Tiểu luận Mô hình truyền sóng IMT 2000

MỤC LỤC Lời Mở đầu3Chương 1. Giới thiệu chung về các phương thức truyền sóng51.1 Mô hình truyền tự do trong không gian51.2 Phương thức truyền lan sóng điện từ51.2.1 Sóng đất51.2.2 Sóng không gian61.2.3 Sóng tự do (sóng thẳng)71.3 Tổng kết8Chương 2. Các mô hình truyền sóng92.1 Mô hình Okumura92.2 Mô hình Hata92.3 Mô hình COST231WalfschIkegami102.4 Mô hình IMT200010Chương 3. Giới thiệu chi tiết mô hình IMT2000113.1 Lịch sử hình thành113.2 Các tiêu chí chung xây dựng IMT2000123.3 Mục tiêu của IMT2000 16Chương 4. So sánh giữa các mô hình truyền sóng18Kết luận21Tài liệu tham khảo Lời Mở đầuRa đời vào những năm 40 của thế kỷ XX, thông tin di động được coi như là một thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực thông tin viễn thông với đặc điểm các thiết bị đầu cuối có thể truy cập dịch vụ ngay khi đang di động trong phạm vi vùng phủ sóng. Thành công của con người trong lĩnh vực thông tin di động không chỉ dừng lại trong việc mở rộng vùng phủ sóng phục vụ thuê bao ở khắp nơi trên toàn thế giới, các nhà cung dịch vụ, các tổ chức nghiên cứu phát triển công nghệ di động đang nỗ lực hướng tới một hệ thống thông tin di động hoàn hảo, các dịch vụ đa dạng, chất lượng dịch vụ cao. 3G Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 là cái đích trước mắt mà thế giới đang hướng tới.Từ thập niên 1990, Liên minh Viễn thông Quốc tế đã bắt tay vào việc phát triển một nền tảng chung cho các hệ thống viễn thông di động. Kết quả là một sản phẩm được gọi là Thông tin di động toàn cầu 2000 (IMT2000). IMT2000 không chỉ là một bộ dịch vụ, nó đáp ứng ước mơ liên lạc từ bất cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào. Để được như vậy, IMT2000 tạo điều kiện tích hợp các mạng mặt đất vàhoặc vệ tinh. Hơn thế nữa, IMT2000 cũng đề cập đến Internet không dây, hội tụ các mạng cố định và di động, quản lý di động (chuyển vùng), các tính năng đa phương tiện di động, hoạt động xuyên mạng và liên mạng.

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 Lời Mở đầu 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN SÓNG 4 1.1 Mô hình truyền tự do trong không gian 4 1.2 Phương thức truyền lan sóng điện từ 4 1.2.1 Sóng đất 4 1.2.2 Sóng không gian 5 1.2.3 Sóng tự do (sóng thẳng) 6 1.3 Tổng kết 7 Chương 2: 8 CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG 8 2.1 Mô hình Okumura 8 2.2 Mô hình Hata 8 2.3 Mô hình COST231-Walfsch-Ikegami 9 2.4 Mô hình IMT-2000 9 GIỚI THIỆU CHI TIẾT VỀ MÔ HÌNH IMT-2000 10 3.1 Lịch sử hình thành 10 3.2 Các tiêu chí chung xây dựng IMT-2000 11 3.3 Mục tiêu của IMT-2000 - Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo các dịch vụ bang thông rộng truy nhập Internet nhanh hoặc các dịch vụ đa phương tiện. - Linh hoạt để đảm bảo các dịch vụ mới phổ biến toàn cầu và điện thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ của các hệ thống thông tin di động. - Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động. 15 Chương 4: 16 Kết luận 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 21 1 Tài liệu tham khảo Lời Mở đầu Ra đời vào những năm 40 của thế kỷ XX, thông tin di động được coi như là một thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực thông tin viễn thông với đặc điểm các thiết bị đầu cuối có thể truy cập dịch vụ ngay khi đang di động trong phạm vi vùng phủ sóng. Thành công của con người trong lĩnh vực thông tin di động không chỉ dừng lại trong việc mở rộng vùng phủ sóng phục vụ thuê bao ở khắp nơi trên toàn thế giới, các nhà cung dịch vụ, các tổ chức nghiên cứu phát triển công nghệ di động đang nỗ lực hướng tới một hệ thống thông tin di động hoàn hảo, các dịch vụ đa dạng, chất lượng dịch vụ cao. 3G - Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 là cái đích trước mắt mà thế giới đang hướng tới. Từ thập niên 1990, Liên minh Viễn thông Quốc tế đã bắt tay vào việc phát triển một nền tảng chung cho các hệ thống viễn thông di động. Kết quả là một sản phẩm được gọi là Thông tin di động toàn cầu 2000 (IMT-2000). IMT-2000 không chỉ là một bộ dịch vụ, nó đáp ứng ước mơ liên lạc từ bất cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào. Để được như vậy, IMT-2000 tạo điều kiện tích hợp các mạng mặt đất và/hoặc vệ tinh. Hơn thế nữa, IMT-2000 cũng đề cập đến Internet không dây, hội tụ các mạng cố định và di động, quản lý di 2 động (chuyển vùng), các tính năng đa phương tiện di động, hoạt động xuyên mạng và liên mạng. Bài tiểu luận này được làm để giúp cho mọi người có thể hiểu rõ hơn về IMT-2000. Bài tiểu luận gồm có 4 chương: Chương 1. Giới thiệu chung về các phương thức truyền sóng Chương này sẽ giới thiệu về các phương thức truyền sóng, đường đi và quỹ đạo của sóng. Chương 2. Các mô hình truyền sóng Chương này sẽ nói về các mô hình mà đã và đang được sử dụng như các mô hình Okumura, Hata, Cost 231 và IMT-2000. Chương 3. Giới thiệu chi tiết về IMT-2000 Chương này sẽ giới thiệu chi tiết về mô hình IMT-2000 (mạng di động ) Chương 4. So sánh giữa các mô hình truyền sóng Chương này giúp chung ta có cái nhìn tổng quan giữa các mô hình truyền song Okumura, Hata, Cost 231 và IMT-2000. Đồng thời có những so sánh giữa các mô hình với nhau. 3 Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN SÓNG 1.1 Mô hình truyền tự do trong không gian Trong mô hình này công suất dự đoán được phân ra với khoảng từ máy phát theo những luật. công suất thường là khoảng cách từ bề rộng máy phát. Phần công suất tự do máy thu bởi một anten là khoảng cách d từ máy phát có công thức sau : (d)= P t : khoảng cách máy phát P r : khoảng cách máy thu G 1 ,G 2 :lần lượt là độ lợi của anten truyềnvà anten thu L :là suy giảm của hệ thống không liên quan tới truyền ( L≥ 1) λ: chiều dài của sóng đơn vị là m 1.2 Phương thức truyền lan sóng điện từ 1.2.1 Sóng đất Nguồn bức xạ nằm thẳng đứng trên mặt đất, sóng điện từ truyền lan dọc theo mặt đất đến điểm thu. 4 Hình 2.1 Quá trình truyền lan sóng đất Đặc điểm : + Năng lượng sóng bị hấp thụ ít đối với tần số thấp, đặc biệt với mặt đất ẩm + Khả năng nhiễu xạ mạnh, cho phép truyền lan qua các vật chắn + Sử dụng cho băng song dài và trung với phân cực đứng 1.2.2 Sóng không gian - Nguyên lý : + Anten đặt cao trên mặt đất ít nhất vài bước sóng + Sóng điện từ đến điểm thu theo 2 cách: •Sóng trực tiếp: Đi thẳng từ điểm phát đến điểm thu •Sóng phản xạ: Đến điểm thu sau khi phản xạ trên mặt đất (thỏa mãn ĐL PX) 5 Hình 1.2 Truyền lan sóng không gian - Đặc điểm : + Chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện môi trường. + Phù hợp cho băng sóng cực ngắn, là phương thức truyền sóng chính trong thông tin vô tuyến. 1.2.3 Sóng tự do (sóng thẳng) - Nguyên lý: + Môi trường truyền sóng lý tưởng (đồng tính, đẳng hướng, không hấp thụ). + Sóng truyền lan trực tiếp đến điểm thu theo một đường thẳng. 6 Hình 1.3 : Truyền lan sóng tự do - Đặc điểm: + Môi trường chỉ tồn tại trongvũ trụ, sử dụng cho thông tin vũ trụ. + Bầu khí quyển trái đất trong một số điều kiện nhất định được coi là không gian tự do. 1.3 Tổng kết Hình 1.4 Các phương thức truyền lan sóng vô tuyến 7 Chương 2: CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG 2.1 Mô hình Okumura Okumura muốn tính toán một cách hệ tống đối với các loại địa hình khác nhau và các môi trường khác nhau. Công thức Okumura: Lokumura= Lfs + Am Trongđó : Am : hệ số suy hao dự đoán Okumura( Được tra qua đồ thị đường cong). Lfs: Suy hao lan truyền trong không gian tự do. 2.2 Mô hình Hata Hầu hết các công cụ truyền sóng sử dụng một dạng biến đổi của mô hình Hata. Mô hình Hata là quan hệ thực nghiệm được rút ra từ báo cáo kĩ thuật của Okumura cho phép sử dụng các kết quả vào các công cụ tính toán. Mô hình này được sử dụng rộng rãi cho tính toán phủ trong quy hoạch mạng ô vĩ mô. Dải thông sử dụng cho mô hình Hata : +150 ≤ fc ≤ 1500 +30 ≤hb≤ 200 +1 ≤ hm≤ 10 Trongđó: 8 fc : Tần số hoạt động(MHz). hb: Độ cao anten trạm gốc(m). hm: Độ cao anten di động (m). Độ cao anten trạm gốc phải cao hơn mức đỉnh mái nhà gần trạm gốc. Mô hình còn nhiều hạn chế khi tính toán cell vi mô. 2.3 Mô hình COST231-Walfsch-Ikegami Mô hình này được sử dụng để đánh giá tổn hao đường truyền ở môi trường thành phố do hệ thống thông tin di động tổ ong.Mô hình này chứa các phần tử: Suy hao không gian tự do (Lf); Nhiễu xạ mái nhà, tổn hao tán xạ (Lrts) và tổn hao nhiều vật chắn (Lms). Mô hình Hata bỏ qua ảnh hưởng của độ rộng phổ,nhiễu xạ và các tổn hao tán xạ còn mô hình này có xét đến các ảnh hưởng này nên bán kính cell tính theo mô hình Hata lớn hơn so với mô hình này ở cùng tổn hao cho phép. 2.4 Mô hình IMT-2000 IMT-2000 hay còn goi là WCDMA là một chuẩn của ITU(International telecommunication Union) có nguồn gốc chuẩn từ CDMA.Công nghệ này cho phép tốc độ truyền dữ liệu đến các thiết bị cao hơn nhiều so với khả năng của mạng di động hiện nay. WDCMA có thể hỗ trợ việc truyền thoại, hình ảnh, dữ liệu video … có tốc độ lên đến 2Mbps. Mô hình này sẽ được tìm hiểu cụ thể ở phần tiếp theo. 9 Chương 3: GIỚI THIỆU CHI TIẾT VỀ MÔ HÌNH IMT-2000 3.1 Lịch sử hình thành Vào giữa những năm 1980 “International Mobile Telecommunications” được sinh ra tại ITU như hệ thống thế hệ thứ ba cho truyền thông di động. Sau hơn mười năm làm việc chăm chỉ dưới sự lãnh đạo của ITU, một quyết định lịch sử đã được thực hiện trong năm 2000: được sự nhất trí của các thông số kỹ thuật cho các hệ thống thế hệ thứ ba dưới thương hiệu IMT-2000. Phổ giữa 400 MHz và 3 GHz là kỹ thuật thích hợp cho thế hệ thứ ba. Toàn bộ ngành công nghiệp viễn thông, bao gồm cả hai ngành công nghiệp và các cơ quan tiêu chuẩn thiết lập quốc gia và khu vực đã đưa ra một nỗ lực phối hợp để tránh sự phân mảnh vậy, đến nay đã có đặc điểm thị trường điện thoại di động. Sự chấp thuận này có nghĩa là lần đầu tiên, khả năng tương tác đầy đủ và hưởng lẫn nhau của các hệ thống điện thoại di động có thể thể đạt được. IMT-2000 là kết quả của sự hợp tác của nhiều đơn vị, trong ITU ( ITU-R và ITU-T ), và bên ngoài ITU ( 3GPP , 3GPP2 , UWCC và vvv… ) IMT-2000 cung cấp khả năng cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng và các ứng dụng trên cơ sở của một tiêu chuẩn duy nhất. Hệ thống vạch ra một nền tảng cho việc phân phối cố định, di động, thoại, dữ liệu, Internet vàđa phương tiện dịch vụ hội tụ. Một trong những tầm nhìn chính của nó làđể cung cấp chuyển vùng toàn cầu liền mạch, cho phép người dùng di chuyển qua biên giới trong khi 10 [...]... Chất lượng dịch vụ cao hơn, đặc biệt là dịch vụ thoại - Chất lượng và độ tích hợp cao tương đương với mạng cố định Chương 4: SO SÁNH CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG Mô hình hata- okumura Mô hình COST 231 Mô hình IMT2 000 - Là mô hình được áp - Là mô hình thực - Là một mô hình dụng để tính nghiệm áp dụng để được sử dụng rộng 16 tính rãi + cường độ tín hiệu trong + cường độ tín hiệu + Sử dụng dải tần dải 150MHz÷1500MHz... hình giới, nên các mô một số thông số địa hình Hata, tuy nhiên mô hình được đề xuất để và môi trường hình này lại chỉ áp đánh giá các công Trên cơ sở vùng địa hình dụng cho tính toán dự nghệ truyền dẫn sẽ khảo sát cho khu vực báo cường độ tín hiệu xét đến nhiều đặc Tokyo và lân cận Thực tế với các Microcell tính môi trường gồm mô hình Hata được phát Thực tế mô hình này các thành phố lớn, triển từ các... - Mô hình này chứa 3 phần tử là: tốn hao trong không gian tự do, tổn hao tán xạ, nhiễu xạ •Vùng 2: Thành phố, microcell, Rb ≤ 384Kbps •Vùng 3: Ngoại ô, macrocell, Rb ≤ 144Kbps •Vùng 4: Toàn cầu, Rb = 9.6Kbps 18 Mô hình xây dựng đồ thị Mô hình này đạt được ITU IMT2 000 sẽ là thực nghiệm dự báo cho độ chính xác cao hơn tiêu chuẩn toàn thế các macrocell trên cơ sở nhiều so với mô hình giới, nên các mô. .. BTS là 30m÷1000m + phạm vi 1km÷100km - Đây là mô hình được sử - Mô hình này được + Là hệ thống thông dụng rất rộng rãi trong các sử dụng để ước lượng tin di động toàn cầu tool đường truyền môi cho các loại hình vô tổn hao đường truyền trường thông tin di động vì (Lp) trong môi trường tuyến: nó chứa nhiều tham số đô thị cho hệ thống •Tích hợp các mạng đừng truyền như: tần số, thông tin di động tế thông...sử dụng cùng số và thiết bị cầm tay IMT- 2000 cũng nhằm mục đích cung cấp giao hàng liền mạch của các dịch vụ, trên một số phương tiện truyền thông (truyền hình vệ tinh, cố định, vv …) 3.2 Các tiêu chí chung xây dựng IMT- 2000 IMT- 2000 cung cấp hạ tầng kỹ thuật cho các dịch vụ gia tăng và các ứng dụng trên một chuẩn duy nhất cho mạng... và 12 công nghệ khác.Điều này chắc chắn sẽ cản trở sự phát triển của 3G trên toàn thế giới .IMT- 2000 hỗ trợ vấn đề này, bằng cách cung cấp hệ thống có tính linh hoạt cao, có khả năng hỗ trợ hàng loạt các dịch vụ và ứng dụng cao cấp IMT- 2000 hợp nhất 5 kỹ thuật (IMT- DS, IMT- MC, TMT-TC, IMT- SC, IMT- FT) về giao tiếp sóng dựa trên ba công nghệ truy cập khác nhau (FDMA - Đa truy cập phân chia theo tần số,... 2GHz như sau: Đuờng lên: 1885 – 2025 MHz; đường xuống: 2110 -2200 MHz IMT- 2000 hỗ trợ tốc độ đường truyền cao hơn: tốc độ tối thiểu là 2Mbps cho người dùng văn phòng hoặc đi bộ; 348Kbps khi di chuyển trên xe Trong khi đó, hệ thống viễn thông 2G chỉ có tốc độ từ 9,6Kbps tới 28,8Kbps Hình 3 Hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến  Hệ thống thông tin di động toàn cầu: + Tích... Mhz -2000 Mhz - Mặc dù nó không bao quát được hết các vấn đề đường truyền, nhưng thực tế nó lại rất có hiệu quả trong các đô thị có mật độ •Tương tác với mọi dịch vụ viễn thông + Sử dụng các môi trường khai thác khác nhau: trong 17 cao công sở, ngoài đường, trên xe, vệ tinh + Có thể hỗ trợ các dịch vụ khác nhau -Biểu diễn toán học và các - tổn hao cho phép Môi trường hoạt ứng dụng của Hata như trong mô. .. thích Các dịch vụ trên IMT- 2000 có khả năng tương thích với các hệ thống hiện có Chẳng hạn, mạng 2G chuẩn GSM sẽ tiếp tục tồn tại một thời gian nữa và khả năng tương thích với các hệ thống này phải được đảm bảo hiệu quả và liền mạch qua các bước chuyển •Thiết kế theo modul Chiến lược của IMT- 2000 là phải có khả năng mở rộng dễ dàng để phát triển số lượng người dùng, vùng phủ sóng, dịch vụ mới với khoản... và số liệu chuyển mạch gói - Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện Môi trường hoạt động của IMT – 2000 được chia thành 4 vùng với tốc độ bit R như sau: + Vùng 1: Trong nhà, ô pico, Rb ≤ 2 Mbit/s + Vùng 2: thành phố, ô macrô, R b ≤ 384 kbit/s + Vùng 2: ngoại ô, ô macrô, Rb ≤ 144 kbit/s + Vùng 4: toàn cầu, Rb = 9,6 kbit/s  IMT- 2000 có những đặc điểm chính như : •Tính linh hoạt Với số lượng lớn các . 8 CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG 8 2.1 Mô hình Okumura 8 2.2 Mô hình Hata 8 2.3 Mô hình COST231-Walfsch-Ikegami 9 2.4 Mô hình IMT-2000 9 GIỚI THIỆU CHI TIẾT VỀ MÔ HÌNH IMT-2000 10 3.1 Lịch sử hình thành. 4: SO SÁNH CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG Mô hình hata- okumura Mô hình COST 231 Mô hình IMT2000 - Là mô hình được áp dụng để tính - Là mô hình thực nghiệm áp dụng để - Là một mô hình được sử dụng. tiết về mô hình IMT-2000 (mạng di động ) Chương 4. So sánh giữa các mô hình truyền sóng Chương này giúp chung ta có cái nhìn tổng quan giữa các mô hình truyền song Okumura, Hata, Cost 231 và IMT-2000.