quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động

http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN MỤC LỤC KI L OBO OKS CO M A Phân cơng cơng việc I u cầu đặt II Q trình thực B Tìm hiểu CDMA2000 I Tổng quan q trình phát triển hệ thống thơng tin di động2 Cơng nghệ tương tự OG 1G Cơng nghệ số 2G 3G II Tổng quan mạng thơng tin di động 3G Giới thiệu Một số u cầu mạng thơng tin di động 3G III Lộ trình phát triển lên CDMA2000 từ CDMAONE Các giai đoạn phát triển 1xEV: 1xEV – DO 1xEV – DV IV Cơng nghệ CDMA2000 Giới thiệu mạng thơng tin di động CDMA2000 Tính 10 Kiến trúc mạng thơng tin di động CDMA2000 12 Các lớp CDMA2000 16 Hoạt động hệ thống thơng tin di động CDMA2000 46 Điều khiển cơng suất 52 Chuyển giao ( Handoff ) 60 V Hướng phát triển hệ thống thơng tin di động sau 3G 68 HSPDA ( 3.5G ) 68 4G ( fourth generation ) 69 C Kết luận 73 I Những kết luận mạng thơng tin di động 73 II Những việc thực 73 III Những việc chưa hồn thành 73 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN A Phân cơng cơng việc I u cầu đặt OBO OKS CO M Tìm hiểu, giới thiệu hệ thống thơng tin di động Tìm hiểu cấu trúc hệ thống thơng tin di động Tìm hiểu CDMA2000 II Q trình thực Trong q trình thực đề tài, nhóm thực làm quen, tìm hiểu nắm bắt khái niệm thuật ngữ chun ngành hệ thống truyền thơng Nhóm sâu vào tìm hiểu lịch sử phát triển mạng thơng tin di động số kiến trúc mạng thơng tin di động Tìm hiểu sâu vào kiến trúc hệ thống CDMA2000 cách thức hoạt động mạng CDMA2000 Bảng phân cơng cơng việc Cơng việc Người thực Tìm hiểu lịch sử phát triển, cấu trúc hệ thống thơng tin Tất thành viên nhóm di động Nguyễn Kim Long Thực phần chuyển giao Nguyễn Văn Liêm Thực hiền phần hoạt động thu phát tín hiệu Thái Hồng Hữu Nghị Thực phần điều khiển cơng suất Nguyễn Thành Phương KI L Thực phần cấu trúc Layer Thực phần hướng phát triển Huỳnh Văn Tưng B Tìm hiểu CDMA2000 I Tổng quan q trình phát triển hệ thống thơng tin di động http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Cơng nghệ tương tự OG 1G Có hai hệ cơng nghệ di động coi tương tự Các cơng nghệ gọi 0G 1G 1G cơng nghệ di động tổ ong (cellular) đầu tiên, 0G cơng nghệ di động OBO OKS CO M tiền tổ ong (pre – cellular) Các thiết bị đầu cuối sử dụng 0G khó gọi thiết bị di động Các mẫu mã lớn thường gắn vào xe tơ Sau đó, thiết bị cầm tay đời, 0G bị thay thế hệ kế tiếp, 1G Khía cạnh chủ yếu phân biệt 0G 1G cơng nghệ 1G sử dụng mạng tổ ong (cellullar network) Một mạng tổ ong mạng tạo nên số cell Mỗi cell phục vụ máy phát cố định, thường gọi trạm gốc Trên thực tế, có vài ví dụ việc sử dụng mạng tổ ong 0G, điều làm nên khác biệt 1G 0G 1G hỗ trợ việc kết nối liền mạch di chuyển từ cell sang cell khác Điều có nghĩa là, người dùng khỏi tầm hoạt động trạm gốc thực gọi, sử dụng cơng nghệ 0G người dùng bị ngắt kết nối, sử dụng cơng nghệ 1G người dùng khơng nhận thấy ngắt qng Một khía cạnh khác phân biệt 0G 1G cơng nghệ 0G thường bán song cơng (có nghĩa việc thu phát âm khơng xảy đồng thời) Vào năm 1970, mạng sử dụng cơng nghệ 0G bị q tải nghiêm trọng Một chuẩn tương tự khác giới thiệu, 1G Giống 0G, 1G sử dụng băng tần vơ tuyến UHF Việc truyền âm thực mà khơng có mã hóa giao diện vơ tuyến Điều có nghĩa có máy qt đơn giản nghe điện đàm Các cố gắng nhà chức trách nhằm ngăn chặn việc xâm nhập bất hợp pháp khơng giải vấn đề Bên cạnh việc bảo vệ thơng tin cá nhân, nhược điểm hệ thống đưa đến vấn đề khác Bởi liệu truyền gửi mà khơng mã hóa, kỹ thuật bảo mật thơ sơ dễ dàng lộ cho hacker KI L Hầu hết cơng nghệ 1G có dạng bảo mật, thủ tục nhận thực thơ sơ Thủ tục bao gồm việc xác nhận hai số: số nhận dạng di động MIN số th bao điện tử ESN Q trình xác nhận diễn thiết bị di động bắt đầu liên lạc với hệ thống Đầu tiên, sổ đen (blacklist) kiểm tra xem thiết bị di động có bị khóa hay khơng Tiếp theo, tin gửi tới HLR để thơng qua kết hợp MIN ESN Cả hai số truyền khơng mã hóa qua giao diện vơ tuyến Hacker nghe trộm sử dụng số để tạo bất hợp pháp mà với chúng, hacker nhận thực thành cơng dạng th bao khác Vấn đề trở nên trầm trọng nhiều nhà cung cấp http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN chí khơng thực việc nhận thực máy di động việc thiếu hụt chuẩn hóa lý hiệu suất Điều gây nên việc sử dụng trái phép vơ lớn mạng di động Cơng nghệ số 2G 3G 2.1 2G ( second generation ) OBO OKS CO M Mốc đánh dấu quan trọng q trình phát triển cơng nghệ di động đời xử lý tín hiệu số DSP Nhờ có DSP, chất lượng thoại cải tiến đáng kể thơng tin số khơng bị ảnh hưởng méo Thêm vào đó, dải phổ sử dụng cách hiệu hẳn nhờ có kỹ thuật hợp kênh Bởi kỹ thuật tương tự sử dụng FDMA, có người dùng sử dụng tần số xác định thời gian cell Với cơng nghệ 2G, vấn đề giải cách sử dụng TDMA CDMA Các kỹ thuật cho phép nhiều người dùng chia sẻ tần số Cấu trúc bảo mật có bước cải tiến đáng kể Có hai chuẩn 2G: GSM cdmaOne Cả hai chuẩn sử dụng kỹ thuật đòi hỏi – đáp ứng (challenge – response) để nhận diện người dùng Khi thực gọi, thiết bị di động cần tính tốn đáp ứng cho đòi hỏi (dưới dạng số ngẫu nhiên) gửi mạng Đáp ứng tính tốn sử dụng khóa bí mật lưu thiết bị di động Đáp ứng sau xác nhận mạng, lưu trữ khóa bí mật trùng với khóa lưu thiết bị di động người dùng Khóa sau sử dụng để thiết lập việc mã hóa đường truyền qua giao diện vơ tuyến Nhìn lại vấn đề hệ tương tự, kết luận mặt lý thuyết vấn đề giải Việc truyền dẫn mã hóa để bảo vệ thơng tin cá nhân người dùng tin cậy, phương pháp nhận thực tốt sử dụng Trên thực tế, KI L lại có số vấn đề nảy sinh Đầu tiên, chuẩn tin cậy được, mặt đó, dựa khó hiểu thuật tốn Theo thời gian, bí mật thuật tốn rò rỉ, dễ dàng chứng minh thuật tốn trở nên yếu ớt Thứ hai, chuẩn có nhiều khuyết điểm mặt giao thức sử dụng để nhận thực bất hợp pháp máy di động lậu Một nhược điểm việc thiếu hụt bảo vệ tồn vẹn Khi thiết bị di động nhận thực, khơng phải mạng, trạm gốc giả sử dụng để nhận việc nhận thực liệu từ th bao khơng rõ nguồn gốc 2.2 3G ( third generation ) http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Thơng tin di động hệ hai sử dụng cơng nghệ số hệ thống băng hẹp xây dựng dựa chế chuyển mạch kênh nên khơng đáp ứng nhu cầu dịch vụ mới, thêm vào có q nhiều tiêu chuẩn khác nhau, làm cho việc di chuyển th bao quốc gia với quốc gia khác gặp nhiều khó khăn Chính lẽ mà tổ OBO OKS CO M chức viễn thơng giới thấy cần thiết phải tập hợp lại đề phương án phải có tiêu chuẩn thống chung để hệ thống viễn thơng di động tương lai vừa đáp ứng u cầu thời đại mới, vừa mang tính thống chung cho hệ thống Kết IMT – 2000 ITU – R xây dựng đời nhằm đáp ứng u cầu IMT – 2000 mở rộng đáng kể khả cung cấp dịch vụ cho phép nhiều phương tiện thơng tin hoạt động, từ phương tiện truyền thống phương tiện đại phương tiện truyền thơng có tương lai Vào năm 1999, ITU thơng qua năm giao diện vơ tuyến sử dụng IMT – 2000 Đó giao diện: IMT – DS (Direct Spead) – Trải phổ trực tiếp: biết đến với tên WCDMA hay UTRA – FDD sử dụng UMTS IMT – MC (Multi Carrier) – Đa sóng mang: gọi CDMA2000 IMT – TD (Time Division) – Phân chia theo thời gian: bao gồm TD – CDMA TD – SCDMA, hai chuẩn hóa để sử dụng UMTS IMT – SC (Single Carrier) – Đơn sóng mang: gọi UWC – 136 EDGE IMT – FT (Frequency Time): gọi DECT Trong năm giao diện này, IMT – DS (hay UMTS) IMT – MC (hay CDMA2000) coi hai chuẩn UMTS phát triển châu Âu hệ sau GSM CDMA2000 KI L hệ sau cdmaOne phát triển Mỹ http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 1: Q trình phát triển từ cơng nghệ 2G lên 3G II Tổng quan mạng thơng tin di động 3G Giới thiệu 3G thuật ngữ dùng để hệ thống thơng tin di động hệ thứ (Third Generation) 3G (third generation technology) tiêu chuẩn truyền thơng di động băng thơng rộng hệ thứ tn thủ theo định IMT-2000 ITU (Tổ chức viễn thơng giới) Chuẩn 3G cho phép truyền khơng dây liệu thoại phi thoại (gửi email, hình ảnh, video ) Một số u cầu mạng thơng tin di động 3G Hệ thống thơng tin di động ba xây dựng tiêu chuẩn IMT-2000 Với tiêu chuẩn sau: Sử dụng dải tần quy định Quốc Tế: Đường lên : 1885 – 2025 MHZ ♦ Đường xuống :2110 – 2200 MHZ KI L ♦ Là hệ thống thơng tin di động tồn cầu cho loại hình thơng tin vơ tuyến ♦ Tích hợp mạng thơng tin vơ tuyến hữu tuyến ♦ Tương tác với loại dịch vụ viễn thơng Sử dụng mơi trường khác : ♦ Cơng sở , ngồi đường , vệ tinh … Có thể hỗ trợ dịch vụ khác: ♦ Mơi trường ảo http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ♦ Đảm bảo dịch vụ đa phương tiện ♦ Dễ dàng hỗ trợ dịch vụ Lộ trình phát triển lên CDMA2000 từ CDMAONE Các giai đoạn phát triển OBO OKS CO M III Một mục đích chuẩn 3G tăng cường phát triển hệ thống 2G tại, tận dụng tối đa sở hạ tầng có CDMA2000 hệ thống 3G phát triển từ hệ thống CDMA Bắc Mỹ cdmaOne Chuẩn quy định cho CDMA2000 bao gồm giai đoạn: 1xRTT 3xRTT 1xRTT coi giai đoạn I CDMA2000 3G 3xRTT giai đoạn II CDMA2000 3G Giai đoạn thứ định nghĩa chuẩn có tên 1xRTT Được hồn tất vào tháng năm 1999, giai đoạn CDMA2000 mang tên chuẩn TIA theo IS2000 mang tên chuẩn MC-1X theo ITU 1xRTT cung cấp gấp đơi dung lượng thoại thời gian chờ so với IS-95, cho phép tốc độ liệu lên tới 384 Kbps (theo lý thuyết) Nó hoạt động kênh 1.25 MHz Giai đoạn thứ hai CDMA2000 3xRTT kết hợp chặt chẽ khả 1xRTT, có tốc độ liệu lên tới 2Mbps (theo lý thuyết), hỗ trợ tất loại kênh (5 MHz, 10 MHz, vv ) 1xEV: 1xEV – DO 1xEV – DV 1xEV bước phát triển 1x Nớ dựa cơng nghệ tốc độ liệu cao Qualcomm HDR Các xu hướng dẫn đến đời 1xEV là: Trong trình tự phát triển CDMA2000 1x, khả liệu tốc độ cao để hỗ trợ dịch vụ dựa Internet tương lai trở nên KI L quan trọng Dải phổ trở thành tài ngun khan hiếm, làm cho hệ thống 1.25 MHz trở nên hấp dẫn nhiều so với hệ thống MHz (3x), cần đạt hiệu suất tương đương Những nhà khai thác người dùng lợi từ hệ thống thơng qua: ♦ Tốc độ cao dung lượng cao hệ thống truyền dẫn liệu gói ♦ Hiệu sử dụng dải phổ cao cho chuyển mạch gói http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ♦ Thoại với hiệu sử dụng dải phổ cao ♦ Sự nâng cấp linh hoạt hệ thống CDMA2000 1x tốt nhiều so với hệ thống 3x việc phát triển lên từ hệ thống 2G OBO OKS CO M Hệ thống CDMA2000 1x tối thiểu hóa tác động thiết bị vùng ♦ tế bào thiết bị cầm tay việc cung cấp dịch vụ liệu gói tốc độ cao Để đạt u cầu nhà khai thác CDMA2000 việc triển khai dịch vụ liệu gói tốc độ cao sóng mang 1.25 MHz, 1xEV định nghĩa hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Tối ưu hóa hệ thống cho dịch vụ liệu gói tốc độ cao, khơng thời gian thực.Dịch vụ liệu gói tốc độ cao hoạt động sóng mang Nếu th bao cần thoại dịch vụ thời gian thực khác, hệ thống 1xEV sử dụng CDMA2000 1x để thực thi dịch vụ Mục đích nhằm làm cho hoạt động dễ hiểu người dùng Giai đoạn 2: Hệ thống đồng thời hỗ trợ liệu gói tốc độ cao dịch vụ thời gian thực Trong cách tiếp cận tích hợp, mục đích để tích hợp khả giai đoạn sóng mang, khả trì dịch vụ liệu gói sóng mang riêng biệt 2.1 1xEV – DO 1xEV-DO chuẩn họ tiêu chuẩn vơ tuyến CDMA2000 1x EV-DO viết tắt “EVolution, Data-Only" (gần sửa thành “Evolution, Data Optimized”) 1xEV-DO cung cấp tốc độ liệu nhanh gấp 10 lần so với 1xRTT, cơng nghệ liệu trước KI L mạng CDMA Khơng giống chuẩn 1x khác, 1xEV-DO dành cho liệu, khơng dùng cho thoại Nó u cầu khoảng phổ dành riêng, tách biệt với mạng thoại sử dụng chuẩn 1xRTT Có hai phiên 1xEV-DO: "Release 0" "Revision A" Release phiên ngun thủy, phiên triển khai rộng rãi Release cung cấp tốc độ liệu lên tới 2.4 Mbps, trung bình 300-600 kbps thực tế Tốc độ nhanh nhiều so với tốc độ 50-80 kbps cung cấp http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 1xRTT Tốc độ liệu Release tương đồng với tốc độ liệu 1xEV-DV Revision C Revision A tích hợp hầu hết cơng nghệ liệu từ 1xEV-DV Revision D, cải video OBO OKS CO M thiện ngấm ngầm Những nâng cao cho phép tính VoIP thoại Mặc dù EV-DO ngun khơng có khả thoại, Revision A đủ nhanh để cung cấp cơng nghệ VoIP mức độ dịch vụ tốt so với cơng nghệ thoại 1xRTT Đây đường phát triển CDMA phát triển 1xEV-DV bị ngừng trệ 1xEV-DO dựa cơng nghệ liệu tốc độ cao HDR liệu gói tốc độ cao HRPD, phát triển Qualcomm Chuẩn quốc tế gọi IS-856 2.2 1xEV – DV 1xEV-DV chuẩn họ tiêu chuẩn vơ tuyến CDMA2000 1x EV-DV viết tắt “Evolution, Data and Voice” 1xEV-DV kết hợp cơng nghệ tốc độ cao HDR từ 1xEV-DO với chuẩn 1xRTT triển khai rộng rãi Nó tích hợp liền mạch với 1xRTT, cung cấp khả tương thích với hệ thống cũ đồng thời thoại liệu Có hai phiên 1xEV-DV: "Revision C" "Revision D" Revision C cung cấp tốc độ liệu cao cho chiều xi, có nghĩa tốc độ download nhanh Chiều ngược giống chuẩn 1xRTT Revision D cung cấp tốc độ liệu cao cho hai chiều, lý tưởng cho ứng dụng hội thoại video tải lên file dung lượng lớn Revision D tích hợp việc nhận dạng thiết bị di động MEID.Sự phát triển 1xEV-DV bị chững lại, bị KI L cản trở 1xEV-DO Revision A cơng nghệ VoIP IV Cơng nghệ CDMA2000 Giới thiệu mạng thơng tin di động CDMA2000 Một chuẩn 3G quan trọng CDMA2000, hệ chuẩn 2G CDMA IS-95 Các đề xuất CDMA2000 nằm bên ngồi khn khổ GSM Mỹ, Nhật Bản Hàn Quốc CDMA2000 quản lý 3GPP2, tổ chức độc lập với 3GPP Có nhiều cơng http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN nghệ truyền thơng khác sử dụng CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA20001xEV-DO 1xEV-DV CDMA 2000 cung cấp tốc độ liêu từ 144 kbit/s tới Mbit/s Chuẩn Tính 2.1 Loại lưu lượng OBO OKS CO M chấp nhận ITU CDMA2000, cơng nghệ 3G khác, hỗ trợ loại lưu lượng sau ( tốc độ liệu từ 9.6 kbps đến Mbps) Thoại truyền thống VoIP Các dịch vụ liệu ♦ Dữ liệu gói: Các dịch vụ dựa IP với giao thức TCP UDP lớp giao vận Nằm loại ứng dụng Internet, dịch vụ đa phương tiện loại H.323 vv ♦ Dữ liệu băng rộng mơ kênh (circuit-emulated broadband data): ví dụ fax, truy cập dial-up khơng đồng bộ, dịch vụ đa phương tiện loại H.321 nơi mà audio, video, liệu, điều khiển thị truyền mơ kênh qua ATM SMS ( Short Messaging Service) Dịch vụ báo hiệu Hệ thống 3G dự kiến cho mơi trường nhà ngồi trời, ứng dụng hành xe cộ, mơi trường cố định tổng đài nội hạt vơ tuyến (wireless local KI L loop) Kích cỡ tế bào từ vài chục mét (nhỏ 50 m picocell) tới vài chục km (hơn 35 km cho tế bào cỡ lớn) 2.2 Độ rộng băng Hệ thống CDMA2000 hoạt động độ rộng băng khác với nhiều sóng mang Trong hệ thống đa sóng mang, sóng mang cạnh phải cách 1.25 MHz Trong hệ thống đa sóng mang thực sự, sóng mang thường có độ rộng băng 1.25 MHz phân biệt với sóng mang IS-95 mã trực giao Tuy nhiên, ba sóng mang sử dụng hệ thống đa sóng mang, băng thơng u cầu MHz Để cung cấp dịch vụ 10 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 38: Chất lượng truyền dẫn mơi trường có nhiều gọi phụ thuộc vào tỉ số Eb/No, Eb lượng bit No mật độ nhiễu trắng Gauss bao gồm nhiễu BS máy di động gây q trình truyền xử lý tín hiệu nhiễu máy di động khác gây Chuyển giao ( Handoff ) 7.1 Giới thiệu Trong mạng điện thoại tế bào, hand-off chuyển tiếp đảm bảo cho việc truyền tín hiệu từ trạm sở (Base Station) đến trạm sở theo địa lý người dùng di chuyển Sự chuyển giao thực theo hai cách : chuyển giao cứng (hard handofff) KI L chuyển giao mềm (soft handoff) Chuyển giao cứng q trình chuyển giao mà có trạm sở(base station) kết nối với mobile Chuyển giao mềm cho phép kết nối đồng thời hai trạm sở lúc với mobile q trình chuyển giao 60 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 39: Sự khác chuyển giao mềm chuyển giao cứng Trong chuẩn CDMA2000 q trình ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống chuyển giao : soft handoff , idle handoff , access entry handoff , access handoff , access probe handoff 7.2 Soft handoff (Chuyển giao mềm) Soft handoff q trình mà mobile trực tiếp tác động lên chuyển đổi kênh thơng tin hai hay nhiều trạm (mobile station ) Soft handoff tồn mobile trạm mobile điều khiển việc truyền trạng thái kênh (traffic channel state) Để quản lý q trình soft handoff , người ta dùng (sets): active set , candidate set , neighbor set remaining set nhiều trạm KI L Thuận lợi soft handoff tính đa dạng kết hợp việc truyền thơng tin hai hay 61 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 40: mối quan hệ việc điều khiển soft handoff Active set (bộ tích cực) KI L 7.2.1 Active set chứa pilot(hoa tiêu ) vùng (sector) tác động trực tiếp vào việc chuyển đổi kênh thơng tin với mobile Active set có nhiều pilot Nếu active set có pilot khơng có chế độ soft handoff Xóa pilot(hoa tiêu ) từ active set : Mỗi pilot active set có handoff drop timer pilot chuyển từ active set sang neighbor set tỉ số Ec/Io pilot nhỏ T_DROP handoff drop timer kết thúc Thêm pilot vào active set : Pilot thêm vào active set ln ln đến từ candidate set 62 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 7.2.2 Candidate set Candidate set chứa pilot sector có tỉ số Ec/Io làm cho sector trở thành handoff candidate , Candidate set chứa tối đa 10 pilot Xóa pilot(hoa tiêu ) từ candidate set : Một pilot tự động bị xóa khỏi candidate set Ec/Io OBO OKS CO M pilot nhỏ T_DROP handoff drop timer kết thúc (tiến đến T_TDROP) Thêm pilot vào candidate set : Mobile chuyển pilot từ active set đến candidate set khi: • Handoff drop timer pilot khơng tiến tới T_TDROP • Handoff drop timer pilot tiến tới T_TDROP, cường độ pilot lớn T_DROP Neighbor set (bộ kế cận) 7.2.3 Chứa pilot gửi từ mobile Neighbor set chứa tối đa 40 pilot Xóa pilot từ neighbor set: Mobile tự động chuyển pilot từ neighbor set sang remaining set đếm pilot vượt q NGHBR_MAX_AGE ,hoặc cường độ pilot neighbor set lớn T_ADD Thêm pilot vào neighbor set : Pilot chuyển từ candidate set đến neighbor set handoff drop timer pilot tiến tới T_TDROP hoăc pilot có ưu tiên rong candidate set Mobile chuyển pilot từ active set đến neighbor set handoff drop timer pilot tiến tới T_TDROP , cường độ pilot nhỏ T_DROP 7.2.4 Remaining set (bộ trì ) Chứa tất pilot thệ thống cho tần số mang CDMA thời , khơng chứa pilot active set , candidate set , neighbor set Pilot PN offsets remaining định nghĩa tăng đại lượng pilot (PILOT_INC) 0,4,8,12,… KI L Ví Dụ :Nếu PILOT_INC =4, sector hệ thống truyền pilot với offset : Xóa pilot từ remaining set : Khi cường độ pilot remaining set vượt q T_ADD , mobile tự động chuyển pilot từ remaining set đến candidate set Thêm pilot vào remaining set: Khi đếm pilot vượt q NGHBR_MAX_AGE, mobile chuyển pilot từ neighbor set đến remaining set Hoặc xảy tràn từ neighbor set , pilot có ưu tiên neighbor set bị chuyển xuống remaining set 63 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 41: Sự chuyển đổi soft hadoff 7.3 Idle handoff (chuyển giao nhàn rỗi) Idle handoff tồn trạm mobile trạng thái nhàn rỗi Trong chế độ Idle handoff mobile liệu chứa bốn độc quyền :active set , neighbor set, private neighbor set (bộ kế cận riêng), remaining set , nội dung khơng trùng lặp hay chồng chất lên 7.3.1 Active set (bộ tích cực) KI L Bộ phân chia mobile F-PCH F-CCCH tích cực trạm sở Khơng giống tích cực dùng soft hardoff , tích cực có pilot 7.3.2 Neighbor set (Bộ kế cận) Chứa pilot có tiềm cho idle handoff định danh sách thơng báo chung (universal neighbor list mesage) , danh sách thơng báo mở rộng (extended neighbor list message) danh sách thơng báo (neighbor list message) Giống neighbor set soft handoff có tối đa 40 pilot 7.3.3 Private neighbor set (bộ kế cận riêng ) 64 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Chứa pilot có khả cao handoff hệ thống riêng , nội dung riêng (private neighbor set) định danh sách riêng (private neighbor list message) Private neighbor set chứa tối đa 40 pilot 7.3.4 Remaining set (Bộ trì ) OBO OKS CO M Chứa tất pilot hệ thống cho tần số mang CDMA thời Nội dung remaining set Idle handoff tương tự nội dung remaining set Soft handoff Hình 42: 7.3.5 Idle handoff process(truy xuất chuyển giao nhàn rỗi) Khi trạm mobile trạnh thái nhàn rỗi , mobile đo cường độ pilot Active set ,neighbor set , private neighbor set remaining neighbor set Nếu tỉ số Ec/Io pilot neighbor set , private neighbor set remaining neighbor set lớn tỉ số Ec/Io pilot active set 3db , mobile xóa pilot yếu khỏi active set lấy pilot mạnh cho vào active set 7.4 Access Entry Handoff (Chuyển giao truy xuất nhập vào ) Access Entry Handoff tồn mobile ngừng phân chia F-PCH F-CCCH/F-BCCH trạm sở bắt đầu kiểm tra kênh tương đương tram sở khác (base station ) Tóm KI L lại Access Entry Handoff tồn trạm mobile trạng thái nhàn rỗi ( mobile station idle state ) sang trạng thái truy xuất hệ thống (system access state) Access entry handoff xuất mobile mobile nhận tin nhắn hay lệnh mà cần phải đáp ứng lại ,tuy nhiên tùy thuộc vào mobile access entry handoff hay khơng Một mobile xác định biểu diễn access entry handoff thực tn theo quy luật idle handoff chuyển phân chia F-PCH F-CCCH/F-BCCH từ trạm sở sang trạm sở m ới 65 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 43: 7.5 Access Handoff ( chuyển giao truy xuất ) Access handoff bắt đầu mobile chia kênh tương ứng cho trạm khác Giống idle handoff soft handoff , access handoff lưu trữ thơng tin độc quyền : active set , neighbor set ,remaining set Active set (bộ tích cực) 7.5.1 Do tích cực chứa có pilot nên trạng thái truy xuất hệ thống , hình mobile F-PCH F-CCCH tích cực trạm sở Neighbor set (bộ kế cận) 7.5.2 Chứa pilot có khả cao , tiềm cho q trình chuyển giao truy xuất chuyển giao thăm dò truy xuất (access probe handoff).Những pilot định danh list message ) … 7.5.3 KI L sách chung (universal neighbor list message), danh sách mở rộng (extended neighbor Remaining set (Bộ trì ) Chứa tất pilot hệ thống cho tần số mang CDMA thời , pilot khơng có tích cực kế cận (neighbor set) Pilot PN offsets remaining định nghĩa tăng đại lượng