MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN CONCEPTs OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN CONCEPTs OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN CONCEPTs CONCEPTs OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM 2 2 NỘI DUNG NỘI DUNG Khái niệm và nguyên lý cơ bản Khái niệm và nguyên lý cơ bản 1 Mạng thông tin tế bào Mạng thông tin tế bào 2 3 4 Khái niệm lưu lượng Khái niệm lưu lượng Khái niệm điều khiển cuộc gọi Khái niệm điều khiển cuộc gọi 5 Can nhiễu và dung lượng HT Can nhiễu và dung lượng HT 3 3   Khái niệm Khái niệm I. I. Chức năng cơ bản của một hệ Chức năng cơ bản của một hệ thống TT di động: thống TT di động:  Thiết lập kết nối dữ liệu (Data Thiết lập kết nối dữ liệu (Data connection) giữa 2 thuê bao hoặc connection) giữa 2 thuê bao hoặc giữa thuê bao di động và một nhà giữa thuê bao di động và một nhà cung cấp dịch vụ. cung cấp dịch vụ.  Các thuê bao có thể di động được Các thuê bao có thể di động được (Mobility). (Mobility).  Hỗ trợ chức năng định vị cho các Hỗ trợ chức năng định vị cho các thuê bao. thuê bao.  Đảm bảo thuê bao luôn được kết Đảm bảo thuê bao luôn được kết nối với một trạm thu phát sóng gốc nối với một trạm thu phát sóng gốc (BTS) trong mạng thông tin tế bào (BTS) trong mạng thông tin tế bào (Cellular Network). (Cellular Network). 4 4   Nguyên lý truyền thông di động Nguyên lý truyền thông di động MSC MS1 MS2 BTS1 BTS2 5 5   Sơ đồ mạng CDMA 2000 1X (Exp.) Sơ đồ mạng CDMA 2000 1X (Exp.) PSTN PSTN /PLMN /PLMN BTS BTS BSC BSC BTS BTS BTS BTS BTS BTS BSC BSC IWF IWF AAA AAA Internet Internet HA HA DCN DCN PDSN(FA) PDSN(FA) SMSC SMSC HLR/AuC HLR/AuC MSC/VLR MSC/VLR VMS VMS Radio Access Network Radio Access Network RAN RAN Packet Core Network Packet Core Network PCN PCN Circuit Core Network Circuit Core Network CCN CCN WIN/PPS WIN/PPS MS MS MS MS 6 6   P.T. truyền sóng ban đầu P.T. truyền sóng ban đầu  Ý tưởng thiết kế ban đầu: Ý tưởng thiết kế ban đầu: Một hệ thống vô tuyến có thể Một hệ thống vô tuyến có thể phục vụ kết nối cho một phục vụ kết nối cho một khu vực rộng lớn: khu vực rộng lớn:  Antenna ở khá cao Antenna ở khá cao  CS phát lớn CS phát lớn  Nhưng không áp dụng Nhưng không áp dụng kỹ thụât tái sử dụng tài kỹ thụât tái sử dụng tài nguyên vô tuyến. nguyên vô tuyến.  Dung lượng hệ thống Dung lượng hệ thống hạn chế hạn chế  Sử dụng phổ tần số Sử dụng phổ tần số kém hiệu quả. kém hiệu quả. 7 7   Khái niệm tái sử dụng tần số Khái niệm tái sử dụng tần số * * Khái niệm: Khái niệm: * * Khái niệm tái sử dụng (Re-use) tần số trong T.T. tế bào: Khái niệm tái sử dụng (Re-use) tần số trong T.T. tế bào:  Nâng cao dung lượng hệ thống Nâng cao dung lượng hệ thống  Tránh tắt nghẽn trong thông tin Tránh tắt nghẽn trong thông tin  Tiết kiệm, sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến Tiết kiệm, sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến * * Thực hiện: Thực hiện:  Thay thế 1BTS công suất phát lớn thành nhiều BTS công suất bé hơn. Thay thế 1BTS công suất phát lớn thành nhiều BTS công suất bé hơn.  Mỗi BTS chỉ phủ sóng cho một vùng với phạm vi nhỏ hơn. Mỗi BTS chỉ phủ sóng cho một vùng với phạm vi nhỏ hơn.  Các vùng phủ sóng này được bố trí sát nhau và gọi là các tế bào thông Các vùng phủ sóng này được bố trí sát nhau và gọi là các tế bào thông tin (Communication Cell). tin (Communication Cell).  Mỗi BTS được gán một nhóm tần số (f1,f2). Mỗi BTS được gán một nhóm tần số (f1,f2).  Các BTS kế cận sử dụng các nhóm tần số khác nhau (f1,f2; f3,f4…) Các BTS kế cận sử dụng các nhóm tần số khác nhau (f1,f2; f3,f4…)  Tái sử dụng nhóm tần số ở Cell này cho các Cell không kế cận Tái sử dụng nhóm tần số ở Cell này cho các Cell không kế cận 8 8   Khái niệm Cluster Khái niệm Cluster  Khái niệm Cluster: Khái niệm Cluster: Là nhóm các Cell gần nhau và có Là nhóm các Cell gần nhau và có tần số hoàn toàn khác nhau: tần số hoàn toàn khác nhau: • Tổng số các tần số có trong Tổng số các tần số có trong Cluster bằng với tổng tần số Cluster bằng với tổng tần số có được trong toàn hệ thống có được trong toàn hệ thống • n: số Cell trong một Cluster n: số Cell trong một Cluster gọi là kích thước của Cluster. gọi là kích thước của Cluster.  Hệ số tái sử dụng tần số R Hệ số tái sử dụng tần số R • GSM GSM • CDMA CDMA 9 9   Khái niệm Cluster Khái niệm Cluster  Các Cluster khác nhau Các Cluster khác nhau được đặt tại các vị trí địa lý được đặt tại các vị trí địa lý khác nhau trên toàn miền khác nhau trên toàn miền phủ sóng. phủ sóng.  Để thuận tiện cho việc qui Để thuận tiện cho việc qui hoạch, quản lý và phát hoạch, quản lý và phát triển mạng, Cell có dạng triển mạng, Cell có dạng hình lục giác. hình lục giác.  Về cơ bản, có 2 cách đặt Về cơ bản, có 2 cách đặt trạm BTS: trạm BTS: • Tại tâm của Cell Tại tâm của Cell (antenna vô hướng) (antenna vô hướng) • Tại góc của 3 Cell kề Tại góc của 3 Cell kề nhau (Antenna có nhau (Antenna có hướng). hướng). 10 10   Khái niệm cell và cluster Khái niệm cell và cluster  Cell hình lục giác nên để các Cell hình lục giác nên để các Cluster xếp sát nhau: Cluster xếp sát nhau: 22 jijin ++=  Dải tần số dùng trong một cell Dải tần số dùng trong một cell bằng bằng 1/n 1/n tổng tần số sử dụng tổng tần số sử dụng trong toàn bộ hệ thống. trong toàn bộ hệ thống.  Nếu Nếu n nhỏ n nhỏ , kích thước Cell không , kích thước Cell không đổi đổi   Số Cluster tăng lên Số Cluster tăng lên   dung dung lượng HT tăng, nhưng nhiễu đồng lượng HT tăng, nhưng nhiễu đồng kênh tăng. kênh tăng.  Ngược lại, nếu Ngược lại, nếu n lớn n lớn   ít Cluster ít Cluster và nhiễu đồng kênh bé. và nhiễu đồng kênh bé. Cần thiết kế N đủ nhỏ để đảm bảo dung lượng hệ thống cũng như chất lượng thông tin [...]... chuyển sang một Cell khác (thuộc MSC khác)  gọi là Intersystem Hand Off  Tiến trình xử lý Hand-off Pilot Strength (Ec/Io) Cell A Cell B Add point Drop point Cell A BTS-A Moving Direction of MS 21 BTS-B Handoff Region HAND-OFF CALL PROCESSING Cell B  Các dạng Hand-off cơ bản 22 Scope of Hand-off: Intra-BS, Intra-MSC Handoff Inter-BS, Intra-MSC Handoff Inter-BS, Inter-MSC Handoff  Khái niệm lưu lượng... tính toán nhiễu đồng kênh CCI  Khái niệm Reuse Distance  30 Reuse distance, D:  Tính toán số Cell trong Cluster 31  Khái niệm Sector hóa Advantage: Disadvantage: 32  Khái niệm Sector hóa 33 Nội dung cần nắm bắt Khái niệm chung về các hệ thống Thông tin vô tuyến Phân tích được điều khiển cuộc gọi Trong hệ thống di động Phân tích được cơ chế chuyển giao Cuộc gọi Hand-off Phân tích và tính toán được... Khái niệm mạng T.T tế bào Mô hình chia vùng phủ sóng thành các cell/cluster:  Mô hình khái niệm về mạng thông tin tế bào:  11  Cấu trúc hệ thống TT tế bào Cấu trúc hệ thống T.T vô tuyến tế bào Với mỗi trạm gốc  Phủ sóng một phần của mạng bằng một trạm vô tuyến gốc  Được cấp phát một hoặc nhiều sóng mang 2 Kết nối Duplex giữa thuê bao MS với trạm gốc 3 Một MSC có thể quản lý... 1 12  Khái niệm vùng phủ sóng Trên thực tế, vùng phủ sóng của một Cell có hình dạng phụ thuộc vào địa hình (Footprint) 13  Mô hình mạng tế bào thực  14 Một ví dụ về vùng phủ sóng trên thực tế của một mạng thông tin di động PLMN:  Khái niệm Đ.K cuộc gọi  MS thực hiện trao đổi tin và liên lạc với BTS thông qua cặp tần số: • Hướng lên (Reverse) • Hướng xuống (Forward)  Có 4 loại kênh cơ bản:  •... Hand-Off:  Hand Off đảm bảo cuộc gọi liên tục khi MS di chuyển từ Cell này sang Cell khác MSC chuyển cuộc gọi đến một kênh vô tuyến thuộc một BTS mới Yêu cầu cho Hand Off luôn cao hơn yêu cầu thiết lập cuộc gọi Hand Off không được nhận biết bởi người sử dụng Mức công suất thu tối ưu tại BTS được chỉ định để tiến hành Hand-off, thường: -90 ~ -100(dBm), tùy thuộc các hệ thống khác nhau ∆ = PRhandoff... BTS 3G BTS Intra-BSC, Intra-MSC Handoff Inter-BSC, Intra-MSC Handoff 19 CAN MSC BSC BSC 3G BTS  Khái niệm Hand-off … CAN IS-2000 3G BTS BSC Inter-BSC, Inter-MSC Handoff BTS  Handoff trong hệ thống 1 & 2G  Cơ sở của việc Hand-Off ở các hệ thống 1G và 2G:  Hệ thống 1G, cường độ trường đo bởi BTS và được giám sát bởi MSC  BTS đo cường độ trường của các MS trong Cell thông qua đo tín hiệu      ... cấp một tần số khi có yêu cầu thoại và giải phóng khi kết thúc Do đó hệ thống chỉ có thể phục vụ một số lượng lớn thuê bao với số lượng kênh giới hạn (Traffic and Grade of Service) Lưu lượng (Traffic) có đơn vị là Erlang Một Erlang (1Erl) có nghĩa là lưu lượng được truyền tải bởi một kênh mà nó hoàn toàn được sử dụng trong suốt thời gian thực hiện đo lưu lượng truyền qua kênh đó Aµ = µ H Công thức về. .. MS đi ra khỏi vùng phủ sóng (Hand-off)  Điều khiển cuộc gọi    MSC 18 Khi MS thiết lập cuộc gọi, MS gửi số nhận dạng của nó và số cần gọi đến BTS thông qua kênh RCC BTS nhận thông điệp này và gửi tiếp đến MSC MSC phân tích yêu cầu, để xem số cần gọi thuộc mạng PSTN hay mạng di động: a) PSTN, MSC định tuyến cuộc gọi đến tổng đài của mạng PSTN b) PLMN, MSC phát tin quảng bá đến tất cả các BTS, tìm... qua kênh đó Aµ = µ H Công thức về lưu lượng cần thiết cho một User: Trong đó: µ : Tần suất thực hiện cuộc gọi (số cuộc/đơn vị tgian) H : Thời gian trung bình thực hiện cuộc gọi Tổng lưu lượng cần thiết cho U users là: AU = U Aµ = U µ.H  Số lượng kênh trong một Cell phải lớn hơn hoặc bằng A 23  Cấp Dịch Vụ - GOS     Khái niệm Grade of Service (GOS): khả năng tắt nghẽn hệ thống vào giờ cao điểm... chuyển giao Cuộc gọi Hand-off Phân tích và tính toán được lưu Lượng cần thiết trong hệ thống thông tin Can nhiễu và dung lượng hệ thống 34 Phần tiếp theo 6 Thiết kế hệ thống T.T.D.Đ 5 Kỹ thuật trải phổ Và hệ thống CDMA 1 Các khái niệm Chương Một 2 Mô hình truyền sóng 4 Hệ thống GSM (TDMA) 3 FDMA, TDMA, CDMA OFDMA 35 . MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN CONCEPTs CONCEPTs OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM . DUNG Khái niệm và nguyên lý cơ bản Khái niệm và nguyên lý cơ bản 1 Mạng thông tin tế bào Mạng thông tin tế bào 2 3 4 Khái niệm lưu lượng Khái niệm lưu lượng Khái niệm điều khiển cuộc gọi Khái niệm. tái sử dụng tần số Khái niệm tái sử dụng tần số * * Khái niệm: Khái niệm: * * Khái niệm tái sử dụng (Re-use) tần số trong T.T. tế bào: Khái niệm tái sử dụng (Re-use) tần số trong T.T. tế