng tin di àưång sưë 8 CHÛÚNG II K thåt trẫi phưí 10 2.1 - Múã àêìu 10 2.2 - Hïå thưëng trẫi phưí trûåc tiïëp (DS/SS) 10 2.2.1. Cấc hïå thưëng DS/SS - BPSK 11 2.2.2. Cấc hïå thưëng DS/SS - QPSK 16 2.3 - Hïå thưëng nhẫy têìn (FH/ss) 20 2.3.1. Cấc hïå thưëng FH/SS nhanh 21 2.3.2. Hïå thưëng FH/SS chêåm 27 2.4 - Hïå thưëng nhẫy thúâi gian (TH/SS) 29 2.5 - So sấnh cấc hïå thưëng SS 30 2.6 - Hïå thưëng lai (Hybrid) 31 2.6.1. FH/DS 32 2.6.2. TH/FH 34 2.6.3. TH/DS 35 2.7 - Dậy PN 37 2.8 - Àưìng bưå mậ trong cấc hïå thưëng thưng tin trẫi phưí 41 PHÊÌN II: ÛÁNG DNG CƯNG NGHÏÅ CDMA TRONG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG 44 CHÛÚNG III Tưíng quan vïì Cưng nghïå CDMA 44 3.1 - Tưíng quan 44 3.2 - Th tc phất/thu tđn hiïåu 45 3.3 - Cấc àùåc tđnh ca CDMA 46 3.3.1. Tđnh àa dẩng ca phên têåp 46 3.3.2. Àiïìu khiïín cưng sët CDMA 47 3.3.3. Dung lûúång 48 3.3.4. Bưå mậ - giẫi mậ thoẩi vâ tưëc àưå sưë liïåu biïën àưíi 49 TRÕNH QËC BẪO 2 http://www.ebooks.vdcmedia.com 3.3.5. Bẫo mêåt cåc gổi 49 3.3.6. Chuín giao (handoff) úã CDMA 50 3.3.7. Tấch tđn hiïåu thoẩi 50 3.3.8. Tấi sûã dng têìn sưë vâ vng ph sống 51 3.3.9. Giấ trõ Eb/No thêëp (hay C/I) vâ chưëng lưỵi 52 3.3.10. Dung lûúång mïìm 52 3.4 - Bûúác tiïën cưng nghïå CDMA vïì bùng rưång 53 3.5 - Cấc cưng nghïå giao diïån vư tuën cho 3G 54 3.6 - Cêëu trc WCDMA 55 3.6.1. Cấc giẫi phấp k thåt 55 3.6.2. Sống mang 57 3.6.3. Kïnh logic 57 3.6.4. Kïnh vêåt l 58 3.6.5. Sûå trẫi phưí 62 3.6.6. Àa tưëc àưå 63 3.6.7. Gối dûä liïåu 64 3.6.8. Chuín giao 64 3.7.1. Bùng thưng 67 3.7.2. Kïnh vêåt l 68 3.7.3. Sûå trẫi phưí 70 3.7.4. Àa tưëc àưå 70 3.7.5. Gối dûä liïåu 71 3.7.6. Chuín giao 71 3.7.7. Truìn phên têåp 71 3.8 - Cấc kiïën nghõ cho thưng tin di àưång 3G vâ sûå chín hoấ 71 3.8.1. IMT-2000 72 3.8.2. Hổ tiïu chín IMT-2000 73 CHÛÚNG IV: ÛÁNG DNG CƯNG NGHÏÅ CDMA TRONG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG 75 4.1 - Àiïìu khiïín cưng sët 75 4.1.1. Àiïìu khiïín cưng sët mẩch vông húã trïn kïnh hûúáng lïn 81 4.1.2. Àiïìu khiïín cưng sët mẩch vông kđn trïn kïnh hûúáng lïn 82 4.1.3. Àiïìu khiïín cưng sët trïn kïnh hûúáng xëng 83 4.2 - Dung lûúång 85 4.2.1. Dung lûúång cûåc àûúâng truìn hûúáng lïn 86 4.2.2. Tưëc àưå mậ hoấ thoẩi 91 4.2.4. Tđch cûåc thoẩi 92 TRÕNH QËC BẪO 3 http://www.ebooks.vdcmedia.com 4.2.5. Can nhiïỵu 92 4.2.6. Tùng đch dẫi quẩt hoấ 93 4.2.7. Àiïìu khiïín cưng sët khưng chđnh xấc 94 4.2.8. Phên tđch tùỉc nghện 94 4.2.9. Phên tđch tùỉc nghện mïìm trong CDMA 95 4.2.10. Dung lûúång àûúâng truìn hûúáng xëng 100 4.3 - Chuín giao 102 4.3.1. Chuín giao mïìm vâ mïìm hún 104 4.3.2. Chuín giao cûáng 106 4.3.3. Chuín giao úã hïå thưëng thưng tin di àưång CDMA IS-95 107 4.4 - Àùåc tđnh àiïìu chïë