Kỹ thuật trải phổ trong mạng thông tin di động WCDMA

TRNG I HC VINH KHOA IN T VIN THễNG ===== ===== đồ án tốt nghiệp đại học Đề tài: kỹ thuật trải phổ mạng thông tin di động wcdma Ngi hng dõn : ths nguyễn thị minh Sinh viờn thc hiờn : bùi hoàng lịch Lp : 49K - ĐTVT Mó s sinh viờn : 0851085156 NGH AN - 01/2013 B GIO DC V O TO TRNG I HC VINH - BN NHN XẫT N TT NGHIP H v tờn sinh viờn: Bựi Hong Lch S hiu sinh viờn: 0851085156 Ngnh: in t - Vin thụng Khoỏ: 49 Ging viờn hng dn: ThS Nguyn Th Minh Cỏn b phn bin: ThS T Hựng Cng 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) MC LC Trang LI NểI U i TểM TT N ii DANH SCH HèNH V .iii DANH SCH BNG BIU iv CC THUT NG VIT TT v CHNG TNG QUAN V S PHT TRIN CA THễNG TIN DI NG 1.1 Lch s phỏt trin thụng tin i ng 1.1.1 H thng thụng di ng th nht .2 1.1.2 H thng thụng tin di ng th hai 1.1.3 H thng thụng tin di ng th ba 1.1.4 H thng thụng tin di ng th t .7 1.2 Hng phỏt trin ca WCDMA Kt lun chng CHNG CễNG NGH THễNG TIN DI NG TH BA WCDMA .10 2.1 Gii thiu v h thng WCDMA .10 2.2 Quỏ trỡnh phỏt trin t GSM lờn UMTS WCDMA 11 2.3 Cu trỳc h thng WCDMA 16 2.3.1 Cu trỳc mng WCDMA 16 2.3.2 Mng truy nhp vụ tuyn UTRAN 19 2.3 Kin trỳc 3G WCDMA UMTS 22 CHNG K THUT TRI PH TRONG WCDMA 29 3.1 Cu trỳc ca mt thit b thu phỏt vụ tuyn s 29 3.2 Khỏi nim v tri ph 30 3.3 H thng thụng tin tri ph .32 3.4 Cỏc phng phỏp tri ph 34 3.5 H thng tri ph dóy trc tip DSSS 35 3.5.1 H thng DSSS BPSK 38 3.5.2 H thng DSSS QPSK 41 3.6 p dng DSSS cho WCDMA 44 3.7 Cỏc c tớnh ca DS-CDMA 46 3.7.1 a truy nhp 46 3.7.2 Nhiu a ng 47 3.7.3 Nhiu bng hp 47 3.7.4 Xỏc sut phỏt hin thp .47 3.8 Cỏc mó tri ph s dng WCDMA 48 3.9 Tri ph v iu ch ng lờn 49 3.10 Tri ph v iu ch ng xung 52 Kt lun chng 57 KT LUN 58 TI LIU THAM KHO 59 LI NểI U Nhu cu trao i thụng tin l nhu cu thit yu xó hi hin i Cỏc h thng thụng tin di ng i to cho ngi kh nng thụng tin mi lỳc, mi ni Phỏt trin t h thng thụng tin di ng tng t, cỏc h thng thụng tin di ng s th h (2G) i vi mc tiờu ch yu l h tr dch v thoi v truyn s liu tc thp H thng thụng tin di ng th h (3G) i nhm tha nhu cu ca ngi v cỏc dch v s liu tc cao nh: in thoi thy hỡnh, hi ngh truyn hỡnh, nhn tin a phng tin (MMS) WCDMA l nhỏnh cụng ngh 3G c phỏt trin da trờn c s h thng thụng tin di ng 2G GSM H thng thụng tin di ng th h ba WCDMA c ỏnh giỏ l s la chn ti u cho h thng truy nhp vụ tuyn ITM-2000 Giao din vụ tuyn trờn c s CDMA bng rng to c hi thit k h thng cú nhng c tớnh ỏp ng yờu cu ca h thng thụng tin di ng th h ba Tc truyn s liu ca WCDMA l khỏ ln v c bit s dng k thut tri ph trc tip ó m rng di tn ti 5MHz ó phn no ỏp ng c nhu cu ngi tiờu dựng Vỡ vy em ó chn ti: K thut tri ph mng thụng tin di ng WCDMA Ni dung ỏn bao gm chng: Chng 1: Tng quan v s phỏt trin ca thụng tin di ng Chng 2: Cụng ngh thụng tin di ng th ba WCDMA Chng 3: K thut tri ph WCDMA Em xin chõn thnh cm n Th.s Nguyn Th Minh, v cỏc thy cụ giỏo khoa ó nhit tỡnh giỳp em hon thnh ỏn tt nghip ny Vinh, ngy 04 thỏng 01 nm 2013 Sinh Viờn thc hin Bựi Hong Lch i TểM TT N ỏn ny i vo tỡm hiu tng quan v mng thụng tin di ng WCDMA H thng thụng tin di ng ny cung cp cỏc dch v a phng tin nh truyn d liu tc cao, truy cp internet ging nh mng khụng dõy Trong mng thụng tin di ng WCDMA s dng tri ph trc tip DSSS K thut tri ph giỳp mng thụng tin di ng 3G cú nhng u im hn hn so vi cỏc th h di ng trc l kh nng a truy nhp, kh nng chng nhiu a ng, nhiu bng hp v tớnh bo mt ABSTRACT This thesis was studied an overview of mobile communication network WCDMA This mobile communication systems providing multimedia services as transmission high-speed data, wireless internet access like The mobile communication network system WCDMA using spread spectrum direct as DSSS Spread spectrum techniques help 3G mobile communication network has advantages compared to the previous generation of mobile multi-access capabilities, resistance to multi-path interference, narrowband interference and security ii DANH SCH HèNH V Trang 1.1 Lch s phỏt trin thụng tin i ng 1.1.1 H thng thụng di ng th nht .2 1.1.2 H thng thụng tin di ng th hai 1.1.3 H thng thụng tin di ng th ba 1.1.4 H thng thụng tin di ng th t .7 1.2 Hng phỏt trin ca WCDMA Kt lun chng 2.1 Gii thiu v h thng WCDMA 10 2.2 Quỏ trỡnh phỏt trin t GSM lờn UMTS WCDMA 11 2.3 Cu trỳc h thng WCDMA .16 2.3.1 Cu trỳc mng WCDMA 16 2.3.2 Mng truy nhp vụ tuyn UTRAN 19 2.3 Kin trỳc 3G WCDMA UMTS 22 3.1 Cu trỳc ca mt thit b thu phỏt vụ tuyn s 29 3.2 Khỏi nim v tri ph 30 3.3 H thng thụng tin tri ph 32 3.4 Cỏc phng phỏp tri ph 34 3.5 H thng tri ph dóy trc tip DSSS 35 3.5.1 H thng DSSS BPSK 38 3.5.2 H thng DSSS QPSK 41 3.6 p dng DSSS cho WCDMA .44 3.7 Cỏc c tớnh ca DS-CDMA .46 3.7.1 a truy nhp 46 3.7.2 Nhiu a ng 47 3.7.3 Nhiu bng hp 47 3.7.4 Xỏc sut phỏt hin thp .47 3.8 Cỏc mó tri ph s dng WCDMA 48 3.9 Tri ph v iu ch ng lờn 49 3.10 Tri ph v iu ch ng xung 52 Kt lun chng 57 iii DANH SCH BNG BIU Trang 1.1 Lch s phỏt trin thụng tin i ng 1.1.1 H thng thụng di ng th nht .2 1.1.2 H thng thụng tin di ng th hai 1.1.3 H thng thụng tin di ng th ba 1.1.4 H thng thụng tin di ng th t .7 1.2 Hng phỏt trin ca WCDMA Kt lun chng 2.1 Gii thiu v h thng WCDMA 10 2.2 Quỏ trỡnh phỏt trin t GSM lờn UMTS WCDMA 11 2.3 Cu trỳc h thng WCDMA .16 2.3.1 Cu trỳc mng WCDMA 16 2.3.2 Mng truy nhp vụ tuyn UTRAN 19 2.3 Kin trỳc 3G WCDMA UMTS 22 3.1 Cu trỳc ca mt thit b thu phỏt vụ tuyn s 29 3.2 Khỏi nim v tri ph 30 3.3 H thng thụng tin tri ph 32 3.4 Cỏc phng phỏp tri ph 34 3.5 H thng tri ph dóy trc tip DSSS 35 3.5.1 H thng DSSS BPSK 38 3.5.2 H thng DSSS QPSK 41 3.6 p dng DSSS cho WCDMA .44 3.7 Cỏc c tớnh ca DS-CDMA .46 3.7.1 a truy nhp 46 3.7.2 Nhiu a ng 47 3.7.3 Nhiu bng hp 47 3.7.4 Xỏc sut phỏt hin thp .47 3.8 Cỏc mó tri ph s dng WCDMA 48 3.9 Tri ph v iu ch ng lờn 49 3.10 Tri ph v iu ch ng xung 52 Kt lun chng 57 iv CC THUT NG VIT TT T vit tt Ting Anh Ting Vit 1G 1st Generation L h thng thụng tin di ng 2G th nht L h thng thụng tin di ng nd Generation Generation th hai L h thng thụng tin di ng 3GPP Third Generation Partnership th ba D ỏn hi nhp th h GPP2 Project Third Generation Partnership D ỏn hi nhp th h th hai ACCH Project2 Associated Control Chanels Kờnh iu khin liờn kt AMPS Advanced Mobile Phone Service Dch v in thoi di ng tiờn ATM Asynchronous Transfer Mode tin Phng thc truyn khụng AuC Authentication Center ng b Trung tõm nhn thc BCCH Broadcast Control Channel Kờnh iu khin qung bỏ BCH Broadcast Chanel Kờnh qung bỏ BER Bit Error Rate T l li bit BPSK Binary Phase Shift Keying iu ch dch pha nh phõn BS Base Station Trm gc BSC Base Station Controller B iu khin trm gc BTS Base Tranceiver Station Trm gc vụ tuyn CCCH Common Control Chanel Kờnh iu khin chung CDMA Code Division Multi Access a truy nhp phõn chia theo mó CM Communication Management Qun lý thụng tin CN Core Network Mng lừi 3G rd v Bng 3.1 Thớ d b tỏm mó trc giao c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 -1 Bng 3.2 Thớ d nhõn hai mó ging bng c mt mó mi mó c1 ì c1 c1ìc1 +1 ì +1 +1 +1 ì +1 +1 +1 ì +1 +1 +1 ì +1 +1 -1 ì -1 +1 -1 ì -1 +1 -1 ì -1 +1 -1 ì -1 +1 Bng 3.3 Thớ d nhõn hai mó khỏc bng c mt mó mi mó c1 ì c3 = c2 +1 ì +1 +1 +1 ì +1 +1 +1 ì -1 -1 +1 ì -1 -1 -1 ì -1 +1 -1 ì -1 +1 -1 ì +1 -1 -1 ì +1 -1 Nu ta xột mt h thng gm K ngi s dng c xõy dng trờn c s CDMA, thỡ sau tri ph cỏc ngi s dng ny s phỏt vo khụng gian cỏc tớn hiu y nh sau: K K i =1 i =1 y = yi = ci xi (3.1) Ta xột quỏ trỡnh x lý tớn hiu ny ti mt mỏy thu k Nhim v ca mỏy thu ny l phi ly xk v loi b cỏc tớn hiu khỏc (cỏc tớn hiu ny c gi l nhiu ng kờnh vỡ h thng CDMA chỳng c phỏt trờn cựng mt tn s vi xk) Nhõn (3.1) vi xk v ỏp dng quy tc trc giao núi trờn ta c: K x% k = xk + ci xi i =1 ik (3.2) 45 Thnh phn th nht (3.2) chớnh l tớn hiu hu ớch cũn thnh phn th hai l nhiu ca cỏc ngi s dng cũn l nhiu ca cỏc ngi s dng khỏc c gi l MAI (Multiple Access Interferrence: nhiu a ngi s dng) loi b thnh phn th hai mỏy thu s dng b lc tng quan trng thi gian kt hp vi b lc tn s tn s Hỡnh 3.4 xột quỏ trỡnh gii tri ph v lc tớn hiu hu ớch ti mỏy thu k mt h thng CDMA cú K ngi s dng vi gi thit cụng sut phỏt t K mỏy phỏt nh ti u vo mỏy thu k Hỡnh 3.14a cho thy s gii tri ph DSSS Hỡnh 3.14b cho thy ph ca tớn hiu tng c phỏt i t K mỏy phỏt sau tri ph, hỡnh 3.14c cho thy ph ca tớn hiu ny sau gii tri ph ti mỏy thu k v hỡnh 3.14d cho thy ph ca tớn hiu sau b lc thụng thp vi bng thụng bng Rb a) S gii ph DSSS y= X = yi = i= X X cx i= X k = x + c x k i i i i i= i= k Ck b) Ph ca u vo mỏy thu k ca cỏc tớn hiu tri ph c phỏt i t K mỏy phỏt c) Ph ca tớn hiu thu sau gii tri ph Lc thụng thp B=Rc Xk(f) (c tớnh x) d) Ph ca tớn Xk(f)Xk(f) gii tri ph Xk(f) sau b lc B = Rb Xk(f)X3(f)X3(f)X2(f)X2(f)X1(f)X1(f) S1 S2 SIR=S1/S2 MAI f Hỡnh 3.14 Quỏ trỡnh gii tri ph v lc tớn hiu ca ngi s dng k t K tớn hiu T hỡnh 3.14 ta thy t s tớn hiu trờn nhiu (SIR: Signal to Interference Ratio) l t s gia din tớch hỡnh ch nht c tụ m trờn hỡnh 3.14b v tng din tớch cỏc hỡnh ch nht trng trờn hỡnh 3.14c: SIR=S1/S2 T s ny t l vi t s Rc/Rb vỡ th t s Rc/Rb c gi l li x lý (TA: Processing Gain) 3.7 Cỏc c tớnh ca DS-CDMA 3.7.1 a truy nhp 46 Nu nhiu ngi s dng kờnh cựng mt thi im thỡ cú nhiu tớn hiu DS s chựm lờn v thi gian v tn s Mỏy thu gii iu ch nht quỏn gii iu ch mó Thao tỏc ny s trung cụng sut tớn hiu ca ngi s dng quan tõm bng tn thụng tin Nu tng quan gia mó ca ngi s dng quan tõm v mó ca ngi s dng khỏc nh thỡ vic gii iu ch ch a mt phn nh ca cụng sut cỏc tớn hiu nhiu bng tn thụng tin 3.7.2 Nhiu a ng Nu dóy mó cú hm t tng quan lý tng thỡ hm tng quan bng ngoi khong [0,Tc] vi Tc l thi gian tn ti ca mt chip Ngha l nu nhn c hai tớn hiu: mt l tớn hiu mong mun v mt l tớn hiu ú tr i mt khong ln hn 2Tc thỡ vic gii iu ch nht quỏn s xem tớn hiu ú nh mt nhiu v ch mang mt phn cụng sut nh ca nhiu vo bng tn thụng tin 3.7.3 Nhiu bng hp vic nhõn nhiu bng hp cú tớn hiu thu c vi mó bng rng s lm tri ph nhiu bng hp Vỡ vy, cụng sut nhiu bng hp bng tn thụng tin gim i vi h s bng tng ớch Gp 3.7.4 Xỏc sut phỏt hin thp tớn hiu dóy mó trc tip s dng ton b ph tớn hiu ti mi thi im nờn mt cụng sut nhiu truyn dn (W/hz) rt thp Vỡ vy rt khú phỏt hin u v nhc im ca DS - CDMA u im ca DS-CDMA: - Vic mó hoỏ d liu n gin cú th thc hin bng mt b nhõn - B to súng mang l n gin ch cú mt súng mang c phỏt i - Cú th thc hin vic gii iu ch nht quỏn tớn hiu tri ph Nhc im ca DS-CDMA: - Khú ng b gia tớn hiu mó ni b v tớn hiu thu - Do nhc im trờn kt hp vi c im cỏc bng tn liờn tc khụng ln sn cú nờn bng tn tri ph b hn ch 10-20Mhz - Ngi s dng gn BS s phỏt mc cụng sut ln hn nhiu so vi nhng ngi s dng xa Vỡ mt thuờ bao s truyn dn trờn ton b bng tn mt cỏch liờn tc nờn ngi s dng gn BS s gõy nhiu ln cho nhng ngi s dng xa 47 BS Hiu ng gn - xa ny cú th khc ph bng cỏch bng cỏch ỏp dng thut toỏn iu khin cụng sut ú mc cụng sut trung bỡnh m BS nhn t mi MS l ging 3.8 Cỏc mó tri ph s dng WCDMA Khỏi nim tri ph c ỏp dng cho cỏc kờnh vt lý, khỏi nim ny bao gm hai thao tỏc u tiờn l thao tỏc nh kờnh, ú mi ký hiu s liu c chuyn thnh mt s chip nh vy tng rng ph tớn hiu S chip trờn mt ký hiu (hay t s gia tc chip v tc ký hiu) c gi l h s tri ph (SF: Spectrum Factor), hay núi mt cỏch khỏc SF=Rs/Rc ú Rs l tc ký hiu cũn Rc l tc ụ chip H s tri ph l mt giỏ tr kh bin, ngoi tr i vi kờnh chia s ng xung vt lý tc cao (HS-PDSCH ) HSDPA cú SF=16 Thao tỏc th hai l thao tỏc ngu nhiờn húa tng tớnh trc giao ú mt mó ngu nhiờn húa c trn vi tớn hiu tri ph Mó ngu nhiờn hoỏ c xõy dng trờn c s mó Gold Trong quỏ trỡnh nh kờnh (Hỡnh 3.5), cỏc ký hiu s liu c nhõn vi mt mó OVSF (Orthogonal Variable Spread Factor: mó trc giao h s kh bin) ng b v thi gian vi biờn ca ký hiu Trong 3GPP, OVSF c s dng cho cỏc tc ký hiu khỏc v c ký hiu l Cch,SF,k ú SF l h s tri ph ca mó v k l s th t mó (0kSF-1) Cỏc mó nh kờnh cú cỏc tớnh cht trc giao v c s dng phõn bit cỏc thụng tin c phỏt i cựng t mt ngun: (1) cỏc kt ni khỏc trờn ng xung cựng mt ụ trờn ng xung v gim nhiu ni ụ, (2) cỏc kờnh s liu vt lý ng lờn t mt UE Trờn ng xung cỏc mó OVSF m ụ b hn ch vỡ th cn c qun lý bi RNC, nhiờn iu ny khụng xy i vi ng lờn Cn lu ý chn mó nh kờnh chỳng khụng tng quan vi Chng hn ó chn mó Cch,8,4=+1-1+1-1+1-1+1-1, khụng c s dng mó Cch,16,8=+1-1+1-1+1-1+1-1+1-1+1-1+1-1+1-1; vỡ hai mó ny hon ton ging (tớch ca chỳng bng 1) v chỳng s gõy nhiu cho Cỏc mó OVSF ch hiu qu cỏc kờnh c ng b hon ho ti mc ký hiu Mt tng quan chộo truyn súng a ng c bự tr bi thao tỏc ngu nhiờn húa b sung Vi thao tỏc ngu nhiờn húa, phn thc (I) v phn o (Q) ca tớn 48 hiu tri ph c nhõn b sung vi mó ngu nhiờn húa phc Mó ngu nhiờn húa phc c s dng phõn bit cỏc ngun phỏt: (1) cỏc ụ khỏc i vi ng xung v (2) cỏc UE khỏc i vi ng lờn Cỏc mó ny cú cỏc tớnh cht tng quan tt (trung bỡnh húa nhiu) v luụn c s dng trn vi cỏc mó tri ph nhng khụng lm nh hng rng ph tớn hiu v bng thụng truyn dn Hỡnh 3.15 Cõy mó nh kờnh ng truyn gia nỳt B v UE WCDMA cha nhiu kờnh Cú th chia cỏc kờnh ny thnh hai loi: (1) kờnh riờng truyn lu lng v (2) kờnh chung mang cỏc thụng tin iu khin v bỏo hiu ng truyn t UE n nỳt B c gi l ng lờn, cũn ng ngc li t nỳt B n UE c gi l ng xung Trc ht ta xột tri ph cho cỏc kờnh ng lờn 3.9 Tri ph v iu ch ng lờn Tri ph v iu ch cỏc kờnh riờng ng lờn Nguyờn lý tri ph cho DPDCH (Dedicated Physical Data Channel: kờnh s liu vt lý riờng, kờnh truyn lu lng ca ngi s dng) v DPCCH (Dedicated Physical Control Channel: kờnh iu khin vt lý riờng; kờnh i cựng vi DPDCH mang thụng tin iu khin lp vt lý) c minh trờn hỡnh 3.6 Mt DPCCH v cc i sỏu DPDCH song song giỏ tr thc cú th c tri ph v phỏt ng thi DPCCH luụn c tri ph bng mó Cc=Cch,256,0, ú k=0 Nu ch mt kờnh DPDCH c phỏt trờn ng lờn, thỡ DPDCH1 c tri ph vi mó Cd,1=Cch,SF,k, ú k=SF/4 l s mó OVSF v k=SF/4 Ngha l nu h s tri ph SF=128 thỡ k=32 Nu nhiu DPDCH c phỏt, thỡ tt c DPDCH u cú h s tri ph l (tc bit kờnh l 960kbps) v DPDCHn c tri ph bi mó Cd,n=Cch,4,k, ú k=1 nu n{1,2}, k=3 nu n{3,4} v k=2 49 nu n{5,6} bự tr s khỏc gia cỏc h s tri ph ca s liu, tớn hiu tri ph c ỏnh trng s bng cỏc h s khuych i ký hiu l c cho DPCCH v d cho DPDCH Cỏc h s khuch i ny c tớnh toỏn bi SRNC v c gi n UE giai on thit lp ng truyn vụ tuyn hay t li cu hỡnh Cỏc h s khuch i nm di t n v ớt nht mt s cỏc giỏ tr ca c v d luụn luụn bng Lung chip ca cỏc nhỏnh I v Q sau ú c cng phc vi v c ngu nhiờn húa bi mt mó ngu nhiờn húa phc c ký hiu l Sdpch,n trờn hỡnh 3.6 Mó ngu nhiờn húa ny c ng b vi khung vụ tuyn, ngha l chip th nht tng ng vi u khung vụ tuyn Thao tỏc tri ph bng mó nh kờnh phõn bit iu chnh h s khuych i Cd,1 Cd,3 Cd,5 d DPDCH1 DPDCH5 cos(t ) d S dpch,n I I+jQ d S Q d Cd,6 Cc d DPDCH6 DPDCH I d DPDCH3 Ghộp mó I/Q (iu Cd,2 ch QPSK cho hai kờnh) trỏnh nhiu õm nu DPDCH2 s Cd,4 liu UL khụng c truyn DPDCH4 Thao tỏc ngu nhiờn hoỏ phc phõn bit ngun phỏt (UE) v gim t s cụng sut nh trờn cụng sut trung bỡnh Q Phõn chia -sin(t) phn thc phn o e Hỡnh 3.16 Tri ph v iu ch DPDCH v DPCCH ng lờn Cỏc nghiờn cu cho thy mi s phỏt khụng liờn tc trờn ng lờn cú th gõy nhiu õm cho thit b õm t gn mỏy u cui di ng Thớ d in hỡnh l trng hp nhiu tn s khung (217 Hz=1/4,615ms) gõy cỏc u cui GSM trỏnh hiu ng ny, kờnh DPCCH v cỏc kờnh DPDCH khụng c ghộp theo thi gian m c ghộp theo mó I/Q (iu ch QPSK hai kờnh) vi ngu nhiờn hoỏ phc Minh trờn hỡnh 3.17 cho thy s iu ch ny cho phộp truyn dn liờn 50 tc c cỏc chu k im lng ch cú thụng tin iu khin lp trỡ hot ng ng truyn (DPCCH) l c phỏt S liu ngi s dng (DTDCH) Chu k S liu ngi s dng UL DTX (DTDCH) Thụng tin iu khin lp vt lý (DPCCH) Hỡnh 3.17 Truyn dn kờnh iu khin vt lý riờng ng lờn v kờnh s liu vt lý riờng ng lờn cú/ khụng cú (DTX) s liu ca ngi s dng Nh minh trờn hỡnh 3.18, cỏc mó ngu nhiờn húa phc c to bng cỏch quay pha gia cỏc chip mt chu k ký hiu gii hn 900 Bng cỏch ny hiu sut ca b khuch i (liờn quan n t s cụng sut nh trờn cụng sut trung bỡnh) UE hu nh khụng i khụng ph th thuc vo t s gia DPDCH v DPCCH UL DPCCH/cỏc DPDCH c ghộp mó I/Q vi ngu nhiờn hoỏ phc Trc ngu nhiờn hoỏ phc (truyn dn song song) = 0,5 = 0,5 =1 X X X X X X X X X = = 0,5 X X X Hỡnh 3.18 Chựm tớn hiu i vi ghộp mó I/Q s dng ngu nhiờn húa phc, biu din cho t s cụng sut gia DPDCH v DPCCH DPCCH v cỏc DPDCH cú th c ngu nhiờn húa bng cỏc mó ngu nhiờn di hoc ngn Cú 224 mó ngu nhiờn húa di ng lờn v 224 mó ngu nhiờn ngn ng lờn Vỡ cú th s dng c hng triu mó nờn khụng cn quy hoch mó ng lờn S mó ngu nhiờn cho DPCH (0,., 16777215), cựng vi SF thp nht c phộp ca mó nh kờnh (4, 8, 16, 32, 128 v 256) cho phn s liu c n nh bi cỏc lp cao hn, chng hn thit lp kt ni RRC hoc iu khin chuyn giao 51 Tri ph v iu ch kờnh chung ng lờn PRACH Phn ny s trỡnh by n nh mó cho tin t v phn bn tin ca PRACH l mt dng kờnh chung ng lờn Tri ph v ngu nhiờn húa phn bn tin PRACH c minh trờn hỡnh 3.19 C d d I Phn s liu PRACH cos(t ) S r-msg,n I C c Phn iu khin PRACH I + jQ c S Q Q j Phõn chia phn thc phn o -sin(t) Hỡnh 3.19 Tri ph v iu ch phn bn tin PRACH Phn iu khin ca bn tin PRACH c tri ph bng mó nh kờnh Cc=Cch,256,m, ú m = 16.s + 15 v s (0 s 15) l ch ký tin t v phn s liu c tri ph bng mó nh kờnh Cd=Cch,SF,m, ú SF (cú giỏ tr t 32 n 256) l h s tri ph s dng cho phn s liu v m=SF.s/16 Phn bn tin PRACH luụn luụn c tri ph bng mó ngu nhiờn húa di di ca mó ngu nhiờn húa c s dng cho phn bn tin l 10ms Cú tt c l 8192 mó ngu nhiờn húa 3.10 Tri ph v iu ch ng xung Khỏi nim tri ph v ngu nhiờn húa ng xung c minh trờn hỡnh 3.10 Ngoi tr cỏc SCH (kờnh ng b ) mi cp hai bit kờnh trc ht c bin i t ni tip vo song song tng ng mt ký hiu iu ch, sau ú c t lờn cỏc nhỏnh I v Q Sau ú cỏc nhỏnh I v Q c tri ph n tc 3,84Mcps bng cựng mi mó dnh kờnh Cch,SF,m Cỏc chui chip giỏ tr thc trờn cỏc nhỏnh I v Q sau ú c ngu nhiờn húa bng mó ngu nhiờn húa phc nhn dng ngun phỏt nỳt B, mó ny c ký hiu l Sdl,n trờn hỡnh 3.10 Mó ngu nhiờn húa ny c ng b vi mó ngu nhiờn húa s dng cho P - CCPCH (kờnh vt lý iu khin 52 chung s cp), ú chớp phc u tiờn ca khung P - CCPCH c nhõn vi chip s ca mó ngu nhiờn húa ny Sau tri ph, mi kờnh vt lý ng xung (tr cỏc SCH) c ỏnh trng s bng cỏc h s trng s riờng ký hiu l Gi nh trờn hỡnh 3.20 P-SCH v S-SCH giỏ tr phc c ỏnh trng s riờng bng cỏc h s trng s Gp v Gs Tt c cỏc kờnh ng xung c kt hp vi bng cng phc Chui nhn c sau tri ph v ngu nhiờn húa c iu ch QPSK Thao tỏc ngu nhiờn hoỏ phc phõn bitngun phỏt (nỳt B) iu chnh h s khuch i PSCH Gp SSCH Kờnh vt lý ng xung bt k tr SCH I Cch, SF,m Q Gs cos( t) Sdl,n I + jQ S I Q G1 j Thao tỏc tri ph bng mó nh kờnh phõn bit kờnh G2 Phõn chia phn thc phn o -sin(t) Hỡnh 3.20 S tri ph v iu ch cho tt c cỏc kờnh vt lý ng xung Cỏc mó tri ph ng xung Trờn ng xung, cựng cỏc mó nh kờnh nh trờn ng lờn (mó OVSF) c s dng Thụng thng mi ụ ch cú mt cõy mó v mi cõy mó c t di mt mó ngu nhiờn húa dựng chung cho nhiu ngi s dng Theo quy inh, cỏc mó nh kờnh dựng cho P-CPICH v P-CCPCH l Cch,256,0 v Cch,256,1 B qun lý ti nguyờn RNC n nh cỏc mó nh kờnh cho tt c cỏc kờnh khỏc vi gii hn SF=512 trng hp s dng chuyn giao phõn Mó OVSF cú th thay i theo tng khung trờn kờnh PDSCH (kờnh chia s ng xung vt lý) Quy tc thay i nh sau, mó (cỏc mó) OVSF c s dng cho kt ni phớa di h s tri ph nh nht l mó t nhỏnh cõy, mó nhỏnh cõy mó 53 c ch bi h s tri ph thp nht ny Nu DSCH c sp xp lờn nhiu PDSCH song song, thỡ quy tc tng t c ỏp dng, nhng tt cỏc nhỏnh mó c s dng bi cỏc mó ny tng ng vi h s tri ph nh nht u cú th s dng cho n nh h s tri ph cao hn Cỏc mó ngu nhiờn húa ng xung Trờn ng xung ch cú cỏc mó ngu nhiờn húa di l c s dng Cú tt c 218-1=262143 mó ngu nhiờn c ỏnh s t n 262142 Cỏc chui mó ngu nhiờn c ký hiu l Sdl,n c cu trỳc bng cỏc on ca chui Gold tng tc quỏ trỡnh tỡm ụ, ch 8192 mó s 262143 c s dng thc t v c ct ngn ly on u 38400 chip phự hp vi chu k khung 10 ms Nh minh trờn hỡnh 3.21, ch cú cỏc mó vi n=0,1,, 8191 c s dng Cỏc mó ny c chia thnh 512 Mi gm 16 mó (i=015) vi mt mó s cp v 15 mó th cp (i=07) vi 8x16 mó hp thnh mt nhúm to nờn 64 nhúm (j=0 63) Mt =1 mó ngu nhiờn s cp v 15 mó ngu nhiờn th cp tng ng(k=0 15) 512 mó ngu 512x15 nhiờn cp(k=1 15) s cp(k=0) 54 mó ngu nhiờn th Tpo = { Sdl,0 : : : Nhúm mó Tp7 = { Sdl,1 Sdl,15 } Sdl,k Sdl,112 Sdl,113 Sdl,k+112 Sdl,127 } Tpjx8 = Sdl,16x8j Sdl,16x8j+1 Sdl,16x8j+2 { Sdl,16x8j+15} : : : Nhúm mó j (j=0 63) Tpjx8+7 Sdl,16x(8j+7) ={ Sdl,16x(8j+7)+1 Sdl,16x(8j+7)+2 Sdl,16x(8j+7)+15} Mt nhúm mó =7 mó ngu nhiờn s cp v 7x15 mó ngu nhiờn th cp) Tp504 = Sdl,8064 Sdl,8065 { Sdl,8079 } Sdl,8186+k : : : Tp511= Nhúm mó 63 Sdl,8064+k Sdl,8186 { Sdl,8187 Sdl,8191 } Hỡnh 3.21 Cỏc mó ngu nhiờn húa s cp v th cp Vỡ thụng thng mi ụ c nhn dng bng mt mó ngu nhiờn hoỏ s cp, nờn quỏ trỡnh tỡm kim ụ cng l quỏ trỡnh tỡm kim mó ny Quỏ trỡnh tỡm kim ụ cú th c thc hin theo ba bc sau: Tỡm P-SCH (kờnh ng b s cp) thit lp ng b khe v ng b ký hiu Tỡm S-SCH (kờnh ng b th cp) thit lp ng b khung v nhúm mó Tỡm mó ngu nhiờn húa nhn dng ụ Ghộp kờnh a mó ng xung 55 tng dung lng kờnh ng xung ta cú th s dng s ghộp kờnh a mó nh cho hỡnh 3.22 Ch S/P I Cch,sf,1 : : Ch S/P Sdln Cch,sf,2 I+j Q : : : : n iu ch QPSK Q S/P Cch,sf,N : : j Hỡnh 3.22 Truyn dn a mó cho ng xung Cỏc h thng CDMA c xõy dng trờn c s tri ph chui trc tip (DSSS) Vic s dng tri ph cựng vi cỏc mó trc giao cho phộp nhiu u cui di ng cú th dựng chung mt tn s Khi ny tớnh trc giao ca cỏc mó v tri ph cho phộp mt mỏy thu u cui cú th d dng tỏch c tớn hiu ca mỡnh Do s dng chung mt tn s nờn cú th ỏp dng chuyn giao mm cho CDMA Trong chuyn giao mm mt mỏy di ng cú th kt ni n nhiu trm gc trờn cựng mt tn s nhng vi mó tri ph khỏc u im ca chuyn giao mm l khụng lm mt cuc gi quỏ trỡnh chuyn giao mc dự nú lm gim phn no dng lng ụ v tng thờm tớnh phc h thng Nhng cng vỡ s dng chung mt tn s nờn cú th xy hin tng gn xa, ú mỏy di ng gn trm gc s gõy nhiu cho cỏc ngi s dng khỏc khc phc nhc im ny phi ỏp dng iu khin cụng sut nhanh cho CDMA ú my di ng gn trm gc s c iu chỡnh phỏt cụng sut thp hn mỏy di ng xa trm gc iu khin cụng sut nhanh WCDMA c thc hin 1500 ln mt giõy Mt c im na ca CDMA l cỏc mó ngu nhiờn húa mang tớnh trc giao khỏ cao nờn cỏc ng 56 truyn n mỏy thu cú tr khỏc thi gian chip hoc ln hn thi gian ny u c lp vi v vỡ th cú th s dng phõn a ng (hay mỏy thu RAKE) CDMA Nguyờn tc ca mỏy thu RAKE l chn mt s ng (mt s ngún) cú cụng sut thu ln hn ngng, ng chnh pha cỏc ng ny ri cng cụng sut thu ca chỳng vi WCDMA s dng hai tng tri ph: (1) tri ph bng mó nh kờnh, (2) tri ph bng mó nhn dng ngun phỏt Mó nh kờnh c xõy dng trờn c s mó h s tri ph trc giao kh bin (OVSF), ú h s tri ph SF=Rs/Rc vi Rs l tc ký hiu v Rc l tc chip Mó ngu nhiờn húa c cu trỳc t mó Gold WCDMA s dng iu ch QPSK cho ng xung v BPSK cho ng lờn gim t s cụng sut nh trờn cụng sut trung bỡnh ca tớn hiu iu ch, ngu nhiờn húa phc c s dng Kt lun chng chng ny ó nờu tng quỏt v cu trỳc mng WCDMA v trỡnh by k thut tri ph s dng mng thụng tin di ng WCDMA H thng DSSS l tt c cỏc ngi s dng cựng dựng chung mt bng tn v phỏt tớn hiu ca h ng thi Mỏy thu s dng tớn hiu gi ngu nhiờn chớnh xac ly tớn hiu mong mun bng cỏch gii tri ph Cỏc tớn hiu xut hin dng nhiu ph rng cụng sut thp ta õm cỏc h thng FHSS v THSS mi ngi c n nh mt mó gi ngu nhiờn cho khụng cú cp no s dng cựng tn s hay cựng khe thi gian, ú cỏc mỏy phỏt s trỏnh c xung t 57 KT LUN Cựng vi s phỏt trin nhanh chúng v mi mt ca i sng xó hi, thỡ nhu cu ca ngi cng ngy cng tng tt c cỏc lnh vc c bit lnh vc thụng tin, ngi mong mun thụng tin c cp nhp nhanh nht, d liu c ly vi tc cao Trong thụng tin di ng, cụng ngh WCDMA i l mt bc phỏt trin ln, nú lm tng tc truy cp mng, h tr nhiu loi hỡnh dch v Internet di ng a phng tin vi cht lng c ci thin so vi 2,5G Vi cụng ngh tri ph chui trc tip WCDMA ó thc s l bc t phỏ m rng bng tn v cht lng tớn hiu Tuy nhiờn nhu cu v s lng ngi s dng ngy cng cao nờn tc truyn d liu 2Mbps v rng bng tn MHz ca WCDMA cha ỏp ng c Do ú cn mt cụng ngh mi, da trờn nn WCDMA, to tc truyn d liu ln hn ỏp ng c nhu cu v thụng tin hin Sinh viờn thc hin Bựi Hong Lch 58 TI LIU THAM KHO [1] TS Nguyn Phm Anh Dng , Thụng tin di ng th h 3, Nh xut bn bu in, 2001 [2] Nguyn Hu Trung, K thut tri ph v truyn dn a súng mang, Nh xut bn khoa hc v k thut [3] K s Nguyn Vn Thun, H thng thụng tin di ng WCDMA, Nh xut bn Hc vin bu chớnh vin thụng thỏng 12 nm 2004 [4] Khoa in t vin thụng Giỏo trỡnh thụng tin di ng Nxb Khoa hc v k thut, 2007 [5] Thy V c Th, Tớnh toỏn mng thụng tin di ng Cellular, Nxb Giỏo Dc, 1997 59 [...]... về tốc độ bit thông tin di động Tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 IMT-2000 là 2 hệ thống WCDMA và CDMA2000 Hệ thống thông tin di động thứ 4 (4G) là một thế hệ mới đang được nghiên cứu để đưa vào sử dụng Hệ thống này cải tiến về các dịch vụ dữ liệu, tốc độ lên tới 20-100Mbit/s Sử dụng phương thức điều chế OFDM và MC-CDMA 9 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THỨ BA WCDMA 2.1 Giới... là hệ thống thông tin di động băng rộng Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000 đã được đề xuất, trong đó 2 hệ thống WCDMA và CDMA2000 đã được ITU chấp thuận và đưa vào hoạt động trong những năm đầu của những năm 2000 Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ WCDMA, điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao di n vô tuyến của hệ thống thông di động thế hệ thứ... hệ thống thông tin di động thứ hai: Hệ thống thông tin di động thứ hai ra đời giải quyết những hạn chế của thế hệ trước Do sử dụng kỹ thuật số mà có nhưng ưu điểm sau: - Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn - Mã hóa tín hiệu thoại với tốc độ bit càng thấp cho phép nhiều kênh vào dòng bit tốc độ chuẩn - Áp dụng kỹ thuật mã hóa kênh và mã hóa nguồn của kỹ thuật truyền... hệ thống thông tin di động thứ 3 (3G) ra đời là một điều tất yếu 1.1.3 Hệ thống thông tin di động thứ ba Những năm cuối những năm 90 thế hệ thông tin động thứ ba ra đời với kỹ thuật đa truy nhập CDMA và TDMA cãi tiến Là công nghệ truyền thông thế hệ thứ 3, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh SMS, hình ảnh,…) Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy... thống thông tin di động thứ hai 2G : Là thế hệ kết nối thông tin di động mang tính cải cách cũng như khác hoàn toàn so với thế hệ đầu tiên Ra đời vào đầu nhưng năm 1990, chuẩn GSM của Châu Âu và IS-54 (tồn tại song song với AMPS) của Mỹ và ngay sau đó là chuẩn IS95 cho phương pháp đa truy nhập CDMA Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai dựa trên kỹ thuật phân chia theo mã thời gian TDMA và kỹ thuật. .. một vai trò qua trọng trong đời sống xã hội Để đáp ứng nhu cầu này, khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực thông tin đã đưa ra nhiều hình thức liên lạc ngày càng tiện nghi hơn và chất lượng tốt hơn Khi các ngành thông tin quãng bá bằng vô tuyến phát triển mạnh mẽ thì ý tường điện thoại vô tuyến cũng ra đời, đây là tiền thân của mạng thông tin di động sau này Năm 1946, mạng điện thoại di động đầu tiên được thử... cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay Trong các dịch vụ của 3G, cuộc gọi video thường được mô tả như một dịch vụ trọng tâm của sự phát triển Ở thế hệ thứ 3 này các hệ thống thông tin di động có xu hướng hòa nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất có khả năng phục vụ ở tốc độ bit lên đến 2Mbit/s Để phân biệt với các hệ thống thông tin di động băng hẹp hiện nay, các hệ thông thông tin di động. .. của thông tin di động thế hệ thứ 2 Tốc độ của thế hệ thứ ba được xác định như sau: - 384 Kbit/s đối với vùng phủ sóng rộng - 2 Mbit/s đối với vùng phủ sóng địa phương Các tiêu chí để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba: - Sử đụng dải tần quy định quốc tế 2GHz như sau: + Đường lên: 1885-2025 MHz + Đường xuống: 2110-2200 MHz - Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các lại hình thông tin. .. tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu ở các môi trường làm việc khác nhau Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit lên đến 2MBit/s Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dể dàng các... chuẩn thông tin di động MC- Multi-Carrier CDMA TDMA của Mỹ Phần ứng dụng di động CDMA ME Mobile Equipment WCDMA đa sóng mang Thiết bị di động MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Switching Service Center Trung tâm chuyển mạch dịch NMT Nordic Mobile Telephone system vụ di động Hệ thống điện thoại di động OFDM Orthorgonal Frequency Division Bắc Âu Ghép kênh phân chia tần số NSS Multiplexing trực giao ... thuật trải phổ mạng thông tin di động WCDMA Nội dung đồ án bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan phát triển thông tin di động Chương 2: Công nghệ thông tin di động thứ ba WCDMA Chương 3: Kỹ thuật trải. .. hiệu trải phổ khó bị phát 3.4 Các phương pháp trải phổ Trong trải phổ, thông tin trải phổ hệ thống thông tin tín hiệu phát trải rộng phổ nhờ mã trải phổ có băng thông lớn nhiều so với băng thông. .. quan mạng thông tin di động WCDMA Hệ thống thông tin di động cung cấp dịch vụ đa phương tiện truyền liệu tốc độ cao, truy cập internet giống mạng không dây Trong mạng thông tin di động WCDMA