Tìm hiêu về công nghệ 3G WCDMA UMTS

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CNĐT-TT    ĐỀ TÀI: Cơng Nghệ 3G WCDMA UMTS GVHD:Th s Đặng Hồng Anh SVTH: Vũ Tuấn Anh LỚP: HC 7A Hà Nội, Ngày 18 tháng năm 2013 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU …………………………………………………………….3 CHƯƠNG I XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THƠNG TIN ĐỘNG TỒN CẦU……………………………………………………………… …4 1.1 Xu hướng phát triển hệ thống thơng tin di động giới………………… 1.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng cơng nghệ WCDMA ………………………… 1.2.1 GPRS…………………………………………………………………………….6 1.2.2 EDGE…………………………………………………………………………….6 1.2.3 WCDMA hay UMTS/FDD…………………………………………………… 1.1 Tổng kết…………………………………………………………………………….7 CHƯƠNG II TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ WCDMA TRONG HỆ THỐNG UMTS………………………………………………………………………… 2.1 Ngun lý CDMA………………………………………………………………….8 2.1.1 Ngun lý trải phổ CDMA …………………………………………………… 2.1.2 Kỹ thuật trải phổ giải trải phổ……………………………………………… 2.1.3 Kỹ thuật đa truy nhập CDMA………………………………………………… 2.2 Một số đặc trưng lớp vật lý hệ thống WCDMA………………………11 2.2.1 Các mã trải phổ ……………………………………………………………… 11 2.2.2 Dung lượng mạng…………………………………………………………… 12 2.2.3 Phân tập đa đường- Bộ thu RAKE…………………………………………….12 2.2.4 Các kênh giao diện vơ tuyến UTRA FDD…………………………………… 13 2.3 Kiến trúc hệ thống UMTS…………………………………………………… 14 2.3.1 Kiến trúc mạng truy nhập vơ tuyến UTRAN………………………………… .17 a Bộ điều khiển mạng vơ tuyến…………………………………………………………… 18 b Nút B (Trạm gốc)………………………………………………………………………… 19 2.4 Tổng kết cơng nghệ truy nhập vơ tuyến WCDMA hệ thống UMTS… 19 CHƯƠNG III ĐIỀU KHIỂN CƠNG SUẤT VÀ CHUYỂN GIAO TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUN VƠ TUYẾN……………………………… 22 3.1 Điều khiển cơng suất……………………………………………………………22 3.1.1 Giới thiệu chung…………………………………………………………………… 22 a) Điều khiển cơng suất vòng mở (Open-loop power control)…………………………23 b) Điều khiển cơng suất vòng kín……………………………………………………… 23 c) Điều khiển cơng suất vòng bên ngồi………………………………………………… 24 3.2 Điều khiển cơng suất chuyển giao mềm……………………………………25 3.2.1 Điều khiển cơng suất vòng ngồi……………………………………………….27 3.2.2 Độ lợi điều khiển cơng suất vòng ngồi………………………………….28 3.2.3 Các dịch vụ chất lượng cao ……………………………………………………29 3.3 Giới hạn biến động điều khiển cơng suất ……………………………………… 30 3.4 Tổng kết …………………………………………………………………………30 Kết Luận ………………………………………………………………………… …31 Các từ viết tắt…………………………………………………………………………32 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………39 Lêi nãi ®Çu HiƯn nay, cc sèng hµng ngµy th«ng tin liªn l¹c ®ãng mét vai trß rÊt quan träng vµ kh«ng thĨ thiÕu ®ỵc Nã qut ®Þnh nhiỊu mỈt ho¹t ®éng cđa x· héi, gióp ngêi n¾m b¾t nhanh chãng c¸c th«ng tin cã gi¸ trÞ v¨n ho¸, kinh tÕ, khoa häc kü tht rÊt ®a d¹ng vµ phong phó B»ng nh÷ng bíc ph¸t triĨn thÇn kú, c¸c thµnh tùu c«ng nghƯ §iƯn Tư - Tin Häc - ViƠn Th«ng lµm thay ®ỉi cc sèng cđa ngêi tõng giê tõng phót, nã t¹o mét trµo lu "§iƯn Tư - Tin Häc - ViƠn Th«ng " mäi lÜnh vùc ë nh÷ng thËp kû ci cđa thÕ kû 20, vµ ®Çu thÕ kû 21 LÜnh vùc Th«ng Tin Di §éng còng kh«ng n»m ngoµi trµo lu ®ã Cïng víi nhiỊu c«ng nghƯ kh¸c nhau, Th«ng Tin Di §éng 3G ®ang kh«ng ngõng ph¸t triĨn ®¸p øng nhu cÇu th«ng tin ngµy cµng t¨ng c¶ vỊ sè lỵng vµ chÊt lỵng, t¹o nhiỊu thn lỵi miỊn thêi gian còng nh kh«ng gian Ch¾c ch¾n t¬ng lai Th«ng Tin Di §éng sÏ ®ỵc hoµn thiƯn nhiỊu h¬n n÷a ®Ĩ tho¶ m·n nhu cÇu th«ng tin tù nhiªn cđa ngêi Nhng nh÷ng ®iỊu kiƯn hiƯn ë ViƯt Nam, cã thĨ nãi c¶ hai m¹ng VinaFone vµ MobiFone ®Ịu khai th¸c cơng nghệ 3G wcdma Trªn c¬ së nh÷ng kiÕn thøc ®· tÝch l ®ỵc qua n¨m häc tËp chuyªn ngµnh §iƯn Tư - ViƠn Th«ng t¹i trêng viện đại học mở hà nội sau thêi gian thùc tËp t¹i c«ng ty VMS/MobiFone trung tâm thơng tin di động khu vực I , em ®· hoµn thµnh đề tài thực tập tốt nghiệp với hai phÇn nh sau: Phần I : Xu hướng phát triển hệ thống thơng tin di động tồn cầu Phần II Tổng quan cơng nghệ WCDMA.trong hệ thống UMTS Phần III : Điều khiển cơng suất Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thầy gi¸o Đặng Hồng Anh cïng c¸c c¸n bé phßng Kü Tht - Khai Th¸c thuộc trung t©m I cđa c«ng ty th«ng tin di ®éng VMS ®· nhiƯt t×nh gióp ®ì em hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiƯp nµy CHƯƠNG I XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THƠNG TIN ĐỘNG TỒN CẦU 1.1 Xu hướng phát triển hệ thống thơng tin di động giới Hệ thống thơng tin di động hệ thứ sử dụng cơng nghệ đa truy nhập theo tần số (FDMA) hệ thống tế bào tương tự dung lượng thấp có dịch vụ thoại, tồn hệ thống NMT (Bắc Âu), TACS (Anh), AMPS (Mỹ) Đến năm 1980 trở nên q tải nhu cầu số người sử dụng ngày tăng lên Lúc này, nhà phát triển cơng nghệ di động giới nhận định cần phải xây dựng hệ thống tế bào hệ mà hồn tồn sử dụng cơng nghệ số Đó phải hệ thống xử lý tín hiệu số cung cấp dung lượng lớn, chất lượng thoại cải thiện, đáp ứng dịch truyền số liệu tốc độ thấp Các hệ thống 2G GSM (Global System for Mobile Communication - Châu Âu), hệ thống D-AMPS (Mỹ) sử dụng cơng nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA, IS-95 Mỹ Hàn Quốc sử dụng cơng nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA băng hẹp Mặc dù hệ thống thơng tin di động 2G coi tiến đáng kể gặp phải hạn chế sau: Tốc độ thấp (GSM 10kbps) tài ngun hạn hẹp Vì cần thiết phải chuyển đổi lên mạng thơng tin di động hệ để cải thiện dịch vụ truyền số liệu, nâng cao tốc độ bit tài ngun chia sẻ… Mạng thơng tin di động 2G thành cơng việc cung cấp dịch vụ tới người sử dụng tồn giới, số lượng người sử dụng tăng nhanh nhiều so với dự kiến ban đầu Có thể đưa thống kê tăng trưởng thị trường di động phân đoạn theo cơng nghệ hình 1-1 Căn số liệu thống kê ta thấy GSM chuẩn vơ tuyến di động 2G số lượng th bao lớn tồn giới Nhưng tốc độ liệu bị hạn chế số lượng người dùng tăng lên đặc biệt người sử dụng đa phương tiện có nguy khơng đáp ứng đủ nhu cầu thị trường Hình 1- Thống kê tăng trưởng thị trường di động phân loại theo cơng nghệ  Dịch vụ liệu máy tính(Computer Data):  Số liệu máy tính (Computer Data)  E-mail  Truyền hình ảnh thời gian thực (Real time image transfer)  Đa phương tiện (Multimedia)  Tính tốn di động (Computing)  Dịch vụ viễn thơng (Telecommunication)  Di động (Mobility)  Hội nghị truyền hình (Video conferencing)  Điện thoại hình (Video Telephony)  Các dịch vụ số liệu băng rộng (Wide band data services)  Dich vụ nội dung âm hình ảnh (Audio - video content)  Hình ảnh theo u cầu (Video on demand)  Các dịch vụ tương tác hình ảnh (Interactive video services)  Báo điện tử (Electronic newspaper)  Mua bán từ xa (Teleshopping)  Các dịch vụ internet giá trị gia tăng (Value added internet services  Dịch vụ phát truyền hình (TV& Radio contributions 1.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng cơng nghệ WCDMA WCDMA tiêu chuẩn thơng tin di động 3G IMT-2000 phát triển chủ yếu Châu Âu với mục đích cho phép mạng cung cấp khả chuyển vùng tồn cầu để hỗ trợ nhiều dịch vụ thoại, dịch vụ đa phương tiện Các mạng WCDMA xây dựng dựa sở mạng GSM, tận dụng sở hạ tầng sẵn có nhà khai thác mạng GSM Q trình phát triển từ GSM lên CDMA qua giai đoạn trung gian, tóm tắt sơ đồ sau đây: GSM GPRS EDGE WCDMA 1999 2000 2002 Hình 1- Q trình phát triển lên 3G theo nhánh sử dụng cơng nghệ WCDMA 1.2.1 GPRS GPRS hệ thống vơ tuyến thuộc giai đoạn trung gian, hệ thống 3G xét mạng lõi GPRS cung cấp kết nối số liệu chuyển mạch gói với tốc độ truyền lên tới 171,2Kbps (tốc độ số liệu đỉnh) hỗ trợ giao thức Internet TCP/IP X25, nhờ tăng cường đáng kể dịch vụ số liệu GSM Cơng việc tích hợp GPRS vào mạng GSM tồn q trình đơn giản Một phần khe giao diện vơ tuyến dành cho GPRS, cho phép ghép kênh số liệu gói lập lịch trình trước số trạm di động Phân hệ trạm gốc cần nâng cấp phần nhỏ liên quan đến khối điều khiển gói (PCU- Packet Control Unit) để cung cấp khả định tuyến gói đầu cuối di động nút cổng (gateway) Một nâng cấp nhỏ phần mềm cần thiết để hỗ trợ hệ thống mã hố kênh khác Mạng lõi GSM tạo thành từ kết nối chuyển mạch kênh mở rộng cách thêm vào nút chuyển mạch số liệu gateway mới, gọi GGSN (Gateway GPRS Support Node) SGSN (Serving GPRS Support Node) GPRS giải pháp chuẩn hố hồn tồn với giao diện mở rộng chuyển thẳng lên 3G cấu trúc mạng lõi 1.2.2 EDGE EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) kỹ thuật truyền dẫn 3G chấp nhận triển khai phổ tần có nhà khai thác TDMA GSM EDGE tái sử dụng băng tần sóng mang cấu trúc khe thời gian GSM, thiết kế nhằm tăng tốc độ số liệu người sử dụng mạng GPRS HSCSD cách sử dụng hệ thống cao cấp cơng nghệ tiên tiến khác Vì vậy, sở hạ tầng thiết bị đầu cuối hồn tồn phù hợp với EDGE hồn tồn tương thích với GSM GRPS 1.2.3 WCDMA hay UMTS/FDD WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) cơng nghệ truy nhập vơ tuyến phát triển mạnh Châu Âu Hệ thống hoạt động chế độ FDD dựa kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS- Direct Sequence Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps bên băng tần 5MHz Băng tần rộng tốc độ trải phổ cao làm tăng độ lợi xử lý giải pháp thu đa đường tốt hơn, đặc điểm định để chuẩn bị cho IMT-2000 WCDMA hỗ trợ trọn vẹn dịch vụ chuyển mạch kênh chuyển mạch gói tốc độ cao đảm bảo hoạt động đồng thời dịch vụ hỗn hợp với chế độ gói hoạt động mức hiệu cao Hơn WCDMA hỗ trợ tốc độ số liệu khác nhau, dựa thủ tục điều chỉnh tốc độ Chuẩn WCDMA thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, phương pháp điều chế tốt 8-PSK, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh 2Mbps với chất lượng truyền tốt vùng phủ rộng WCDMA cơng nghệ truyền dẫn vơ tuyến với mạng truy nhập vơ tuyến mới, gọi UTRAN, bao gồm phần tử mạng RNC (Radio Network Controller) NodeB (tên gọi trạm gốc UMTS) Tuy nhiên mạng lõi GPRS/EDGE sử dụng lại thiết bị đầu cuối hoạt động nhiều chế độ có khả hỗ trợ GSM/GPRS/EDGE WCDMA 1.3 Tổng kết Như vậy, giới tồn cơng nghệ khác để xây dựng hệ thống thơng tin di động 3G Các nước lựa chọn cơng nghệ 3G theo ITU-R M.1457 để xác định tiêu chủ yếu họ cơng nghệ truy nhập vơ tuyến xây dựng tiêu chuẩn sở tập hợp biên soạn áp dụng ngun vẹn theo tiêu chuẩn SDO cho phù hợp với điều kiện CHƯƠNG II TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ WCDMA TRONG HỆ THỐNG UMTS 2.1 Ngun lý CDMA 2.1.1 Ngun lý trải phổ CDMA Các hệ thống số thiết kế để tận dụng dung lượng cách tối đa Theo ngun lý dung lượng kênh truyền Shannon mơ tả (2.1), rõ ràng dung lượng kênh truyền tăng lên cách tăng băng tần kênh truyền C = B log2(1+S/N) (2.1) Trong B băng thơng (Hz), C dung lượng kênh (bit/s), S cơng suất tín hiệu N cơng suất tạp âm Vì vậy, Đối với tỉ số S/N cụ thể (SNR), dung lượng tăng lên băng thơng sử dụng để truyền tăng CDMA cơng nghệ thực trải tín hiệu gốc thành tín hiệu băng rộng trước truyền CDMA thường gọi Kỹ thuật đa truy nhập trải phổ (SSMA).Tỷ số độ rộng băng tần truyền thực với độ rộng băng tần thơng tin cần truyền gọi độ lợi xử lý (GP ) hệ số trải phổ GP = Bt / Bi GP = B/R (2.2) Trong Bt :là độ rộng băng tần truyền thực tế Bi : độ rộng băng tần tín hiệu mang tin B : độ rộng băng tần RF R : tốc độ thơng tin Mối quan hệ tỷ số S/N tỷ số Eb/I0, Eb lượng bit, I0 mật độ phổ lượng tạp âm, thể cơng thức sau : S Eb  R Eb    N I0  B I0 Gp (2.3) Vì thế, với u cầu Eb/I0 xác định, độ lợi xử lý cao, tỷ số S/N u cầu thấp Trong hệ thống CDMA đầu tiên, IS-95, băng thơng truyền dẫn 1.25MHz Trong hệ thống WCDMA, băng thơng truyền khoảng 5MHz Trong CDMA, người sử dụng gán chuỗi mã (mã trải phổ) để trải tín hiệu thơng tin thành tín hiệu băng rộng trước truyền Bên thu biết chuỗi mã người sử dụng giải mã để khơi phục tín hiệu gốc 2.1.2 Kỹ thuật trải phổ giải trải phổ Trải phổ giải trải phổ hoạt động hệ thống DSCDMA Dữ liệu người sử dụng ngụ ý chuỗi bit điều chế BPSK có tốc độ R Hoạt động trải phổ nhân bit liệu người sử dụng với chuỗi n bit mã, gọi chip Ở đây, ta lấy n=8 hệ số trải phổ 8, nghĩa thực điều chế trải phổ BPSK Kết tốc độ liệu 8xR có dạng xuất ngẫu nhiên (giả nhiễu) mã trải phổ Việc tăng tốc độ liệu lên lần đáp ứng việc mở rộng (với hệ số 8) phổ tín hiệu liệu người sử dụng trải Tín hiệu băng rộng truyền qua kênh vơ tuyến đến đầu cuối thu Hình 2- Q trình trải phổ giải trải phổ Trong q trình giải trải phổ, chuỗi chip/dữ liệu người sử dụng trải phổ nhân bit với chip mã sử dụng q trình trải phổ Như hình vẽ tín hiệu người sử dụng ban đầu khơi phục hồn tồn 2.1.3 Kỹ thuật đa truy nhập CDMA Một mạng thơng tin di động hệ thống nhiều người sử dụng, số lượng lớn người sử dụng chia sẻ nguồn tài ngun vật lý chung để truyền nhận thơng tin Dung lượng đa truy nhập yếu tố hệ thống Kỹ thuật trải phổ tín hiệu cần truyền đem lại khả thực đa truy nhập cho hệ thống CDMA Trong lịch sử thơng tin di động tồn cơng nghệ đa truy nhập khác : TDMA, FDMA CDMA Sự khác chúng hình 2-2 Hình 2- Các cơng nghệ đa truy nhập Trong hệ thống đa truy nhập theo tần số FDMA, tín hiệu cho người sử dụng khác truyền kênh khác với tần số điều chế khác Trong hệ thống đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA, tín hiệu người sử dụng khác truyền khe thời gian khác Với cơng nghệ khác nhau, số người sử dụng lớn chia sẻ đồng thời kênh vật Điều khiển cơng suất nhanh WCDMA đem lại nhiều lợi ích cho hệ thống Chẳng hạn dịch vụ mơ có tốc độ 8kbps với BLER=1% ghép xen 10ms Sự mơ tạo trường hợp có khơng có điều khiển cơng suất nhanh với bước cơng suất 1dB Điều khiển cơng suất chậm có nghĩa cơng suất trung bình giữ mức mong muốn điều khiển cơng suất chậm hồn tồn bù cho ảnh hưởng suy hao đường truyền suy hao vật chắn, điều khiển cơng suất nhanh bù cho phadinh nhanh Phân tập thu hai nhánh sử dụng Nút B ITU Vehicular A kênh nhánh WCDMA, ITU Pedestrian A kênh nhánh nhánh thứ hai yếu Tỷ số Eb/N0 , cơng suất truyền trung bình u cầu trường hợp khơng có có điều khiển cơng suất nhanh trình bày bảng 3.1 bảng 3.2 Bảng 3- Giá trị Eb/N0 u cầu trường hợp có khơng có điều khiển cơng suất nhanh Điều khiển Điều khiển cơng suất Độ lợi điều khiển cơng suất chậm nhanh tần số 1.5KHz cơng suất nhanh ITU PedestrianA 3km/h 11.3dB 5.5dB 5.8dB ITU Vehicular A 3km/h 8.5dB 6.7dB 1.8dB ITU VehicularA 50km/h 7.3dB 6.8dB 0.5dB Bảng 3- Cơng suất phát tương đối u cầu trường hợp có khơng có điều khiển cơng suất nhanh Điều khiển Điều khiển cơng suất Độ lợi điều khiển cơng suất chậm nhanh tần số 1.5KHz cơng suất nhanh ITU PedestrianA 3km/h 11.3dB 7.7dB 3.6dB ITU Vehicular A 3km/h 8.5dB 7.5dB 1.0dB ITU VehicularA 50km/h 7.6dB 6.8dB 0.8dB Trong bảng ta thấy rõ độ lợi mà điều khiển cơng suất nhanh đem lại sau:  Độ lợi UE tốc độ thấp lớn UE tốc độ cao  Độ lợi theo tỷ số Eb/I0 u cầu lớn độ lợi cơng suất truyền dẫn Trong bảng, độ lợi âm tốc độ 50km/h có nghĩa điều khiển cơng suất chậm lý tưởng đem lại hiệu suất tốt so với điều khiển cơng suất nhanh thức tế Độ lợi âm việc tính tốn SIR khơng xác, lỗi báo hiệu điều khiển cơng suất, trễ vòng điều khiển cơng suất Độ lợi từ điều khiển cơng suất nhanh bảng 3-6 sử dụng để tính tốn độ dự trữ phadinh nhanh u cầu quỹ đường truyền Độ trữ phadinh nhanh cần thiết cho cơng suất phát UE để trì điều khiển cơng suất nhanh vòng kín thích hợp Kích thước cell lớn đạt UE phát với đủ lượng cơng suất khơng đổi nghĩa khơng có độ lợi điểu khiển cơng suất nhanh Giá trị thơng thường cho độ dự trữ phadinh nhanh cho tốc độ di động thấp từ đến 5dB 3.2 Điều khiển cơng suất chuyển giao mềm Điều khiển cơng suất chuyển giao mềm có hai vấn đề khác trường hợp liên kết đơn: vấn đề trơi cơng suất Nút B đường xuống , phát tin cậy lệnh điều khiển cơng suất đường lên UE a Sự trơi cơng suất đường xuống Sự trơi cơng suất trường hợp xảy thực chuyển giao mềm mà UE gửi lệnh đơn để điều khiển cơng suất phát đường xuống đến tất Nút B tập hợp “tích cực” Các Nút B phát lệnh cách độc lập, lệnh khơng kết hợp điều khiển mạng RNC gây nhiều trễ báo hiệu mạng Chính lỗi báo hiệu giao diện vơ tuyến, Nút B phát lệnh điều khiển cơng suất theo cách khác Có thể Nút B làm giảm cơng suất phát tới UE, Nút B khác lại tăng mức cơng suất phát tới UE Sự khác dẫn đến tình cơng suất đường xuống bắt đầu trơi theo hướng khác Hiện tượng gọi trơi cơng suất Hiện tượng trơi cơng suất khơng mong muốn, làm giảm hiệu suất chuyển giao đường xuống Vấn đề điều khiển RNC Phương pháp đơn giản thiết lập giới hạn tương đối nghiêm ngặt cho khoảng biến động cơng suất đường xuống Giới hạn cho cơng suất phát cụ thể UE Rõ ràng khoảng biến động điều khiển cơng suất cho phép nhỏ độ trơi cơng suất lớn nhỏ Mặt khác khoảng biến đổi điểu khiển cơng suất thường cải thiện hiệu suất điều khiển cơng suất Trô i cô ng suấ t át ph t a su âng o C ùtB Nu ø t Nú t B1 Phá t hiệ n lệ nh cô ng suấ t đườ ng xuố ng Điề u nh độ c lậ p cô ng suấ t đườ ng xuố ng so vớ i cá c Nú t B c => Cô ng suấ t truyề n cóthểtrô i từ ng phầ n Lệ nh điề u khiể n cô ng suấ t đơn từUE đế n cảhai Nú tB Co âng sua átp ùttư øN út Nú t B2 B2 RNC Điề u khiể n trô i cô ng suấ t Hình 3- Trơi cơng suất đường xuống chuyển giao mềm Nú t B1 Kiể m tra độ tin cậ y át ua gs n â co ån hi e l ên k ều g ườn h đ än Le Tính toá n Eb/No củ a tín hiệ u đườ ng lê n độ c lậ p vớ i cá c Nú t B c Gử i lệ nh điề u khiể n cô ng suấ t đế n UE => Hai Nú t B c cóthểgử i cá c lệ nh điề u khiể n cô ng suấ t c tớ i UE UE cóthểgiả m cô ng suấ t phá t nế u cóít nhấ t mộ t lệ nh điề u khiể n cô ng suấ t tin cậ y đế n UE Le änh e àu đư ờn ển gl ên công su ất RNC Nú t B2 Hình 3- Kiểm tra độ tin cậy điều khiển cơng suất đường lên UE chuyển giao mềm Một cách khác để giảm trơi cơng suất RNC nhận thơng tin từ Nút B mức cơng suất phát kết nối chuyển giao mềm Các mức tính trung bình số lệnh điều khiển cơng suất, ví dụ 500ms, hay 750 lệnh điều khiển cơng suất Dựa vào thơng số đo đạc này, RNC gửi giá trị tham khảo cơng suất phát đường xuống tới Nút B Các Nút B thực chuyển giao mềm sử dụng giá trị tham khảo cho việc điều khiển cơng suất đường xuống cho kết nối để giảm tượng trơi cơng suất Như cần hiệu chỉnh nhỏ mang tính định kỳ để hướng tới cơng suất tham khảo Kích cỡ hiệu chỉnh tỷ lệ thuận với độ chênh lệch cơng suất phát thực tế cơng suất phát tham khảo Phương pháp giảm bớt tượng trơi cơng suất Sự trơi cơng suất xảy có điều khiển cơng suất nhanh đường xuống Trong IS-95 có điều khiển cơng suất chậm đường xuống nên khơng cần phương pháp điều khiển trơi cơng suất đường xuống b Độ tin cậy lệnh điều khiển cơng suất đường lên Tất Nút B tập hợp “tích cực” gửi lệnh điều khiển cơng suất độc lập đến UE để điều khiển cơng suất phát đường lên Chỉ cần Nút B tập hợp tích cực nhận tín hiệu đường lên đủ Vì UE giảm cơng suất phát Nút B gửi lệnh cơng suất xuống Có thể áp dụng kết hợp theo tỷ số lớn bit liệu chuyển giao mềm UE liệu giống gửi từ tất Nút B thực chuyển giao mềm, kết hợp khơng áp dụng cho bit điều khiển cơng suất chứa thơng tin khác Nút B tập hợp “tích cực” Vì độ tin cậy bit điều khiển cơng suất khơng tốt bit liệu, UE, ngưỡng sử dụng để kiểm tra độ tin cậy lệnh điều khiển cơng suất Các lệnh khơng đáng tin cậy phải huỷ bỏ chúng bị hỏng nhiễu c Cải thiện chất lượng báo hiệu điều khiển cơng suất Chất lượng báo hiệu điều khiển cơng suất cải thiện cách thiết lập cơng suất cao cho kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH) so với mức cơng suất kênh liệu vật lý riêng (DPDCH) đường xuống UE trạng thái chuyển giao mềm Độ chênh lệch cơng suất hai kênh khác cho cho loại kênh DPCCH khác như: bit điều khiển cơng suất, bit pilot TFCI Độ giảm cơng suất phát UE thơng thường đạt tới 0,5dB với chênh lệch cơng suất Độ giảm đạt chất lượng báo hiệu điều khiển cơng suất cải thiện 3.2.1 Điều khiển cơng suất vòng ngồi Điều khiển cơng suất vòng ngồi cần để giữ chất lượng thơng tin mức u cầu việc thiết lập mục tiêu cho việc điều khiển cơng suất nhanh Mục đích điều khiển cơng suất vòng ngồi cung cấp chất lượng đạt u cầu Chất lượng q cao tốn nhiều dung lượng Điều khiển cơng suất vòng ngồi cần thiết đường lên đường xuống Vòng ngồi đường lên đặt RNC vòng bên ngồi đường xuống đặt UE Trong IS-95, điều khiển cơng suất vòng ngồi sử dụng đường lên khơng có điều khiển cơng suất nhanh đường xuống Chất lượng đường lên nhận sau kết hợp phân tập vĩ mơ RNC SIR mục tiêu gửi đến Nút B Tần số điều khiển cơng suất nhanh 1,5KHz tần số điều khiển cơng suất vòng ngồi thường từ 10-100Hz 3.2.2 Độ lợi điều khiển cơng suất vòng ngồi SIR mục tiêu cần phải điều chỉnh tốc độ UE mơi trường truyền sóng đa đường thay đổi SIR mục tiêu Eb/N0 Kết mơ với dịch vụ thoại đa tốc độ thích nghi AMR BLER=1% bảng 3-4 sử dụng điều khiển cơng suất vòng ngồi Bảng 3- Kết mơ dịch vụ AMR , BLER= 1%, sử dụng điều khiển cơng suất vòng ngồi Hiện trạng đa đường Khơng phadinh Tốc độ UE Mục tiêu Eb/N0 trung bình - 5.3dB ITU Pedestrian A km/h 5.9dB ITU Pedestrian A 20 km/h 6.8dB ITU Pedestrian A 50 km/h 6.8dB ITU Pedestrian A 120 km/h 7.1dB Cơng suất đường km/h 6.0dB Cơng suất đường 20 km/h 6.4dB Cơng suất đường 50 km/h 6.4dB Cơng suất đường 120 km/h 6.9dB Có loại đa đường sử dụng: kênh khơng có phadinh tương ứng với phần tử LOS khoẻ, kênh phadinh ITU pedestrian A, kênh phadinh đường với cơng suất trung bình bình đẳng phần tử đa đường Giả sử khơng có phân tập anten Mục tiêu Eb/N0 trung bình thấp cần kênh khơng phadinh mục tiêu cao kênh ITU Pedestrian A với UE tốc độ cao Kết cho thấy mức cơng suất thay đổi cơng suất thu cao, mục tiêu Eb/N0 cần thiết để đạt chất lượng cao Nếu ta chọn mục tiêu Eb/N0 cố định 5.3dB theo kênh tĩnh, tốc độ lỗi khung kết nối q cao kênh phadinh chất lượng thoại giảm Nếu chọn mục tiêu Eb/N0 cố định 7.1dB, chất lượng đủ tốt cơng suất cao khơng cần thiết sẽ sử dụng hầu hết trường hợp Chúng ta kết luận rõ ràng cần điều chỉnh mục tiêu điều khiển cơng suất vòng kín nhanh theo điều khiển cơng suất vòng ngồi 3.2.3 Các dịch vụ chất lượng cao Dịch vụ chất lượng cao với BLER thấp ([...]... tuyến như là điều khiển cơng suất vòng bên trong Về mặt logic nó tương thích với Trạm gốc GSM 2.4 Tổng kết về cơng nghệ truy nhập vơ tuyến WCDMA trong hệ thống UMTS WCDMA là cơng nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng sử dụng cho phần giao diện vơ tuyến cho hệ thống thơng tin di động thế hệ 3 UMTS Các thơng số nổi bật đặc trưng cho WCDMA như sau:  WCDMA là hệ thống đa truy nhập phân chia theo... kỹ thuật của cơng nghệ truy nhập vơ tuyến WCDMA trong hệ thống thơng tin di động UMTS là một cơng việc rất quan trọng trước Đề tài đã trình bày được khái qt các xu hướng phát triển của hệ thống thơng tin di động trên thế giới, các tổ chức chuẩn hố 3G, các con đường phát triển 3G - Trình bày các đặc trưng kỹ thuật của cơng nghệ CDMA băng rộng trong hệ thống thơng tin di động tồn cầu UMTS - Tuy nhiên... thống KẾT LUẬN Hiện nay thuật ngữ 3G khơng còn xa lạ trên với những tổ chức cá nhân liên quan đến lĩnh vực viễn thơng và thậm chí cả những người sử dụng dịch vụ viễn thơng di động trên tồn thế giới Là một trong hai phương án kỹ thuật được coi là có khả năng triển khai rộng rãi khi phát triển hệ thống thơng tin di động lên 3G Cơng nghệ WCDMA UMTS được coi là cơng nghệ truy nhập vơ tuyến có thể đáp... 2- 7 Kiến trúc hệ thống UMTS ở mức cao Theo các đặc tả chỉ ra trong quan điểm chuẩn hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm các giao thức hồn tồn mới, việc thiết kế chúng dựa trên nhu cầu của cơng nghệ vơ tuyến WCDMA mới Ngược lại, việc định nghĩa mạng lõi (CN) được kế thừa từ GSM Điều này đem lại cho hệ thống có cơng nghệ truy nhập vơ tuyến mới một nền tảng mang tính tồn cầu là cơng nghệ mạng lõi đã có sẵn,... của đề tài: - Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn các khía cạnh kỹ thuật của cơng nghệ WCDMA và hệ thống thơng tin di động thế hệ 3 UMTS - Nghiên cứu quy hoạch mạng chi tiết, quy hoạch mạng lõi Tiến hành hoạch định để xây dựng hệ thống UMTS có thể cùng vận hành với các hệ thống thơng tin di động khác - Nghiên cứu các giải pháp cơng nghệ quy hoạch mới để tăng cường dung lượng mạng, và vùng phủ sóng của mạng... khơng có khả năng ứng dụng hoặc khơng thể áp dụng một cách bắt buộc với việc tăng hiệu suất một cách hạn chế WCDMA được thiết kế để giao tiếp với GSM Vì thế, sự chuyển giao giữa GSM và WCDMA được hỗ trợ để cải tiến vùng phủ sóng của GSM bằng cách sử dụng WCDMA Bảng 2- 2 Tóm tắt các thơng số chính của WCDMA Phương thức đa truy nhập DS-CDMA Phương thức song cơng FDD/TDD Việc đồng bộ trạm gốc Hoạt động khơng... kênh khác nhau Phụ lục B sẽ chỉ ra chi tiết các kênh UTRA khác nhau 2.3 Kiến trúc hệ thống UMTS Hệ thống thơng tin di động thế hệ 3 UMTS tận dụng kiến trúc đã có trong hầu hểt các hệ thống thơng tin di động thế hệ 2, và thậm chí cả thế hệ thứ nhất Điều này được chỉ ra trong các đặc tả kỹ thuật 3GPP Hệ thống UMTS bao gồm một số các phần tử mạng logic, mỗi phần tử có một có một chức năng xác định Theo... U UE UL UMTS USIM UTRAN User Equipment Uplink Universal Mobile Telecommunication System UMTS Subscriber Identify Module UMTS Terrestrial Radio Access Network Phương thức song cơng phân chia theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo thời gian Điều khiển cơng suất phát Chuyển giao với lý do lưu lượng Thiết bị người sử dụng Đường xuống Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu Modul nhận dạng th bao UMTS Mạng... việc sử dụng cơng nghệ đa truy nhập trải phổ CDMA là dung lượng của các hệ thống UMTS khơng bị giới hạn cứng, có nghĩa là một người sử dụng có thể bổ sung mà khơng gây ra nghẽn bởi số lượng phần cứng hạn chế Hệ thống GSM có số lượng các liên kết và các kênh cố định chỉ cho phép mật độ lưu lượng lớn nhất đã được tính tốn và hoạch định trước nhờ sử dụng các mơ hình thống kê Trong hệ thống UMTS bất cứ người... dịch sử dụng chuyển mạch kênh, chức năng VLR là lưu trữ bản sao về hiện trạng dịch vụ người sử dụng là khách và thơng tin chính xác về vị trí của th bao khách trong tồn hệ thống Phần của hệ thống được truy nhập thơng qua MSC/VLR thường là chuyển mạch kênh  GMSC – (MSC cổng): là một bộ chuyển mạch tại vị trí mà mạng di động mặt đất cơng cộng UMTS kết nối với mạng ngồi Tất các kết nối chuyển mạch kênh đến