Can thiệp nhân đạo quốc tế

TR I H C QU C GIA HÀ N I NG I H C CÔNG NGH Ph m Kông Tr V N ng QU N LÝ CÔNG SU T TRONG H CDMA Ngành: Công ngh i n t - Vi n thông Chuyên ngành: K thu t vô n n t vƠ thông tin liên l c Mư s : 2.07.00 LU N V N TH C S NG IH NG D N KHOA H C: PGS TS NGUY N VI T KệNH HƠ n i- 2008 M CL C M CH U NG 1: C S CHUNG V H TH NG DI NG T BÀO 1.1 S phát tri n c a h th ng di đ ng t bƠo 1.2 Khái ni m ph sóng t ong 10 1.3 Tái s d ng t n s 11 1.4 Các chi n l c phơn b kênh 15 1.5 Nhi u vƠ dung l ng h th ng 16 1.6 C i thi n dung l ng h th ng thông tin di đ ng 22 1.7 Tóm t t ch CH ng 30 NG 2: CÁC C I M H CDMA 32 2.1 Tính đa d ng c a phơn t p 32 2.2 i u n công su t CDMA 34 2.3 Công su t phát th p 34 2.4 Mƣ hóa/gi i mƣ tho i có t c đ s li u thay đ i 35 2.5 B o m t cu c g i 35 2.6 Chuy n giao m m 36 2.7 S d ng l i t n s vƠ phơn chia séc t 46 2.8 Giá tr Eb/No (ho c C/I) th p vƠ ch ng l i 47 2.9 Dung l ng CDMA 47 2.10 Tóm t t ch CH ng 57 NG 3: CÁC PH NG PHÁP Q/LCỌNG SU T THỌNG QUA KCS 59 3.1 Tác d ng c a u n công su t 59 3.2 i u n công su t đ ng truy n v 64 3.3 i u n công su t đ ng truy n 74 3.4 Tóm t t ch CH NG 4: PH ng 76 NG PHÁP T I U HÓA QU N LÝ CỌNG SU T 78 4.1 Gi i thi u 78 4.2 i u n công su t thích nghi 79 4.3 Tác đ ng c a qu n lý công su t đ n dung n ng 81 4.4 Phơn ph i công su t kênh hoa tiêu vƠ co dƣn ô 87 4.5 T i u hóa anten đ b ng l u l 4.6 Tóm t t ch ng 90 ng 94 K T LU N 95 DANH M C CỄC CH VI T T T American National Standard Institute Base Station Bit Error Rate Code Division Multiple Access Carrier to Interference Ratio Vi n tiêu chu n qu c gia M T s sóng mang nhi u vƠ t p ơm MS MSC RSSI SNR SIR TDMA PN RF PWR Carrier to interference plus Noise Ratio Advanced Mobile Phone System Frequency Division Multiple Access Frame Error Rate Forward Error Correction Global System for Mobile communication Mobile Station Mobile Switching Center Radio Signal Strength Indications Signal to Noise Ratio Signal to Interference Ratio Time Division Multiple Access Pseudo Noise Radio Frequency Power PCB PCS PCG SHO Power Control Bit Power Control Subchannel Power Control Group Soft Handoff Area Bít u n công su t Kênh ph u n công su t Nhóm u n công su t Khu v c chuy n giao m m ANSI BS BER CDMA CIR CINR AMPS FDMA FER FEC GSM Tr m phát g c T l l i bit a truy nh p phơn chia theo mƣ T s sóng mang nhi u H th ng n tho i di đ ng tiên ti n a truy nh p phơn chia theo t n s T l l i khung Mƣ s a l i h ng thu n H th ng thông tin di đ ng toƠn c u Tr m di đ ng T ng đƠi di đ ng Các ch th c ng đ tín hi u vô n T s tín hi u t p ơm T s tín hi u can nhi u a truy nh p phơn chia theo th i gian Mƣ t p ơm gi ng u nhiên T n s vô n Công su t DANH M C B NG B ng 1.1 - T s tái s d ng t n s đ i v i m t s giá tr N 17 B ng 2.1 - Giá tr s d ng đ B ng 2.2 - cl ng giá tr l n nh t 51 l n can nhi u t i máy thu vƠ s kênh 51 B ng 4.1 - Tác đ ng c a chuy n giao khu v c t i chuy n giao 87 B ng 4.2 - Tác đ ng chuy n giao c a t l hoa tiêu 89 B ng 4.3 - Các k t qu mô ph ng c a t i u hóa anten 93 DANH M C HÌNH V Hình 1.1 - M t m ng t bƠo v i m u cell t n s Hình 1.2 - Mô t ph Hình 1.3 - Ph ng pháp tái s d ng t n s 12 ng pháp đ nh v ô đ ng kênh 14 Hình 1.4 - Minh h a l p c a ô đ ng kênh cho kích th c ô N=7 20 Hình 1.5 - Minh h a trình chia ô 23 Hình 1.6 - Minh h a chia ô hình ch nh t tơm A di n tích 3km3km 25 Hình 1.7 - (a) phơn đo n 1200, (b) phơn đo n 600 26 Hình 1.8 - M/ h a cách gi m nhi u t ô đ ng kênh nh phơn đo n ô 1200 27 Hình 1.9 - Khái ni m ô micro theo vùng 29 Hình 1.10 - Xác đ nh D, Dz, R, Rz cho c u trúc ô micro v i N=7 30 Hình 2.1 - Các lo i phơn t p CDMA 33 Hình 2.2 - S b o m t c a h th ng tr i ph 36 Hình 2.3 - Chuy n giao m m gi a hai tr m g c 38 Hình 2.4 - Tín hi u tr i ph (SS) đ ng truy n CDMA 39 Hình 2.5 - Quá trình chuy n giao 43 Hình 2.6 - Ph ng pháp ô dù 45 Hình 2.7 - Nhi u t BS lơn c n 47 Hình 2.8 - T l CS t p ơm ô tín hi u đ Hình 2.9 - Hình v c a ph c yêu c u cho ng i s d ng 53 ng trình 2.5 vƠ 2.6 55 Hình 3.1 ậ Hi u ng g n xa 60 Hình 3.2 - Công su t thu t hai thuê bao t i tr m g c 61 Hình 3.3 - i u n công su t v i thuê bao 62 Hình 3.4 - Dung l ng t i đa CS thu t thuê bao t i BS b ng 63 Hình 3.5 - M t chu i th m dò truy nh p b i MS đ truy nh p h th ng 65 Hình 3.6 - Các PCB đ c ghép vƠo lu ng thông tin b ng g c 69 Hình 3.7 - Quan h gi a m t khung c a kênh l u l ng vƠ m t PCG 71 Hình 3.8 - i u n công su t theo vòng m s d ng PCB 72 Hình 3.9 - i u n công su t theo vòng khép kín s d ng PCB 72 Hình 3.10 - Các ch c n ng KCS đ ng truy n v 75 Hình 3.11 - T t c thuê bao đ u gơy suy hao l n 76 Hình 4.1 - Phơn b l u l ng c a m t h th ng ho t đ ng 79 Hình 4.2 - Yêu c u thay đ i công su t phát u n 80 Hình 4.3 - Ch ng trình mô ph ng u n công su t thích nghi 81 Hình 4.4 - C u hình phía ô 82 Hình 4.5 - Vùng chuy n giao m m d ch chuy n thay đ i công su t 84 Hình 4.6 - Công su t truy n khu v c tác đ ng lên dung n ng 86 Hình 4.7 - Phơn b kênh hoa tiêu tác đ ng đ n dung n ng 88 Hình 4.8- T i u hóa anten nh m b ng t i 91 L IC M N Em xin chơn thƠnh c m n TR NG I H C CÔNG NGH th y cô giáo đƣ d y d h ng d n em su t khóa h c vƠ em xin đ c bi t c m n th y giáo NGUY N VI T KệNH, ng i đƣ r t nhi t tình h vƠ giúp đ em su t th i gian lƠm lu n v n ng d n, b o ban Xin c m n t t c b n l p đƣ đóng góp ý ki n vƠ tƠi li u đ cho lu n v n đ c hoƠn t t HƠ N i, ngƠy 15 tháng n m 2008 Sinh viên th c hi n: Ph m Kông Tr ng M U Trong nh ng n m g n đơy, m ng CDMA ngƠy cƠng phát tri n m nh m th gi i vƠ ch ng t đ h n m ng di đ ng dùng công ngh khác c nhi u nh ng tính n ng u vi t h n M t nh ng nguyên nhơn quan tr ng giúp m ng CDMA có đ c nh ng thƠnh công lƠ kh n ng n i tr i c a k thu t u n công su t h th ng CDMA t ng dung l ng c a h th ng thông tin di đ ng nói chung vƠ c a h th ng CDMA nói riêng v n đ u n công su t lƠ m t v n đ quan tr ng vƠ không th thi u Lu n v n nƠy s t p trung vƠo tìm hi u v n đ liên quan đ n u n công su t h th ng CDMA, đ c bi t lƠ s nghiên c u đ n v n đ t i u hóa ph ng pháp qu n lý công su t Lu n v n g m có ch ng: - Ch ng 1: C s chung v h th ng di đ ng t bƠo - Ch ng 2: Các đ c m h CDMA - Ch ng 3: Các ph ng pháp qu n lý công su t thông qua u n CS - Ch ng 4: Các ph ng pháp t i u hóa qu n lý công su t Hy v ng r ng thông qua lu n v n nƠy, ng i đ c s hi u đ c ph n nƠo v h th ng thông tin di đ ng CDMA vƠ t m quan tr ng c a v n đ u n công su t c ng nh v n đ qu n lý công su t t i u hóa Do trình đ h n ch vƠ th i gian có h n, ch c ch n lu n v n t t nghi p nƠy nhi u không th tránh kh i thi u sót, kính mong th y cô giáo vƠ b n bè đóng góp ý ki n đ lu n v n ngƠy cƠng hoƠn thi n h n CH C S NG CHUNG V H TH NG DI NG T BÀO 1.1 S phát tri n c a h th ng di đ ng t bào [2][3][16] D ch v n tho i di đ ng nguyên th y đƣ th ng đ c u n b i trung tơm thu phát, ph c v m t khu v c thƠnh th r ng l n M t vƠi kênh radio ho t đ ng vƠ m t vƠi ng trình trì ch t l i đ ng kí thuê bao có th đ c h tr ng d ch v h p lý u nh ng n m 1980, nh ng h th ng t bƠo th ng m i đ u tiên đƣ đ c gi i thi u B ng vi c s d ng l i ph t n có giá tr m t cách đ u đ n, h th ng t bƠo đƣ cung c p m t s phát tri n n t ng v kh n ng vƠ ch t l ng d ch v Th h đ u tiên c a m ng t bƠo s d ng k thu t đa truy c p phơn chia theo t n s (FDMA) v i vi c u ch t ng t d i b ng t n h p Vùng d ch v đ c phơn chia thƠnh t bƠo vƠ m i t bƠo đ c cung c p b i m t máy thu phát c c b g i lƠ tr m g c(BS) M i m t t bƠo đ c ch đ nh b i m t m ng nh c a kênh radio ho t đ ng, có th đ c s d ng l i t bƠo khác c a m ng Kho ng cách gi a hai t bƠo nƠy đ xa đ đ m b o t s tín hi u t p ơm SIR M t m ng v i t bƠo ph bi n s d ng l i đ c minh h a hình 1.1 Nh ng t n s có th đ c s d ng l i t bƠo v i s l ng nh Hình 1.1- M t m ng t bào v i m u cell t n s H qu c a khái ni m vùng ph c v c c b lƠ ph i h tr chuy n giao Chuy n giao x y m t tr m di đ ng MS ho t đ ng di chuy n t m t t bƠo đ n nh ng kênh hi n t i khác đ c gi i phóng vƠ m t kênh m i m t t bƠo đích đ c ch đ nh Môi tr ng truy n vô n m t kho ng cách xa lƠ không ch c ch n d n đ n yêu c u ti p t c gi m kích th c t bƠo i u nƠy đ ng ngh a v i vi c h n ch h s t ng ích H th ng t bƠo th h b h n ch b i dung l thu t truy n thông k thu t s đ ng Th h th s d ng k c phát tri n S c m nh c a mƣ s cho phép ho t đ ng m nh m h n v i kích th c t bƠo nh h n vƠ s d ng l i ph t n nhi u h n Dung l ng h th ng t ng kho ng t đ n 20 l n so v i h th ng t ng t hi n có Các h th ng k thu t s t n t i lƠ GSM, D-AMPS Qualcomm CDMA Hai h th ng đ u tiên d a theo s lai ghép đa truy c p phơn chia theo t n s FDMA vƠ đa truy c p phơn chia theo th i gian TDMA h th ng Qualcomm ho t đ ng theo s k t h p FDMA vƠ CDMA H th ng GSM chơu Ểu d ng nh thích h p đ tr thƠnh m t chu n toƠn c u cho d ch v truy n thông cá nhơn t ng lai, dung l ng ch t l ng c a h CDMA ngày ch ng minh nh ng u vi t c a ngày t v t tr i so v i h th ng GSM 1.2 Khái ni m ph sóng t ong [2][5] ph toƠn b m ng thông tin vô n ng i ta th c hi n ph sóng thƠnh nhi u vùng ch ng l n v i Khái ni m ph sóng nƠy đ c g i lƠ t ong NgoƠi ph ng pháp ph sóng t ong lƠ m t bi n pháp quan tr ng đ gi i quy t v n đ v ngh n t n s vƠ dung l ng m ng Nó cho phép đ t đ c dung l ng r t cao m t phơn b ph t n h u h n mƠ không c n thay đ i c b n v công ngh Ph ng pháp t ong đ c xơy d ng ý t ng thay th m t máy phát công su t l n ph m t vùng r ng l n b ng nhi u máy phát ph vùng nh h n đ c g i lƠ ô M i tr m g c đ c n đ nh m t ph n c a t ng s kênh có đ c toƠn b h th ng vƠ tr m g c g n đ c n đ nh nhóm kênh khác cho toƠn b kênh kh d ng đ c n đ nh cho m t s l ng t ng đ i nh tr m g c g n Các tr m g c g n đ c n đ nh nhóm kênh khác cho nhi u gi a tr m g c (và máy di đ ng ch u s giám sát c a chúng) đ c gi m thi u B ng cách s p đ t tr m g c không gian vƠ nhóm kênh dƠnh cho chúng m t cách có h th ng toƠn b m ng, kênh kh d ng đ c phơn b toƠn b vùng đ a lý vƠ đ c tái s d ng nhi u l n theo s c n thi t ch ng nƠo nhi u gi a tr m đ ng kênh v n đ c trì d i m c quy đ nh tr Khi nhu c u d ch v t ng (c n nhi u kênh h n m t vùng ph c v cho c), ta có th t ng s tr m g c (cùng v i gi m công su t phát đ tránh t ng nhi u), nh v y cung c p thêm dung l ng vô n mà không c n t ng ph t n vô n ơy lƠ nguyên t c c n b n đ xơy d ng t t c h th ng thông tin vô n hi n đ i, cho phép s d ng m t s kênh c đ nh đ ph c v m t s l ng l n thuê bao b ng cách tái s d ng kênh toƠn b vùng ph c v Ngoài ph ng pháp t ong cho phép m i thi t b m t n c ho c m t chơu l c đ c s n xu t v i m t t p kênh vƠ có th s d ng đ c m i n i vùng 1.3 Tái s d ng t n s [5][8] Các h th ng vô n t ong đ c xơy d ng c s phơn b thông minh vƠ tái s d ng kênh toƠn b vùng ph M i tr m g c đ c n đ nh m t nhóm kênh vô n đ s d ng m t vùng ph đ a lý nh đ c g i lƠ ô Tr m g c ô lơn c n đ c n đ nh nhóm kênh ch a kênh hoàn toàn khác Các anten tr m g c đ c thi t k đ đ t đ c vùng ph c n thi t m t ô B ng cách gi i h n vùng ph biên gi i c a ô, m t nhóm kênh có th đ c s d ng đ ph ô khác cách m t kho ng đ l n đ đ m b o nhi u m c cho phép Quá trình thi t k đ ch n vƠ n đ nh nhóm kênh cho t t c tr m g c t ong m t h th ng đ ho ch t n s Hình 1.2 minh h a ph c g i lƠ tái s d ng t n s hay quy ng pháp tái s d ng t n s ô đ c đánh nhãn b ng m t ch s d ng m t nhóm kênh K ho ch tái s d ng t n s đ c phác h a m t b n đ đ ch v trí s d ng kênh t n s khác nhau.Tuy hình ô l c giác hình v 1.2 ch mang tính ch t khái ni m vƠ lƠ mô hình đ c đ n gi n hoá c a vùng ph vô n cho t ng tr m g c, nh ng đƣ đ c ti p nh n chung hình l c giác nƠy cho phép phơn tích d dƠng h th ng t ong.Vùng ph th c t c a m t ô đ c g i lƠ v t ph vƠ đ c xác đ nh t đo đ c ngoƠi hi n tr ng hay t mô hình d báo truy n sóng M c dù v t ph th c t v th c ch t có d ng tu ý, ta v n c n d ng ô chu n t c đ thi t k h th ng m t cách h th ng vƠ nơng c p cho t ng lai Trong ta có c m t ng r ng nên ch n hình tròn đ bi u di n vùng ph sóng c a tr m g c, ta không th đ t đ ng tròn c nh b n đ mƠ không đ l i kho ng tr ng hay t o vùng ch ng l n Nh v y xét hình d ng đ a lý đ ph toƠn b vùng vƠ v i di n tích nh nhau, ta có ba cách ch n: Hình vuông, tam giác đ u vƠ l c giác đ u M t ô ph i đ c thi t k đ có th ph c v máy di đ ng y u nh t v t ph c a vƠ thông th ng máy di đ ng nƠy n m g c a ô tr c gi a tơm c a m t đa giác vƠ m xa nh t đ giác cho ta vùng ph l n nh t i v i m t kho ng cách cho ng vi n c a nó, hình l c TÀI LI U THAM KH O Ti ng Vi t [1] TS.Tr nh Anh V (2005), Giáo trình thông tin di đ ng, NXB HQG [2] T ng c c B u n(2005), Thông tin di đ ng, NXB B u n [3] TS.Nguy n Ph m Anh D ng(2002), Giáo trình thông tin di đ ng, NXB B u n [4] TS.Nguy n Ph m Anh D ng(2002), Giáo trình Thông tin di đ ng th h ba, H c vi n CNBCVT [5] TS.Nguy n Ph m Anh D ng(2003), Giáo trình Truy n d n vô n công ngh CDMA thông tin di đ ng, H c vi n CNBCVT [6] V c Th (6/2002), Tính toán m ng thông tin di đ ng s cellular, NhƠ xu t b n giáo d c [7] PTS.Mai Liêm Tr c(1996), Công ngh ATM CDMA, NhƠ xu t b n niên [8] ThS.Nguy n V n Thu n(2004), Giáo trình công ngh CDMA, Trung tâm t o B u Vi n thông 1, H c vi n CNBCVT [9] Lê Xuân D ng(2002), Phân tích k thu t c l ng công su t h th ng CDMA, Lu n v n th c s , H c vi n CNBCVT [10] inh Minh S n(2003), Dung l ng m ng vô n, Lu n v n th c s , H c vi n CNBCVT [11] Nguy n HoƠi Nam(2002), Nghiên c u bi n pháp nâng cao ch t l thông tin s ng m ng Vi t Nam, Lu n án ti n s , H c vi n CNBCVT [12] Kim Thanh Hà(2002), Nghiên c u t ch c h th ng thông tin vô n đa truy nh p theo mã (CDMA), Lu n v n th c s , H c vi n CNBCVT [13] Tr n Th Thái(2002), Anten thông minh thông tin di đ ng t bào, Lu n v n th c s , H c vi n CNBCVT [14] Lê Xích H i(2002), Anten thông minh kh n ng ng d ng thông tin di đ ng , Lu n v n th c s , H c vi n CNBCVT [15] Ngô Thuý Tr m(2003), Nâng cao dung l ng h th ng thông tin di đ ng CDMA b ng u n công su t , Lu n v n th c s , H c vi n CNBCVT [16] Nguy n Th Th o(2006), Mô hình l u l ng c a h th ng thông tin di đ ng t bào CDMA , Lu n v n th c s , H c vi n K thu t Quân s Ti ng Anh [17] B Lathi (1999), Digital communication [18] Loutfi Nuaymi, Xavier Lagrange, Philippe Godlewski, A Power Control Algorithm for 3G WDCMA System [19] Jin Yang, Optimization of Power Management in a CDMA Radio Network, Verizon Wireless Inc., Walnut Creek, CA 94598, USA [20] ANSI/TIA/EIA-95-B-99, February 3, 1999, Mobile Station – Base Station Compatibility Standard for Wideband Spread Spectrum Cellular System [21] Audrey Viterbi and Andrew Viterbi, August 1993,Erlang Capacity of a Power Controlled CDMA system, IEEE J on Sel Areas in Communications, Vol.11, No.6, pp 892-900, August 1993 [22] Fuyun Ling, Bob Love and Michael Mao Wang,May 1997, Behavior and Performance of Power Controlled IS-95 Reverse Link Under Soft Handoff, Proceedings of 47th IEEE VTC, pp.924 [23]Jin Yang, Feb.1999,Diversity Receiver Scheme and System Performance Evaluation for a CDMA, IEEE Trans on Communications, Vol.47, No.2, pp.272280 [24] Chin-Chun Lee, Raymond Steele, Aug.1998, Effect of Soft and Softer Handoffs on CDMA System Capacity, IEEE Trans.on Vehicular Tech., Vol.47, No.3, pp.830840 [25] Jin Yang, Sung-Hyuk Shin and William C.Y.Lee, October 1997,Design Aspects and System Evaluations of IS-95 based CDMA System, Proceedings of ICUPC, pp.381-385 [26] Joe Varin, Gina DaGama, April 2000, Antenna Optimization Report and Graphs, Verizon Wiless Internal Report  ... Tóm t t ch ng 90 ng 94 K T LU N 95 DANH M C CỄC CH VI T T T American National Standard Institute Base Station Bit Error Rate Code Division Multiple Access Carrier... u Tr m di đ ng T ng đƠi di đ ng Các ch th c ng đ tín hi u vô n T s tín hi u t p ơm T s tín hi u can nhi u a truy nh p phơn chia theo th i gian Mƣ t p ơm gi ng u nhiên T n s vô n Công su t DANH... i m t s giá tr N 17 B ng 2.1 - Giá tr s d ng đ B ng 2.2 - cl ng giá tr l n nh t 51 l n can nhi u t i máy thu vƠ s kênh 51 B ng 4.1 - Tác đ ng c a chuy n giao khu v c t i chuy n giao