Nghiên cứu công nghệ HSPA và ứng dụng HSPA vào mạng di động 3G của VMS Mobifone

TRNG I HC VINH KHOA IN T VIN THễNG ===== ===== đồ án tốt nghiệp đại học Đề tài: nghiên cứu công nghệ hspa ứng dụng hspa vào mạng di động 3g vms - mobifone Ngi hng dõn : ThS lê thị kiều nga Sinh viờn thc hiờn : nguyễn thị Lp : 49K - TVT Mó s sinh viờn : 0851080334 NGH AN - 01/2013 B GIO DC V O TO TRNG I HC VINH CNG HềA X HễI CH NGHA VIT NAM c lp - T - Hnh phỳc NHIM V N TT NGHIP H v tờn sinh viờn: Ngyn Th Thanh S hiu sinh viờn: 0851080334 Ngnh: in t - Vin thụng Khoỏ: 49 u ỏn: Cỏc s liu v d liu ban u: Ni dung cỏc phn thuyt minh v tớnh toỏn: Cỏc bn v, th (ghi rừ cỏc loi v kớch thc bn v): H tờn ging viờn hng dn: ThS Lờ Th Kiu Nga Ngy giao nhim v ỏn: / /20 Ngy hon thnh ỏn: / /20 TRNG B MễN Ngy thỏng nm 2013 NGI HNG DN Sinh viờn ó hon thnh v np ỏn tt nghip ngy thỏng nm 2013 CN B PHN BIN B GIO DC V O TO TRNG I HC VINH - BN NHN XẫT N TT NGHIP H v tờn sinh viờn: Nguyn Th Thanh S hiu sinh viờn: 0851080334 Ngnh: in t - Vin thụng Khoỏ: 49 Ging viờn hng dn: ThS Lờ Th Kiu Nga Cỏn b phn bin: Ni dung thit k tt nghip: Nhn xột ca cỏn b phn bin: Ngy thỏng nm Cỏn b phn bin (Ký, ghi rừ h v tờn) LI CM N Vy l hn bn nm hc ó trụi qua, v gi õy em ó l mt sinh viờn sp trng Trong sut thi gian hc v rốn luyn ú em ó gt hỏi c nhng thnh qu nht nh v kin thc, o c, ngh lc cng nh s t tin, bn lnh vng bc hn cuc sng Cú c nhng thnh qu nh ngy hụm nay, ngoi s n lc tu dng ca bn thõn thỡ s quan tõm, ch bo ca thy cụ cú ý ngha vụ cựng quan trng i vi em Nhõn c hi ny, em xin gi li cm n chõn thnh nht n cỏc thy cụ giỏo trng i Hc Vinh núi chung, Cỏc thy cụ khoa in T Vin Thụng núi riờng ó tn tõm, tn lc bng tinh thn trỏch nhim ca mỡnh ging dy, dỡu dt em giỳp em cú c nhng thnh qu nh ngy hụm V cui cựng, em xin cm n ging viờn ThS Lờ Th Kiu Nga ó tn tỡnh ch dy, giỳp em hon thnh bi ỏn tt nghip ny Em xin chõn thnh cm n! Sinh viờn Nguyn Th Thanh MC LC Trang LI CM N .6 LI NểI U .i TểM TT N .ii DANH MC CC THUT NG VIT TT iii DANH MC CC HèNH V .vi CHNG TNG QUAN V H THNG THễNG TIN DI NG 3G .1 1.1 Lch s phỏt trin ca cỏc h thng di ng 1.2 Cỏc tiờu chun ca mng di ng 3G 1.3 Cỏc tham s chớnh ca WCDMA .5 1.4 Cỏc kờnh c bn ca W-CDMA 1.5 Cỏc bc ci tin ca cụng ngh WCDMA .7 1.6 Kt lun chng .9 CHNG CễNG NGH HSPA 10 2.1 Tng quan v cụng ngh HSPA 10 2.2 Kin trỳc mng 12 2.2.1 Kin trỳc WCDMA/UMTS R3 12 2.2.2 Kin trỳc WCDMA/UMTS R4 14 2.2.3 Kin trỳc HSPA/WCDMA R5 v R6 15 2.2.4 Kin trỳc HSPA/WCDMA R7 16 2.3 Truy nhp gúi ng xung tc cao (HSDPA) 18 2.3.1 Gii thiu chung 18 2.3.2 Nguyờn lý hot ng ca HSDPA 20 2.3.3 Kin trỳc giao din vụ tuyn HSDPA 21 2.3.4 Cu trỳc kờnh HSDPA 24 2.3.4.2 Kờnh chia s ng xung tc cao HS-DSCH .28 2.3.4.3 Kờnh iu khin vt lý dnh riờng tc cao (HS-DPCCH) 32 2.3.5 Cỏc k thut s dng HSDPA 35 2.3.5.1 Lp biu ph thuc kờnh 35 2.3.5.2 iu ch v mó húa thớch ng AMC 38 2.3.5.3 K thut HARQ vi kt hp mm 42 2.4 Truy nhp gúi tc cao ng lờn (HSUPA) .47 2.4.1 Gii thiu chung 47 2.4.2 Cu trỳc kờnh HSUPA 49 2.4.2.1 Cỏc kờnh vt lý v kờnh truyn ti E-DCH 49 2.4.2.2 Kờnh d liu vt lý dnh riờng E-DCH (E-DPDCH) 51 2.4.2.3 Kờnh iu khin vt lý dnh riờng E-DCH (E-DPCCH) 53 2.4.2.4 Kờnh ch th HARQ E-DCH (E-HICH) 54 2.4.2.5 Kờnh cho phộp tng i E-DCH (E-RGCH) 56 2.4.2.6 Kờnh cho phộp tuyt i E-DCH (E-AGCH) .57 2.4.3 Cỏc k thut s dng HSUPA 59 2.4.3.1 MAC-e v x lý lp vt lý .59 2.4.3.2 Lp biu .61 2.4.3.3 HARQ vi kt hp mm HSUPA 64 2.5 Kt lun chng 69 CHNG TRIN KHAI HSPA TI VMS 70 3.1 Hin trng trin khai HSPA ti Vit Nam .70 3.2 Tỡnh hỡnh trin khai HSPA ti VMS MobiFone 73 3.2.1 Cu trỳc mng thụng tin di ng VMS-MobiFone 73 3.2.2 Phng ỏn trin khai HSPA ỏp dng cụng ngh HSDPA ti VMS-MobiFone 75 3.2.3 C s trin khai mng HSDPA ti MobiFone .76 3.2.4 Quỏ trỡnh ỏp dng cụng ngh HSPA ti VMS 77 3.2.4.1 Giai on th nghim ban u 77 3.2.4.2 Tỡnh hỡnh trin khai HSPA sau th nghim ti VMS 81 3.3 Kt lun chng 85 CHNG Mễ PHNG KấNH HSDPA BNG PHN MM MATLAB 86 4.1 Mụ phng ỏnh giỏ thụng lng h thng .86 4.2 ỏnh giỏ t l li bit kờnh truyn dựng HARQ 88 4.3 Kt lun chng 89 KT LUN CHUNG 90 DANH MC TI LIU THAM KHO 91 PH LC 92 PH LC 91 LI NểI U Ngy nay, thụng tin di ng ó tr thnh mt ngnh cụng nghip vin thụng phỏt trinnhanh nht v phc v ngi hu hiu nht ỏp ng nhu cu v cht lng v dch v ngy cng nõng cao, thụng tin di ng cng khụng ngng c ci tin Hin cỏc nh mng di ng ang trung khai thỏc cỏc cụng ngh 3G, nhng vi nhu cu ũi hi cỏc dch v tc cao ca ngi thỡ vic phỏt trin cụng ngh lờn 4G s khụng xa Mt nhng cụng ngh c coi l bc m hng ti 4G chớnh l cụng ngh 3,5G HSPA vi hai cụng ngh nn tng HSDPA (High Speech Downlink Packet Access: truy nhp gúi ng xung tc cao) v HSUPA (High Speech Uplink Packet Access: truy nhp gúi ng lờn tc cao) HSDPA l mt chun tng cng ca 3GPP-3G nhm tng dung lng ng xung bng cỏch thay th iu ch QPSK 3G UMTS bng 16QAM HSDPA HSDPA hot ng trờn c s kt hp ghộp kờnh theo thi gian (TDM) vi ghộp kờnh theo mó v s dng thớch ng ng truyn Nú cng a mt kờnh iu khin riờng m bo tc truyn dn s liu Cỏc k thut tng t cng c ỏp dng cho ng lờn chun HSUPA (High Speech Uplink Packet Access) Trong khuụn kh ỏn ny, em i sõu vo nghiờn cu cu trỳc ca cụng ngh HSPA v trin khai HSPA ti VMS ỏn gm chng: Chng I : Tng quan v cỏc h thng thụng tin di ng 3G Chng II : Cụng ngh HSPA Chng III: Trin khai HSPA ti VMS Chng IV: Mụ Phng thụng lng kờnh ng xung HSDPA Trong quỏ trỡnh lm ti, em ó c gng rt nhiu song kin thc hn ch nờn khụng th trỏnh nhng thiu sút Em rt mong nhn c s gúp ý, giỳp ca Thy, Cụ, bn bố Sinh Viờn Nguyn Th Thanh i TểM TT N Trong khuụn kh ỏn ny i sõu tỡm hiu cụng ngh HSPA l mt cụng ngh truyn dn khụng dõy di ng, gm hai giao thc l HSDPA (Truy nhp gúi tc cao kờnh ng xung) v HSUPA (Truy nhp gúi tc cao ng lờn) vi cỏi nhỡn tng quan nht Bng vic so sỏnh cỏc khớa cnh ca HSPA vi cụng ngh WCDMA ca mng di ng 3G cng nh trỡnh by v kin trỳc h thng, cu trỳc kờnh v cỏc k thut chớnh c s dng nh: iu ch bc cao, lp biu ph thuc kờnh v HARQ vi kt hp mm giỳp chỳng ta hiu c ti HSPA li l mt cụng ngh tim nng quỏ trỡnh phỏt trin lờn mng di ng 4G ỏn cng trỡnh by quỏ trỡnh tỡm hiu thc t ỏp dng cụng ngh HSPA ca cỏc nh mng di ng nc ta c bit l quỏ trỡnh trin khai VMS Mobifont Mt khỏc, em cng tin hnh mụ phng thụng lng v t l li bớt ca kờnh vt lý ng xung HSDPA bng phn mm Matlab t ú cú th tớnh c thụng lng v ỏnh giỏ cht lng qua lý thuyt ca HSDPA ABSTRACT In the framework this thesis studied in depth HSPA technology is a mobile wireless transmission technology, Consists of two protocols is HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) and HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) with an orview of the most By comparing aspects of HSPA and WCDMA technology of the 3G mobile network as well as presented about the system architecture, the channel structure and the main techniques used such as hight level modulation, chanel dependent scheduling and HARQ with soft combining To helf us understand Why HSPA is a potential technology in the development of 4G mobile networks The project also presented the process of fact-finding application HSPA technology of the mobile network in our country especially in the deployment process in VMS - Mobifont Besides, I also conducted a simulation throughput and bit error rate of HSPA downlink physical channel using Matlab software which can calculate throughput and quality assessment through HSDPA theories ii 1.2.2 1.2.3 1.2.4 Media Gateway 01 Omniswitch ATM CrossConnect 01 chuyn mch ATM (MGW R1.0 CN 1.5) kt ni gia phn mng truy nhp RAN, mng lừi CN v MSC/VLR Thit b GPRS (GGSN/SGSN) 01 h thng PSCN gm ton b tớnh nng SGSN/GGSN ca 3G 01 h thng GPRS R3.0 H thng qun lý mng lừi H thng truy nhp 1.2.5 mng s H thng Billing Gateway 1.2.6 thu thp s liu tớnh cc 2.1 01 h thng qun lý OMC CS HP B2600 Khụng cú OMC cho phn chuyn mch lừi PSCN (GPRS) Ericsson tt 01 h thng qun lý hn mng lừi CN-OSS Alcatel chy trờn nn mỏy ch im SUN 420r ny Kt ni qua GGSN (GPRS) 01 h thng truy nhp Ericsson tt hn mng s liu dch v Alcatel (SUN&WINDOW im 2000) phc v kt ni ny Internet, WAP, Mail Khụng cú 01 h thng Billing Gateway th nghim tớnh cc Cỏc tớnh ng h thng Tc truy nhp Ti a 384 kbps vi chuyn mch gúi, 64kbps vi chuyn mch kờnh 80 Ti a 384 kbps vi chuyn mch gúi, 64kbps vi chuyn mch kờnh Ericsson tt hn Alcatel im ny Dung lng h thng Alcatel cao hn 2.2 S ngi truy nhp Internet cỏc dch v s liu ti mt thi im 2.3 Thoi truy Thoi truy nhp nhp Internet, Internet, wap, truyn Cỏc dch v h tr wap, truyn s liu s liu 1000 ngi 10 ngi 3.2.4.2 Tỡnh hỡnh trin khai HSPA sau th nghim ti VMS 3.2.4.2.1 Thit b Ti tt c 64/64 tnh thnh, phase gm 3000 trm Node B,25 RNC, MSC Softswitch v hon thnh a b s dng chớnh thc trc 15/12/2009 (phase thc hin lp t v phỏt súng vo quý nm 2010 vi quy mụ thit b tng ng vi phase 1) Hin ó trin khai: lp t ti tt c cỏc tnh thnh, thit b MSC, RNC ó a vo khai thỏc, thit b Node B u tiờn phỏt súng khu vc phớa Bc trc, ó phỏt súng cỏc tnh sau: H Ni, H Nam, Ninh Bỡnh, Hi Dng, Bc Ninh, Vnh Phỳc, Phỳ Th, Sn La, H Tõy.tin ang trin khai rt nhanh Trong ú cu hỡnh h thng cho trung tõm chớnh c mụ t nh bng di õy: Bng 3.6 Cu hỡnh h thng cho trung tõm chớnh Cỏc thit b H Ni HCM Nng Cn Th Hi Phũng Radio Network Controler 3 WCDMA Flexi BTS 350 680 235 210 200 SGSN ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn Flexi ISN ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn OSS ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn 81 (NetAct) CS Core ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn ó cú sn GSM BSS Alcatel Ericsson Ericsson Ericsson Alcatel 17 32 12 12 10 Transport Node (Mux) Thit b phc khỏc Vi ba dung lng cao (s lng Hops i theo cỏc Node B) 3.2.4.2.2 Cỏc dch v a/ Video Call nh ngha: Video Call l dch v thoi thy hỡnh, cho phộp khỏch hng ca MobiFone ang m thoi cú th nhỡn thy hỡnh nh trc tip ca thụng qua camera c tớch hp trờn mỏy in thoi di ng iu kin thc hin cuc gi Video call: - Thuờ bao ca MobiFone ó ng ký s dng dch v Video Call - Cú mỏy in thoi di ng 3G h tr dch v Video Call - Thuờ bao ó c m dch v Video Call - Thuờ bao ang hot ng vựng ph súng ca mng MobiFone 3G - Thuờ bao s dng mỏy in thoi 3G cú h tr tớnh nng Video Call - Thuờ bao gi v thuờ bao nhn cuc gi u ang la chn ch gi Video Call - Cỏc thuờ bao MobiFone cú th gi Video Call nc (ni mng, liờn mng) v quc t - MobiFone tm thi cha cung cp dch v Video Call cho cỏc thuờ bao chuyn vựng Quc t Hng dn s dng: - Phng thc la chn cuc gi Video Call cú th khỏc tựy thuc vo tng loi mỏy in thoi di ng ca cỏc nh sn xut Cỏch thụng dng quay s trc tip t bn phớm hoc gi t danh b mỏy in thoi: 82 - Thc hin cuc gi: Nhp/chn s in thoi cn gi chn Option chn Call chn Video call - Nhn cuc gi: n phớm chp nhn cuc gi nh nhn cuc gi thoi thụng thng - Trng hp mt cỏc iu kin s dng dch v Video Call nờu trờn khụng c ỏp ng, cuc gi Video call s khụng c thit lp - Trng hp hai thuờ bao ang thc hin cuc gi Video Call m mt hai thuờ bao di chuyn ngoi vựng ph súng 3G thỡ cuc gi s b ngng kt ni b/ Mobile Internet nh ngha: Mobile Internet l dch v truy nhp Internet trc tip t mỏy in thoi di ng thụng qua cỏc cụng ngh truyn d liu GPRS/EDGE/3G ca mng MobiFone Bng vic s Mobile Internet khỏch hng cú th t c cỏc li ớch nh: - Truy cp Internet nhanh chúng, tin li, mi lỳc, mi ni bng in thoi di ng - D dng cp nht thụng tin, chia s cm xỳc, video clip, nh - Gi, nhn email trc tip t in thoi di ng iu kin s dng: Tt c cỏc thuờ bao tr trc v tr sau ca MobiFone tha cỏc iu kin sau: - S dng mỏy in thoi di ng h tr truy cp Internet thụng qua cụng ngh truyn d liu GPRS/EDGE/3G - Ci t thnh cụng cu hỡnh kt ni (GPRS setting, APN) v la chn im truy cp ỳng trờn mỏy in thoi di ng - Trong vựng ph súng GPRS/EDGE/3G ca mng MobiFone c/ Fast Connect nh ngha: Fast Connect l dch v giỳp bn cú th truy cp Internet bng rng di ng (Mobile Broadband) v gi tin nhn SMS phm vi vựng ph súng ca mng MobiFone thụng qua cỏc thit b cho phộp truy cp Internet trờn nn cụng ngh GPRS/EDGE/3G Khi l thuờ bao Fast Connect bn cú th s dng cỏc dch v sau: - Dch v d liu - SMS nc/quc t 83 - Gi n s chm súc khỏch hng 18001090 - Dch v Chuyn tin gia cỏc thuờ bao (M2U) - Dch v Chuyn tin thnh ngy (M2D) - Bn khụng s dng c cỏc dch v: - Dch v thoi (gi v nhn cuc gi) - Cỏc dch v GTGT khỏc iu kin s dng: Tt c thuờ bao Fast Connect tr trc v tr sau ca MobiFone tha cỏc iu kin sau: - SIMCard MobiFone ó c ng ký s dng dch v Fast Connect (thuờ bao tr sau hoc tr trc) - Mỏy tớnh tng thớch vi vic truy cp Internet (PC, Laptop cú cng USB hoc cú khe ci SIMCard) - Cỏc thit b h tr truy nhp Internet trờn mỏy tớnh thụng qua mng di ng MobiFone nh: USB DataCard, 3G WIFI (thit b ci SIMCard MobiFone) Gúi cc Fast Connect Thanh thiu niờn dnh riờng cho khỏch hng cú tui t 14 tui n di 22 tui v thc hin ng ký ti ca hng ca MobiFone Gúi cc Fasct Connect Nh bỏo, phúng viờn (FC Nh bỏo, phúng viờn) dnh riờng cho khỏch hng l Nh bỏo, phúng viờn ang cụng tỏc ti cỏc c quan, n v bỏo chớ, truyn thanh, truyn hỡnh v thc hin ng ký ti cỏc ca hng ca MobiFone d/ Mobile TV nh ngha: Mobile TV l dch v giỳp bn xem truyn hỡnh nc, quc t trc tip (Live TV), xem cỏc ni dung theo yờu cu (xem li Truyn hỡnh, Video Clip, Phim truyn, Ca nhc, hỏt Karaoke, nghe Audio Book) hoc gi tng bn bố, ngi thõn cỏc gúi Mobile TV iu kin s dng: - Thuờ bao s dng dch v Mobile Internet v ang vựng ph súng EDGE/3G ca MobiFone - Thuờ bao c trang b in thoi cú h tr Streaming, h tr EDGE/3G v tng thớch vi cỏc nn tng Java, Brew, Symbian, Windows Mobile, iPhone, BlackBerry, Android v Linux 84 e/ Wap Portal nh ngha: Cng thụng tin Gii trớ MobiFone Wap Portal 3G l mt Cng thụng tin hi t cung cp cho bn mt th gii tin tc nc, th gii, th thao, i sng, kinh doanh, v cỏc dch v thụng tin gii trớ ang c a chung nht hin nh Mobile TV, m nhc, Chat vi Ngụi sao,Ngoi ra, bn cũn c h tr tra cu t in, gi th in t v nhiu tin ớch online thỳ v khỏc iu kin s dng: Tt c cỏc khỏch hng ang s dng in thoi di ng cú h tr 3G hoc cao hn 3.3 Kt lun chng Chng III ó gii thiu mt cỏch tng quỏt v tỡnh hỡnh trin khai HSPA ti Vit Nam, ng thi cng gii thiu s lc v mng thụng tin di ng ca Mobifone Tip ú chng ó trỡnh by quỏ trỡnh th nghim HSPA ti Mobifone v tỡnh hỡnh trin khai sau th nghim ca Mobifone 85 CHNG Mễ PHNG KấNH HSDPA BNG PHN MM MATLAB Trong cỏc phn trc, chỳng ta ó tho lun v lý thuyt ca nn tng di ng HSPA hiu rừ hn v HSPA, phn ny trung ỏnh giỏ kt qu cht lng mng hiu nng truy cp gúi ng xung tc cao HSDPA Ch yu l hiu nng link ca kờnh chia s ng xung tc cao (HS-DSCH) Thụng qua cỏc tham s v kh nng iu ch, mó húa Turbo, s lng frame c truyn thụng qua mụi trng AWGN hay b nhiu kờnh reileigh Chng trỡnh mụ phng a c kh nng dung lng ca kờnh HSDPA mụi trng lý thuyt, ng thi ỏnh giỏ c t l li bớt kờnh truyn dựng k thut HARQ Chng trỡnh mụ phng cú s dng th vin mó ngun m CML - Coded Modulation Library 4.1 Mụ phng ỏnh giỏ thụng lng h thng Chng trỡnh mụ phng gm cỏc c trỡnh by hỡnh v di õy Ngun tớn hiu Nhn tớn hiu Xỏo trn Gii xỏo trn Mó Turbo Gii mó HARQ Match HARQ deMatch iu ch Gii iu ch Kờnh truyn Hỡnh 4.1 Mụ hỡnh mụ phng Ngun tớn hiu: Chng trỡnh s to d liu ngu nhiờn, quỏ trỡnh to cng ớnh kốm cỏc bit CRC phỏt hin li truyn HS-DSCH s dng mó CRC cú kớch thc 24 bớt 86 Xỏo trn: Sau to tớn hiu, chui bit s c xỏo trn Mó turbo: HS-DSCH s dng Turbo coder vi code rate = 1/3 HARQ Match: L phi hp tc , c iu khin bng cỏc thụng s redundancy version B bit ngừ ca HARQ match ph thuc vo s bit ngừ vo, s bit cú th mang c trờn kờnh vt lý HS-PDSCH mt TTI ca ngừ v cỏc thụng s redundancy version iu ch: Chng trỡnh chy cho c trng hp QPSK v 16-QAM Mụi trng truyn: Chng trỡnh mụ phng s dng mụ hỡnh kờnh AWGN v Rayleigh AWGN c xem l kờnh tt nht, rt khú cú c thc t vi mụi trng vụ tuyn m thng thy kờnh hu tuyn Rayleigh c xem l kờnh xu nht, khụng cú tia LOS thng c dựng mụ phng mụi trng ụ th, tớnh toỏn thit k vụ tuyn (tớnh toỏn ph súng) ngi ta thng tớnh vi trng hp xu nht l vi kờnh Rayleigh Vic mụ phng hai trng hp kờnh s cho chỳng ta cỏi nhỡn tng quỏt hn gia cỏc mụi trng truyn tớn hiu Cỏc nhỏnh bờn phi cú tỏc dng ngc li Kt qu mụ phng tớnh thụng lng h thng vi QPSK v 16-QAM i vi kờnh truyn AWGN v Rayleigh Hỡnh 4.2 Thụng lng h thng vi kờnh AWGN 87 Hỡnh 4.3 Thụng lng h thng vi kờnh Rayleigh 4.2 ỏnh giỏ t l li bit kờnh truyn dựng HARQ Quỏ trỡnh mụ phng ln ny so sỏnh t l li ca vic s dng HARQ vi vic khụng mó húa sa li (ARQ) vi ch mt ln truyn nht Mụ hỡnh kờnh nh phn trờn ch cú vic khụng cú quỏ trỡnh truyn li phỏt hin li Ta cú th thy, n mt mc Es/No nht nh thỡ t l BER gim t ngt nhng giỏ tr mt kờnh khụng mó húa v khụng chu cỏc chi phớ cho bit d cú t l BER tt hn thỡ t l BER quỏ ln cú th s dng kờnh truyn, nu dựng ARQ vi kờnh truyn ú cú th núi HARQ l mt k thut giỳp lm gim t l li v cng ng thi lm gim t l phi truyn li, rt phự hp vi mụi trng vụ tuyn chu t l li ln v khụng n nh HSDPA Sau õy l kt qu mụ phng ỏnh giỏ t l li bit vi mụi trng kờnh AWGN v mụi trng Rayleigh: Hỡnh 4.4 T l li bit vi mụi trng AWGN 88 Hỡnh 4.4 T l li bit vi mụi trng Rayleigh 4.3 Kt lun chng Chng cui trỡnh by chi tit phn mụ phng kờnh HSDPA gm phn l ỏnh giỏ thụng lng ca h thng HSDPA v ỏnh giỏ t l li bit kờnh truyn dựng HARQ kim nh li lý thuyt, rỳt so sỏnh v cho ta thy mt cỏc nhỡn trc quan hn v cỏc ci tin ca HSDPA so vi cỏc cụng ngh trc õy nh WCDMA 89 KT LUN CHUNG ti Nghiờn cu cụng ngh HSPA v ng dng cụng ngh HSPA trờn mng di ng 3G ca VMS ó thc s em li cho em nhiu hiu bit v mt hng phỏt trin mi ca thụng tin di ng Khi tỡm hiu v cụng ngh HSPA chng I ó trỡnh by mt cỏch khỏi quỏt v cỏc h thng thụng tin di ng v ó giỳp em cú tm nhỡn v h thng thụng tin di ng mt cỏc tng quỏt Chng II ó trung trỡnh by mt cỏch then cht cỏc nh cu trỳc kờnh, cỏc k thut chớnh s dng HSPA Chng III a mt cỏch khỏi quỏt tỡnh hỡnh trin khai HSPA ti Vit Nam núi chung v ti VMS núi riờng V chng IV em ó trung mụ phng thụng lng ca kờnh ng xung HSDPA bng phn mm Matlab Vi nhng ci tin mang tớnh t phỏ, HSPA hin l mt cụng ngh ang c chỳ trng phỏt trin Chớnh thc a vo hot ng ln u tiờn vo nm 2005, tớnh n nm 2006 ó cú 19 nh cung cp 66 sn phm ng dng cụng ngh HSDPA ú cú 32 sn phm in thoi di ng Hin ti HSPA ó c trin khai ti khong 150 mng trờn 60 quc gia v 25 nh khai thỏc ó trin khai HSPA tc 7,2 Mbps Ngoi ra, gii phỏp ny cũn nhm cung cp cỏc gii phỏp ti u húa chi phớ, tit kim chi phớ u t hiu qu hn chi phớ lp t thit b trin khai nh ú cỏc nh khai thỏc cú th cung cp dch v cho nhiu i tng a dng hn Hin ti cỏc nh mng ang tip tc nghiờn cu v phỏt trin th h tip theo ca HSPA: HSPA+ vi tc hn cũn cao hn na Trong quỏ trỡnh thc hin ti em cng ó rt c gng kho sỏt thc tin, thu thp, tỡm hiu cỏc ti liu liờn quan xõy dng ỏn mt cỏch chi tit nht Tuy nhiờn thi gian cú hn nờn em mi ch dng li vic tỡm hiu cỏc khớa cnh lý thuyt ca HSPA v mt phn nh thc t VMS, ú cha th hiu c th tỡnh hỡnh trin khai ti cỏc mng tỡm cỏc cn khc phc, vỡ vy ti ny cn cú thi gian v thc tin phỏt trin thờm cỏc gúc sõu hn Mt ln na em xin gi li cm n chõn thnh nht ti cỏc cụ giỏo Th.s Lờ Th Kiu Nga cựng vi cỏc thy cụ khoa TVT ó hng dn em hon thnh ỏn ny Sinh Viờn Nguyn Th Thanh 90 DANH MC TI LIU THAM KHO [1] TS Nguyn Phm Anh Dng, L trỡnh phỏt trin thụng tin di ng 3G lờn 4G, Nh xut bn Thụng tin truyn thụng, 2-2010 [2] TS Nguyn Phm Anh Dng, Bi ging Thụng tin di ng, Hc Vin Cụng ngh Bu chớnh Vin thụng, 9-2010 [3] Harri Holma and Antti Toskala, HSDPA/HSUPA for UMTS / High Speed Access Mobile [4] 3GPP Technical Specification, TS 25.104 (2011), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) [5] http://www.tapchibcvt.gov.vn, truy cp cui cựng ngy 28/12/2012 [6] http://www.vntelecom.org, truy cp cui cựng ngy 28/12/2012 [7] http://www.vnmedia.vn, truy cp cui cựng ngy 30/12/2012 [8] http://www.mobifone.com.vn, truy cp cui ngy 1/1/2013 91 PH LC on Code chng trỡnh mụ phng abc=201; % So mau thu yp = 1:abc; EsNodB = 1:abc; modulation=1; %modulation = QPSK, la 16-QAM channel_type=1; %channel_type awgn = 0, Rayleigh =1 number_frames=100; %number_frames =100; bao nhieu frame thu datestr(now) for (idx=1:abc) EsNodB(idx) =(idx-41)/4; g_turbo = [1 1 1 1]; % scrambling parameters g_scrambling = [1 zeros(1,10) 1 1]; % Puncturing pattern pun_pattern = [1 1]; % tail pattern tail_pattern = [1 1 111 111 1 1]; nsc_flag = 0; % Query for parameters H_set = 1; TTI_distance = 3; if (modulation == 0) % QPSK K_info = 3202; P = 5; % The sequence of redundancy versions X_set = [0 6]; 92 U = 960; % Create the constellation (updated 6-21-06) S_matrix = CreateConstellation( 'HSDPA', ); elseif (modulation ==1) % QAM K_info = 4664; P = 4; X_set = [6 5]; U = 1920; % Create the constellation (updated 11-21-12) S_matrix = CreateConstellation( 'HSDPA', 16 ); end N_IR = 9600; % derived constants K_crc = K_info + 24; % add CRC bits; % see if there needs to be more than one block number_codewords = ceil( K_crc/5114 ); % number of blocks data_bits_per_frame = ceil( K_crc/number_codewords ); % length of each block if (number_codewords*data_bits_per_frame ~= K_crc); K_crc = number_codewords*data_bits_per_frame; fprintf( '\nWarning %d filler bit(s) needed prior to segmentation\n', K_crc-K_info-24 ); end N_TTI = 3*data_bits_per_frame + 12; N_data = P*U; M = length( X_set ); % maximum HARQ retransmissions symbols_per_frame = number_codewords*N_data/(2^(modulation+1)); % default values (change if desired) turbo_iterations = 14; % 14 iterations of turbo decoding demod_type = 2; % constant log-MAP decoder_type = 2; % constant log-MAP input_somap_c = zeros(1,number_codewords*N_data); % a priori demodulator input noise = sqrt(variance)*( randn(1,symbols_per_frame) +j*randn(1,symbols_per_frame)); 93 % complex noise r = a*s + noise; % demodulate symbol_likelihood = Demod2D( r, S_matrix, EsNo, a*ones(1,symbols_per_frame) ); bit_likelihood = Somap( symbol_likelihood, demod_type, input_somap_c ); % Dematch [LLR] = HarqDematch( reshape( bit_likelihood, U, number_codewords*P)', X_set(harq_transmission), N_IR, N_TTI, number_codewords ); % update the virtual buffer LLR_buffer = LLR_buffer + LLR; % Decode [detected_data, errors, output_decoder_c ] = TurboDecode( LLR_buffer, data_scrambled, turbo_iterations, decoder_type, code_interleaver, pun_pattern, tail_pattern, g_turbo, nsc_flag, g_turbo, nsc_flag ); % Update error counters and retransmit, if necessary if ( errors(turbo_iterations) ) % errors remain frame_errors( harq_transmission ) = frame_errors( harq_transmission ) +1; bit_errors( harq_transmission ) = bit_errors( harq_transmission ) + errors( turbo_iterations ); if (harq_transmission == M) fprintf( 'x' ); % unsuccesful after Mth attempt end else fprintf( '%d', harq_transmission ); % success after this attempt % This is where you could unscramble the data as follows: detected_data_unscrambled = mod( pnsequence + detected_data, ); break; end end end % Compute the throughput number_correct_bits = K_info*(trials(1)-frame_errors(M)); blocks_transmitted = sum( trials ); yp(idx) = number_correct_bits/(blocks_transmitted*TTI_distance*2); fprintf( '\n\nThroughput at %3.2f dB = %5.3f kbps\n', EsNodB(idx), yp(idx)); end datestr(now) plot(EsNodB,yp,'b-.o'); 94 [...]... TIN DI ĐỘNG 3G Trong chương này trình bày một số đặc điểm về lịch sử phát triển của các hệ thống điện thoại di động, Đi vào tìm hiểu về mạng di động 3G, các nền tảng cơng nghệ của HSPA như WCDMA UMTS, trình bày về các ứng dụng và hạn chế, cải tiến của cơng nghệ 3G để từ đó có sự so sánh giữa cơng nghệ sử dụng trước đó và cơng nghệ HSPA mà em đang nghiên cứu 1.1 Lịch sử phát triển của các hệ thống di động. .. thống thơng tin di động, đi vào nghiên cứu các chỉ tiêu cơng nghệ đã được áp dung, các đặc tính kỹ thuật đặc trưng của mạng di động 3G để có cái nhìn tồn di n hơn về hệ thống tạo tiền đề để đi sâu vào nghiên cứu chi tiết các đặc điểm kỹ thuật của cơng nghệ HSPA trong chương II 9 CHƯƠNG 2 CƠNG NGHỆ HSPA Trong chương này tập trung nghiên cứu các khía cạnh của HSPA bằng việc nghiên cứu hai cơng nghệ then chốt... quan như: cơng nghệ (nền tảng) 3G, mạng 3G, chuẩn 3G Cơng nghệ 3G và chuẩn 3G có thể coi là một, trong khi mạng 2 3G là mạng di động ứng dụng những cơng nghệ 3G Trước đây, chuẩn 3G là một chuẩn đơn lẻ, duy nhất và được áp dụng rộng rãi trên tồn thế giới Tuy nhiên, càng về sau này, 3G càng được phân chia thành nhiều chuẩn khác khác, tuỳ thuộc vào khả năng nghiên cứu của các nhà cung cấp dịch vụ Trong tương... Internet di động • Email di động • Các dịch vụ đa phương tiện, như ảnh kỹ thuật số và phim được thu và chia sẻ qua các thiết bị cầm tay di động • Download các ứng dụng di động • Video-theo-u cầu • Chơi game online • Các dịch vụ khẩn cấp và định vị nâng cao • Các dịch vụ nhắn tin bấm-để-nói và bấm-để-xem video có thời gian chờ thấp Hệ thống thơng tin di động 3G sử dụng cơng nghệ truy nhập vơ tuyến WCDMA và. .. thể là một hoặc hai ba năm nữa, mạng di động sẽ trở thành một mạng truyền dữ liệu tốc độ cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng Để có thể thực hiện được các khả năng này, mạng di động phải dựa vào những nền tảng cơng nghệ mới – 3G, 3,5G và 4G – hay còn gọi là các nền tảng cơng nghệ di động tương lai Bảng 1.1 So sánh các cơng nghệ và tốc độ truyền dữ liệu Cơng nghệ 1G AMPS Tốc độ Tính năng... nghệ then chốt là HSDPA và HSUPA đi vào tìm hiểu các vấn đề như kiến trúc mạng, ngun lý hoạt động, cấu trúc kênh, Các kỹ thuật được áp dụng cho các cơng nghệ này để từ đó tìm ra được bước cải tiến của HSPA so với WCDMA và giúp chúng ta hiểu được tại sao HSPA lại là một cơng nghệ tiềm năng trong q trình phát triển lên mạng di động 4G 2.1 Tổng quan về cơng nghệ HSPA Mặc dù cơng nghệ 3G WCDMA hiện nay cho... tiên được đưa vào thương mại năm 2005 và HSUPA được đưa vào thương mại năm 2007 Tốc độ số liệu đỉnh của HSDPA lúc đầu là 1,8Mbps và tăng đến 3,6 Mbps và 7,2Mbps vào năm 2006 và 2007, và đạt đến trên 14,4Mbps năm 2008 Trong giai đoạn đầu tốc độ đỉnh HSUPA là 1-2Mbps và đạt đến 4-5,7 Mbps vào năm 2008 Phiên bản HSPA+ đang tiếp tục được hồn thiện và tốc độ tiếp tục được cải thiện cao hơn HSPA được triển... MS), và kênh PRACH (mang thơng tin suy xuất mạng) Việc phân ra các loại kênh khác nhau giống việc phân lớp trong mạng, giúp cho dễ quản lý và điều khiển Cứ ứng với mỗi loại thơng tin kèm theo những đặc trưng của nó, mạng sẽ tự động truy cập vào các kênh tương ứng để gửi thơng tin đi một cách hiệu quả nhất 1.5 Các bước cải tiến của cơng nghệ WCDMA 7 Các dịch vụ di động 3G giúp người tiêu dùng và các... qua SGSN và từ SGSN đến GGSN trên mạng đường trục IP Cả số liệu và tiếng đều có thể sử dụng truyền tải IP bên trong mạng lõi Rất nhiều giao thức được sử dụng bên trong mạng lõi là các giao thức trên cơ sở gói sử dụng hoặc IP hoặc ATM Tuy nhiên mạng phải giao di n với các mạng truyền thống qua việc sử dụng các cổng các phương tiện Ngồi ra mạng cũng phải giao di n với các mạng SS7 tiêu chuẩn Giao di n này... ngày càng cao về tốc độ của người sử dụng HSPA (High-Speed Packet Access) là cơng nghệ truyền dẫn khơng dây di động, gồm hai giao thức HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) và HPUSA (High Speed Uplink Packet Access) Mục tiêu của HSPA là mở rộng giao di n vơ tuyến của WCDMA, tăng cường hiệu năng và dung lượng (tốc độ số liệu đỉnh cao) của WCDMA Để đạt mục tiêu này, HSPA sử dụng một số kĩ thuật như: ... 3G, mạng 3G, chuẩn 3G Cơng nghệ 3G chuẩn 3G coi một, mạng 3G mạng di động ứng dụng cơng nghệ 3G Trước đây, chuẩn 3G chuẩn đơn lẻ, áp dụng rộng rãi tồn giới Tuy nhiên, sau này, 3G phân chia thành... THƠNG TIN DI ĐỘNG 3G Trong chương trình bày số đặc điểm lịch sử phát triển hệ thống điện thoại di động, Đi vào tìm hiểu mạng di động 3G, tảng cơng nghệ HSPA WCDMA UMTS, trình bày ứng dụng hạn... cải tiến cơng nghệ 3G để từ có so sánh cơng nghệ sử dụng trước cơng nghệ HSPA mà em nghiên cứu 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống di động Thế hệ điện thoại di động (1G) đời thị trường vào năm 70/80