vâ tưí chûác kïnh 114 4.4.1. Tđn hiïåu kïnh CDMA hûúáng lïn 114 4.4.2. Kïnh truy nhêåp vâ kïnh lûu lûúång hûúáng lïn. 121 4.4.3. Tđn hiïåu kïnh CDMA hûúáng xëng 123 Bẫng tra cûáu cấc tûâ viïët tùỉt 131 Tâi liïåu tham khẫo 134 TRÕNH QËC BẪO 4 http://www.ebooks.vdcmedia.com Lúâi nối àêìu Cng vúái sûå phất triïín ca cấc nghânh cưng nghïå nhû àiïån tûã, tin hổc, cưng nghïå viïỵn thưng trong nhûäng nùm vûâa qua phất triïín rêët mẩnh mệ cung cêëp ngây câng nhiïìu cấc loẩi hònh dõch v múái àa dẩng, an toân, chêët lûúång cao àấp ûáng ngây câng tưët cấc u cêìu ca khấch hâng. Thïë k 21 sệ chûáng kiïën sûå bng nưí ca thưng tin vư tuën trong àố tin tûác di àưång àống vai trô rêët quan trổng. Nhu cêìu vïì thưng tin ngây câng tùng cẫ vïì sưë lûúång, chêët lûúång vâ cấc loẩi hònh dõch v, àiïìu nây àậ thc àêíy thïë giúái phẫi tòm kiïëm mưåt phûúng thûác thưng tin múái. Vâ cưng nghïå CDMA àậ trúã thânh mc tiïu hûúáng túái ca lơnh vûåc thưng tin di àưång trïn thïë giúái. Hiïån nay, mẩng thưng tin di àưång ca Viïåt Nam àang sûã dng cưng nghïå GSM, tuy nhiïn trong tûúng lai mẩng thưng tin nây sệ khưng àấp ûáng àûúåc cấc nhu cêìu vïì thưng tin di àưång, do àố viïåc nghiïn cûáu vâ triïín khai mẩng thưng tin di àưång CDMA lâ mưåt àiïìu têët ëu. Xët phất tûâ nhûäng suy nghơ nhû vêåy nïn em àậ quët àõnh chổn àïì tâi: " Cưng nghïå CDMA vâ ûáng dng ca cưng nghïå CDMA trong thưng tin di àưång". Nưåi dung ca lån vùn gưìm hai phêìn: Phêìn I: Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång vâ k thåt trẫi phưí. Phêìn II: ÛÁáng dng ca cưng nghïå CDMA trong thưng tin di àưång. Trong quấ trònh lâm lån vùn tưët nghiïåp, mùåc d em àậ cưë gùỉng nhiïìu nhûng do trònh àưå cố hẩn nïn khưng thïí trấnh khỗi nhûäng sai sốt, em rêët mong nhêån àûúåc sûå phï bònh, hûúáng dêỵn vâ sûå gip àúä ca Thêìy cư, bẩn bê. Em xin chên thânh cẫm ún sûå gip àúä têån tònh ca Thêìy V Àûác Thổ cng cấc Thêìy cư trong khoa Àiïån tûã Viïỵn thưng àậ gip em hoân thânh lån vùn tưët nghiïåp. TRÕNH QËC BẪO 5 http://www.ebooks.vdcmedia.com PHÊÌN I: MẨNG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG VÂ K THÅT TRẪI PHƯÍ CHÛÚNG I Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång 1.1 - Tưíng quan Toân bưå vng phc v ca hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång Cellular àûúåc chia thânh nhiïìu vng phc v nhỗ, cố dẩng mưåt tưí ong hònh lc giấc. Trong mưỵi cell cố mưåt trẩm gưëc BTS ( Base Transceiver Station ). BTS liïn lẩc vư tuën vúái têët cẫ cấc mấy thụ bao di àưång MS ( Mobile Station ) cố mùåt trong cell. MS cố thïí di àưång giûäa cấc cell vâ nố phẫi àûúåc chuín giao àïí lâm viïåc vúái mưåt BTS liïìn kïì mâ nố hiïån àang trong vng ph sống mâ khưng lâm giấn àoẩn cåc gổi. Hònh 1.1 àûa ra mưåt mẩng àiïån thoẩi di àưång tưí ong bao gưìm cấc trẩm gưëc (BTS). Vng phc v ca mưåt BTS àûúåc gổi lâ cell vâ nhiïìu cell àûúåc kïët TRếNH QUệậC BAO 6 http://www.ebooks.vdcmedia.com hỳồp laồi thaõnh vuõng phuồc vuồ cuóa hùồ thửởng. 1.2 - Cờởu truỏc maồng thửng tin sửở Cellular NSS: Network Switching Subsystem: Hùồ thửởng chuyùớn maồch. MSC: Mobile Service Switching Centre: Trung tờm chuyùớn maồch caỏc nghiùồp vuồ di ửồng. HLR: Home Location Register: Bửồ ghi ừnh vừ thỷỳõng truỏ. VLR: Visitor Location Register: Bửồ ghi ừnh vừ taồm truỏ. AUC: Authentication Centre: Trung tờm nhờồn thỷồc. EIR: Equipment Indentification Register: Thanh ghi nhờồn daồng thiùởt bừ. BSS: Base Station System: Hùồ thửởng traồm gửởc. BSC: Base Station Controller: aõi iùỡu khiùớn traồm gửởc. BTS: Base Transceiver Station: Traồm thu phaỏt gửởc. OSS: Operation & Support Station: Hùồ thửởng con khai thaỏc vaõ baóo dỷỳọng. NMC: Network Management Centre: Trung tờm quaón lyỏ maồng PSTN: Public Switched Telephone Network: Maồng iùồn thoaồi chuyùớn maồch cửng cửồng. TRÕNH QËC BẪO 7 http://www.ebooks.vdcmedia.com PLMN: Public Land Mobile Network: Mẩng di àưång mùåt àêët. ISDN: Integrated Switched Digital Network: Mẩng sưë liïn kïët àa dõch v. MS: Mobile Station: Trẩm di àưång. Hïå thưëng khai thấc vâ bẫo dûúäng OSS mùåc d khưng thåc thânh phêìn ca mẩng thưng tin di àưång nhûng nố liïn quan chùåt chệ vúái mẩng àố lâ trẩm di àưång MS thåc ngûúâi sûã dng. Trong mưỵi mưåt BSS cố mưåt bưå àiïìu khiïín trẩm gưëc BSC àiïìu khiïín mưåt nhốm BTS vïì cấc chûác nùng nhû chuín giao vâ àiïìu khiïín cưng sët. Trong mưỵi SS, mưåt trung têm chuín mẩch ca PLMN, gổi tùỉt lâ tưíng àâi di àưång MSC phc v nhiïìu BSC hònh thânh cêëp quẫn l vng lậnh thưí gổi lâ vng phc v MSC bao gưìm nhiïìu vng àõnh võ. Do u cêìu quẫn l vïì nhiïìu mùåt àưëi vúái MS ca mẩng di àưång Cellular dêỵn àïën cú súã dûä liïåu lúán. Bưå ghi àõnh võ thûúâng tr HLR chûáa cấc thưng tin vïì thụ bao nhû cấc dõch v mâ thụ bao lûåa chổn vâ cấc thưng sưë nhêån thûåc. Võ trđ hiïån thúâi ca MS àûúåc cêåp nhêåt qua bưå ghi àõnh võ tam tr VLR cng àûúåc chuín àïën HLR. Trung têm nhêån thûåc AUC cố chûác nùng cung cêëp cho HLR cấc thưng sưë nhêån thûåc vâ cấc khoấ mêåt mậ. Mưỵi MSC cố mưåt VLR. Khi MS di àưång vâo mưåt vng phc v MSC múái thò VLR u cêìu HLR cung cêëp cấc sưë liïåu vïì MS nây àưìng thúâi VLR cng thưng bấo cho HLR biïët MS nối trïn àang úã vng phc v nâo. VLR cố àêìy à cấc thưng tin àïí thiïët lêåp cåc gổi theo u cêìu ca ngûúâi sûã dng. Mưåt MSC àùåc biïåt (gổi lâ MSC cưíng) àûúåc PLMN giao cho chûác nùng kïët nưëi giûäa PLMN vúái cấc mẩng cưë àõnh. 1.3 - Sûå phất triïín ca hïå thưëng thưng tin Cellular Hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång thûúng mẩi àêìu tiïn àûúåc àûa vâo dng sûã dng bùng têìn 150 MHz tẩi Saint Louis - M vâo nùm 1946 vúái khoẫng cấch kïnh lâ 60 KHz vâ sưë lûúång kïnh bõ hẩn chïë chó àïën 3. TRÕNH QËC BẪO 8 http://www.ebooks.vdcmedia.com Nùm 1948, mưåt hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång hoân toân tûå àưång àêìu tiïn ra àúâi úã Richmond Indiana. Tûâ nhûäng nùm sấu mûúi kïnh thưng tin di àưång cố dẫi thưng têìn sưë 30 kHz vúái k thåt FM úã bùng têìn 450MHz àûa hiïåu sët sûã dng phưí têìn lïn gêëp 4 lêìn so vúái cëi thïë chiïën II. Quan niïåm Cellular ra àúâi tûâ cëi nhûäng nùm bưën mûúi vúái Bell. Thay cho mư hònh phất quẫng bấ vúái cưng sët lúán vâ ùng ten cao lâ nhûäng cell cố diïån tđch bế cố mấy phất BTS cưng sët nhỗ. Khi cấc cell úã cấch nhau mưåt khoẫng cấch à xa thò cố thïí sûã dng lẩi têìn sưë. Tûâ nhûäng nùm bẫy mûúi, hïå thưëng Cellular k thåt tûúng tûå ra àúâi, têìn sưë àiïìu chïë lâ 850MHz, FM. Tûúng ûáng lâ sẫn phêím thûúng mẩi AMPS ra àúâi nùm 1983. Àïën àêìu nhûäng nùm chđn mûúi mưåt loẩt cấc hïå thưëng ra àúâi nhû TACS, NMTS, NAMTS, Tuy nhiïn, do nhu cêìu phất triïín cấc hïå thưëng c khưng àấp ûáng àûúåc cấc u cêìu ngây câng tùng do àố thưng tin di àưång thïë hïå thûá hai ra àúâi sûã dng k thåt sưë vúái nhûäng ûu àiïím vûúåt trưåi. Hïå thưëng thưng tin di àưång Cellular thïë hïå thûá hai cố 3 tiïu chín chđnh: GSM, IS-5, JDC. Thïë hïå ba bùỉt àêìu tûâ nhûäng nùm sau thêåp k chđn mûúi lâ k thåt sưë vúái CDMA vâ TDMA cẫi tiïën. 1.4 - Cấc phûúng phấp truy cêåp trong mẩng thưng tin di àưång sưë ÚÃ giao diïån vư tuën MS vâ BTS liïn lẩc vúái nhau bùçng sống vư tuën. Do tâi ngun vïì têìn sưë cố hẩn mâ sưë lûúång thụ bao lẩi khưng ngûâng tùng lïn nïn ngoâi viïåc sûã dng lẩi têìn sưë, trong mưỵi cell sưë kïnh têìn sưë àûúåc dng chung theo kiïíu trung kïë. Hïå thưëng trung kïë vư tuën lâ hïå thưëng vư tuën cố sưë kïnh sùén sâng phc v đt hún sưë ngûúâi dng khẫ dơ. Xûã lđ trung kïë cho phếp têët cẫ ngûúâi dng sûã dng chung mưåt cấch trêåt tûå sưë kïnh cố hẩn vò chng ta biïët chùỉc rùçng xấc sët mổi thụ bao cng lc cêìn kïnh lâ thêëp. Phûúng thûác àïí sûã dng chung cấc kïnh gổi lâ àa truy nhêåp. TRÕNH QËC BẪO 9 http://www.ebooks.vdcmedia.com Hiïån nay, ngûúâi ta sûã dng 5 phûúng phấp truy cêåp kïnh vêåt l: + FDMA: Àa truy cêåp phên chia theo têìn sưë. Phc v cấc cåc gổi theo cấc kïnh têìn sưë khấc nhau. + TDMA: Àa truy cêåp phên chia theo thúâi gian. Phc v cấc cåc gổi theo cấc khe thúâi gian khấc nhau. + CDMA: Àa truy cêåp phên chia theo mậ. Phc v cấc cåc gổi theo cấc chỵi mậ khấc nhau. + PDMA: Àa truy cêåp phên chia theo cûåc tđnh. Phc v cấc cåc gổi theo cấc sûå phên cûåc khấc nhau ca sống vư tuën. + SDMA: Àa truy cêåp phên chia theo khưng gian. Phc v cấc cåc gổi theo cấc cấc anten àõnh hûúáng bp sống hểp. TRÕNH QËC BẪO 10 http://www.ebooks.vdcmedia.com CHÛÚNG II K thåt trẫi phưí 2.1 - Múã àêìu ÚÃ cấc hïå thưëng thưng tin thưng thûúâng, àưå rưång bùng têìn lâ vêën àïì quan têm chđnh vâ cấc hïå thưëng nây àûúåc thiïët kïë àïí sûã dng câng đt àưå rưång bùng têìn câng tưët. Tuy nhiïn, úã hïå thưëng thưng tin trẫi phưí, àưå rưång bùng têìn ca tđn hiïåu àûúåc múã rưång, thưng thûúâng hâng trùm lêìn trûúác khi phất. Khi chó cố mưåt ngûúâi sûã dng trong bùng têìn SS, sûã dng bùng têìn nhû vêåy khưng hiïåu quẫ. Nhûng úã mưi trûúâng nhiïìu ngûúâi sûã dng, hổ cố thïí sûã dng chung mưåt bùng têìn SS (Spread Spectrum - Trẫi Phưí) vâ hïå thưëng trúã nïn sûã dng bùng têìn cố hiïåu sët mâ vêỵn duy trò àûúåc cấc ûu àiïím ca trẫi phưí. Tốm lẩi, mưåt hïå thưëng thưng tin sưë àûúåc coi lâ trẫi phưí nïëu: + Tđn hiïåu àûúåc phất chiïëm àưå rưång bùng têìn lúán hún àưå rưång bùng têìn tưëi thiïíu cêìn thiïët. + Trẫi phưí àûúåc thûåc hiïån bùçng mưåt mậ àưåc lêåp vúái sưë liïåu. Cố ba kiïíu hïå thưëng thưng tin trẫi phưí cú bẫn: + Trẫi phưí chỵi trûåc tiïëp (DS/SS - Direct Sequence Spread Spectrum) + Trẫi phưí nhẫy têìn (FH/SS - Frequency Hopping Spread Spectrum) + Trẫi phưí dõch thúâi gian (TH/SS - Time Hopping Spread Spectrum) 2.2 - Hïå thưëng trẫi phưí trûåc tiïëp (DS/SS) Hïå thưëng DS/SS àẩt àûúåc trẫi phưí bùçng cấch nhên tđn hiïåu ngìn vúái tđn hiïåu giẫ ngêỵu nhiïn. úã hïå thưëng DS/SS nhiïìu ngûúâi sûã dng cng dng chung mưåt bùng têìn vâ phất tđn hiïåu ca hổ àưìng thúâi. Mấy thu sûã dng tđn hiïåu giẫ ngêỵu nhiïn chđnh xấc àïí lêëy tđn hiïåu mong mën bùçng cấch giẫi trẫi phưí. Àêy lâ [...]... chïë úã mấy thu khưng thûåc sûå trûåc giao thò sệ xẫy ra xun êm giûäa hai nhấnh vâ sệ gêy thïm sûå giẫm chêët lûúång ca hïå thưëng DS/SS - QPSK àûúåc sûã dng trong hïå thưëng thưng tin di àưång IS - 95 CDMA vâ hïå thưëng àõnh võ toân cêìu (GPS) 2.3 -Hïå thưëng nhẫ têìn (FH/ss) y Dẩng hïå thưëng trẫi phưí thûá hai lâ hïå thưëng trẫi phưí nhẫy têìn FH/SS Hïå thưëng nây cố nghơa lâ chuín àưíi sống mang . DNG CƯNG NGHÏÅ CDMA TRONG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG 44 CHÛÚNG III Tưíng quan vïì Cưng nghïå CDMA 44 3.1 - Tưíng quan 44 3.2 - Th tc phất/thu tđn hiïåu 45 3.3 - Cấc àùåc tđnh ca CDMA 46 3.3.1 4.2.7. Àiïìu khiïín cưng sët khưng chđnh xấc 94 4.2.8. Phên tđch tùỉc nghện 94 4.2.9. Phên tđch tùỉc nghện mïìm trong CDMA 95 4.2.10. Dung lûúång àûúâng truìn hûúáng xëng 100 4.3 - Chuín. CDMA IS-95 107 4.4 - Àùåc tđnh àiïìu chïë vâ tưí chûác kïnh 114 4.4.1. Tđn hiïåu kïnh CDMA hûúáng lïn 114 4.4.2. Kïnh truy nhêåp vâ kïnh lûu lûúång hûúáng lïn. 121 4.4.3. Tđn hiïåu kïnh CDMA