Công nghệ IP VPN

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 2 1.1 Giới thiệu 2 1.2 Các mô hình kiến trúc của các hệ thống thông tin di động 3G 4 1.2.1 Kiến trúc chung mạng thông tin di động 3G 4 1.2.2 Kiến trúc mạng thông tin di động 3G phát hành 3 5 1.2.3 Kiến trúc mạng thông tin di động 3G phát hành 5 7 1.3 Các DSP khả trình trong hệ thống thông tin di động 3G 9 CHƯƠNG 2: CÁC DSP KHẢ TRÌNH TRONG MÁY CẦM TAY HAI CHẾ ĐỘ (2G và 3G) 10 2.1 Giới thiệu 10 2.2 Các tiêu chuẩn vô tuyến 11 2.3 Băng tần gốc số (DBB) DS FDD chung – mô tả theo chức năng 13 2.4 Mô tả chức năng một hệ thống hai chế độ 15 2.5 Phân tích tính phức tạp và phân chia HW/SW 18 2.6 Các phương pháp thiết kế phần cứng 21 2.6.1 So sánh giữa kiến trúc phân tán với kiến trúc tập trung 21 2.6.2 Phương pháp bộ đồng xử lý 22 2.6.3 Vai trò của DSP trong 2G và chế độ kép 27 2.7 Xử lý phần mềm và giao diện với các lớp cao hơn 29 2.8 Tổng kết 30 CHƯƠNG 3: CÁC DSP KHẢ TRÌNH CHO CÁC MODEM TRẠM GỐC 3G 31 3.1 Giới thiệu 31 3.2 Tổng quan về các trạm gốc 3G: Các yêu cầu 32 3.2.1 Giới thiệu 32 3.2.2 Các yêu cầu chung 32 3.2.3 Xử lý băng tần gốc trạm gốc CDMA cơ bản 33 3.2.4 Xử lý tốc độ ký hiệu (SR) 34 3.2.5 Xử lý tốc độ chip (CR) 35 3.2.5.1 Bộ tìm kiếm: Bộ tìm kiếm truy nhập và bộ tìm kiếm lưu lượng 35 3.2.5.2 Bộ giải trải phổ RAKE 36 3.3 Phân tích hệ thống 36 3.3.1 Phân tích xử lý SR 36 3.3.2 Phân tích xử lý CR 38 3.3.2.1 Phân tích bộ thu đường lên 38 3.3.2.2 Sử dụng một bộ đồng xử lý 39 3.4 Các giải pháp bộ đồng xử lý mềm dẻo 40 3.4.1 Bộ đồng xử lý giải mã xoắn Viterbi 41 3.4.2 Bộ đồng xử lý giải mã turbo 43 3.4.3 Bộ đồng xử lý tương quan 45 3.5 Tổng kết 47 CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG DSP KHẢ TRÌNH TRONG XỬ LÝ DÀN ANTEN 49 4.1 Giới thiệu 49 4.2 Mô hình tín hiệu dàn anten 50 4.3 Các kỹ thuật tạo búp sóng tuyến tính 54 4.3.1 Đạo hàm gần đúng cực đại 56 4.3.2 Sự thích ứng trung bình bình phương nhỏ nhất 59 4.3.3 Xử lý các bình phương nhỏ nhất 61 4.3.4 Sự thích ứng tín hiệu mờ 66 4.3.5 Các ràng buộc không gian con 69 4.3.6 Khai thác tuần hoàn tĩnh 71 4.3.7 Các kỹ thuật bộ tạo búp sóng phát 74 4.4 Tách tín hiệu đa đầu vào đa đầu ra (MIMO) 82 4.4.1 Mô hình hệ thống tuyến tính MIMO 82 4.4.2 Dung lượng của các kênh truyền thông MIMO 85 4.4.3 Ước tính tuyến tính của các tín hiệu mong muốn trong các hệ thống truyền thông MIMO. 87 4.4.3.1 Tách sóng khử về 0 (Zero-Forcing Detection) 87 4.4.3.2 Tách sóng lỗi trung bình bình phương cực tiểu tuyến tính 88 4.4.3.3 Ước tính tuyến tính thích ứng mờ 89 4.4.4 Ước tính phi tuyến của các tín hiệu mong muốn trong các hệ thống truyền thông MIMO 91 4.4.4.1 Tách sóng gần giống cực đại 91 4.4.4.2 Khử nhiễu nối tiếp 92 4.4.4.3 Khử nhiễu song song 93 4.5 Tổng kết 95 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Lộ trình phát triển các thế hệ thông tin di động 2 Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS 4 Hình 1.3: Kiến trúc mạng trong 3GPP phát hành 1999 4 Hình 1.4: Kiến trúc mạng đa phương tiện IP của 3GPP 6 Hình 2.1: Sự khái quát chung theo chức năng của việc xử lý lớp vật lý trong DSP 12 Hình 2.2: Khái niệm hai chế độ 14 Hình 2.3: Hoạt động liên hệ thống 15 Hình 2.4: Các yêu cầu xử lý tương quan của mỗi khối chức năng trong các kịch bản (A, B, và C). Xử lý được biểu diễn dưới dạng các hoạt động (hàng triệu hoạt động trong một giây) 16 Hình 2.5: Các chức năng phân chi HW/SW 17 Hình 2.6: Ví dụ bộ đồng xử lý ghép chặt 21 Hình 2.7: Hệ thống dựa trên bộ đồng xử lý (bộ tương quan) ghép lỏng 23 Hình 3.1: Sơ đồ khối cho trạm gốc CDMA băng rộng mô tả các chức năng chính 30 Hình 3.2: Kiến trúc mức cao bộ đồng xử lý giải mã Viterbi 37 Hình 3.3: Đường số liệu tầng cơ số 16 của tính toán ma trận trạng thái 38 Hình 3.4: Bộ mã hóa Turbo 39 Hình 3.5: Kiến trúc bộ đồng xử lý Turbo 40 Hình 3.6: Kiến trúc bộ giải mã MAP 41 Hình 3.7: Ví dụ của việc thực hiện sử dụng CCP 42 Hình 4.1: Lựa chọn một mẫu anten cố định để tăng cường thu SOI 46 Hình 4.2: Mô hình bộ phát và phần tử dàn 46 Hình 4.3: Mô hình bộ tạo bỳp súng tuyến tính xử lý tại bộ thu 49 Hình 4.4: Bộ tạo bỳp súng tuyến tính xử lý tại bộ thu 51 Hình 4.5: Bộ xử lý chung cho một bộ tạo bỳp súng mờ 62 Hình 4.6: Mô hình búp sóng phát và thu 75 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3GPP 3G Partnership Project Dự án hợp tác 3G A ACS Add, Compare and Select Cộng, so sánh và lựa chọn AFC Automatic Frequency Control Điều khiển tần số tự động AGC Automatic Gain Control Điều khiển độ lợi tự động API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng ARIB Association Industry and Business Liên hiệp kinh doanh và công nghiệp Nhật Bản ASIC Application Specific Integrated Circuits Mạch tích hợp ứng dụng đặc trưng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gaussơ trắng cộng B BLAST Bell-labs-LAyered-Space-Time Các thí nghiệm Bell phân lớp không gian - thời gian BOM Bill of Materials Chi phí vật liệu BOPS Billions of Operations Per Second Hàng tỷ thao tác trên một giây BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế khóa chuyển pha cơ số hai BTS Base Transcerver Station Trạm thu phát gốc C CCP Correlator Coprocessor Bộ đồng xử lý tương quan CCTrCH Coded Composite Transport Channel Kênh truyền tải đa hợp được mã hóa CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CM Constant Modulus Modul không đổi CMOE Constrained Minimum Output Energy Năng lượng đầu ra cực tiểu ràng buộc CODEC Coder and Decoder Bộ mã hóa và giải mã CR Chip-rate Tốc độ chip CRC Cyclic Redundancy Code Mã dư vòng CSB Combined Symbol Buffer Bộ đệm ký hiệu kết hợp D DBB Digital Base Band Băng tần gốc số DCT Discrete Cosine Tranform Biến đổi cosin rời rạc DLL Delay Lock Loop Lặp khóa trễ DMA Direct Memory Access Truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMT Discrete Multitone Modulation Điều chế đa tần rời rạc DPE Delay Profile Estimation Ước tính hiện trạng trễ DS-CDMA Direct Sequence CDMA CDMA chuỗi trực tiếp DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số E EDMA Enhance DMA DMA tăng cường EOL Early/On Time/Late Sớm/đúng lúc/muộn ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu F FCC Federal Communication Comission Ủy ban thông tin liên bang FCP Flexible Coprocessor Bộ đồng xử lý mềm dẻo FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số FDD-DS Frequency Division Duplex-Direct Sequence Ghép song công phân chia theo tân số- chuỗi trực tiếp FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước FHT Fast Hadamard Transformation Biến đổi Hadamard nhanh FM Frequency Modulation Điều chế tần số FSK Frequency Shift Keying Điều chế khóa chuyển tần G GOPS GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống truyền thông di động toàn cầu H HW HardWare Phần cứng I IF Intermediate Frequency Tần số trung gian IMT International Mobile Telecommunications Thông tin di động quốc tế ITU International Telecommunication Union Ủy ban viễn thông quốc tế L LCC Loosely Coupled Coprocessor Bộ đồng xử lý ghép lỏng LMMSE Linear Minimum Mean Squared Error Lỗi trung bình bình phương cực tiểu tuyến tính LMS Least Mean Squares M MAC Medium Access Layer Lớp truy nhập môi trường MAP Maximum A Posteriori MGSO Modified Gram-Schmidt Orthogonalization Trực giao hóa Gram-Schmidt thay đổi MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra MIPS Million Instructions Per Second Triệu lệnh trên giây MMU Memory Management Unit Khối quản lý bộ nhớ MRC Maximal Ratio Combining Tổ hợp tỷ số tối đa MS Mobile Station Trạm di động MSE Mean Square Error Lỗi trung bình bình phương MSK Minimum Shift Keying Điều chế dịch pha cực tiểu N NMSE Normalized Mean Square Error Lỗi trung bình bình phương chuẩn hóa O OEM OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao P PIC Parallel Interference Cancellation Khử nhiễu song song PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PN Pseudo Noise Giả tạp âm PSK Phase Shift Keying Điều chế khóa dịch pha Q QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QR R RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAKE Bộ phân tập RAKE RC Radio Configuration Cấu hình vô tuyến RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RMS Recursive Least Squares Bình phương đệ quy nhỏ nhất RRC Radio Resource Controller Bộ điều khiển tài nguyên vô tuyến RSCC Recursive Systematic Convolution Coder Bộ mã hóa xoắn hệ thống đệ quy S SCORE Self-Coherence Restoral SIC Successive Interference Cancellation Khử nhiễu liên tiếp SINR Signal-to-Interference Noise Power Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm, nhiễu SISO Single Input Single Output Một đầu vào một đầu ra SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SOI Signal Of Interest Tín hiệu quan tâm SR Symbol-rate Tốc độ ký hiệu SVD Singular Value Decomposition Phân tích giá trị duy nhất SW SoftWare Phần mềm T TCC Tightly Coupled Coprocessor Bộ đồng xử lý ghép chặt TDD Time Division Duplex Bộ ghép song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TI Texas Instruments Dụng cụ Texas U UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu UTRA Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS V VCP Viterbi Coprocessor Bộ đồng xử lý Viterbi VLD Variable Length Decoding Giải mã chiều dài biến đổi W WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng WMSA Weighted Multi-Slot Average Trung bình đa khe theo trọng số LỜI NÓI ĐẦU Thông tin di động ngày nay đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh và mang lại nhiều lợi nhuận nhất cho các nhà khai thác. Sự phát triển của thị trường viễn thông di động đã thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu và triển khai các hệ thống thông tin di động mới trong tương lai. Hệ thống di động thế hệ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ ba là một tất yếu, theo hướng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và đa dạng của người sử dụng. Đồ án “Ứng dụng các DSP khả trình trong 3G” trình bày những ứng dụng của các DSP khả trình trong việc thiết kế các thành phần căn bản của hệ thống 3G. Sự hỗ trợ của các DSP khả trình đối với việc tăng khả năng xử lý, tốc độ xử lý, dung lượng hệ thống, hiệu suất làm việc của hệ thống 3G. Qua đó thấy được ứng dụng và tầm quan trọng của các DSP khả trình trong việc thiết kế hệ thống thông tin di động. Bố cục của đồ án gồm 4 chương:  Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động 3G.  Chương 2: Các DSP khả trình trong cỏc mỏy cầm tay hai chế độ (2G và 3 G).  Chương 3: Các DSP khả trình trong các modem trạm gốc 3G.  Chương 4: Sử dụng DSP khả trình trong xử lý dàn anten. DSP được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực của khoa học, công nghệ điện tử, tin học và đời sống. Ứng dụng của DSP trong hệ thống thông tin di động thì không phải là mới mẻ, nhưng việc tìm hiểu về ứng dụng của các DSP khả trình trong 3G là vấn đề khá mới ở Việt Nam, đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng về hệ thống 3G và xử lý tín hiệu số. Vì vậy trong khuôn khổ đồ án chắc chắn không tránh khỏi những sai sót cũng như còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết thoả đáng. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo, sự góp ý và phê bình của các bạn. Trong thời gian thực tập và hoàn thành đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Đinh Hữu Thanh, sự chỉ bảo ân cần của các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 20/6/2012 Sinh viên Phạm Xuân Giang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 1.1 Giới thiệu Thông tin di động bắt đầu từ những năm 1920, khi các cơ quan an ninh ở Mỹ bắt đầu sử dụng điện thoại vô tuyến, dù chỉ là ở các căn cứ thí nghiệm. Công nghệ vào thời điểm đú đó cú những thành công nhất định trờn cỏc chuyến tàu hàng hải, nhưng nó vẫn chưa thực sự thích hợp cho thông tin trên bộ. Các thiết bị cũn khỏ cồng kềnh và công nghệ vô tuyến vẫn còn gặp khó khăn trước những toà nhà lớn ở thành phố. Vào năm 1930 đó cú một bước tiến xa hơn với sự phát triển của điều chế FM, được sử dụng ở chiến trường trong suốt thế chiến thứ hai. Sự phát triển này kéo dài đến cả thời bình, và các dịch vụ di động bắt đầu xuất hiện vào những năm 1940 ở một số thành phố lớn. Tuy vậy, dung lượng của các hệ thống đó rất hạn chế, và phải mất nhiều năm thông tin di động mới trở thành một sản phẩm thương mại. Hình 1.1 trình bày tóm tắt lộ trình phát triển các thế hệ thông tin di động từ 1G đến 3G. Để tiến tới thế hệ ba, thế hệ hai phải trải qua một giai đoạn trung gian, giai đoạn này được gọi là 2,5G.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ 1. Đề tài tốt nghiệp: "Công nghệ IP-VPN" 2. Nhiệm vụ thiết kế: . . . . . . . . . . . . . . . . Ngày tháng năm 2012 SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN . . . . . . . . . . . . . . . . Ngày tháng năm 2012 SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Ký, ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC HÌNH VẼ i THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .ii LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G .2 1.1 Giới thiệu .2 1.2 Các mô hình kiến trúc của các hệ thống thông tin di động 3G 4 1.2.1 Kiến trúc chung mạng thông tin di động 3G .4 1.2.2 Kiến trúc mạng thông tin di động 3G phát hành 3 5 1.2.3 Kiến trúc mạng thông tin di động 3G phát hành 5 7 1.3 Các DSP khả trình trong hệ thống thông tin di động 3G .9 CHƯƠNG 2: CÁC DSP KHẢ TRèNH TRONG MÁY CẦM TAY HAI CHẾ ĐỘ (2G và 3G) 10 2.1 Giới thiệu .10 2.2 Các tiêu chuẩn vô tuyến .11 2.3 Băng tần gốc số (DBB) DS FDD chung – mô tả theo chức năng 13 2.4 Mô tả chức năng một hệ thống hai chế độ .15 2.5 Phân tích tính phức tạp và phân chia HW/SW .17 2.6 Các phương pháp thiết kế phần cứng .20 2.6.1 So sánh giữa kiến trúc phân tán với kiến trúc tập trung 20 2.6.2 Phương pháp bộ đồng xử lý 21 2.6.3 Vai trò của DSP trong 2G và chế độ kép .26 2.7 Xử lý phần mềm và giao diện với các lớp cao hơn 28 2.8 Tổng kết .29 CHƯƠNG 3: CÁC DSP KHẢ TRèNH CHO CÁC MODEM TRẠM GỐC 3G .30 3.1 Giới thiệu .30 3.2 Tổng quan về các trạm gốc 3G: Các yêu cầu .31 3.2.1 Giới thiệu .31 3.2.2 Các yêu cầu chung .31 3.2.3 Xử lý băng tần gốc trạm gốc CDMA cơ bản .32 SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh 3.2.4 Xử lý tốc độ ký hiệu (SR) 33 3.2.5 Xử lý tốc độ chip (CR) 34 3.2.5.1 Bộ tìm kiếm: Bộ tìm kiếm truy nhập và bộ tìm kiếm lưu lượng 34 3.2.5.2 Bộ giải trải phổ RAKE 35 3.3 Phân tích hệ thống 35 3.3.1 Phân tích xử lý SR .35 3.3.2 Phân tích xử lý CR .37 3.3.2.1 Phân tích bộ thu đường lên .37 3.3.2.2 Sử dụng một bộ đồng xử lý 38 3.4 Các giải pháp bộ đồng xử lý mềm dẻo .39 3.4.1 Bộ đồng xử lý giải mã xoắn Viterbi 39 3.4.2 Bộ đồng xử lý giải mã turbo 41 3.4.3 Bộ đồng xử lý tương quan .44 3.5 Tổng kết .46 CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG DSP KHẢ TRèNH TRONG XỬ LÝ DÀN ANTEN 48 4.1 Giới thiệu .48 4.2 Mô hình tín hiệu dàn anten .49 4.3 Các kỹ thuật tạo bỳp súng tuyến tính .53 4.3.1 Đạo hàm gần đúng cực đại 55 4.3.2 Sự thích ứng trung bình bình phương nhỏ nhất .58 4.3.3 Xử lý các bình phương nhỏ nhất .60 4.3.4 Sự thích ứng tín hiệu mờ .65 4.3.5 Các ràng buộc không gian con 68 4.3.6 Khai thác tuần hoàn tĩnh 70 4.3.7 Các kỹ thuật bộ tạo búp sóng phát .73 4.4 Tách tín hiệu đa đầu vào đa đầu ra (MIMO) 81 4.4.1 Mô hình hệ thống tuyến tính MIMO .81 4.4.2 Dung lượng của cỏc kờnh truyền thông MIMO 84 4.4.3 Ước tính tuyến tính của các tín hiệu mong muốn trong các hệ thống truyền thông MIMO .86 4.4.3.1 Tỏch sóng khử về 0 (Zero-Forcing Detection) .86 4.4.3.2 Tỏch sóng lỗi trung bình bình phương cực tiểu tuyến tính .87 4.4.3.3 Ước tính tuyến tính thích ứng mờ .88 4.4.4 Ước tính phi tuyến của các tín hiệu mong muốn trong các hệ thống truyền thông MIMO .90 4.4.4.1 Tỏch súng gần giống cực đại 90 4.4.4.2 Khử nhiễu nối tiếp 91 4.4.4.3 Khử nhiễu song song 92 4.5 Tổng kết .94 SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh KẾT LUẬN .95 TÀI LIỆU THAM KHẢO .96 SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Lộ trình phát triển các thế hệ thông tin di động .2 Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS 4 Hình 1.3: Kiến trúc mạng trong 3GPP phát hành 1999 .4 Hình 1.4: Kiến trúc mạng đa phương tiện IP của 3GPP 6 Hình 2.1: Sự khái quát chung theo chức năng của việc xử lý lớp vật lý trong DSP 12 Hình 2.2: Khái niệm hai chế độ .14 Hình 2.3: Hoạt động liên hệ thống .15 Hình 2.4: Các yêu cầu xử lý tương quan của mỗi khối chức năng trong các kịch bản (A, B, và C). Xử lý được biểu diễn dưới dạng các hoạt động (hàng triệu hoạt động trong một giây) 16 Hình 2.5: Các chức năng phân chi HW/SW 17 Hình 2.6: Ví dụ bộ đồng xử lý ghép chặt .21 Hình 2.7: Hệ thống dựa trên bộ đồng xử lý (bộ tương quan) ghép lỏng .23 Hình 3.1: Sơ đồ khối cho trạm gốc CDMA băng rộng mô tả các chức năng chính 30 Hình 3.2: Kiến trúc mức cao bộ đồng xử lý giải mã Viterbi .37 Hình 3.3: Đường số liệu tầng cơ số 16 của tính toán ma trận trạng thái .38 Hình 3.4: Bộ mã hóa Turbo .39 Hình 3.5: Kiến trúc bộ đồng xử lý Turbo 40 Hình 3.6: Kiến trúc bộ giải mã MAP .41 Hình 3.7: Ví dụ của việc thực hiện sử dụng CCP 42 Hình 4.1: Lựa chọn một mẫu anten cố định để tăng cường thu SOI .46 Hình 4.2: Mô hình bộ phát và phần tử dàn 46 Hình 4.3: Mô hình bộ tạo bỳp súng tuyến tính xử lý tại bộ thu .49 Hình 4.4: Bộ tạo bỳp súng tuyến tính xử lý tại bộ thu .51 Hình 4.5: Bộ xử lý chung cho một bộ tạo bỳp súng mờ 62 Hình 4.6: Mô hình búp sóng phát và thu .75 SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3GPP 3G Partnership Project Dự án hợp tác 3G A ACS Add, Compare and Select Cộng, so sánh và lựa chọn AFC Automatic Frequency Control Điều khiển tần số tự động AGC Automatic Gain Control Điều khiển độ lợi tự động API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng ARIB Association Industry and Business Liên hiệp kinh doanh và công nghiệp Nhật Bản ASIC Application Specific Integrated Circuits Mạch tích hợp ứng dụng đặc trưng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gaussơ trắng cộng B BLAST Bell-labs-LAyered-Space-Time Các thí nghiệm Bell phân lớp không gian - thời gian BOM Bill of Materials Chi phí vật liệu BOPS Billions of Operations Per Second Hàng tỷ thao tác trên một giây BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế khóa chuyển pha cơ số hai BTS Base Transcerver Station Trạm thu phát gốc C CCP Correlator Coprocessor Bộ đồng xử lý tương quan CCTrCH Coded Composite Transport Channel Kênh truyền tải đa hợp được mã hóa CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CM Constant Modulus Modul không đổi CMOE Constrained Minimum Output Energy Năng lượng đầu ra cực tiểu ràng buộc CODEC Coder and Decoder Bộ mã hóa và giải mã CR Chip-rate Tốc độ chip CRC Cyclic Redundancy Code Mã dư vòng CSB Combined Symbol Buffer Bộ đệm ký hiệu kết hợp D DBB Digital Base Band Băng tần gốc số DCT Discrete Cosine Tranform Biến đổi cosin rời rạc DLL Delay Lock Loop Lặp khóa trễ DMA Direct Memory Access Truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMT Discrete Multitone Modulation Điều chế đa tần rời rạc DPE Delay Profile Estimation Ước tính hiện trạng trễ DS-CDMA Direct Sequence CDMA CDMA chuỗi trực tiếp DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số E EDMA Enhance DMA DMA tăng cường EOL Early/On Time/Late Sớm/đúng lúc/muộn ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu F FCC Federal Communication Comission Ủy ban thông tin liên bang FCP Flexible Coprocessor Bộ đồng xử lý mềm dẻo SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số FDD-DS Frequency Division Duplex-Direct Sequence Ghép song công phân chia theo tân số- chuỗi trực tiếp FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước FHT Fast Hadamard Transformation Biến đổi Hadamard nhanh FM Frequency Modulation Điều chế tần số FSK Frequency Shift Keying Điều chế khóa chuyển tần G GOPS GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống truyền thông di động toàn cầu H HW HardWare Phần cứng I IF Intermediate Frequency Tần số trung gian IMT International Mobile Telecommunications Thông tin di động quốc tế ITU International Telecommunication Union Ủy ban viễn thông quốc tế L LCC Loosely Coupled Coprocessor Bộ đồng xử lý ghép lỏng LMMSE Linear Minimum Mean Squared Error Lỗi trung bình bình phương cực tiểu tuyến tính LMS Least Mean Squares M MAC Medium Access Layer Lớp truy nhập môi trường MAP Maximum A Posteriori MGSO Modified Gram-Schmidt Orthogonalization Trực giao hóa Gram-Schmidt thay đổi MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra MIPS Million Instructions Per Second Triệu lệnh trên giây MMU Memory Management Unit Khối quản lý bộ nhớ MRC Maximal Ratio Combining Tổ hợp tỷ số tối đa MS Mobile Station Trạm di động MSE Mean Square Error Lỗi trung bình bình phương MSK Minimum Shift Keying Điều chế dịch pha cực tiểu N NMSE Normalized Mean Square Error Lỗi trung bình bình phương chuẩn hóa O OEM OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao P PIC Parallel Interference Cancellation Khử nhiễu song song PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PN Pseudo Noise Giả tạp âm SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT Đồ án tốt nghiệp GVHD: Đinh Hữu Thanh PSK Phase Shift Keying Điều chế khóa dịch pha Q QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QR R RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAKE Bộ phân tập RAKE RC Radio Configuration Cấu hình vô tuyến RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RMS Recursive Least Squares Bình phương đệ quy nhỏ nhất RRC Radio Resource Controller Bộ điều khiển tài nguyên vô tuyến RSCC Recursive Systematic Convolution Coder Bộ mã hóa xoắn hệ thống đệ quy S SCORE Self-Coherence Restoral SIC Successive Interference Cancellation Khử nhiễu liên tiếp SINR Signal-to-Interference Noise Power Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm, nhiễu SISO Single Input Single Output Một đầu vào một đầu ra SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SOI Signal Of Interest Tín hiệu quan tâm SR Symbol-rate Tốc độ ký hiệu SVD Singular Value Decomposition Phân tích giá trị duy nhất SW SoftWare Phần mềm T TCC Tightly Coupled Coprocessor Bộ đồng xử lý ghép chặt TDD Time Division Duplex Bộ ghép song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TI Texas Instruments Dụng cụ Texas U UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu UTRA Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS V VCP Viterbi Coprocessor Bộ đồng xử lý Viterbi VLD Variable Length Decoding Giải mã chiều dài biến đổi W WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng WMSA Weighted Multi-Slot Average Trung bình đa khe theo trọng số SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT LỜI NÓI ĐẦU Thông tin di động ngày nay đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh và mang lại nhiều lợi nhuận nhất cho các nhà khai thác. Sự phát triển của thị trường viễn thông di động đã thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu và triển khai các hệ thống thông tin di động mới trong tương lai. Hệ thống di động thế hệ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ ba là một tất yếu, theo hướng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và đa dạng của người sử dụng. Đồ án “Ứng dụng các DSP khả trình trong 3G” trình bày những ứng dụng của các DSP khả trình trong việc thiết kế các thành phần căn bản của hệ thống 3G. Sự hỗ trợ của các DSP khả trình đối với việc tăng khả năng xử lý, tốc độ xử lý, dung lượng hệ thống, hiệu suất làm việc của hệ thống 3G. Qua đó thấy được ứng dụng và tầm quan trọng của các DSP khả trình trong việc thiết kế hệ thống thông tin di động. Bố cục của đồ án gồm 4 chương:  Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động 3G.  Chương 2: Các DSP khả trình trong cỏc mỏy cầm tay hai chế độ (2G và 3 G).  Chương 3: Các DSP khả trình trong các modem trạm gốc 3G.  Chương 4: Sử dụng DSP khả trình trong xử lý dàn anten. DSP được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực của khoa học, công nghệ điện tử, tin học và đời sống. Ứng dụng của DSP trong hệ thống thông tin di động thì không phải là mới mẻ, nhưng việc tìm hiểu về ứng dụng của các DSP khả trình trong 3G là vấn đề khá mới ở Việt Nam, đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng về hệ thống 3G và xử lý tín hiệu số. Vì vậy trong khuôn khổ đồ án chắc chắn không tránh khỏi những sai sót cũng như còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết thoả đáng. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo, sự góp ý và phê bình của các bạn. Trong thời gian thực tập và hoàn thành đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Đinh Hữu Thanh, sự chỉ bảo ân cần của các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 20/6/2012 Sinh viên Phạm Xuân Giang SV: Phạm Xuân Giang - Lớp: 09TM05ĐT 1 . GVHD: Đinh Hữu Thanh PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ 1. Đề tài tốt nghiệp: " ;Công nghệ IP- VPN& quot; 2. Nhiệm vụ thiết kế: .......................................................................................................................................... Orthogonalization Trực giao hóa Gram-Schmidt thay đổi MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra MIPS Million Instructions Per Second Triệu lệnh trên