Tổng quan về mạng thông tin di động 3g WCDMA luận văn tốt nghiệp đại học

LỜI CẢM ƠN Suốt thời gian học tập vừa qua, quan tâm, giúp đỡ trường Đại học Vinh, khoa Điện Tử Viễn Thông, em hồn thành khố học Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Quý thầy cô khoa Điện Tử Viễn Thơng tận tình bảo em suốt trình học tập - Quý thầy khoa có liên quan cung cấp cho em kiến thức cần thiết cho sinh viên - Trường Đại học Vinh tạo điều kiện cho em học tập suốt thời gian qua Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy LƯU TIẾN HƯNG tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Cảm ơn tất bạn bè giúp đỡ chia khó khăn q trình thực đồ án Vinh, tháng 05/2011 Sinh viên Hồ Việt Anh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .1 MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỒ ÁN .5 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 12 LỜI MỞ ĐẦU .13 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G……………15 1.1 Q trình phát triển hệ thống thơng tin di động 3G 15 1.2 Hệ thống thông tin di động hệ 3G 21 1.2.1 Tiêu chuẩn IMT-2000 .22 1.2.2 Phân bố tần số cho IMT-2000 24 1.2.3 Mơ hình tổng qt cho mạng IMT-2000 25 1.2.4 Các dịch vụ ứng dụng thông tin di động hệ ba .27 1.3 Kết luận chương 29 CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM .30 2.1 Giới thiệu chương 30 2.2 Cấu trúc mạng GSM 31 2.2.1 Trạm di động 32 2.2.2.Hệ thống trạm gốc .33 2.2.3.Hệ thống mạng 33 2.2.4 Đa truy cập GSM 34 2.2.5 Các thủ tục thông tin 35 2.2.5.1 Đăng nhập thiết bị vào mạng 35 2.2.5.2 Chuyển vùng 36 2.2.5.3 Thực gọi 36 2.2.5.3.1 Cuộc gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định .36 2.2.5.3.2 Cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động .37 2.2.5.3.3 Cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động 38 2.2.5.3.4 Kết thúc gọi 38 2.3 Sự phát triển mạng GSM lên 3G .39 2.3.1 Hệ thống GSM nâng cấp bước lên hệ ba 39 2.3.2 Các giải pháp nâng cấp .40 2.4 Kết luận chương 42 CHƯƠNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG W - CDMA VÀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ…………………………………………………………………43 3.1 Cấu trúc hệ thống WCDMA………………………………………… 43 3.1.1 Thiết bị người sử dụng UE 43 3.1.2 Mạng lõi CN .44 3.1.3 Mạng truy cập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN) 45 3.1.3.1 Các thành phần UTRAN 46 3.1.3.2 Các đặc tính UTRAN 47 3.2 Trải phổ W-CDMA 47 3.2.1 Khái quát kỹ thuật trải phổ 47 3.2.2 Khái niệm hệ thống thông tin trải phổ 49 3.2.3 Các phương thức trải phổ 51 3.2.4 Nguyên lí kĩ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS 52 3.2.4.1 Các đặc tính DS-CDMA 54 3.2.4.2 Ưu nhược điểm DS-CDMA 55 3.3 Công nghệ CDMA băng rộng .56 3.4 Kết luận chương 58 CHƯƠNG GIAO DIỆN VÔ TUYẾN VÀ KỸ THUẬT VÔ TUYẾN 59 4.1 Giao diện vô tuyến 59 4.1.1 Các kênh truyền tải xếp chúng lên kênh vật lý 60 4.1.1.1 Kênh truyền tải riêng 61 4.1.1.2 Các kênh truyền tải chung .61 4.1.1.3 Sắp xếp kênh truyền tải lên kênh vật lý 62 4.2 Kỹ thuật vô tuyến 64 4.2.1 Vấn để điều khiển công suất 64 4.2.2 Vấn đề chuyển giao 71 4.3 Kết luận chương……………………………………………………… 77 KẾT LUẬN……………………………………………………………… 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………….80 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Sự phát triển nhanh chóng dịch vụ số liệu mà IP đặt yêu công nghệ viễn thông di động Thông tin di động hệ sử dụng công nghệ số hệ thống băng hẹp xây dựng chế chuyển mạch kênh nên đáp ứng dịch vụ 3G (third-generation) công nghệ truyền thông hệ thứ ba giai đoạn tiến hóa ngành viễn thơng di động Nếu 1G (the first gerneration) điện thoại di động thiết bị analog, có khả truyền thoại 2G (the second generation) ĐTDĐ gồm hai công truyền thoại liệu giới hạn dựa kỹ thuật số Trong bối cảnh ITU đưa đề án tiêu chuẩn hóa hệ thống thơng tin di động hệ thứ với tên gọi IMT – 2000 IMT – 2000 mở rộng đáng kể khả cung cấp dịch vụ cho phép sử dụng nhiều phương tiện thơng tin Mục đích IMT – 2000 đưa nhiều khả đồng thời đảm bảo phát triển liên tục hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) vào năm 2000 3G mang lại cho người dùng dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp, giúp thực truyền thông thoại liệu (như e-mail tin nhắn dạng văn bản), download âm h.nh ảnh với băng tần cao Các ứng dụng 3G thông dụng gồm hội nghị video di động; chụp gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại máy ảnh; gửi nhận e-mail file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video MP3; thay cho modem để kết nối đến máy tính xách tay hay PDA nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao… DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ACCH Associated control channel Kênh điều khiển liên kết AICH Acquisition indicator channel Kênh thị bắt ACIR Adjacent channel interference ration Tỷ số nhiễu kênh lân cận AS Access stratum Tầng truy nhập AuC Authentication Centre Trung tâm nhận thực BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Chanel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit BS Base Station Trạm gốc BSS Base Station System Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc (trong GSM) CACH Common Assignment Chanel Kênh ấn định chung CAICH Kênh thị gán kênh CPCH CCCH CPCH Chanel Assignment Indicator chanel Common Control Chanel CCPCH Common Control Physical Chanel Kênh vật lý điều khiển chung CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Packet Chanel Kênh gói chung CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh CSMACD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Phương thức truy nhập đa sóng mang kết hợp phát va chạm Kênh điều khiển chung DCH Dedicated Channel Kênh dành riêng DPCH Dedicated Physical Chanel Kênh vật lý dành riêng DPCCH Dedicated Physical Control Chanel DPDCH Dedicated Physical Data Chanel Kênh vật lý điều khiển dành riêng Kênh vật lý liệu dành riêng DTCH Dedicated Traffic Chanel Kênh lưu lượng dành riêng DHO Diversity Handover Chuyển giao phân tập EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Equipment Identity Register Tốc độ bit tăng cường sử dụng cho nhánh tiến hóa GSM Thanh ghi nhận dạng thiết bị FACH Equivalent Isotropic Radiated Power European Telecommunications Standards Instutute Forward Access Channel Công suất xạ đẳng hướng tương đương Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu Kênh truy nhập đường xuống FBI Feedback Information Thông tin phản hồi FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số FDMA FEC Frequency Division Multiple Access Forward Error Correction Đa truy nhập phân chia theo tần số Mã sửa sai đường xuống FER Frame Error Rate Tỷ lệ lỗi khung GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GMSC Gateway MSC MSC cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Communications Header Hệ thống thơng tin di động tồn cầu Mào đầu EIR EIRP ETSI HDR HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú HSDPA High Speed Downling Packet Access High Speed Uploading Packet Access Handover Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Truy nhập gói đường lên tốc độ cao Chuyển giao HSUPA HO IEC International Electrotechnical Commission IMT-2000 International Mobile Telecommunications 2000 IN Intelligent Network Ủy ban kỹ thuật điện tử quốc tế IS-95 Một phiên CDMA Bắc Mỹ Iur North American Version of the CDMA Standard International telecommunication union ITU Recommendation Working Group 8F UMTS Interface Between 3G MSC/SGSN and RNC UMTS Interface Between RNC and BS UMTS Interface Between RNCs MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập trung gian MAC Message Authentication Code Mã nhận thực tin MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động ME Mobile Equipment Thiết bị di động MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Swithching Center Trung tâm chuyển mạch di động NMS Network Management Subsystem Phân hệ quản lý mạng NMT Nordic Mobile Telephone Mạng điện thoại di động Nauy ITU ITU-R WP8F Iu Iub Tiêu chuẩn viễn thông di động quốc tế 2000 Mạng thông minh Hiệp hội viễn thơng quốc tế Nhóm làm việc 8F tổ chức ITU Giao diện UMTS 3G MSC/SGSN với RNC Giao diện UMTS RNC với BS Giao diện UMTS RNC OSI Open System Interconnection Kết nối hệ thống mở PCCH Paging Control Chanel Kênh điều khiển tìm gọi P-CCPCH Primary Common Control Physical Chanel PCH Paging Chanel Kênh vật lý điều khiển chung sở Kênh tìm gọi PN Pseudo Noise Nhiễu giả ngẫu nhiên PS Packet Switched Chuyển mạch gói P-SCH Physical Shared Chanel Kênh vật lý dùng chung RC Radio Configuration Cấu hình vô tuyến RANAP RLC Radio Access Network Application Part Radio Link Control Phần ứng dụng mạng truy cập vô tuyến Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNSAP RNS Radio Network Subsystem Application Part Radio Network Subsystem Phần ứng dụng phân hệ mạng vô tuyến Phân hệ mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control RACH Random Access Channel Điều khiển tài nguyên vô tuyến Kênh truy cập ngẫu nhiên SF Spreading Factor Hệ số trải phổ SIR Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu SMS Short Message Service Dịch vụ tin ngắn SSC Secondary Synchronization Protocol Site Selection Diversity Transmission Space Time Transmit Diversity Mã đồng thứ cấp SSDT STTD 10 Truyền dẫn phân tậplựa chọn trạm Phân tập truyền dẫn theo thời gian không gian ... MỞ ĐẦU .13 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G? ??…………15 1.1 Q trình phát triển hệ thống thơng tin di động 3G 15 1.2 Hệ thống thông tin di động hệ 3G 21 1.2.1 Tiêu chuẩn... lên 3G xu hướng tất yếu Việt Nam, nhà di động mạng GSM” (Theo báo điện tử VietNamNet) Xuất phát từ định hướng mà em chọn đề tài nghiên cứu 3G Đề tài ? ?Tổng quan mạng thông tin di động 3G - WCDMA? ??... viên thực Hồ Việt Anh 15 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 1.1 Q trình phát triển hệ thống thơng tin di động 3G Ngày nay, thơng tin liên lạc đóng vai trò quan trọng đời sống xã hội loài