TIỂU LUẬN MẠNG TRUYỀN THÔNG DI ĐỘNG

Tiểu luận môn mạng tryền thông di động Tiểu luận môn mạng tryền thông di động Tiểu luận môn mạng tryền thông di động Tiểu luận môn mạng tryền thông di động Tiểu luận môn mạng tryền thông di động Tiểu luận môn mạng tryền thông di động

Tiểu Luận Môn : Mạng Truyền Thông Di Động

ĐỀ TÀI : TÌM HiỂU 3G VÀ CÁC KÊNH HƯỚNG LÊN VÀ XuỐNG WCDMA ,SƠ ĐỒ TỔNG QUAN 3G, AN NINH MẠNG,MOBILE IP

Nhóm 13 Lê Phước Sang Msv: 2114230043

Dương Quốc phú Msv:21142300

 Lịch sử phát triển của 3G

• Mạng 3G (Third-generation technology) là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho  phép truyền cả dữ liệu thoại (nghe, gọi, nhắn tin thông thường) và ngoài thoại như: tải dữ liệu,

gửi Email, tin nhắn nhanh, hình ảnh    

• Điểm mạnh 3G so với công nghệ trước là cho phép truy cập internet, sử dụng các dịch vụ định vị toàn cầu 

GPS, truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau

 Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G Điểm mạnh của công nghệ này so

với công nghệ 2G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau Với công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện, như âm nhạc chất lượng cao; hình ảnh video chất lượng và truyền hình số; Các dịch

vụ định vị toàn cầu (GPS); E-mail, games,

 Quốc gia đầu tiên đưa mạng 3G vào sử dụng rộng rãi là Nhật Bản và hiện tại là khắp thế thế giới Không cần nói thì chúng ta cũng biết mạng di động 3G đã trở nên quan trong như thế nào trong cuộc sống.

Phổ biến nhất của mạng 3G là hệ thống mạng di động truyền tải tốc độ cao HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), phát triển từ 3G và hiện đang được hơn 166 nhà mạng tại 75 nước đưa vào cung cấp cho người dùng Nó mang đến tốc độ tải lên đến 7.2Mbps (tương đương 0.9MB/giây) Hiện nay hầu như tất cả các nhà mạng ở Việt Nam đều cung cấp mạng 3G với tốc độ này cho người dùng

• Hiện nay trên thế giới tồn tại hai công nghệ 3G chủ đạo: UMTS(W-CDMA) và CDMA2000.

• -CDMA2000:

• Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, chuẩn này là sự tiếp nối đối với các hệ thống đang sử dụng công nghệ CDMA trong thế hệ 2 CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, một tổ chức độc lập và tách rời khỏi 3GPP của UMTS CDMA2000 có tốc độ truyền dữ liệu từ 144Kbps đến Mbps Hệ thống CDMA2000 không có khảnăng tương thích với các hệ thống GSM hoặc D-AMPS của thế hệ thứ 2

 Tốc độ 3G

• Tốc độ 3G là tốc độ truyền và tải dữ liệu (tin nhắn, cuộc gọi, hình ảnh, video…) Tốc độ càng cao nghĩa là thời gian truyền tải dữ liệu càng nhanh, dung lượng dữ liệu càng lớn

• Tốc độ 3G chuẩn của một số mạng di động tại Việt Nam là 21 Mbps và đang được cải tiến, nâng cao lên 42 Mbps

Do đó, người dùng 3G sẽ có thể xem phim, clip, nghe nhạc và lướt web nhanh hơn Trong đó:

• HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access): Gói đường truyền tải xuống tốc độ cao, cho phép tốc độ tải dữ liệu

về máy tối đa đạt đến 42 Mbps, tương đương với tốc độ đường truyền ADSL (1 giây có thể up xong 1 bản MP3  

dung lượng 5 MB).

• HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access): Gói đường truyền tải lên tốc độ cao, cho phép tốc độ tối đa đạt 5.76 Mbps.

 Tiêu chuẩn của 3G

 Công nghệ 3G được các nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn trên thế giới xây dựng thành 4 chuẩn chính: 

• W-CDMA: Là nền tảng của chuẩn UMTS, sử dụng băng rộng để có tốc độ cao hơn và hỗ trợ nhiều người dùng

hơn mạng 2G, được sử dụng ở Châu Âu và một phần châu Á, trong đó có Việt Nam

• CDMA 2000: Một chuẩn 3G quan trọng, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95 CDMA 2000 cung        cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s

• TD-CDMA: Được phát triển trền nền tảng chuẩn UTMS. Đây là một chuẩn thương mại áp dụng hỗn hợp của

TDMA và CDMA nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho dữ liệu đa phương tiện kể cả âm thanh, hình ảnh

• TD-SCDMA: Một chuẩn khác dựa trên nền tảng chuẩn UTMS, đang được phát triển tại Trung Quốc, nhằm  mục đích như là một giải pháp thay thế cho W-CDMA

 Ưu điểm:

• Cải thiện được chất lượng cuộc gọi, tín hiệu và tốc độ so với thế hệ trước

• Truy cập Internet tốc độ cao kể cả khi di đang chuyển

• Cùng với sự bùng nổ smartphone, kết nối 3G cho phép người dùng truy cập vào thế giới nội dung đa

phương tiện phong phú bao gồm nhạc, phim, hình ảnh chất lượng cao

• Kết hợp với các ứng dụng nhắn tin OTT như Viber, Skype, Zalo, Line…, 3G giúp người dùng có thể online, trò chuyện mọi lúc mọi nơi với chi phí rẻ hơn rất nhiều so với dạng tin nhắn SMS truyền thống

2 Các kênh hướng lên và hướng xuống của CDMA

• 2.1 Kênh hướng xuống

Hình 5: Kênh hướng xuống

• Ký hiệu

KHT: kênh hoa tiêu (Pilot Channel).

KTG: kênh tìm gọi (Paging Channel).

KLL: kênh lưu lượng (Traffic Channel).

KDB: kênh đồng hồ (Synch Channel).

Wn: mã Walsh tương ứng với kênh.

Lưu ý: nếu số kênh tìm gọi được sử dụng ít hơn 7, mã walsh không sử dụng được dành cho kênh lưu lượng

Kênh hướng xuống CDMA bao gồm các kênh lưu lượng dùng cho điều khiển và các kênh lưu lượng để mang thông tin.

Kênh lưu lượng bao gồm các kênh hoa tiêu, kênh đồng bộ và kênh tìm gọi.

Tất cả các kênh này trên cùng một sóng mang CDMA: 1,23 MHz

Các máy di động MS có thể phân biệt các kênh nhờ các mã riêng biệt được gán cho mỗi kênh

 Kênh lưu lượng:

Có cả ở đường xuống và đường lên

Các kênh này bao gồm các khung 20ms

Các khung có thể phát đi ở các tốc độ khác nhau: 9600, 4800, 2400 và 1200bps.

Kỹ thuật này cho phép kênh thich ứng động với tiếng của người nói chuyện Khi người nói dừng tốc độ bit giảm còn khi người nói chuyện tốc độ bit tăng và hệ thống tức thời dịch đến sử dụng tốc độ cao hơn.

Nhờ vậy cho phép giảm nhiễu đối với các tín hiệu CDMA khác và tăng dung lượng của

hệ thống

Có 4 loại bản tin được phát ở kênh lưu lượng: các bản tin điều khiển bản thân cuộc gọi, các bản tin điều khiển chuyển giao (Handover), các bản tin điều khiển công suất đường xuống, các bản tin bảo mặt và nhận thực và các bản tin cung cấp các thông tin đặc biệt từ/tới trạm di động.

 Kênh hoa tiêu (Pilot Channel)

Kênh này được phát ở tất cả các ô với các đặc điểm như sau:

• Được phát ở mức công suất khá cao với các tín hiệu khác để bảo đảm bám có tính chính xác cao

• Không bị điều biến bởi thông tin và sử dụng Walssh không (gồm 64 số 0) Vì vậy chỉ bao gồm cặp mã PN hoa tiêu vuông góc.

• Được sử dụng làm chuẩn sóng mang nhất quán đẻ giải điều chế cho các tín hiệu khác phát đi từ trạm gốc của ô.

 Kênh đồng bộ (Synch Channel)

Kênh đồng bộ được trạm di động sử dụng trong giai đoạn chiếm hệ thống (truy nhập mạng lần đầu) Sau khi đã chiếm hệ thống rồi, thông thường trạm di động không

sử dụng lại kênh này cho đến khi nó tắt bặt lại nguồn.

Chỉ có một bản tin được gởi đi ở kênh đồng bộ, bản tin này cung cấp cho trạm di động một số thông số của hệ thống: Tốc độ số liệu của kênh tìm gọi, thời gian của chuỗi PN của trạm gốc so với thời gian của hệ thống, kênh đồng bộ luôn luôn có tốc

độ bit là 1200bps.

 Kênh tìm gọi (Paging Channel)

• Sau khi nhận được thông tin từ kênh đồng bộ, MS sẽ điều chỉnh đồng hồ của mình theo đồng hồ của hệ thống Sau đó MS bắt đầu theo dõi kênh tìm gọi

• Kênh tìm gọi có 2 tốc độ 4800 và 9600bps Mỗi tần số cấp phát cho CDMA có đến 7 kênh nhắn tin Mỗi trạm MS sẽ theo dõi 1 kênh tìm gọi.

• Số kênh tìm gọi tối đa là 7 kênh, do đó số tín nhắn tối đa là 7*180=1260 (bản tin/s) để tiết kiệm nguồn và cắt giảm công suất cho MS, kênh tìm gọi chỉ định một khe tiền định

cắt quảng 2s đến 128s.

2.2 Kênh hướng lên

Hình 6: Kênh hướng lên

Vì MS không có thời gian hệ thống, nên BS thu tín hiệu kênh hướng lên theo phương phấp không tương can Vậy có sự khác nhau về đặc tính điều chế giữa đường truyền hai hướng Ở hướng lên thực hiện điều chế trực giao 64 phân cho các tốc độ số liệu 9600,

4800, 2400, 1200bps.

Hình 7: Sơ đồ tổng quát của

mạng 3G

3 Sơ đồ tổng quan

mạng 3G

Mạng thông tin di động thế hệ ba gồm hai phần mạng: mạng lõi và mạng truy nhập vô tuyến.

Mạng lõi gồm các trung tâm chuyển mạch kênh ( MSC: Mobile Serices Switching Center) và các nút

hỗ trợ chuyện mạch gói ( SGSN: Serving General Packet Radio Service Support Node)

Các kênh thoại và truyền số liệu chuyển mạch gói được kết nối với các mạng ngoài qua các trung tâm chuyển mạch kênh và nút chuyển mạch gói cổng: GMSC và GGSN

Để kết nói trung tâm chuyển kênh với mạng ngoài cần có thêm phần tử làm chức năng tương tác mạng (IWF) Ngoài các trung tâm chuyển mạch kênh và nút chuyển mạch gói, mạng lõi còn chứa các cơ sở dữ liệu cần thiết cho các mạng di động như: HLR, AUC và EIR

Mạng truy cập vô tuyến chứa các phần tử sau: