Luận văn tốt nghiệp: Công nghệ CDMA và ứng dụng công nghệ CDMA trong thông tin di động

TRÕNH QËC BẪO MC LC MC LC Lúâi nối àêìu PHÊÌN I: MẨNG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG VÂ K THÅT TRẪI PHƯÍ CHÛÚNG I Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àöång 1.1 - Tưíng quan 1.2 - Cêëu trc mẩng thưng tin söë Cellular 1.3 - Sûå phất triïín ca hïå thưëng thưng tin Cellular 1.4 - Caác phûúng phấp truy cêåp mẩng thưng tin di àưång sưë CHÛÚNG II K thåt trẫi phưí 10 2.1 - Múã àêìu 10 2.2 - Hïå thưëng trẫi phưí trûåc tiïëp (DS/SS) .10 2.2.1 Cấc hïå thưëng DS/SS - BPSK 11 2.2.2 Cấc hïå thưëng DS/SS - QPSK 16 2.3 - Hïå thưëng nhẫy têìn (FH/ss) 20 2.3.1 Cấc hïå thưëng FH/SS nhanh 21 2.3.2 Hïå thöëng FH/SS chêåm .27 2.4 - Hïå thưëng nhẫy thúâi gian (TH/SS) 29 2.5 - So sấnh cấc hïå thưëng SS .30 2.6 - Hïå thöëng lai (Hybrid) 31 2.6.1 FH/DS 32 2.6.2 TH/FH .34 2.6.3 TH/DS .35 2.7 - Daäy PN 37 2.8 - Àưìng bưå mậ cấc hïå thưëng thưng tin trẫi phưí 41 PHÊÌN II: ÛÁNG DNG CÖNG NGHÏÅ CDMA TRONG THÖNG TIN DI ÀÖÅNG 44 CHÛÚNG III Tưíng quan vïì Cưng nghïå CDMA 44 3.1 - Tưíng quan 44 3.2 - Th tc phất/thu tđn hiïåu .45 3.3 - Caác àùåc tñnh cuãa CDMA .46 3.3.1 Tđnh àa dẩng ca phên têåp 46 3.3.2 Àiïìu khiïín cưng suêët CDMA 47 3.3.3 Dung lûúång 48 3.3.4 Bưå mậ - giẫi mậ thoẩi vâ tưëc àưå sưë liïåu biïën àưíi 49 http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 3.3.5 Bẫo mêåt cåc gổi 49 3.3.6 Chuyïín giao (handoff) úã CDMA .50 3.3.7 Tấch tđn hiïåu thoẩi 50 3.3.8 Tấi sûã dng têìn sưë vâ vng ph sống 51 3.3.9 Giấ trõ Eb/No thêëp (hay C/I) vâ chưëng lưỵi 52 3.3.10 Dung lûúång mïìm 52 3.4 - Bûúác tiïën cưng nghïå CDMA vïì bùng rưång 53 3.5 - Cấc cưng nghïå giao diïån vö tuyïën cho 3G .54 3.6 - Cêëu truác WCDMA 55 3.6.1 Cấc giẫi phấp k thuêåt .55 3.6.2 Soáng mang .57 3.6.3 Kïnh logic 57 3.6.4 Kïnh vêåt lyá .58 3.6.5 Sûå trẫi phưí 62 3.6.6 Àa töëc àöå 63 3.6.7 Gối dûä liïåu 64 3.6.8 Chuín giao .64 3.7.1 Bùng thöng .67 3.7.2 Kïnh vêåt lyá .68 3.7.3 Sûå trẫi phưí 70 3.7.4 Àa töëc àöå 70 3.7.5 Goái dûä liïåu .71 3.7.6 Chuyïín giao .71 3.7.7 Truyïìn phên têåp 71 3.8 - Caác kiïën nghõ cho thưng tin di àưång 3G vâ sûå chín hoấ 71 3.8.1 IMT-2000 .72 3.8.2 Hổ tiïu chín IMT-2000 73 CHÛÚNG IV: ÛÁNG DUÅNG CÖNG NGHÏÅ CDMA TRONG THÖNG TIN DI ÀÖÅNG 75 4.1 - Àiïìu khiïín cưng sët 75 4.1.1 Àiïìu khiïín cưng sët mẩch vông húã trïn kïnh hûúáng lïn 81 4.1.2 Àiïìu khiïín cưng sët mẩch vông kđn trïn kïnh hûúáng lïn 82 4.1.3 Àiïìu khiïín cưng suêët trïn kïnh hûúáng xuöëng 83 4.2 - Dung lûúång 85 4.2.1 Dung lûúång cûåc àûúâng truyïìn hûúáng lïn 86 4.2.2 Töëc àöå mậ hoấ thoẩi 91 4.2.4 Tđch cûåc thoẩi 92 http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 4.2.5 Can nhiïỵu 92 4.2.6 Tùng đch dẫi quẩt hoaá 93 4.2.7 Àiïìu khiïín cưng sët khưng chđnh xấc .94 4.2.8 Phên tđch tùỉc nghện 94 4.2.9 Phên tñch tùỉc nghện mïìm CDMA 95 4.2.10 Dung lûúång àûúâng truìn hûúáng xëng 100 4.3 - Chuyïín giao .102 4.3.1 Chuín giao mïìm vâ mïìm hún .104 4.3.2 Chuyïín giao cûáng 106 4.3.3 Chuín giao úã hïå thưëng thưng tin di àưång CDMA IS-95 107 4.4 - Àùåc tđnh àiïìu chïë vâ tưí chûác kïnh .114 4.4.1 Tñn hiïåu kïnh CDMA hûúáng lïn 114 4.4.2 Kïnh truy nhêåp vaâ kïnh lûu lûúång hûúáng lïn 121 4.4.3 Tđn hiïåu kïnh CDMA hûúáng xëng .123 Bẫng tra cûáu cấc tûâ viïët tùỉt 131 Taâi liïåu tham khaão .134 http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO Lúâi nối àêìu Cng vúái sûå phất triïín ca cấc nghânh cưng nghïå nhû àiïån tûã, tin hổc, cưng nghïå viïỵn thưng nhûäng nùm vûâa qua phất triïín rêët mẩnh mệ cung cêëp ngây câng nhiïìu cấc loẩi hịnh dõch v múái àa dẩng, an toân, chêët lûúång cao àấp ûáng ngây câng tưët cấc u cêìu ca khấch hâng Thïë k 21 sệ chûáng kiïën sûå bng nưí ca thưng tin vư tuën àố tin tûác di àưång àống vai trô rêët quan trổng Nhu cêìu vïì thưng tin ngây câng tùng cẫ vïì sưë lûúång, chêët lûúång vâ cấc loẩi hịnh dõch v, àiïìu nây àậ thc àêíy thïë giúái phẫi tịm kiïëm mưåt phûúng thûác thưng tin múái Vâ cưng nghïå CDMA àậ trúã thânh mc tiïu hûúáng túái ca lơnh vûåc thưng tin di àưång trïn thïë giúái Hiïån nay, mẩng thưng tin di àưång ca Viïåt Nam àang sûã duång cöng nghïå GSM, nhiïn tûúng lai mẩng thưng tin nây sệ khưng àấp ûáng àûúåc cấc nhu cêìu vïì thưng tin di àưång, àố viïåc nghiïn cûáu vâ triïín khai mẩng thưng tin di àưång CDMA lâ mưåt àiïìu têët ëu Xët phất tûâ nhûäng suy nghơ nhû vêåy nïn em àậ quët àõnh chổn àïì tâi: " Cưng nghïå CDMA vâ ûáng duång cuãa cöng nghïå CDMA thöng tin di àưång" Nưåi dung ca lån vùn gưìm hai phêìn: Phêìn I: Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång vâ k thåt trẫi phưí Phêìn II: ÛÁná g dng ca cưng nghïå CDMA thưng tin di àưång Trong quấ trịnh lâm lån vùn tưët nghiïåp, mùåc d em àậ cưë gùỉng nhiïìu nhûng trịnh àưå cố hẩn nïn khưng thïí trấnh khỗi nhûäng sai sốt, em rêët mong nhêån àûúåc sûå phï bịnh, hûúáng dêỵn vâ sûå gip àúä ca Thêìy cư, bẩn bê Em xin chên thânh cẫm ún sûå gip àúä têån tịnh ca Thêìy V Àûác Thổ cng cấc Thêìy cư khoa Àiïån tûã Viïỵn thưng àậ gip em hoân thânh lån vùn tưët nghiïåp http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO PHÊÌN I: MẨNG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG VÂ K THÅT TRẪI PHƯÍ CHÛÚNG I Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång 1.1 - Tưíng quan Toân bưå vng phc v ca hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång Cellular àûúåc chia thânh nhiïìu vng phc v nhỗ, cố dẩng mưåt tưí ong hịnh lc giấc Trong mưỵi cell cố mưåt trẩm gưëc BTS ( Base Transceiver Station ) BTS liïn lẩc vư tuën vúái têët cẫ cấc thụ bao di àưång MS ( Mobile Station ) cố mùåt cell MS cố thïí di àưång giûäa cấc cell vâ nố phẫi àûúåc chuín giao àïí lâm viïåc vúái mưåt BTS liïìn kïì mâ nố hiïån àang vng ph sống mâ khưng lâm giấn àoẩn cåc gổi Hịnh 1.1 àûa mưåt mẩng àiïån thoẩi di àưång tưí ong bao gưìm cấc trẩm gưëc (BTS) Vng phc v ca mưåt BTS àûúåc gổi lâ cell vâ nhiïìu cell àûúåc kïët http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO húåp lẩi thânh vng phc v ca hïå thưëng 1.2 - Cêëu trc mẩng thưng tin sưë Cellular NSS: Network Switching Subsystem: Hïå thưëng chuín mẩch MSC: Mobile Service Switching Centre: Trung têm chuín mẩch cấc nghiïåp v di àöång HLR: Home Location Register: Böå ghi àõnh võ thûúâng truá VLR: Visitor Location Register: Böå ghi àõnh võ taåm truá AUC: Authentication Centre: Trung têm nhêån thûåc EIR: Equipment Indentification Register: Thanh ghi nhêån daång thiïët bõ BSS: Base Station System: Hïå thưëng trẩm gưëc BSC: Base Station Controller: Àâi àiïìu khiïín trẩm gưëc BTS: Base Transceiver Station: Trẩm thu phất gưëc OSS: Operation & Support Station: Hïå thưëng khai thấc vâ bẫo dûúäng NMC: Network Management Centre: Trung têm quẫn l mẩng PSTN: Public Switched Telephone Network: Mẩng àiïån thoẩi chuín mẩch cưng cưång http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO PLMN: Public Land Mobile Network: Mẩng di àưång mùåt àêët ISDN: Integrated Switched Digital Network: Mẩng sưë liïn kïët àa dõch vuå MS: Mobile Station: Traåm di àưång Hïå thưëng khai thấc vâ bẫo dûúäng OSS mùåc d khưng thåc thânh phêìn ca mẩng thưng tin di àưång nhûng nố liïn quan chùåt chệ vúái mẩng àố lâ trẩm di àưång MS thåc ngûúâi sûã dng Trong mưỵi mưåt BSS cố mưåt bưå àiïìu khiïín trẩm gưëc BSC àiïìu khiïín mưåt nhốm BTS vïì cấc chûác nùng nhû chuín giao vâ àiïìu khiïín cưng sët Trong mưỵi SS, mưåt trung têm chuín mẩch ca PLMN, gổi tùỉt lâ tưíng àâi di àưång MSC phc v nhiïìu BSC hịnh thânh cêëp quẫn l vng lậnh thưí gổi lâ vng phc v MSC bao gưìm nhiïìu vng àõnh võ Do u cêìu quẫn l vïì nhiïìu mùåt àưëi vúái MS ca mẩng di àưång Cellular dêỵn àïën cú súã dûä liïåu lúán Böå ghi àõnh võ thûúâng truá HLR chûáa cấc thưng tin vïì thụ bao nhû cấc dõch v mâ thụ bao lûåa chổn vâ cấc thưng sưë nhêån thûåc Võ trñ hiïån thúâi cuãa MS àûúåc cêåp nhêåt qua böå ghi àõnh võ tam truá VLR cuäng àûúåc chuín àïën HLR Trung têm nhêån thûåc AUC cố chûác nùng cung cêëp cho HLR cấc thưng sưë nhêån thûåc vâ cấc khoấ mêåt mậ Mưỵi MSC cố mưåt VLR Khi MS di àưång vâo mưåt vng phc v MSC múái thị VLR u cêìu HLR cung cêëp cấc sưë liïåu vïì MS nây àưìng thúâi VLR cng thưng bấo cho HLR biïët MS nối trïn àang úã vng phc v nâo VLR cố àêìy cấc thưng tin àïí thiïët lêåp cåc gổi theo u cêìu ca ngûúâi sûã dng Mưåt MSC àùåc biïåt (gổi lâ MSC cưíng) àûúåc PLMN giao cho chûác nùng kïët nöëi giûäa PLMN vúái cấc mẩng cưë àõnh 1.3 - Sûå phất triïín ca hïå thưëng thưng tin Cellular Hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång thûúng mẩi àêìu tiïn àûúåc àûa vâo dng sûã dng bùng têìn 150 MHz tẩi Saint Louis - M vâo nùm 1946 vúái khoẫng cấch kïnh lâ 60 KHz vâ sưë lûúång kïnh bõ hẩn chïë chó àïën http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO Nùm 1948, mưåt hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång hoân toân tûå àưång àêìu tiïn àúâi úã Richmond Indiana Tûâ nhûäng nùm saáu mûúi kïnh thưng tin di àưång cố dẫi thưng têìn sưë 30 kHz vúái k thåt FM úã bùng têìn 450MHz àûa hiïåu sët sûã dng phưí têìn lïn gêëp lêìn so vúái cëi thïë chiïën II Quan niïåm Cellular àúâi tûâ cuöëi nhûäng nùm böën mûúi vúái Bell Thay cho mư hịnh phất quẫng bấ vúái cưng sët lúán vâ ùng ten cao lâ nhûäng cell cố diïån tđch bế cố phất BTS cưng sët nhỗ Khi cấc cell úã cấch mưåt khoẫng cấch xa thị cố thïí sûã dng lẩi têìn sưë Tûâ nhûäng nùm bẫy mûúi, hïå thưëng Cellular k thåt tûúng tûå àúâi, têìn sưë àiïìu chïë lâ 850MHz, FM Tûúng ûáng lâ sẫn phêím thûúng mẩi AMPS àúâi nùm 1983 Àïën àêìu nhûäng nùm chđn mûúi mưåt loẩt cấc hïå thưëng àúâi nhû TACS, NMTS, NAMTS, Tuy nhiïn, nhu cêìu phất triïín cấc hïå thưëng c khưng àấp ûáng àûúåc cấc u cêìu ngây câng tùng àố thưng tin di àưång thïë hïå thûá hai àúâi sûã duång kyä thuêåt söë vúái nhûäng ûu àiïím vûúåt trưåi Hïå thưëng thưng tin di àưång Cellular thïë hïå thûá hai cố tiïu chín chđnh: GSM, IS-5, JDC Thïë hïå ba bùỉt àêìu tûâ nhûäng nùm sau thêåp k chđn mûúi lâ k thåt sưë vúái CDMA vâ TDMA cẫi tiïën 1.4 - Cấc phûúng phấp truy cêåp mẩng thưng tin di àưång sưë ÚÃ giao diïån vư tuën MS vâ BTS liïn lẩc vỳỏi bựỗng soỏng vử tuyùởn Do taõi nguyùn vùỡ têìn sưë cố hẩn mâ sưë lûúång thụ bao lẩi khưng ngûâng tùng lïn nïn ngoâi viïåc sûã dng lẩi têìn sưë, mưỵi cell sưë kïnh têìn sưë àûúåc dng chung theo kiïíu trung kïë Hïå thưëng trung kïë vư tuën lâ hïå thưëng vư tuën cố sưë kïnh sùén sâng phc v đt hún sưë ngûúâi dng khẫ dơ Xûã lđ trung kïë cho phếp têët cẫ ngûúâi dng sûã dng chung mưåt cấch trêåt tûå sưë kïnh coỏ haồn vũ chuỏng ta biùởt chựổc rựỗng xaỏc suờởt mổi thụ bao cng lc cêìn kïnh lâ thêëp Phûúng thûác àïí sûã dng chung cấc kïnh gổi lâ àa truy nhêåp http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO Hiïån nay, ngûúâi ta sûã duång phûúng phaáp truy cêåp kïnh vêåt lyá: + FDMA: Àa truy cêåp phên chia theo têìn sưë Phc v cấc cåc gổi theo cấc kïnh têìn sưë khấc + TDMA: Àa truy cêåp phên chia theo thúâi gian Phc v cấc cåc gổi theo cấc khe thúâi gian khaác + CDMA: Àa truy cêåp phên chia theo mậ Phc v cấc cåc gổi theo cấc chỵi mậ khấc + PDMA: Àa truy cêåp phên chia theo cûåc tđnh Phc v cấc cåc gổi theo cấc sûå phên cûåc khấc ca sống vư tuyïën + SDMA: Àa truy cêåp phên chia theo khöng gian Phc v cấc cåc gổi theo cấc cấc anten àõnh hûúáng bp sống hểp http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 10 CHÛÚNG II K thåt trẫi phưí 2.1 - Múã àêìu ÚÃ cấc hïå thưëng thưng tin thưng thûúâng, àưå rưång bùng têìn lâ vêën àïì quan têm chđnh vâ cấc hïå thưëng nây àûúåc thiïët kïë àïí sûã dng câng đt àưå rưång bùng têìn câng tưët Tuy nhiïn, úã hïå thưëng thưng tin trẫi phưí, àưå rưång bùng têìn ca tđn hiïåu àûúåc múã rưång, thưng thûúâng hâng trùm lêìn trûúác phất Khi chó cố mưåt ngûúâi sûã duång bùng têìn SS, sûã duång bùng têìn nhû vêåy khưng hiïåu quẫ Nhûng úã mưi trûúâng nhiïìu ngûúâi sûã dng, hổ cố thïí sûã dng chung mưåt bùng têìn SS (Spread Spectrum - Trẫi Phưí) vâ hïå thưëng trúã nïn sûã dng bùng têìn cố hiïåu sët mâ vêỵn trị àûúåc cấc ûu àiïím ca trẫi phưí Tốm lẩi, mưåt hïå thưëng thưng tin sưë àûúåc coi lâ trẫi phưí nïëu: + Tđn hiïåu àûúåc phất chiïëm àưå rưång bùng têìn lúán hún àưå rưång bùng têìn tưëi thiïíu cêìn thiïët + Trẫi phưí àûúåc thûåc hiïån bựỗng mửồt maọ ửồc lờồp vỳỏi sửở liùồu Coỏ ba kiïíu hïå thưëng thưng tin trẫi phưí cú bẫn: + Trẫi phưí chỵi trûåc tiïëp (DS/SS - Direct Sequence Spread Spectrum) + Trẫi phưí nhẫy têìn (FH/SS - Frequency Hopping Spread Spectrum) + Trẫi phưí dõch thúâi gian (TH/SS - Time Hopping Spread Spectrum) 2.2 - Hïå thưëng trẫi phưí trûåc tiïëp (DS/SS) Hïå thưëng DS/SS àẩt àûúåc trẫi phưí bựỗng caỏch nhờn tủn hiùồu nguửỡn vỳỏi tủn hiùồu giaó ngêỵu nhiïn úã hïå thưëng DS/SS nhiïìu ngûúâi sûã dng cng dng chung mưåt bùng têìn vâ phất tđn hiïåu ca hổ àưìng thúâi Mấy thu sûã dng tđn hiïåu giẫ ngêỵu nhiïn chđnh xấc àïí lêëy tđn hiïåu mong muửởn bựỗng caỏch giaói traói phửớ ờy laõ http://www.ebooks.vdcmedia.com TRếNH QËC BẪO 120 Mậ dâi cố chu k xung 242-1 vâ thoẫ mận tđnh tuën tđnh vâ hưìi qui xấc àõnh theo biïíu thûác sau: 42 35 33 P (x) = x + x + x + + (4.41) Mưỵi chip PN mậ hoấ dâi àûúåc tẩo búãi ghi dõch 42 bit d/ Taåo chuâm sưë liïåu ngêỵu nhiïn Tẩi àiïím F hịnh 4.17, bưå tẩo sưë liïåu ngêỵu nhiïn tẩo nhûäng mêỵu mùåt nẩ bao gưìm vâ Mêỵu mùåt nẩ àûúåc xấc àõnh trïn cú súã tưëc àưå sưë liïåu ca khung vâ khưëi 14 bit àûúåc àûa tûâ mậ dâi 14 bit nây lâ 14 bit cëi cng ca mậ dâi àûúåc sûã dng cho mc àđch múã rưång e/ Trẫi phưí trûåc tiïëp Tẩi àiïím G hịnh 4.17, kïnh lûu lûúång hûúáng lïn vâ kïnh truy nhờồp laõ traói phửớ trỷồc tiùởp bựỗng maọ daõi trỷỳỏc truìn Quấ trịnh trẫi phưí bao gưìm chỵi ca bưå tẩo giẫ chm sưë liïåu ngêỵu nhiïn àûúåc cưång modul ca mậ dâi Mậ dâi cố chu k lâ 242-1 f/ Trẫi phưí trûåc giao Chỵi àûúåc sûã dng trẫi phưí trûåc giao cng tûúng tûå nhû àiïím G hịnh 4.17 Dậy nây cố chu k 215 xung vâ àa thûác trẫi phưí cho kïnh I, vâ Q dêỵn àûúâng chỵi PN cố chu k 215-1 xung nhû dûúái àêy: 15 13 P1 (x) = x + x + x + x + x + x + x 15 12 11 10 (4.42) Pq (x) = x + x + x + x + x + x + x http://www.ebooks.vdcmedia.com (4.43) TRÕNH QËC BẪO 121 Chỵi PN dêỵn àûúâng àûúåc lùåp lẩi mưỵi 26.66 ms ( 215/1228800 s ) Nố àûúåc lùåp lẩi chđnh xấc lâ 75 lêìn mưỵi giêy Kïnh hûúáng lïn I vâ Q ca CDMA àûúåc àưëi chiïëu vúái àiïìu chïë QPSK b nhû hịnh 4.20 4.4.2 Kïnh truy nhêåp vâ kïnh lûu lûúång hûúáng lïn a/ Kïnh truy nhêåp + Thúâi gian sùỉp hâng - Khung kïnh truy nhêåp bùỉt àêìu chó thúâi gian hïå thưëng lâ bưåi sưë ngun lêìn 20 ms + Tưëc àưå àiïìu chïë - cưë àõnh taåi 4800 b/s + Kïnh CDMA hûúáng lïn bao gưìm 32 kïnh truy nhêåp tûâ túái 31, mưỵi kùnh ỷỳồc hửợ trỳồ bựỗng mửồt kùnh nhựổn tin Mửợi kïnh truy nhêåp chó liïn quan túái mưåt kïnh nhùỉn tin cuãa kïnh CDMA hûúáng xuöëng Cêëu truác cuãa kïnh CDMA xëng àûúåc mư tẫ cấc phêìn sau: http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 122 b/ Kïnh lûu lûúång hûúáng lïn + Kïnh lûu lûúång hûúáng lïn àûúåc truìn theo tưëc àưå thay àưíi 9600, 4800, 2400, hóåc 1200 b/s + Têët cẫ cấc khung àûúåc truìn liïn tiïëp vúái mưỵi khung daâi 20 ms vaâ cêëu truác cuãa khung àûúåc trịnh bây hịnh 4.22 Trong hịnh 4.22, phêìn bit thưng tin (I), chó thõ chêët lûúång khung (F) vâ phêìn cấc bit cëi (T) àûúåc qui àõnh cêëu hịnh nhû bẫng 4.5 vâ ph húåp vúái tưëc àưå truìn dêỵn Tưëc àưå truìn Bit thưng tin (I) Chó thõ chêët lûúångkhung (F) Bit cuöëi 9600 b/s 172 bit 12 bit bit 4800 b/s 80 bit bit bit 2400 b/s 40 bit bit bit 1200 b/s 16 bit bit bit Baãng 4.5 Cêëu hịnh cấc bit khung kïnh lûu lûúång hûúáng lïn Biïíu thûác sau lâ biïíu thûác tẩo bit ca bưå chó thõ chêët lûúång khung g(x) = x12 + x11 + x10 + x9 + x8 + x4 + x + (trûúâng húåp 9600 b/s) (4.44) g(x) = x8 + x7 + x4 + x3 + x + (trûúâng húåp 4800 b/s) (4.45) Khúãi taåo kïnh lûu lûúång hûúáng lïn Àûúåc sûã duång àïí chiïëm duång kïnh lûu lûúång lïn tẩi trẩm gưëc Khúãi tẩo lâ khung vúái 192 bit tẩi tưëc àưå 9600 b/s http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 123 Kïnh lûu lûúång hûúáng lïn rưỵng Àêy lâ hoẩt àưång àïí giûä hâm àa thûác sûã dng dõch v lûåa chổn vêỵn chûa sûã dng Sưë liïåu kïnh lûu lûúång rưỵng cố cêëu hịnh mưåt khung mûúâi sấu sưë liïn tiïëp vâ theo sau lâ sưë tẩi tưëc àưå 1200 bit/s Bit thưng tin vâ chín thúâi gian Phêìn bit thưng tin (172 bit) cố thïí àûúåc sûã dng àïí cung cêëp dung lûúång truìn cho lûu lûúång sú cêëp vâ bấo hiïåu hóåc lûu lûúång thûá cêëp Lûu lûúång bấo hiïåu àûúåc truìn thưng qua sưë liïåu"trùỉng vâ chm", vâ lûu lûúång baáo hiïåu duâng chung khung vúái lûu lûúång sú cêëp Cêëu trc bit ca nùm bit thưng tin khấc mư tẫ hịnh 4.23 àûúåc sûã dng cho di àưång Chín thúâi gian àûúåc thiïët lêåp tẩi di àưång Thúâi gian tẩo ca thiïët bõ àa lìng túái súám nhêët àûúåc sûã dng cho quấ trịnh giẫi àiïìu chïë Chín thúâi gian àûúåc coi bùỉt àêìu tûâ kïnh lûu lûúång xuöëng àûúåc sûã duång nhû thúâi gian truìn ca kïnh lûu lûúång lïn Chín thúâi gian cng àûúåc coi nhû bùỉt àêìu tûâ kïnh nhùỉn tin àûúåc sûã duång nhû thúâi gian truyïìn cho truy nhêåp 4.4.3 Tđn hiïåu kïnh CDMA hûúáng xëng Kïnh hûúáng xëng ghếp phên chia theo mậ bao gưìm cấc kïnh mậ nhû tđn hiïåu dêỵn àûúâng, tđn hiïåu kïnh truy nhêåp ghếp phên chia theo mậ àưìng bưå xëng (Sync), kïnh nhùỉn tin (1-7), kïnh lûu lûúång xëng Mưỵi kïnh sưë àố àûúåc thûåc hiïån trûåc giao búãi mưåt 64 hâm mậ hoấ Walsh vâ sau àố àûúåc triïín khai thânh cùåp trûåc giao ca chỵi PN tẩi tưëc àưå chip khưng àưíi lâ 1.2288 http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 124 mega mậ/giêy Hịnh 4.11 cho thêëy vđ d ca viïåc truìn kïnh CDMA hûúáng xëng tûâ trẩm gưëc Mưỵi kïnh lûu lûúång bao gưìm sưë liïåu lûu lûúång vâ kïnh ph àiïìu khiïín ngìn di àöång a/ Kïnh CDMA hûúáng xuöëng Cêëu truác cuãa kïnh dêỵn àûúâng, kïnh àưìng bưå, kïnh nhùỉn tin, vâ kïnh lûu lûúång hûúáng xëng àûúåc trịnh bây hịnh 4.24 Trong hịnh nây, hai phêìn ca àiïìu chïë vâ triïín khai trûåc giao àậ àûúåc trịnh bây dûúái dẩng biïíu àưì vâ tưëc àưå sưë liïåu ca àêìu vâo nhû sau: Kïnh dêỵn àûúâng gûãi toân bưå '0' vúái tưëc àưå 19.2 kb/s Kïnh àưìng bưå hoẩt àưång vúái têìn sưë khưng àưíi 1200 b/s Kïnh nhùỉn tin hưỵ trúå cho tưëc àưå sưë liïåu cưë àõnh 9600, 4800, vaâ 2400 b/s Kïnh lûu lûúång hûúáng xëng hưỵ trúå cho hoẩt àưång vúái cấc tưëc àưå sưë liïåu khấc nhû 9600, 4800, 2400, vâ 1200 b/s http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 125 b/ Àiïìu chïë Àiïìu chïë ca kïnh dêỵn àûúâng khưng thûåc hiïån viïåc sûãa lưỵi trûúác truìn Kïnh nhêån tûâng bit vâ triïín khai nố thânh 64 bit mậ Walsh Tưëc àưå sưë liïåu tûâ 19,2 kb/s nêng lïn thânh 1.2288 Mc/s Cấc biïën sưë àiïìu chïë ca kïnh àưìng bưå, kïnh nhùỉn tin, kïnh lûu lûúång hûúáng xëng àûúåc trịnh bây tûúng ûáng cấc bẫng 4.6, 4.7 vâ 4.8 Kïnh àưìng bưå, kïnh nhùỉn tin, vâ kïnh lûu lûúång hûúáng xëng àûúåc mậ hoấ trûúác truìn Tưëc àưå ca mậ hoaỏ chửỡng bựỗng nỷóa chiùỡu daõi neỏn cuóa ghi http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 126 Tưëc àưå sưë liïåu (bit/s) Tham söë Àún võ 1200 Töëc àöå chip PN 1.2288 Mc/s Tưëc àưå mậ 1/2 bit/k hiïåu mậ Lùåp mậ K hiïåu àiïìu chïë/k hiïåu mậ* Tưëc àưå kyá hiïåu àiïìu chïë 4,800 Kyá hiïåu/giêy Chip PN/kyá hiïåu àiïìu chïë 256 Chip PN/kyá hiïåu àiïìu chïë Chip PN/bit 1024 Chip PN/bit *Lùåp lẩi ca mưỵi k hiïåu mậ lâ k hiïåu àiïìu chïë Bẫng 4.6 Cấc tham sưë àiïìu chïë kïnh àưìng bưå Tưëc àưå sưë liïåu (bit/s) Tham söë 9600 Àún võ 4800 Töëc àöå chip PN 1.2288 1.2288 Mc/s Tưëc àưå mậ hoấ 1/2 1/2 bit/k hiïåu mậ Lùåp mậ K hiïåu àiïìu chïë/k hiïåu mậ * Tưëc àưå k hiïåu àiïìu chïë 19,200 19,200 Kyá hiïåu/giêy Chip PN/kyá hiïåu àiïìu chïë 64 64 Chip PN/kyá hiïåu àiïìu chïë Chip PN/bit 128 256 Chip PN/bit *Lùåp lẩi ca mưỵi k hiïåu mậ lâ k hiïåu àiïìu chïë Bẫng 4.7 Cấc tham sưë àiïìu chïë kïnh nhùỉn tin Tham sưë Tưëc àưå sưë liïåu (bit/s) 9600 Töëc àöå chip PN 4800 2400 Àún võ 1200 1.2288 1.2288 1.2288 1.2288 Tưëc àưå mậ 1/2 1/2 1/2 /1/2 Lùåp mậ Tưëc àưå k hiïåu àiïìu chïë 19,200 19,200 19,200 19,200 http://www.ebooks.vdcmedia.com Mc/s bit/kyá hiïåu mậ K hiïåu àiïìu chïë/k hiïåu mậ* K hiïåu/giêy TRÕNH QËC BẪO 127 Chip PN/k hiïåu àiïìu chïë 64 64 64 64 Chip PN/bit 128 128 128 128 Chip PN/k hiïåu àiïìu chïë Chip PN/bit *Lùåp lẩi ca mưỵi k hiïåu mậ lâ k hiïåu àiïìu chïë Bẫng 4.8 Cấc tham sưë àiïìu chïë kïnh lûu lûúång hûúáng xëng c/ Lùåp k hiïåu mậ Viïåc lùåp cho kïnh nhùỉn tin vâ kïnh lûu lûúång hûúáng xëng ph thåc tưëc àưå sưë liïåu ca mưỵi kïnh Tưëc àưå sưë liïåu thêëp u cêìu sưë lêìn lùåp nhiïìu hún àïí tẩo tưëc àưå k hiïåu àiïìu chïë lâ 19,2 kb/s Mưỵi k hiïåu mậ hoấ àûúåc lùåp lẩi hai lêìn cho kïnh àưìng bưå vâ tưëc àưå k hiïåu àiïìu chïë lâ 4800 k hiïåu/giêy Sưë liïåu 4800 k hiïåu/giêy ỷỳồc iùỡu chùở bỳói haõm maọ hoaỏ Walsh W32, bựỗng viïåc nhên bưën lêìn Nhû vêåy, mưỵi k hiïåu thânh x 64 = 256 mậ/giêy d/ Chên khưëi Mc àđch ca sûã dng chên khưëi lâ àïí trấnh lưỵi bng nưí chuín sưë liïåu mưi trûúâng pha àinh nhiïìu lìng e/ Àưíi têìn sưë liïåu Àưíi têìn sửở liùồu aồt ỷỳồc bựỗng viùồc cửồng modul cuóa k hiïåu àêìu bưå chên vúái giấ trõ nhõ phên ca chip PN mậ hoấ dâi (242-1) Mùåt nẩ mậ dâi dânh cho mc àđch bđ mêåt Thïm vâo àố, sau chuín qua hai bưå giẫm 10, tưëc àưå sưë liïåu mậ hoấ dâi giẫm xëng 800 Hz vâ qua àiïìu khiïín thúâi gian MUX Cấc mẩch àûúåc mư tẫ hịnh 4.25 http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 128 f/ Kïnh ph àiïìu khiïín ngìn Kïnh nây sệ gûãi bit '0' àïí chó thõ cho di àưång tùng mûác cưng sët trung bịnh tẩi mưåt tưëc àưå bit (vđ d 800 b/s) mưỵi 1.25 ms vâ gûãi bit '1' àïí giẫm mûác cưng sët úã àêy cho phếp cố 16 àiïím bùỉt àêìu Mưỵi võ trđ tûúng ûáng vúái mưåt 16 k hiïåu àiïìu chïë sú cêëp Hịnh 4.26 chó thõ giấ trõ lêëy mêỵu ngêỵu nhiïn ca võ trđ bit àiïìu khiïín cưng sët Kïnh lûu lûúång lïn gûãi möåt kyá hiïåu Walsh tẩi 1.25 ms Trẩm gưëc chiïìu dâi ca tđn hiïåu vâ àưíi chiïìu dâi àûúåc thânh bit àiïìu khiïín cưng sët, vâ truìn nố nhû bit nhõ phờn (mỷỏc tỳỏi 15) bựỗng viùồc ửới tờỡn bit 23, 22, 21 vâ 20 Trong hịnh 4.26, giấ trõ ca bit 23, 22, 21, 20 lâ 1011(2) (sưë thêåp phên lâ 11) Àiïím bùỉt àêìu ca bit àiïìu khiïín ngìn lâ thûá 11 1.25 ms ca khe thúâi gian thûá g/ Trẫi phưí trûåc giao Mưỵi kïnh mậ kïnh xëng truìn mưåt 64 hâm Walsh tẩi tưëc àưå chip khưng àưíi 1.2288 Mc/s àïí thûåc hiïån kïnh trûåc giao giûäa cấc kïnh ghếp kïnh truy nhêåp http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 129 4.4.4 B chỵi PN a/ Kïnh dêỵn àûúâng Kïnh dêỵn àûúâng àûúåc truìn búãi trẩm gưëc tẩi bêët k thúâi àiïím nâo hâm Walsh lâ W0 B chỵi PN dêỵn àûúâng sûã dng àïí phên biïåt cấc trẩm gưëc B thúâi gian àûúåc chónh lẩi hïå thưëng tưí ong CDMA b/ Kïnh àưìng bưå Kïnh àưìng bưå mậ hoấ chên, triïín khai, vâ àiïìu chïë trẫi phưí tđn hiïåu Kïnh àưìng bưå, mưåt kïnh dêỵn àûúâng cho trẩm gưëc hiïån thúâi, sûã dng cng kiïíu c/ Bưå nhêån di àưång Trong di àưång, quấ trịnh giẫi àiïìu chïë thûåc hiïån b cú súã cho quấ trịnh xûã l àiïìu chïë ca trẩm gưëc Mấy di àưång cung cêëp đt nhêët phêìn tûã xûã l Ba sưë àố lâ cấc phêìn tûã bấm theo vâ giẫi àiïìu chïë àa lìng cho kïnh CDMA xëng đt nhêët phẫi cố mưåt phêìn tûã cố khẫ nùng dng lâm phêìn tûã bấm theo quết chiïìu dâi tđn hiïåu àïí b chỵi dêỵn àûúâng vâ thûåc hiïån ûúác lûúång http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 130 Chiïìu dâi tđn hiïåu dêỵn àûúâng sûã dng àïí lûåa chổn trẩm gưëc u cêìu úã trẩng thấi nghó vâ khúãi tẩo Ngoâi ra, chiïìu dâi tđn hiïåu dêỵn àûúâng dng àïí tịm kiïëm di àưång cố u cêìu chuín vng cåc gổi hóåc thiïët lêåp trẩm gưëc múái Thưng tin ca cåc gổi chuín vng àûúåc chuín túái trẩm gưëc qua kïnh bấo hiïåu lïn (Xem bẫng 4.9) Vïì mùåt ghếp kïnh, kïnh lûu lûúång xëng vâ lïn lâ nhû Lûu lûúång Lûu lûúång Lûu lûúång Cấc loẩi khung Cấc bit tẩo dẩng Tưëc àưå truìn (bit/s) Kiïíu kïët Kiïíu lûu Kiïíu lûu húåp lûúång lûúång (MM) (TT) (TM) '0' - sú cêëp baáo hiïåu Bit Bit Bit khung khung khung - 171 thûá cêëp kïnh lûu lûúång 0 '1' '0' '00' 80 88 9600 '1' '0' '01' 40 128 * '1' '0' '10' 16 152 * '1' '0' '11' 168 * '1' '1' '00' 80 88 11 * '1' '1' '01' 40 128 12 '1' '1' '10' 16 152 13 '1' '1' '11' 0 168 14 4800 - - - 80 0 2400 - - - 40 0 1200 - - - 16 0 Bẫng 4.9 Bit thưng tin kïnh lûu lûúång hûúáng xëng vâ lïn http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 131 Bẫng tra cûáu cấc tûâ viïët tùỉt AMPS Advanced Mobile Phone System Hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång tiïn tiïën ARQ Automatic Repeat Request u cêìu lùåp lẩi tûå àưång ACCH Associated Control Channels Kïnh àiïìu khiïín liïn kïët BCCH Broadcast Control Channel Kïnh quẫng bấ àiïìu khiïín BSC Base Station Controler Bưå àiïìu khiïín trẩm gưëc BSS Base Station Subsystem Phên hïå trẩm gưëc BTS Base Tranceiver Station Trẩm vư tuën gưëc BHCA Busy Hour Call Attempts Gổi giúâ bêån BCH Broadcast Channel Kïnh quẫng bấ BCC Base Station Colour Code C/I Carrier to Interference ratio Tyã sưë sống mang trïn nhiïỵu CCITT International Telegraph and U ban qëc tïë vïì àiïån thoẩi Telephone Consulative Committee vâ àiïån tđn CCCH Common Control Channel Kïnh àiïìu khiïín chung CODEC Code and DECode Mậ hoấ vâ giẫi mậ CDMA Code Division Multiple Access Àa truy cêåp chia theo maä DCCH Dedicated Control Channel Kïnh àiïìu khiïín dânh riïng DCE Data Communication Equipment Thiïët bõ truìn sưë liïåu DTX Discontinuous Transmission Truìn phất giấn àoẩn DTE Data Terminal Equipment Thiïët bõ àêìu cëi sưë liïåu ETS European Telecommunications Tiïu chín viïỵn thưng chêu Standard Êu European Telecommunications Viïån Tiïu chín viïỵn thưng Standards Institute chêu Êu ETSI FDMA Mậ mêỵu trẩm gưëc Frequence Division Multiple Access Àa truy cêåp phên chia theo http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 132 têìn sưë FACCH Fast Associated Control Channel Kïnh àiïìu khiïín liïn kïët nhanh FCCH Frequency Correction Channel Kïnh hiïåu chónh têìn sưë FSK Frequency Shift Keying Khoấ àiïìu chïë dõch têìn GSM Global System for Mobile Thưng tin di àưång toân cêìu Communication GOS Grade Of Service Cêëp àöå phuåc vuå GPS Global Position System Hïå thưëng àõnh võ toân cêìu IMTS Improved Mobile Telephone Systems Hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång cẫi tiïën IMSI International Mobile Subscriber Sưë nhêån dẩng thụ bao di Identity àöång quöëc tïë ISDN Integrated Servive Digital Network Mẩng sưë àa dõch v ITU International Telecommunication Liïn àoân viïỵn thưng qëc tïë Union MS Mobile Station Trẩm di àưång MSC Mobile Service Switching Center Tưíng àâi di àưång PAGCH Paging and Access Kïnh chêëp nhêån truy cêph vaâ nhùæn tin PCH Paging Channel Kïnh nhùæn tin PLMN Public Land Mobile Network Mẩng di àưång mùåt dêët cưng cưång PSTN Public Switched Telephone Network Mẩng thoẩi cưng cưång cố chuín mẩch RACH Random Access Channel Kïnh truy cêåp ngêỵu nhiïn SACCH Slow Associated Control Channel Kïnh àiïìu khiïín liïn kïët chêåm SCH Synchronization Channel Kïnh àưìng bưå SDCCH Stand alone Dedicated Control Kïnh àiïìu khiïín dânh riïng http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 133 Channel SDMA Space Division Multiple Access Àa truy cêåp phên chia theo khöng gian TACH Traffic and Associated Channel Lïnh lûu lûúång vaâ liïn kïët TCH Traffic Channel Kïnh lûu lûúång TDMA Time Division Multiple Access Àa truy cêåp phên chia theo thúâi gian TMN Telephone Management Network Mẩng quẫn l viïỵn thưng UTC Universal Coordinated Time Thúâi gian húåp tấc toân thïë giúái http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 134 Tâi liïåu tham khẫo Tđnh toấn mẩng thưng tin di àưång sưë Cellular V Àûác Thổ 2001 Applications of CDMA in Wireless / Personal communications Vijay K Garg & Kenneth Smolik 1997 Lyá thuyïët ûáng dng vâ trẫi phưí Hổc viïån cưng nghïå Bûu chđnh Viïỵn thưng 1999 Cưng nghïå ATM & CDMA LGIC 1996 IS - 95 CDMA and cdma2000 Vijay K Garg 1999 CDMA principles of spread spectrum communication Andrew J Viterbi 1997 http://www.ebooks.vdcmedia.com ... http://www.ebooks.vdcmedia.com TRÕNH QËC BẪO 44 PHÊÌN II: ÛÁNG DNG CƯNG NGHÏÅ CDMA TRONG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG CHÛÚNG III Tưíng quan vïì Cưng nghïå CDMA 3.1 - Tưíng quan L thuët vïì CDMA àậ àûúåc xêy... cho hïå thưëng thưng tin cố BS cố thïí thûåc hiïån àûúåc chuín vng mïìm cho di àưång 3.3.2 Àiïìu khiïín cưng sët CDMA ÚÃ cấc hïå thưëng thưng tin di àưång tưí ong CDMA, cấc di àưång àïìu phất chung... GSM, nhiïn tûúng lai mẩng thưng tin nây sệ khưng àấp ûáng àûúåc cấc nhu cêìu vïì thưng tin di àưång, àố viïåc nghiïn cûáu vâ triïín khai mẩng thưng tin di àưång CDMA lâ mưåt àiïìu têët ëu Xët