Công nghệ WCDMA và kỹ thuật trải phổ trong WCDMA luận văn tốt nghiệp đại học

15 970 4
Công nghệ WCDMA và kỹ thuật trải phổ trong WCDMA luận văn tốt nghiệp đại học

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Trờng đại học vinh Khoa điện tử - viễn thông Đồ án tốt nghiệp đại học Đề tài: Công nghệ WCDMA kỹ thuật trải phổ trong WCDMA Ngời hớng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Hoa L Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thanh Nga Lớp: 47K - ĐTVT Vinh, tháng 5/2011 1 MỞ ĐẦU Nhu cầu trao đổi thông tin là nhu cầu thiết yếu trong xã hội hiện đại. Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc, mọi nơi. Phát triển từ hệ thống thông tin di động tương tự, các hệ thống thông tin di động số thế hệ 2 (2G) ra đời với mục tiêu chủ yếu là hỗ trợ dịch vụ thoại truyền số liệu tốc độ thấp. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 (3G) ra đời nhằm thỏa mãn nhu cầu của con người về các dịch vụ số liệu tốc độ cao như: điện thoại thấy hình, hội nghị truyền hình, nhắn tin đa phương tiện (MMS)… WCDMA là nhánh công nghệ 3G được phát triển dựa trên cơ sở hệ thống thông tin di động 2G GSM. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba WCDMA được đánh giá là sự lựa chọn tối ưu cho hệ thống truy nhập vô tuyến ITM-2000. Giao diện vô tuyến trên cơ sở CDMA băng rộng tạo cơ hội thiết kế hệ thống có những đặc tính đáp ứng yêu cầu của hệ thống thông tin di động thế hệ ba. Tốc độ truyền số liệu của WCDMA là khá lớn đặc biệt sử dụng kỹ thuật trải phổ trực tiếp đã mở rộng dải tần tới 5MHz đã phần nào đáp ứng được phần nào nhu cầu người tiêu dùng. Vì vậy em đã chọn đề tài: “Công nghệ WCDMA kỹ thuật trải phổ trong WCDMA”. Nội dung đồ án bao gồm 3 chương: Chương 1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động Chương 2. Thông tin di động thế hệ ba WCDMA Chương 3. Công nghệ trải phổ trong WCDMA Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Hoa Lư các thầy cô giáo trong khoa đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Vinh, tháng 05 năm 2011 2 Sinh Viên thực hiện Nguyễn Thị Thanh Nga MỤC LỤC Trang DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 4 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU .5 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 7 Chương 1 .9 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 9 1.1. Lộ trình phát triển hệ thống thông tin di động .9 1.2. Hướng phát triển của WCDMA 13 Chương 2 15 CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA WCDMA .15 2.1. Giới thiệu về WCDMA .15 2.2. Cấu trúc mạng WCDMA .22 2.3. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS 24 Chương 3 31 CÔNG NGHỆ TRẢI PHỔ TRONG WCDMA .31 3.1. Cấu trúc của một thiết bị thu phát vô tuyến số .32 3.2. Khái quát về kỹ thuật trải phổ .34 3.3. Hệ thống thông tin trải phổ .35 3.4. Các phương thức trải phổ .37 3.5. Các đặc tính của DS-CDMA 43 3.6. Ưu nhược điểm của DS - CDMA .43 3.7. Các mã trải phổ sử dụng trong WCDMA .44 3.8. Trải phổ điều chế đường lên .46 3.9.Trải phổ điều chế đường xuống .49 3 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .56 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Lộ trình phát triển hệ thống thông tin di động 10 Hình 2.1. Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba .17 Hình 2.2. Sơ đồ mạng WCDMA .22 Hình 2.3. Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP Release 1999 25 Hình 2.4. Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP Release 4 29 Hình 2.5. Kiến trúc mạng đa phương tiện IP của 3GPP Release5 Error: Reference source not found Hình 3.1. Sơ đồ khối tổng quát của thiết bị vô tuyến số Error: Reference source not found Hình 3.2. Mô hình hệ thống thông tin trải phổ .Error: Reference source not found Hình 3.3. Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) 39 Hình 3.4. Quá trình giải phổ lọc tín hiệu của người sử dụng k từ K tín hiệu Error: Reference source not found Hình 3.5. Cây mã định kênh Error: Reference source not found Hình 3.6. Trải phổ điều chế DPDCH DPCCH đường lênError: Reference source not found Hình 3.7. Truyền dẫn kênh điều khiển kênh số liệu vật lý riêng đường lên 48 Hình 3.8. Chùm tín hiệu đối với ghép mã I/Q sử dụng ngẫu nhiên hoá phức 48 Hình 3.9. Trải phổ điều chế phần bản tin PRACH .49 Hình 3.10. Sơ đồ trải phổ điều chế cho tất cả các kênh vật lý đường xuống Error: Reference source not found 4 Hình 3.11. Các mã ngẫu nhiên hoá sơ cấp thứ cấpError: Reference source not found Hình 3.12. Truyền dẫn đa mã cho đường xuống Error: Reference source not found DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1. So sánh thông số kỹ thuật các công nghệ 3G…………………….Error: Reference source not found Bảng 2.1. Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của W- CDMA Error: Reference source not found Bảng 3.1. Thí dụ bộ tám mã trực giao Error: Reference source not found Bảng 3.2. Thí dụ nhân hai mã giống nhau được một mã mới trong tập 8 mã Error: Reference source not found Bảng 3.3. Thí dụ nhân hai mã khác nhau được một mã mới trong 8 tập mã Error: Reference source not found 5 6 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 7 Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 1G 2G 3G 3GPP GPP2 A; AMPS ATM AuC AMR B; BPSK BS BSC C; CRC CDMA CN CS CSCF D; DS DPDCH 1st Generation 2nd Generation 3rd Generation Third Generation Partnership Project Third Generation Partnership Project2 Advanced Mobile Phone Service Asynchronous Transfer Mode Authentication Center Adaptive multi Rate Binary Phase Shift Keying Base Station Base Station Controller Cyclic Redundance Check Code Division Multi Access Core Network Circuit-Switched Call Server Control Function Direct Sequence Dedicated Physical Data Channel Là hệ thống thông tin di động thứ nhất Hệ thống thống tin di động thế hệ 2 Hệ thống thống tin di động thế hệ thứ 3 Dự án hội nhập thế hệ 3 Dự án hội nhập thế hệ 3 thứ hai Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến Phương thức truyền không đồng bộ Trung tâm nhận thực Kỹ thuật đa tốc độ thích ứng Điều chế dịch pha nhị phân Trạm gốc Bộ điều khiển trạm gốc Mã kiểm tra dư vòng Đa truy nhập phân chia theo mã Mạng lõi Chuyển mạch kênh Chức năng điều khiển phục vụ cuộc gọi Chuỗi trải phổ trực tiếp Kênh số liệu vật lý dùng chung 8 Chương 1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1. Lộ trình phát triển hệ thống thông tin di động Next-generation Wireless LTE GPRS UMTS HSxPA GSM cdma 2000 EDGE EVDO TD-SCDMA Analog 1G 10 to 150 kbits/s 1 to 10 Mbits/s 100 Bbits/s 1980 1993-1998 1998-2002 2003-2010+ Hình 1.1. Lộ trình phát triển hệ thống thông tin di động 1G (1st Generation): Là hệ thống thông tin di động thứ nhất với tín hiệu sóng analog, được giới thiệu trên thị trường vào thập niên 80. Một trong những công nghệ 1G phổ biến là NMT (Nordic Mobile Telephone) được sử dụng ở các nước Bắc Âu, Tây Âu Nga. Cũng có một số công nghệ khác như AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem - hệ thống điện thoại di động tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ Úc; TACS (Total Access Communication Sytem - hệ thống giao tiếp truy cập tổng hợp) được sử dụng ở Anh. Hạn chế của các hệ thống này là: phân bố tần số hạn chế, dung lượng thấp, tiếng ồn khó chịu, không đáp ứng được các dịch vụ mới hấp dẫn với khách hàng v.v .  2G: Là thế hệ kết nối thông tin di động mang tính cải cách cũng như khác hoàn toàn so với thế hệ đầu tiên. Nó sử dụng các tín hiệu kỹ thuật số được áp dụng lần đầu tiên tại Phần Lan bởi Radiolinja. Mạng 2G mang tới 9 cho người sử dụng di động 3 lợi ích tiến bộ trong suốt một thời gian dài: mã hoá dữ liệu theo dạng kỹ thuật số, phạm vi kết nối rộng hơn 1G đặc biệt là sự xuất hiện của tin nhắn dạng văn bản đơn giản - SMS. Theo đó, các tin hiệu thoại khi được thu nhận sẽ đuợc mã hoá thành tín hiệu kỹ thuật số dưới nhiều dạng mã hiệu (codecs), cho phép nhiều gói mã thoại được lưu chuyển trên cùng một băng thông, tiết kiệm thời gian chi phí. Song song đó, tín hiệu kỹ thuật số truyền nhận trong thế hệ 2G tạo ra nguồn năng lượng sóng nhẹ hơn sử dụng các chip thu phát nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích bên trong thiết bị hơn… Mạng 2G chia làm 2 nhánh chính: nền TDMA (Time Division Multiple Access) nền CDMA cùng nhiều dạng kết nối mạng tuỳ theo yêu cầu sử dụng từ thiết bị cũng như hạ tầng từng phân vùng quốc gia.  2,5G: Là thế hệ kết nối thông tin di động bản lề giữa 2G 3G. Mạng 2.5G cung cấp một số lợi ích tương tự mạng 3G có thể dùng cơ sở hạ tầng có sẵn của các nhà mạng 2G trong các mạng GSM CDMA. tiến bộ duy nhất chính là GPRS - công nghệ kết nối trực tuyến, lưu chuyển dữ liệu được dùng bởi các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông GSM. Bên cạnh đó, một vài giao thức, chẳng hạn như EDGE cho GSM CDMA2000 1x-RTT cho CDMA, có thể đạt được chất lượng gần như các dịch vụ cơ bản 3G (dùng một tốc độ truyền dữ liệu chung là 144 kbit/s), nhưng vẫn được xem như là dịch vụ 2.5G bởi vì nó chậm hơn vài lần so với dịch vụ 3G thực sự.  3G: Là công nghệ truyền thông thế hệ thứ 3, cho phép truyền cả dữ liệu thoại dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh SMS, hình ảnh,…). Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay. Trong các dịch vụ của 3G, cuộc gọi video thường được mô tả như một dịch vụ trọng tâm của sự phát triển. Công nghệ 3G được chia làm 2 dòng chuẩn: UMTS (W-CDMA) 10

Ngày đăng: 18/12/2013, 21:07

Hình ảnh liên quan

Bảng 1.1. So sỏnh thụng số kỹ thuật cỏc cụng nghệ 3G 3G: - Công nghệ WCDMA và kỹ thuật trải phổ trong WCDMA luận văn tốt nghiệp đại học

Bảng 1.1..

So sỏnh thụng số kỹ thuật cỏc cụng nghệ 3G 3G: Xem tại trang 13 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan