Nghiên cứu một số giải pháp cơ bản áp dụng trong công nghệ HSPA+ luận văn tốt nghiệp đại học điện tử viễn thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG _____________________________ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP CƠ BẢN ÁP DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ HSPA+ Sinh viên thực hiện: MẠNH HẢI LY Lớp 48K ĐTVT Niên khóa: 2007 - 2012 Giảng viên hướng dẫn: ThS. PHẠM MẠNH TOÀN Nghệ An, 01 - 2012 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 TÓM TẮT ĐỒ ÁN .5 DANH MỤC BẢNG .6 DANH MỤC HÌNH VẼ .7 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 8 Chương 1. CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP GÓI TỐC ĐỘ CAO HSPA .14 1.1. Giới thiệu chương 14 1.2. Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao 14 1.2.1. Sự ra đời của HSDPA 15 1.2.2. Các tính năng chính của HSDPA .16 1.3. Truy nhập gói đường lên tốc độ cao .23 1.3.1. Các tính năng chính của HSUPA .24 1.3.2. Cơ cấu tổ chức kênh HSUPA 29 1.3.3. Thay đổi kiến trúc thủ tục .32 1.4. Kết luận chương .33 Chương 2. NGHIÊN CỨU, CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ HSPA VÀ LỘ TRÌNH CHUYỂN TIẾP SANG HSPA+ 34 .34 2.1. Giới thiệu chương 34 2.2. Xu thế ra đời mạng toàn IP 34 2.2.1. Qúa trình chuyển tiếp HSPA sang HSPA+ 34 2.2.2. Tính ưu việt của HSPA+ so với HSPA .39 2.3. Những nguyên tắc cơ bản của thoại trên IP 52 2.3.1. Mã hóa thoại 53 2.3.2. Giao thức truyền dẫn IP .56 2.3.3. Giao thức điều khiển phiên .57 2.4. Những lợi ích và khó khăn của mạng toàn IP 58 2.4.1. Lợi ích của một mạng toàn IP 58 2 2.4.2. Yêu cầu đối với VoIP như một dịch vụ thoại hoàn chỉnh 60 2.5. Kết luận chương .62 Chương 3. MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỶ THUẬT CHÍNH TRONG HSPA+ 62 .62 3.1. Cấu hình tổng quát của mạng VoIP .62 3.1.1. Các thành phần cơ bản của mạng VoIP .62 3.1.2. Các giao thức trong mạng VoIP .63 3.2. Nâng cấp kiến trúc 69 3.2.1. Kiến trúc phẳng GPRS 69 3.2.2. Kiến trúc chất lượng dịch vụ điểm nối điểm .74 3.3. Các kỷ thuật chấp nhận cho thoại trên IP .79 3.3.1. Nén tiêu đề mạnh (ROHC) .80 3.3.2. Hỗ trợ chất lượng dịch vụ điểm nối điểm .81 3.3.3. Cuộc gọi thoại liên tục .81 3.3.4. Lập lịch nhạy cảm với trễ .82 3.4. Kết luận chương 83 KẾT LUẬN 83 TÀI LIÊU THAM KHẢO .84 LỜI NÓI ĐẦU Ban đầu, thông tin di động là một dịch vụ phục vụ một số ít người di chuyển, đến nay với sự triển khai của thông tin di động thế hệ thứ ba thì có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ đòi hỏi tốc độ truyền số liệu ngày càng cao. Ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới ngành công nghiệp thông tin di 3 động đang dần phát triển mạnh mẽ và đáp ứng được hầu hết mọi nhu cầu của con người trong các lĩnh vực. Xu hướng của người sử dụng dịch vụ là luôn mong muốn chất lượng và dịch vụ ngày càng tăng, để đáp ứng nhu cầu đó các nhà khai thác mạng viễn thông luôn luôn đầu tư để nghiên cứu và cải tiến công nghệ thông tin di động nhằm triển khai các thế hệ thông tin di động mới có thể phục vụ nhiều loại hình dịch vụ phong phú đòi hỏi tốc độ truyền số liệu cao ngoài dịch vụ thoại truyền thống. Năm 2002, 3GPP đã tiến hành nghiên cứu để cải thiện UMTS bằng việc giới thiệu công nghệ HSDPA trong Rel5 nhằm cải thiện dung lượng mạng và tăng tốc độ đối với dữ liệu đỉnh đường xuống. Đến cuối năm 2004, Rel6 được giới thiệu với tính năng mới là HSUPA để cải thiện tốc độ dữ liệu gói đường lên. Hiện nay, mặc dù thông tin di động thế hệ thứ tư đã được nghiên cứu và giới thiệu nhưng HSPA vẫn là công nghệ băng rộng chủ đạo được sử dụng trên thế giới. Vì vậy, các nhà khai thác mạng đã nghiên cứu để cải tiến hơn nữa công nghệ HSPA, đến năm 2008 thì HSPA+ đã được giới thiệu. Theo đó việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật trong HSPA+ là một vấn đề mang tính cấp thiết. Nhận thấy tầm quan trọng này em đã chọn nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu một số giải pháp cơ bản áp dụng trong công nghệ HSPA+”. Nội dung chính của đồ án bao gồm 3 chương : Chương 1: Công nghệ truy nhập gói tốc độ cao HSPA Chương 2: Nghiên cứu, cải tiến công nghệ HSPA và lộ trình chuyển tiếp sang HSPA+ Chương 3: Một số giải pháp kỹ thuật chính trong HSPA+ Do thời gian và năng lực còn hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến nhận xét đóng góp của thầy cô và các bạn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo ThS.Phạm Mạnh Toàn đã cung cấp tài liệu, hướng dẫn về nội dung và phương pháp để em thực hiện 4 tốt đồ án này. Em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa ĐTVT đã giúp đỡ chúng em trong học tập và hoàn thành chương trình đào tạo. Vinh, ngày tháng năm 2011 Sinh viên Mạnh Hải Ly TÓM TẮT ĐỒ ÁN HSPA là công nghệ truy nhập gói tốc độ cao được triển khai trên nền mạng WCDMA (3G). Mặc dù thông tin di động thế hệ thứ tư (4G) đã được giới thiệu nhưng HSPA vẫn là công nghệ băng rộng chủ đạo được được sử dụng trong lĩnh vực viễn thông trên toàn thế giới. Vì vậy các nhà khai thác khai thác mạng vẫn không ngừng nghiên cứu để cải tiến hơn nữa những tính năng của HSPA. Năm 2008, HSPA+ đã được ra đời, giúp giảm độ trễ, tăng tốc độ, tăng năng lực hệ thống so với HSPA. 5 Đồ án này nghiên cứu công nghệ HSPA, những cải tiến trong HSPA, quá trình chuyển tiếp sang HSPA+ và các giải pháp kỷ thuật sử dụng trong HSPA+. PROJECT SUMMARY HSPA technology is a high-speed access to packet-based networks deployed WCDMA (3G). Although mobile fourth generation (4G) has been introduced but HSPA is the leading broadband technology is used in the telecommunications sector worldwide. So operators operator keeps working to further improve the capabilities of HSPA. In 2008, HSPA + has been launched to help reduce latency, increase speed, increase system capacity Compared to HSPA. This project studies technology HSPA, HSPA enhancements, transition to HSPA + and the technical solutions used in HSPA +. DANH MỤC BẢNG 6 DANH MỤC HÌNH VẼ 7 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng anh Tiếng việt 2G Second Generation Thế hệ thứ 2 3G Third Generation Thế hệ thứ 3 3GPP Third Generation Patnership Project Đề án đối tác thế hệ thứ 3 ACK Acknowledgement Chấp nhận A-DPCH Associated Dedicated Channel Kênh điều khiển dành riêng AF Application Function Chức năng ứng dụng AMC Adaptive Modulation and Coding Mã hóa và điều chế thích ứng AMR Adaptive MultiRate Đa tốc đô thích ứng 8 ARQ Automatic Repeat-reQuest Yêu cầu phát lại tự động CapEx Capital Expenditures Chi phí vốn CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CELP Code excited linear prediction Mã kích thích tuyến tính dự báo CPC Continuous Packet Connectivity Kết nối gói liên tục CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh CSoHS Circuit Switch over HSPA Chuyển mạch kênh qua HSPA DCH Common Packet CHannel Kênh lưu lượng gói chung DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng DTxAA Double Transmit Adaptive Array Dàn thích nghi kép E-AGCH E-DCH Absolute Grant Channel Kênh cho phép tuyệt đối cuả E-DCH E-DCH Enhanced Dedicated Channel Kênh riêng tăng cường E- DPDCH E-DCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng của E-DCH E-HICH E-DCH HARQ Indicatior Channel Kênh chỉ thị HARQ của E- DCH EPS Evolved Packet System Hệ thống gói phát triển 9 E-RGCH E-DCH Relative Grant Channel Kênh cho phép tương đối của E-DCH E-TFCI Enhanced-Transport Format Combination Indicator Chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian F-DPCH Fractional DPCH DPCH phân đoạn GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest Yêu cầu phát lại tự động linh hoạt HICH HARQ Indicatior Channel Kênh chỉ thị HARQ HOM Higher Order Modulation Điều chế bậc cao hơn HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HS-DSCH High Speed-Dedicated Shared Channel Kênh chia sẽ riêng tốc độ cao HS-SCCH High Speed-Shared Control Channel Kênh điều khiển chia sẽ tốc độ cao HSUPA High Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ cao HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP 10