Giới thiệu hệ thống thông tin di động thế hệ 3 CDMA2000

Giới thiệu về mạng thông tin di động CDMA2000

Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc. Có nhiều công nghệ truyền thông khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV.

Tính năng

♦ Dữ liệu băng rộng mô phỏng kênh (circuit-emulated broadband data): ví dụ như fax, truy cập dial-up không đồng bộ, các dịch vụ đa phương tiện loại H.321 nơi mà audio, video, dữ liệu, điều khiển và chỉ thị được truyền trên mô phỏng kênh qua ATM. Nếu không còn gói nào để gửi, kênh điều khiển dùng riêng cũng được giải phóng sau một khoảng thời gian, nhưng kết nối lớp mạng và lớp liên kết vẫn được duy trì trong một khoảng thời gian để nếu có gói mới đến thì vẫn sẽ được truyền mà không bị mất thời gian thiết lập kênh.

Kiến trúc mạng thông tin di động CDMA2000

Nếu một MS có địa chỉ IP là M,và server có địa chỉ IP là S thì dữ liệu được trao đổi giữa MS và server.Khi đi từ MS đến server,gói dữ liệu có địa chỉ nguồn là M và địa chỉ đích là S.Và ngược lại,khi đi từ server đến MS,gói dữ liệu có địa chỉ nguồn là S,địa chỉ đích là M. Khi MS di chuyển từ home PSDN đến foreign PSDN,gói dữ liệu do MS gửi vẫn đến được server vì gói dữ liệu này mang địa chỉ đến là S.Ngược lại,khi server gửi xuống MS thì server vẫn lấy địa chỉ là M.Do đó gói dữ liệu được gửi tới HA,và HA có nhiệm vụ gửi tới FA.Cuối cùng FA sẽ gửi cho MS.

Các lớp chính trong CDMA2000

Đầu tiên,upper layer gửi đơn vị tải dữ liệu xuống cho ARQ,ARQ sẽ thêm vào các trường xác nhận thích hợp nhất,và lớp con addressing sẽ thêm các bit định địa chỉ thích hợp nhất (địa chỉ của máy di động).Tiếp đến,một phần của LAC PDU được chuyển tới lớp con utility để hợp nhất các LAC PDU và thêm vào các chức năng có liên quan.Sau khi nhận các đơn vị dữ liệu,lớp con SAR tính ra mã CRC và đính kèm vào đơn vị dữ liệu.Khi dung lượng trên kênh vật lý đã sẵn sàng,nó sẽ báo hiệu cho SAR và SAR sẽ truyền các đoạn PDU xuống lớp MAC.Dữ liệu báo hiệu chung ở kênh xuôi được truyền trên kênh logic f-csch. Đầu tiên,upper layer gửi đơn vị tải dữ liệu (PDU) xuống cho lớp con authentication.Tại đây,PDU được thêm vào mã xác minh.Sau đó chuyển xuống lớp con ARQ,ARQ sẽ thêm vào các trường xác nhận thích hợp nhất,và lớp con addressing sẽ thêm các bit định địa chỉ thích hợp nhất (địa chỉ của máy di động).Tiếp đến, một phần của LAC PDU được chuyển tới lớp con utility để hợp nhất các LAC PDU và thêm vào các chức năng có liên quan.Sau khi nhận các đơn vị dữ liệu,lớp con SAR tính ra mã CRC và đính kèm vào đơn vị dữ liệu.Khi dung lượng trên kênh vật lý đã sẵn sàng,nó sẽ báo hiệu cho SAR và SAR sẽ. Tại BS, upper layer gửi đơn vị tải dữ liệu (PDU) xuống cho lớp con ARQ,ARQ sẽ thêm vào các trường xác nhận thích hợp nhất.Tiếp đến,một phần của LAC PDU được chuyển tới lớp con utility để hợp nhất các LAC PDU và thêm vào các chức năng có liên quan.Sau khi nhận các đơn vị dữ liệu,lớp con SAR tính ra mã CRC và đính kèm vào đơn vị dữ liệu.Khi dung lượng trên kênh vật lý đã sẵn sàng,nó sẽ báo hiệu cho SAR và SAR sẽ truyền các đoạn PDU xuống lớp MAC.Dữ liệu báo hiệu chuyên dụng ở kênh xuôi được truyền trên kênh logic f-dsch.

Khi bắt đầu gọi,máy di động đi vào trạng thái ban đầu.Ở trạng thái ban đầu,máy di động sẽ chọn và thu được 1 hệ thống.Sau khi thu được 1 hệ thống máy di động sẽ đi vào trạng thái nghỉ,chờ nhận được 1 trong 3 sự kiện xảy ra.Đó là tín hiệu trên kênh f-csch hay tín hiệu khởi phát 1 cuộc gọi hay tín hiệu thực hiện việc đăng kí trên kênh r-csch.Nếu nhận được một trong 3 tín hiệu trên thì máy di động sẽ truy cập vào hệ thống.Tại đây,máy di động gửi tín hiệu trên kênh r-csch và nhận tín hiệu trên kênh f-csch.Nếu việc phát ra 1 cuộc gọi thành công thì BS sẽ cung cấp 1 kênh lưu thông cho máy di động.Ở trạng thái này,máy di động sẽ liên lạc với BS thông qua kênh lưu thông này. • Thu nhận trên kênh đồng bộ:máy di động phải thu được 1 kênh đồng bộ và tín hiệu đồng bộ kênh (sync channel message) như pilot PN,system time,long code state.Những tín hiệu này cho phép máy di động giành được kênh báo hiệu chung như paging channel,forward common control channel,….Việc nhận tín hiệu đồng bộ kênh chỉ xảy ra trong 1 giây để đi vào trang thái con kế tiếp.Nếu không,máy phải trở lại trạng thái con trước đó.

Hoạt động của hệ thống thông tin di động CDMA2000

Trong đa truy cập theo thời gian, dải tần số không bị chia ra nhưng người sử dụng được cho phép sử dụng dải tần số này trong khoảng thời gian được cho trước, tại một thời điểm , hay nói cách khác là người sử dụng gắn với một khe thời gian nhất định. • Hàm tương quan là hàm nhận biết mức độ giồng nhau các chuỗi PN.Nếu hàm tương quan có giá trị lớn tín hiệu chuỗi PN càng giống nhau và ngược lại.Để đạt được tín hiệu tốt hay độ nhiễu thấp thì giá trị hàm tương quan này phải nhỏ. • Các chuỗi PN trực giao nhau khi hàm tương quan này đạt giá trị bằng 0.Nhưng thực tế rất khó để các chuỗi trực giao hoàn toàn do đó trong hệ thống thường xuất hiện nhiễu gọi là nhiễu MAI( hay còn gọi là nhiễu đa truy cập.).

Điều khiển công suất

Đây là tiến bộ rất lớn khắc phục được nhược điểm của hệ thống chuẩn IS95, cùng một lúc chỉ có thể điều khiển công suất cho một kênh vật lý hướng lên (tốc độ 50 b/s) hoặc hướng xuống (tốc độ 800 b/s). Cần nói thêm là PCBs không có cơ chế bảo vệ lỗi, điều đó góp phần giảm độ trễ,( nó vốn đã được gắn liền với các bit kiểm tra lỗi - error protected bits) BS sẽ nhanh chóng nhận yêu cầu và điều chỉnh công suất truyền sao cho thích hợp. Chất lượng truyền dẫn trong môi trường có nhiều cuộc gọi phụ thuộc vào tỉ số Eb/No, trong đó Eb là năng lượng bit và No là mật độ nhiễu trắng Gauss bao gồm nhiễu do chính BS và máy di động gây ra trong quá trình truyền và xử lý tín hiệu và nhiễu do các máy di động khác gây ra.

Chuyển giao ( Handoff )

Thêm pilot vào neighbor set : Pilot chuyển từ candidate set đến neighbor set khi handoff drop timer của pilot tiến tới T_TDROP hoăc do pilot đó có sự ưu tiên trong ít rong candidate set hoặc Mobile sẽ chuyển pilot từ active set đến neighbor set khi handoff drop timer của pilot đó tiến tới T_TDROP , và cường độ của pilot đó nhỏ hơn T_DROP. Access Entry Handoff tồn tại khi mobile ngừng phân chia F-PCH hoặc F- CCCH/F-BCCH của một trạm cơ sở và bắt đầu kiểm tra kênh tương đương của những tram cơ sở khác (base station ) .Tóm lại Access Entry Handoff tồn tại khi trạm mobile ở trạng thái nhàn rỗi ( mobile station idle state ) sang trạng thái truy xuất hệ thống (system access state). Chứa những pilot có khả năng cao nhất , tiềm năng nhất cho quá trình chuyển giao truy xuất hoặc chuyển giao thăm dò truy xuất (access probe handoff).Những pilot đó được chỉ định bởi danh sách kế tiếp chung (universal neighbor list message), danh sách kế tiếp mở rộng (extended neighbor list message ) ….

HSPDA ( 3.5G )

Nó tạo ra một kênh truyền dữ liệu bên trong W-CDMA được gọi là HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel), hay còn gọi là kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao. Song quá trình ngược lại, tức là truyền dữ liệu từ điện thoại đến một nguồn tin thì không thể thực hiện được khi sử dụng công nghệ HSDPA. Công nghệ này có thể được chia sẻ giữa tất cả các user có sử dụng sóng radio, sóng cho hiệu quả download nhanh nhất.Ngoài HS-DSCH, còn có 3 kênh truyền tải dữ liệu khác cũng được phát triển, gồm có HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel – kênh điều khiển dùng chung tốc độ cao), HS- DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel – kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao) và HS-PDSCH (High Speed Downlink Shared Channel – kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao).