Kỹ thuật phân tập và kết hợp, hệ thống GSM, hệ thống GPRS

4 Kỹ thuật phân tập Kết hợp • Phân tập: Kết hợp: - Phân tập không gian - Selective combining - Phân tập tần số - Switched combining - Phân tập phân cực, gốc - Phân tập thời gian - Phân tập đa đường - Maximal ratio combining - Equal gain combining - Base band combining • Phân tập không gian (dùng anten thu đặt cách xa nhau) Khoảng cách để tương quan biên độ giảm ½ là: ∆d c ≈ 9λ ≈ 0.18λ 16π Δd ≥ 0.5λ Với hệ thống di động thường đánh giá độ tương quan thông qua hệ số η= antenna height h = antenna separation d Để độ tương quan nhỏ 0.7 η = 11 • Selective combining Rx • Switched combining Rx Measure SNR Compare Receiver Threshold Measure Receiver Level • Maximal Ratio combining Rx • Equal Gain Combining Rx Rx Rx Φ Detect Phase Φ Detect Phase Measure r/N Measure r/N Receiver Receiver Hệ thống GSM • Một số kỹ thuật sử dụng hệ thống di động số: - Kỹ thuật mã hoá tiếng (speech coding – mã hoá nguồn) + Tối ưu mã (it bit ma lượng tin đảm bảo) - Mã hoá kênh – mã sửa sai (error correction, channel coding) - Kỹ thuật ghép xen (interleaving)  sữa lỗi cụm - Kỹ thuật điều chế số (digital modulation) (SV tu đọc PSK, GMSK) + Phổ hẹp + Có tỷ lệ bit lỗi (BER – Bit Error Rate) nhỏ + Sự thay đổi biên độ tín hiệu bé • Năm 1982 CEPT (Conference of Europe Posts and Telegraphs) hình thành nhóm nhiên cứu GSM (Group Spécial Mobile) để phát triển mạng di động tế bào mặt đất đạt tiểu chuẩn: - Hiệu sử dụng phổ cao - Chất lượng mã hoá tiếng cao - Đầu cuối giá dịch vụ giảm - Đầu cuối đa dạng - Hổ trợ roaming quốc tế - Hổ trợ nhiều dịch vụ - Tương thích với ISDN hệ thống khác Hệ thống GSM – Global System for Mobile communication • Cấu trúc hệ thống GSM • SS - Switching Subsystem • BSS - Base Station Subsystem • OSS - Operation and Support Subsystem AuC Authentication Center VLR Visitor Location Register HLR Home Location Register EIR Equipment Register MSC Mobile services Switching Center GMSC Gateway MSC BTS Base Transceiver Station BSC Base Station Controller MS Mobile Station OMC Operation and Maintenance Center NMC Network Center Identity Management • BSS - Hệ thống trạm gốc: tạo vùng phủ sóng phục vụ cho thuê bao di động truyền dẫn tín hiệu - MS (Mobile Station) + ME (Mobile Equipment) IMEI + SIM (Subscriber Identity Module) # IMSI (International Mobile Subscriber Identity) # TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) # LAI (Location Area Identity) # Khoá Ki - BTS (Base Transceiver Station) tạo vùng phủ sóng – cell - BSC ( Base Station Controller) điều khiển nhiều BTS (tài • SS - Hệ thống chuyển mạch: xử lý gọi quản lý thuê bao di động - MSC trung tâm chuyển mạch tham gia quản lý cước - GMSC gateway giao tiếp với mạng bên - HLR nơi lưu trữ data thuê bao (IMSI, Ki, VLR tại, dịch vụ, MSRN – Mobile Subscriber Roaming Number ) - VLR nơi lưu trữ data thuê bao (trạng thái thuê bao, số LAI tại, TMSI – Temporary Mobile Subscriber Identity, MSRN - , thông tin nhận thực) - EIR nơi lưu trữ data nhận dạng thiết bị MS - AuC kết hợp với HLR cung cấp thông tin cho VLR biết thuê bao có quyền truy cập hay không,… 10 - Chuyển giao cell khác BSC 60 - Chuyển giao cell khác MSC 61 Hệ thống GPRS • Đặc điểm hệ thống GPRS • Cấu trúc hệ thống GPRS 62 • Dịch vụ gói dải thông sử dụng 63 • MS=TE+MT (class A, class B, Class C) 64 • Tính di động GPRS 65 • Cấu trúc bên GPRS 66 • Nút hổ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) 67 • Chức nút hổ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) - Phục vụ tất trạm di động GPRS khu vực - Quản lý tính di động (đăng nhập, rời mạng, cập nhật khu vực định tuyến paging) - Lưu trữ trì thông tin thuê bao ghi vị trí SGSN (SLR) tất thuê bao đăng ký khu vực định tuyến thuộc SGSN - Quản lý phiên (kích hoạt làm không hoạt động PDP – Packet Data Protocol context để thiết lập kết nối tới GGSN) - Điều khiển gói (truyền liệu người dùng từ PCU sang GGSN ngược lại) - Điều khiển cập nhật khu vực định tuyến inter-SGSN (SGSN nơi thuê bao đăng ký - liên lạc với SGSN cũ để nhận entry 68 SLR – Subscriber Location Register) • Chức nút hổ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) - Điều khiển SMS (trung tâm SMS kết nối trực tiếp tới SGSN qua giao diện Gd) - Tập hợp liệu tính cước (gồm liệu charging data truyền để từ tạo file dùng để tính hoá đơn) - Điều khiển trả trước (ghi nợ account trả tiền cho việc sử dụng GPRS) - Quản lý thực thi (để đo lưu lượng vùng mạng) - Duy trì quản lý lỗi (để phát vấn đề suốt trình truyền thủ tục) 69 - Nút hổ trợ GPRS cổng 70 - Mô hình nút hổ trợ GPRS cổng 71 • Chức nút hổ trợ GPRS cổng - Kết nối tới mạng IP - Bảo mật IP - Quản lí phiên (GGSN hỗ trợ thủ tục quản lí phiên (đó PDP context activation, deactivation, modification) - Hỗ trợ tính tiền - Tường lửa - Border Gateway: Chức cửa ngõ biên (border Gateway) hoạt động điểm vào mạng mạng xương sống IP bên Autonomous SGSN GGSN kết nối bên tới PLMN 72 - Border Gateway - Cấu trúc BSS 73 - Những khác biệt GPRS GSM 74 [...]... hủy kết nối MS và MSC - MM (Mobility Management) quản lý vi trí, đăng nhập và bảo mật 12 - CM (Communication Management) thiết lập, duy trì và hủy kết nối • Dải tần trong hệ thống GSM Hệ thống GSM sử dụng hai dải tần 900 MHz và 1800MHz được gọi là GSM900 và DCS1800 Mỗi dải tần được chia thành nhiều kênh tần số (RFC – Radio Frequency Channel), mỗi kênh tần số gồm một tần số hướng lên và một tần số hướng... động và quản lý - OMC điều hành và bảo dưỡng + Quản lý cấu hình mạng + Quản lý quá trình làm việc của mạng + Quản lý bảo mật - NMC quản lý và giám sát các OMC + Giám sát các sự cố, cảnh báo + Xử lý một số sự cố 11 • GSM dưới cấu trúc lớp và các giao thức CM MM RR Tx MS BTS BSC MSC - Tx (Transmission layer) truyền data và báo hiệu qua kênh vô tuyến - RR (Radio Resource management) thiết lập, hủy kết. .. lên và hướng xuống, dùng dành bào hiệu riêng cho một MS cho các thủ tục cập nhật, thiết lập cuộc gọi trước khi ấn định kênh TCH - Kênh điều khiển kết hợp chậm SACCH (Slow Associated Control Channel), hướng lên và hướng xuống, dùng kết hợp với một kênh TCH hay SDCCH để mang thông tin đo lường, điều khiển công suất,… - Kênh điều khiển kết hợp nhanh FACCH (Fast Associated Control Channel), hướng lên và. .. hưởng bởi bất kỳ bit nào ở ngõ vào K = 1 + max mi i mi là số phần tử nhớ của nhánh ith - Phân tích mã xoắn người ta dựa trên giản đồ trạng thái (state diagram) và giản đồ trellis (giản đồ hình cây) - Giản đồ trạng thái chứa các phần tử nhớ và trạng thái của các phần tử nhớ (phụ thuộc số phần tử nhớ lớn nhất của một nhánh bất ký) với các bit ngõ ra khi biết một tập các bit ngõ vào - Ví dụ bộ mã hoá ½ ta... disassembly 24 • Kỹ thuật mã hoá tiếng (speech coding) Speech Coders Waveform Coders Time domain Source Coders Frequency domain LPC Vocoders LPC – Linear Predictive Coder Non-differential PCM Differential DELTA ADPCM SBC ATC DPCM – Differential PCM CVSDM APC CVSDM – Continuously Variable Slope Delta Modulation APC– adaptive Predictive Coding SBC – Sub-Band Coding 25 • Kỹ thuật mã hoá tiếng Vocoders: Phân tích... Cùng với 78 bits nhóm II có được 456 bits Các bit này sẽ chia thành các khối con 57 bits và thực hiện ghép xen thành 4 khối 114 bits Các bits này được mật mã và sau đó tổ chức cụm và truyền trên kênh vô tuyến - Tại đầu thu quá trình thực hiện ngược với lại quá trình tại hướng phát - Quá trình xử lý kênh tiếng trong hệ thống GSM có thể được thể hiện 21 trong hình sau 50/53 encode Input Speech RPE-LTP Encoding... hoá tiếng Vocoders: Phân tích tín hiệu tiếng tại máy phát và truyền các thông số của bộ phân tích đi, đầu thu tổn hợp lại các thộng số này - Channel Vocoders - Formant Vocoders - Cepstrum Vocoders - Voice-Excited Vocoders - LPC (Linear Predictive Coders + LPC Vocoders + Multi-Pulse Excited LPC + Code Excited LPC + Residual Excited LPC 26 • Kỹ thuật mã hoá LPC Input Buffer Voice/unvoiced Decision Pitch... hiệu quả sửa lỗi tốt hơn và có thể giải mã mềm 28 • Mã khối: mã có các từ mã có cùng chiều dài, k bits thông tin được mã hoá thành n bits từ mã (code work), n-k bits được thêm vào để phát hiện sai và sữa sai, tỷ lệ mã k/n - Trọng số Hamming - Khoảng cách Hamming - Từ sai (error code-work) - Mã phát hiện sai - Khoảng cách bộ mã d  phát hiện các từ sai có trọng số Hamming ≤ (d-1) và có ít nhất một từ sai... 1+ D + D 2 3 Mỗi đa thức thể hiện cho mối quan hệ giữa 1 input và 1 output Ngoài ra người ta còn ký hiệu đa thức tạo mã như sau g (0) = (1011) = 1 + D 2 + D 3 g (1) = (1101) = 1 + D + D 3 Một cách tương tự ta có đa thức tạo mã cho bộ mã 2/3 g 0(0) = (0001) g1(0) = (1110) g 0(1) = ( 0110 ) g1(1) = ( 1010 ) g 0(2) = (1100) g1(2) = (0100) Nhánh vào (0) Nhánh vào (1) Nhánh ra (1) 35 Constrain length K được... hướng lên và một tần số hướng xuống với độ rông kênh là 200kHz - GSM900 làm việc trong dải tần 890 – 960MHz và được phân bố như sau 890 MHz 915 MHz Hướng lên 25 MHz 935 MHz 960 MHz Hướng xuống 25 MHz 45 MHz GSM900 có 124 kênh tần số 13 - DCS1800 làm việc trong dải tần 1710 – 1880MHz và được phân bố như sau 1710MHz Hướng lên 1785MHz 1805MHz 1880MHz Hướng xuống 75 MHz 75 MHz 95 MHz DCS1800 có 374 kênh