Mô phỏng thông lượng hsdpa tron release 99 luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: MÔ PHỎNG THÔNG LƯỢNG HSDPA TRONG RELEASE 99 Sinh viên thực hiện: LÊ THÀNH CHUNG Lớp 48K ĐTVT Giảng viên hướng dẫn: ThS. LÊ ĐÌNH CÔNG Vinh, 1-2012 1 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU .5 TÓM TẮT ĐỒ ÁN 7 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .8 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .12 Chương 1 17 TIẾN TRÌNH TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ HSPA .17 1.1. Tổng quan hệ thống thông tin di động 17 Hình 1.1. Con đường phát triển của công nghệ mạng tế bào 17 1.1.1. Thế hệ thông tin di động 1G .17 1.1.2. Thế hệ thông tin di động 2G .18 1.1.3. Thế hệ di động 3G 19 Hình 1.2. Tình hình triển khai hệ thống thông tin di động từ 2005-2012 .20 1.1.3.1. Các tham số chính của 3G - WCDMA 21 Bảng 1.1. Các thông số chính của WCDMA 22 1.1.3.2. Mạng 3.5 G 23 1.1.4. Thế hệ thông tin di động 4G .23 1.2. Tiến trình triển khai công nghệ và tiêu chuẩn hóa HSPA 24 Hình 1.3. Mốc phát hành các phiên bản và chuẩn hóa 25 1.3.1. Công nghệ HSDPA .25 1.3.1.1. Sự chuẩn hóa HSDPA trong 3GPP 25 1.3.1.2. Tình hình triển khai HSDPA .26 1.3.2. Công nghệ HSUPA và sự chuẩn hóa HSUPA trong 3GPP 27 2 Hình 1.4. Đề xuất giải pháp công nghệ cho HSUPA 28 1.4. Giải pháp dung lượng với HSDPA 28 Hình 1.6. Con đường phát triển của HSPA .31 1.5. Kết luận chương 31 Chương 2 32 CÁC GIAO THỨC VÀ CẤU TRÚC HSDPA 32 2.1. Giới thiệu chương 32 2.2. Kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA cho người sử dụng .32 Hình 2.2. Cấu trúc giao diện radio trong Release 99 33 Hình 2.3. Kiến trúc mặt phẳng giao thức người sử dụng HSDPA 34 2.3. Sự tác động của HSDPA trong giao diện UTRAN 35 Hình 2.4. Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện (trường hợp HSDPA) 35 Hình 2.5. Các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi đưa vào HSPA .37 2.4. Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA .38 Hình 2.6. Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với WCDMA.38 2.5. Nguyên lý HSDPA 40 2.5.1. Giới thiệu 40 Hình 2.7. Tổng quan về HSDPA .40 2.5.2. Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HSDSCH) 41 2.5.3. Lập biểu phụ thuộc kênh .42 2.5.4. Truyền dẫn thích ứng trên cơ sở điều chế và mã hóa kênh thích ứng .44 2.5.4.1. Mã hóa kênh HSDSCH .45 2.5.4.2. Điều chế HS-DSCH 46 2.5.5. HARQ với kết hợp mềm .46 2.5.6. Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao HSSCCH 49 3 2.5.7. Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao HSDPCCH .49 2.6. Kết luận chương .51 Chương 3 53 MÔ PHỎNG HSDPA TRONG RELEASE 99 .53 3.1. Giới thiệu chương .53 3.2. Mô phỏng hoạt động của HSDPA trong Release 99 .53 3.2.1. Hệ thống mô phỏng .53 3.2.2. Kế hoạch mô phỏng .53 3.2.2.1. Thiết lập thông số .54 3.2.2.2. Mô phỏng .55 Bảng 3.1. Bảng CQI cho category UE từ 12 .57 3.2.2.3. Sơ đồ thuật toán 58 a. Sơ đồ thuật toán chương trình chính 58 b. Sơ đồ thuật toán chương trình con 59 3.2.2.4. Giao diện mô phỏng 61 Hình 3.3. Giao diện chọn mode cần mô phỏng 62 3.2.3. Kết quả mô phỏng 62 Hình 3.5. Thông lượng trung bình theo công suất HSDPA trên 1 cell .63 3.5. Kết luận chương 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 4 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của các ngành công nghệ như điện tử, tin học, công nghệ thông tin di động trong những năm qua đã phát triển rất mạnh mẽ cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940 cho đến nay thông tin di động đã phát triển qua nhiều thế hệ và đã tiến một bước dài trên con đường công nghệ. Trong những năm vừa qua, mạng thông tin di động của Việt Nam đã và đang xây dựng các hệ thống mạng thế hệ 3 để đáp ứng các yêu cầu về dịch vụ cũng như đòi hỏi về chất lượng dịch vụ. Mạng thông tin di động HSDPA đã được xây dựng và đang tiếp tục được mở rộng trên toàn quốc có khả năng đáp ứng nhu cầu về chất lượng và dịch vụ hiện nay. Do đó việc nghiên cứu về mạng thông tin di động HSDPA là một điều tất yếu. Xuất phát từ những suy nghĩ như vậy nên em đã quyết định chọn đề tài: " Mô phỏng thông lượng HSDPA trong release 99". Nội dung đồ án gồm 3 chương : Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động, trong đó trình bày tổng quan về quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động, đặc biệt là hệ thống thông tin di động WCDMA và mạng di động HSDPA nói riêng. Tìm hiểu khái quát và tiêu chuẩn hóa HSPA. Chương 2: Các giao thức và cấu trúc của HSDPA, tìm hiểu cụ thể về kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA cho số liệu người sử dụng, sự tác động của HSDPA trong giao diện UTRAN và nguyên lý HSDPA. 5 Chương 3: Mô phỏng HSDPA trong Release 99, tiến hành mô phỏng thông lượng HSDPA trong cell. Trong quá trình làm đồ án em đã hết sức cố gắng học hỏi, tìm hiểu tham khảo tài liệu .tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em rất mong nhận được những ý khiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên. Qua đây em xin chân thành cảm ơn ThS. Lê Đình Công đã nhiệt tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp này, và em cũng xin được chân thành cảm ơn tất cả các Thầy, Cô Giáo trong và ngoài khoa đã nhiệt tình giảng dạy trong suốt những năm em được học tập và nghiên cứu tại trường để em có được một vốn hiểu biết mới. Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng 1 năm 2012 Sinh viên thực hiện Lê Thành Chung 6 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Hiện nay, chúng ta đang sống trong kỷ nguyên của sự bùng nổ thông tin, việc trao đổi thông tin diễn ra khắp mọi nơi trên thế giới với yêu cầu nhanh chóng và chính xác. Thông tin di động đang phát triển rất mạnh mẽ và phong phú về các loại hình dịch vụ. Thế hệ di động 3G đã có nhưng bước đột phá khi mang đến cho người sử dụng những loại hình dịch vụ mới mẻ và chất lượng dịch vụ tốt. Nhưng với như cầu trao đổi dung lượng thông tin của người sử dụng đang tăng nhanh chóng thì cần có những giải pháp công nghệ để đáp ứng nhu cầu đó. Mục đích của đồ án là tìm hiểu về công nghệ HSPA cụ thể là công nghệ HSDPA. Qua đó đưa ra các mô phỏng về thông lượng của HSDPA nhằm triển khai thực tế ở một số khu vực nào đó. Đồ án trình bày một cách tóm tắt về quá trình phát triển của các thế hệ thông tin di động. Phần tiếp theo là tìm hiểu về công nghệ HSDPA. Phần cuối của đồ án là mô phỏng thông lượng của HSDPA trong cell ở một khu vực cụ thể. 7 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Trang MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU .5 TÓM TẮT ĐỒ ÁN 7 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .8 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .12 Chương 1 17 TIẾN TRÌNH TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ HSPA .17 Hình 1.1. Con đường phát triển của công nghệ mạng tế bào 17 Hình 1.2. Tình hình triển khai hệ thống thông tin di động từ 2005-2012 .20 Bảng 1.1. Các thông số chính của WCDMA 22 Hình 1.3. Mốc phát hành các phiên bản và chuẩn hóa 25 Hình 1.4. Đề xuất giải pháp công nghệ cho HSUPA 28 Hình 1.6. Con đường phát triển của HSPA .31 Chương 2 32 CÁC GIAO THỨC VÀ CẤU TRÚC HSDPA 32 Hình 2.2. Cấu trúc giao diện radio trong Release 99 33 Hình 2.3. Kiến trúc mặt phẳng giao thức người sử dụng HSDPA 34 Hình 2.4. Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện (trường hợp HSDPA) 35 Hình 2.5. Các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi đưa vào HSPA .37 8 Hình 2.6. Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với WCDMA.38 Hình 2.7. Tổng quan về HSDPA .40 Chương 3 53 MÔ PHỎNG HSDPA TRONG RELEASE 99 .53 Bảng 3.1. Bảng CQI cho category UE từ 12 .57 Hình 3.3. Giao diện chọn mode cần mô phỏng 62 Hình 3.5. Thông lượng trung bình theo công suất HSDPA trên 1 cell .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 DANH SÁCH CÁC BẢNG TRONG ĐỒ ÁN MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU .5 TÓM TẮT ĐỒ ÁN 7 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .8 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .12 Chương 1 17 TIẾN TRÌNH TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ HSPA .17 1.1. Tổng quan hệ thống thông tin di động 17 Hình 1.1. Con đường phát triển của công nghệ mạng tế bào 17 1.1.1. Thế hệ thông tin di động 1G .17 1.1.2. Thế hệ thông tin di động 2G .18 1.1.3. Thế hệ di động 3G 19 Hình 1.2. Tình hình triển khai hệ thống thông tin di động từ 2005-2012 .20 Bảng 1.1. Các thông số chính của WCDMA 22 9 1.1.4. Thế hệ thông tin di động 4G .23 1.2. Tiến trình triển khai công nghệ và tiêu chuẩn hóa HSPA 24 Hình 1.3. Mốc phát hành các phiên bản và chuẩn hóa 25 1.3.1. Công nghệ HSDPA .25 1.3.2. Công nghệ HSUPA và sự chuẩn hóa HSUPA trong 3GPP 27 Hình 1.4. Đề xuất giải pháp công nghệ cho HSUPA 28 1.4. Giải pháp dung lượng với HSDPA 28 Hình 1.6. Con đường phát triển của HSPA .31 1.5. Kết luận chương 31 Chương 2 32 CÁC GIAO THỨC VÀ CẤU TRÚC HSDPA 32 2.1. Giới thiệu chương 32 2.2. Kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA cho người sử dụng .32 Hình 2.2. Cấu trúc giao diện radio trong Release 99 33 Hình 2.3. Kiến trúc mặt phẳng giao thức người sử dụng HSDPA 34 2.3. Sự tác động của HSDPA trong giao diện UTRAN 35 Hình 2.4. Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện (trường hợp HSDPA) 35 Hình 2.5. Các chức năng mới trong các phần tử của WCDMA khi đưa vào HSPA .37 2.4. Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA .38 Hình 2.6. Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với WCDMA.38 2.5. Nguyên lý HSDPA 40 2.5.1. Giới thiệu 40 Hình 2.7. Tổng quan về HSDPA .40 2.5.2. Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HSDSCH) 41 2.5.3. Lập biểu phụ thuộc kênh .42 10