Tài liệu Mobile Wireless Network chương 1

1 1 MẠNG KHÔNG DÂY & DI ĐỘNG (Mobile & Wireless Network) CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Nguyễn Hoàng Việt College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 2  Tổng quan  Kiến trúc của PCS  Hệ điện thoại di động (Cellular Telephony)  Hệ điện thoại cầm tay (Cordless Telephony)  Hệ không dây thế hệ thứ ba (Third-Generation Wireless System)  Tống kết Nội Dung 2 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 3 Tổng Quan (1)  Dịch vụ các liên lạc cá nhân (PCS: Personal Communications Service)  Tên băng tần radio 1900 MHz dùng cho “digital mobile phone services”: Canada, Mexico, USA  Phát triển với nhiều hệ thống và băng tần khác nhau  Đa dạng dịch vụ truy cập không dây và di động  All-IP  Mọi lúc, mọi nơi, nhiều dạng  Các Hệ thống di động số lớp cao (High-tier digital cellular systems)  Global System for Mobile Communication (GSM)  Digital Advanced Mobile Phone Service (DAMPS) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 4 Tổng Quan (2)  Các Hệ thống di động số lớp cao (tt)  Personal Digital Cellular (PDC)  IS-95 CDMA-based: cdmaOne System  Các hệ thống viễn thông lớp thấp (Low-tier telecommunication systems)  CT2, DECT, PACS, PHS……  Các hệ thống không dây băng rộng (Wideband wireless systems)  cdma2000, phát triển từ cdmaOne  W-CDMA, do Châu Âu đề xuất  SCDMA, do Trung Quốc/Châu Âu đề xuất  UTMS, 3G -> 4G, do Châu âu đề xuất 3 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Kiến trúc của PCS (1) 5 The basic PCS network architecture  Hai hệ thống phổ biến nhất  Cellular telephony  Cordless và low-tier PCS telephony  Bao gồm 2 phần  Radio Network  PCS  Mobile Stations (MSs)  Base Stations (BSs)  Wireline Transport Network  PSTN  Mobile Switching Center (MSC) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Kiến trúc của PCS (2) 6  IWU/IS: InterWorking Unit/Intermediate System  R: Router PCS: Internet & PSTN  MH: Mobile Host  HLR: Home Location Register  VLR: Visitor Location Register  PAN: Personal Area Network  AP: Access Point 4 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Cellular Telephony (1)  Advanced Mobile Phone Service (AMPS)  Phát triển vào 1970s (hệ thống di động tƣơng tự đầu tiên)  Đƣợc phát triển bởi Bell Lab  Dịch vụ đƣa vào sử dụng năm 1983 (Americas) và 1987 (Australia)  1G Cellular Telephony  Dùng công nghệ FDMA, UHF  832 kênh full-duplex (50MHz band, FDMA)  824~849MHz(R): Mobile Station  Base Station  869~894MHz (T): Base Station  Mobile Station  Mỗi cell dùng tâp hợp con của các kênh này (khác với láng giềng)  tránh giao thoa 7 Motorola DynaTAC 8000X AMPS mobile phone College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Cellular Telephony (2)  Global System for Mobile communications (GSM)  Đƣợc phát triển bởi:  CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) - 1982  ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – 1989  Sử dụng năm 1982 (Châu Âu)  1991 (48 nƣớc)  2G Mobile Phone System  3G với GSM EDGE (radio frequency)  2G: 900 MHz/1800 MHz (hầu hết); 850 MHz/1900 MHz (Canada, US)  3G: 2100 MHz (Châu Âu)  Kết hợp TDMA và FDMA, mã hoá lời nói 13 kbps  125 RF kênh/200KHz  890–915 MHz: MS BS (Uplink); 935–960 MHz: BS  MS (downlink)  Bao gồm hầu hết các đặc điểm của switch dạng số  IS-41  thông điệp ngắn điểm-nối-điểm, địa chỉ nhóm, chờ đợi cuộc gọi … 8 5 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Cellular Telephony (3)  Digital Advanced Mobile Phone Service (DAMPS)  Đƣợc phát triển bởi (1990):  Electronic Industries Alliance (EIA) and Telecommunications Industry Association (TIA)  American National Standards Institute (ANSI)  IS-54  IS-136 (IS-54 revision C (Renamed))  EIA/TIA IS-136 Digital Cellular System  American 2G Mobile Phone System, dùng công nghệ TDMA  Dùng các kênh có sẵn của AMPS (30 MHz wide): mỗi kênh chia thành 3/6 time slot + nén và số hoá dữ liệu tiếng nói  Năng suất vào khoảng 3/6 lần AMPS  Tốc độ mã hoá lời nói : 7.95kbps (AMPS : 30Kbps) 9 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Cellular Telephony (4)  Personal Digital Cellular (PDC)  Đƣợc phát triển bởi Nhật Bản, Association of Radio Industries and Businesses (ARIB) – 1991  2G mobile telecommunications standard, áp dụng năm 1993  Dùng kỹ thuật TDMA: 3-timeslot 11.2 kbit/s (full-rate)/6-timeslot 5.6 kbit/s (half-rate) mã hoá tiếng nói  Cài đặt với các băng tần:  800 MHz (downlink 810-888 MHz, uplink 893-958 MHz)  1.5 GHz (downlink 1477-1501 MHz, uplink 1429-1453 MHz) 10 6 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Cellular Telephony (5)  EIA/TIA IS-95 Digital Cellular System (cdmaOne)  Đƣợc phát triển bởi Qualcomm  2G mobile telecommunications standard, sử dụng từ 1996 (USA)  Dùng kỹ thuật CDMA  Sử dụng băng tần 1.25MHz (narrow CDMA system)  Năng suất vào khoảng 10 lần AMPS 11 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Cordless Telephony & Low-Tier PCS (1)  Cordless Telephone, thế hệ thứ 2 (CT2)  Đƣợc phát triển tại Châu Âu (từ 1989)  40 kênh FDMA/100KHz với tốc độ 32-Kbps  Công suất tối đa truyền tải là 10mW  Digital European Cordless Telephone (DECT)  Tính năng kỹ thuật đƣợc công bố năm 1992  Dùng FDMA, TDMA (truyền theo dạng time slot)  12 kênh voice trên tần số sóng mang (frequency carrier)  Cấp phát kênh tự động  Wireless-PBX  PSTN 12 Cordless telephone Base unit & handset of a DECT cordless telephone 7 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Cordless Telephony & Low-Tier PCS (2)  Personal Handy Phone System (PHS)  Đƣợc phát triển bởi RCR  Dùng FDMA, TDMA  77 kênh với băng tần 300KHz  40 kênh cho hệ thống công cộng, 37 kênh cho ứng dụng nhà riêng/văn phòng  Cấp phát kênh tự động  Personal Access Communications System (PACS)  Đƣợc phát triển bởi Telcordia  PACS đƣợc thiết kế cho wireless local loop 13 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Third-Generation Wireless Systems (1)  Tốc độ cao, truy cập Internet không dây, và dịch vụ đa phƣơng tiện không dây  GPRS, EDGE ……  Wideband CDMA, cdma2000 14 8 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Third-Generation Wireless Systems (2)  cdma2000:  Họ các chuẩn cho hệ điện thoại di động 3G  Dùng kỹ thuật CDMA, đƣợc phát triển từ cdmaOne  Gồm tập các chuẩn CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO Rev. 0, CDMA2000 EV-DO Rev. A, và CDMA2000 EV-DO Rev. B  Cdma2000 1X/1XRTT (IS-2000):  Chuẩn giao diện không khí cho CDMA2000  1x: nghĩa là 1 times Radio Transmission Technology, dùng cùng băng tần RF nhƣ IS-95 (một cặp kênh vô tuyến duplex 1.25 MHz)  1xRTT: nhân đôi năng suất của IS-95 bằng cách thêm vào 64 kênh  cdma2000 1xEV-DO (Evolution-Data Optimized):  Chuẩn viễn thông cho truyền dữ liệu dạng không dây qua tín hiệu vô tuyến (radio)  Dùng CDMA + TDMA để cực đại hoá cả thông lƣợng của ngƣời dùng và hệ thống 15 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Third-Generation Wireless Systems (3)  W-CDMA (Wideband CDMA):  Do Châu Âu đề xuất  Còn gọi là UMTS (Universal Mobile Telecommunications System )  Chuẩn giao diện không khí cho mạng viễn thông di động 3G  Dùng phƣơng pháp truy cập kênh DS-CDMA (Direct Sequence – CDMA) và phƣơng pháp FDD (Frequency Division Duplex) để tăng tốc độ và số ngƣời dùng  SCDMA (Synchronous CDMA):  Do Trung Quốc và Châu Âu đề xuất  Lả phƣơng pháp truy cập đƣờng truyền dựa trên spread-spectrum code division multiple access 16 9 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Third-Generation Wireless Systems (4)  UMTS (Universal Mobile Telecommunications System):  Do Châu Âu đề xuất  Công nghệ 3G cho viễn thông di động  Dùng WCDMA, TDCDMA, SCDMA  Đang đƣợc phát triển cho công nghệ 4G cho viễn thông di động 17 College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 18 Tổng Kết High Tier and Low Tier Cellular, and Cordless . nói  Cài đặt với các băng tần:  800 MHz (downlink 810 -888 MHz, uplink 893-958 MHz)  1. 5 GHz (downlink 14 77 -15 01 MHz, uplink 14 29 -14 53 MHz) 10 6 College Of Information & Communication Technology Department. Telecommunications Administrations) - 19 82  ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – 19 89  Sử dụng năm 19 82 (Châu Âu)  19 91 (48 nƣớc)  2G Mobile Phone System  3G với GSM EDGE. frequency)  2G: 900 MHz /18 00 MHz (hầu hết); 850 MHz /19 00 MHz (Canada, US)  3G: 210 0 MHz (Châu Âu)  Kết hợp TDMA và FDMA, mã hoá lời nói 13 kbps  12 5 RF kênh/200KHz  890– 915 MHz: MS BS (Uplink);