pilot (PILOT_INC) Ví Dụ :Nếu PILOT_INC =4, sector hệ thống truyền pilot với offset : 0,4,8,12,… 66 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 7.5.4 Access handoff process( q trình chuyển giao truy xuất ) OBO OKS CO M Mobile thể chuyển giao truy xuất trạng thái truy xuất Hình 44: 7.6 Access probe handoff (Chuyển giao thăm dò truy xuất) Access Probe handoff tồn q trình mobile truy xuất : ngừng gửi truy xuất thăm dò tới trạm sở , bắt đầu gửi truy xuất thăm dò tới trạm sở Mobile biểu diễn q phụ KI L trình truy xuất hệ thống trang đáp ứng trạng thái phụ trạm mobile phát sinh trạng thái Hình 45: 67 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN V Hướng phát triển hệ thống thơng tin di động sau 3G Hệ thống wireless 3G(Third-generation) tạo nên khả thơng tin nhờ phối hợp nỗ lực nghiên cứu phát triển tổ chức ,những nhà sản xuất trang thiết bị, OBO OKS CO M nhà cung cấp dịch vụ , quan trọng tiêu chuẩn chung phối hợp việc tổ chức thực thiết kế từ nghiên cứu , tạo tiêu chuẩn quốc tế Nhiều cơng ty phát triển trang thiết bị 3G wireless để nhà cung cấp dịch vụ giới thiệu cho khách hàng thời gian sớm Những nhà cung cấp dịch vụ , nhà sản xuất với phòng nghiên cứu chuẩn bị sẵn sàng cho việc tìm kiếm cơng nghệ sau 3G HSPDA ( 3.5G ) HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), gói đường truyền tốc độ cao, sản phẩm cơng nghệ 3G cho phép mạng hoạt động hệ thống UMTS có khả truyền tải liệu với tốc độ cao hẳn Cơng nghệ HSDPA cho phép tốc độ download đạt đến 1.8, 3.6, 7.2 14.4 Mbit/giây, tương lai gần, tốc độ nâng lên gấp nhiều lần Khi đó, mạng cung cấp nâng cấp thành Evolved HSPA, cho phép tốc độ download đạt đến 42 Mbit/giây Với ưu vượt trội đó, HSDPA trở thành cơng nghệ nhiều nhà cung cấp quan tâm phát triển HSDPA phương thức truyền tải liệu theo phương thức Đây coi sản phầm dòng 3.5G cơng nghệ cho phép liệu download máy điện thoại có tốc độ tương đương với tốc độ đường truyền ADSL, vượt qua cản trở cố hữu tốc độ kết nối điện thoại thơng thường Đây giải pháp mang tính đột phá mặt cơng nghệ phát triển sở hệ thống 3G W-CDMA.HSDPA có tốc độ truyền tải liệu lên tối đa gấp lấn so với sử dụng cơng nghệ W-CDMA Về mặt lý thuyết, HSDPA đạt tốc KI L độ truyền tải liệu lên tới 8-10 Mbps (Megabit/giây) Mặc dù truyền tải dạng liệu nào, song mục tiêu chủ yếu HSDPA liệu dạng video nhạc HSDPA phát triển dựa cơng nghệ W-CDMA, sử dụng phương pháp chuyển đổi mã hóa liệu khác Nó tạo kênh truyền liệu bên W-CDMA gọi HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel), hay gọi kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao Kênh truyền tải hoạt động hồn tồn khác biệt so với kênh thơng thường cho phép thực download với tốc độ vượt trội Và kênh chun dụng cho việc download Điều có nghĩa liệu truyền trực tiếp từ nguồn đến điện thoại 68 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Song q trình ngược lại, tức truyền liệu từ điện thoại đến nguồn tin khơng thể thực sử dụng cơng nghệ HSDPA Cơng nghệ chia sẻ tất user có sử dụng sóng radio, sóng cho hiệu download nhanh nhất.Ngồi HS-DSCH, có kênh truyền tải liệu khác phát triển, gồm có HS-SCCH (High Speed Shared OBO OKS CO M Control Channel – kênh điều khiển dùng chung tốc độ cao), HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel – kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao) HS-PDSCH (High Speed Downlink Shared Channel – kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao) Kênh HS-SCCH thơng báo cho người sử dụng thơng tin liệu gửi vào cổng HS-DSCH 4G ( fourth generation ) NTT DoCoMo Nhật nghiên cứu kế hoạch hệ thống 4G(four –generation), phát triển kỹ thuật cho dịch vụ 4G Nhiều đề tài nghiên cứu phát triển Châu Âu nghiên cứu truyền thơng dải sóng rộng ( tiêu chuẩn bề mặt khơng khí, phạm vi đặc trưng ,những dự phòng cho chất lượng dịch vụ (QoS) IP network,…Đây tương thích 4G Động lực phát triển 4G: ♦ Những u cầu thúc đẩy dịch vụ truyền thơng thật đáng ngạc nhiên.Khi mạng lưới điện thoại giới thiệu vào năm 1981,hằng năm số người sử dụng di động tăng 40% , dịch vụ điện thoại tăng 5-7% kì.Hầu hết truyền thơng tin di động bao gồm giọng nói , đòi hỏi truyền thêm liệu ngày cao, xa dựa ứng dụng sẵn có Internet Điều hiển nhiên liệu phục vụ cho khả thống tồn cầu truyền thơng (Global Systems for Mobile Communications )-GSMs giới hạn tin nhắn dịch vụ ngắn liệu truyền tốc độ ♦ KI L 9.6 Kb/s Khi u cầu dịch vụ truyền liệu tăng , Tổ chức lập tiêu chuẩn Châu Âu (ETSI) đưa tiêu chuẩn GPRS (General Packet Radio Service) sử dung nhiều quốc gia giới để cung cấp gói dịch vụ liệu tốc độ 12-20 Kb/s Dự báo phát triển truyền thơng liệu giọng nói đưa hình : 69 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 46:Dự báo truyền thơng giọng nói liệu Mặc dù số xấp xỉ, quan trọng cần ý việc truyền thơng liệu trơng đợi gấp đơi truyền giọng nói năm 2010 tăng đến xấp xỉ 24 năm 2015 Và truyền thơng phát triển với tỉ lệ hệ thống 2G 3G khơng phù hợp thời điểm Vì cần thiết xem xét lại việc phân phối phổ sóng âm truyền thơng khơng dây hệ Nguồn gốc tiên đốn dựa dịch vụ truyền thơng đa phương tiện.Thậm chí có số ứng dụng truyền thơng tương tác với làm liệu truyền đối xứng – liệu truyền xuống nhiều liệu tải lên Trong 3G,truyền thơng đa phương tiện cho di động ứng dụng khoảng 384 Kb/s Nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ đa truyền thơng với tốc độ 1.536 Mb/s Thơng thường khách hàng mong muốn cung cấp dịch vụ mạng ổn định, mạng di động u cầu cung cấp dịch vụ đa truyền thơng đạt tốc độ 2Mb KI L Tương tự ứng dụng đoạn phim , hệ thống giải trí gia đình cần tốc độ truyền liệu 10-20 Mb/s.Tốc độ truyền liệu ổn định ứng dụng hệ thống 3G đạt 2Mb/s lý để xem xét hệ thống 4G Nếu 4G trở thành thực có đặc trưng ứng dụng hệ thống khác thể hình sau: 70 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 47: Ửng dụng đặc trưng 4G: Ứng dụng 4G bao gồm dịch vụ đa phương tiện cho mơi trường di động( giao thơng tốc độ cao ,hàng khơng, vệ tinh,…) với tốc độ lên tới 2Mb/s, phát sóng CD chất lượng cao , quan sát từ xa vắng nhà ,những đoạn phim, giải trí với tốc độ 20Mb/s cho ứng dụng phạm vi gia đình, KI L ♦ hệ thống định vị …Mục tiêu cung cấp dịch vụ đa phương tiện tới người , lúc, nơi Tốc độ truyền liệu thơng thường đoạn video chất lượng cao thể bảng sau: 71 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Những đặc trưng 4G: ♦ • Khơng giới hạn tốc độ , liên tục , khả di động tồn cầu khơng cho giọng nói mà cho dịch vụ liệu khắp vùng mạng lưới nơi • Sự tương kết 3G 4G 2G 4G • Hệ thống tương tự giới thiệu Mỹ Châu Âu vào năm 1981 vòng 10 năm hệ thống số ứng dụng 3G giới thiệu năm KI L 2001 2002 lý nhiều khả 4G thay vào năm 2010-2012 Thậm chí dù hệ thống khơng đạt điểm bão hòa cần thiết xem xét lại phân bố phổ sóng 4G 72 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN C Kết luận I Những kết luận mạng thơng tin di động Dựa tìm hiểu nhận thấy mạng thơng tin di động phát triển OBO OKS CO M mạnh mẽ năm qua, có nhiều cơng nghệ mạng nghiên cứu đưa vào sử dụng để đáp ứng nhu cầu lớn người sử dụng khơng đơn mặt truyền tải liệu mà liệu phải có tốc độ cao tính tin cậy II Những việc thực Bài báo cáo gần hồn thành u cầu giáo viên hướng dẫn đề Việc tìm hiểu chi tiết Việc tìm hiểu đề tài hệ thống thơng tin nói chung mạng thơng tin di động CDMA2000 nói riêng giúp nhóm có nhìn từ tổng quan đến cụ thể nội dung lớn hay Việc tìm hiểu sâu giúp nhóm làm quen với khái niệm mẻ có liên quan mật thiết với ngành nghiên cứu, ứng dụng rộng lớn Những tài liệu, khái niệm, thuật ngữ giúp nhóm tự tin mơn học hệ thống truyền thơng III Những việc chưa hồn thành Tuy cố gắng tìm hiểu tài liệu tiếng Anh lẫn tiếng Việt vấn đề tìm hiểu lại rộng lớn số thuật ngữ chun ngành vần chưa dịch rõ nghĩa sâu KI L Do thời gian làm đề tài báo cáo có hạn nên có số phần nhóm chưa nghiên cứu thật Tài liệu tham khảo 3G CDMA Wireless System Engineering, Samuel C.Yang WCDMA and CDMA2000, M.R.Karim and M.Sarraf 73 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Spread Spectrum introduction, Jan Meel Spread Spectrum application, Jan Meel KI L OBO OKS CO M Introduction to CDMA2000, Caroline 74 [...]... Xác nhận máy di động đang truy cập vào hệ thống ♦ Xử lý thơng tin địa chỉ của máy di động như số nhận di n (Mobile Identified Number) ♦ Sự xác nhận chỉ cần thiết khi máy di động lần đầu tiên truy cập vào hệ thống dùng kênh báo hiệu chung.Sau đó,máy di động dùng kênh chun dụng ♦ Sự định địa chỉ chỉ cần thiết khi máy di động liên lạc với kênh báo hiệu chung ARQ sublayer KI L Có các cơ chế phát hiện lỗi,và... Kiến trúc mạng thơng tin di động CDMA2000 KI L 3 12 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 3.1 OBO OKS CO M Hình 3: Kiến trúc cơ bản của mạng CDMA2000 Các thành phần của hệ thống Trạm di động MS( Mobile Station): là thiết bị cho người sử dụng truy cập vào mạng MS có thể là điện thoại cầm tay, máy tính… Trạm thu phát gốc BTS( Base Transceiver Station): chịu trách nhiệm cấp phát các tài ngun cho... xi Q trình này xảy ra ở trạm gốc và trạm di động Khi trạm gốc (Base Station-BS) truyền dữ liệu báo hiệu chung đến trạm di động (Mobile station-MS) thì các lớp con của LAC sẽ thực hiện các bước xử lý như hình vẽ.Chỉ có 4 lớp con KI L của LAC liên quan bởi vì authentication sublayer được BS dùng để xác thực các máy di động 28 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 14: Q trình. .. ra của multiflex sublayers KI L Q trình hợp các khối dữ liệu thành SDU Hình 10: q trình hợp khối dữ liệu 4.2.7 Radio Link Protocol 24 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Chức năng: Phân phát và nhận các gói dữ liệu của người dùng Điều khiển cách thức di chuyển các gói dữ liệu trên kênh chun dụng Phát hiện lỗi và thơng báo việc truyền lại nếu dữ liệu nhận bị lỗi OBO OKS CO M Các cơ chế phát. .. giao di n này thường được quy định bởi các chuẩn Một số chuẩn quan trọng là: OBO OKS CO M IS-2000: Các chuẩn này quy định giao di n khơng trung giữa MS và BSC trong mạng CDMA2000 IS-2001: Đây là phiên bản 3G của IOS (InterOperability Specification), là chuẩn định nghĩa giao di n giữa BSC và PDSN Nó cũng định nghĩa giao di n giữa BSC và MSC, cũng như giao di n giữa các BSC với nhau nhằm quản lý di động. .. M MHz, và do đó dải bảo vệ G = 200 kHz Rõ ràng, một lợi thế của băng thơng rộng hơn là nó cung cấp nhiều đường hơn để có thể sử dụng trong bộ thu đa đường để tăng cường hoạt động của hệ thống Hình 2: Độ rộng băng trong CDMA2000 2.3 Chất lượng dịch vụ QoS ( quality of service ) Bất cứ lúc nào, đa ứng dụng cũng có thể chạy trên một trạm di động MS Người dùng có KI L thể u cầu chất lượng dịch vụ tùy theo... chun dụng R-PICH (Reverse Hoa tiêu Channel) R-DCCH (Reverse Dedicated Control Channel) R-FCH (Reverse Fundamental Channel) Kênh người dùng R-SCH (Reverse Supplemental Channel) R-SCCH (Reverse Supplemental Code Channel) 4.1.4 Chức năng truyền dẫn của kênh xi Hình sau minh họa sơ đồ đơn giản của các chức năng truyền dẫn của kênh xi của hệ thống CDMA2000 đơn sóng mang trải phổ trực tiếp Để đơn giản, chỉ... TRỰC TUYẾN Hình 7: Sơ đồ truyền dẫn của kênh xi trong CDMA2000 4.1.5 Chức năng truyền dẫn của kênh ngược 19 http://kilobooks.com OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 8: Sơ đồ truyền dẫn của kênh ngược trong CDMA2000 Sơ đồ khối chức năng của kênh ngược của hệ thống CDMA2000 trải phổ trực tiếp được biểu di n trên hình 6 Trước tiên hãy xem xét kênh cơ bản Dữ liệu đến trong kênh này được xử lý... chuyển mạch trung tâm, thiết lập và định tuyến cuộc gọi, thu thập thơng tin tính cước, quản lý di động, gửi cuộc gọi tới PSTN/Internet Bộ ghi định vị thường trú HLR (Home Location Register): là cơ sở dữ liệu lưu thơng tin về th bao Bộ ghi định vị vãng lai VLR (Visitor Location Register): là cơ sở dữ liệu lưu thơng tin th bao đang hoạt động trên một MSC nhất định Trung tâm nhận thực AC (Authentication Centre):... là các PN hoa tiêu của kênh I và kênh Q Kết quả của góc dưới của hình vẽ KI L phép nhân này là một đại lượng phức có các thành phần đồng pha và vng pha được biểu di n ở Với việc trải phổ phức, lối ra của bộ lọc tạo dạng sẽ bằng 0 chỉ với xác suất thấp, do đó cải thiện hiệu quả cơng suất 18 http://kilobooks.com KI L OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 7: Sơ đồ truyền dẫn của kênh xi trong CDMA2000 ... ) Điều khiển việc xử lý tín hiệu báo hiệu kênh báo hiệu chung Gồm có kênh:F-SYNCH,F-PCH,F-CACH,F-CCCH,F-BCCH,R-ACH,R-EACH,RCCCH Chức năng: Tính tốn phát thơng số cần thiết cho việc truyền nhận... Tên 22 http:/ /kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN f-csch Forward common F-SYNCH Sync channel signaling channel F-PCH Paging channel F-CCCH Forward common control channel F-BCCH Broadcast... channel F-CPCCH Common power control channel F-CACH Common assignment channel f-dsch Forward dedicaded F-DCCH control channel vật lý Forward dedicated control channel f-dtch Forward dedicaded F-DCCH