Xu hướng phát triển của hệ thống thông tin di động thế hệ sau

MỤC LỤC

KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 2. 1 Mở đầu

Các hệ thống trải phổ .1 Hệ thống trải phổ DS

Trong trường hợp này thì kết cuối đóng/mở chuyển mạch có thể được trích ra một cách dễ dàng từ bộ tạo mã sử dụng để tạo ra các mã trải phổ và hơn nữa thiết bị điều khiển đóng/mở được sử dụng để tách các trạng thái ghi dịch cấu thành bộ tạo mã và dựa trên các kết quả, số lượng n cổng được sử dụng để kích hoạt bộ phát có thể được thiết lập một cách đơn giản. Mã trải phổ giả ngẫu nhiên PN cần được tạo ra một cách độc lập ở nhiều vị trí (ví dụ giữa máy thu và máy phát, đó là các bản sao của nhau), cho nên mã trải phổ không thể hoàn toàn ngẫu nhiên, nó cần phải xác định được, nó là tín hiệu có chu kỳ xác định, có thể tính được một cách chính xác ở cả phía phát lẫn phía thu.

Hình 2.1:   Phổ của tín hiệu DS
Hình 2.1: Phổ của tín hiệu DS

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA

    Mỗi finger là một bộ giải điều chế độc lập, có thể bám sát tín hiệu về mặt tần số và về mặt thời gian xác định sự tương quan của các tín hiệu thu được theo dãy PN chỉ nén phổ các tín hiệu trong cuộc (tức là tín hiệu nào đã được trải phổ ở máy phát bởi cùng một dãy PN). • ở đầu thu, sóng mang và mã PN của tín hiệu thu được từ anten được đưa đến bộ tương quan qua bộ lọc băng thông độ rộng băng 1,25 MHz và số liệu thoại mong muốn được tách ra để tái tạo lại số liệu thoại nhờ sử dụng bộ tách chèn và giải mã. Nhưng hiện tượng fading xảy ra một cách liên tục trong hệ thống này do fading đa đường không thể loại trừ hoàn toàn được vì với các hiện tượng fading đa đường xảy ra liên tục thì bộ giải điều chế không thể xử lý tín hiệu thu một cách độc lập được.

    Hệ thống CDMA cung cấp chức năng bảo mật cuộc gọi mức độ cao và về cơ bản là tạo ra xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìm kiếm và sử dụng bất hợp pháp kênh RF là khó khăn đối với hệ thống tổ ong số CDMA bởi vì tín hiệu CDMA đã được scrambling (trộn). Ưu điểm của chuyển giao mềm so với chuyển giao cứng trong các hệ thống analog và GSM là: trong các hệ thống này thì do sử dụng các tần số khác nhau tại các cell liền kề cho nên khi MS vượt qua vùng biên một cell và đi vào vùng phủ sóng của một cell khác, thì cần được chuyển mạch tới một kênh khác trong trạm phủ sóng mới.

    Hình 3.1 Cấu  hình điển hình
    Hình 3.1 Cấu hình điển hình

    CÔNG NGHỆ CDMA 2000

    Cấu trúc chung mạng cdma 2000

    Việc nâng cấp hay chuyển đổi bao gồm: BTS có các phẩn tử kênh đa chế độ, BSC có khả năng định tuyến IP và đưa và PDSN(Packet Data Service Node: nút phục vụ số liệu gói). Một nét đặc biệt quan trọng của CDMA 2000 là nó không hỗ trợ kết nối hệ thống của IS-41 hiện được IS-95 sử dụng mà hỗ trợ cả các yêu cầu kết nối cảu GSM-MAP. Đối với hệ thống được xây dựng mới hoặc được nâng cấp từ hệ thống CDMA One, trọng tâm của các dịch vụ số liệu gói cho một mạng CDMA 2000 là nút dịch vụ số liệu gói (PDSN).

    AAA tạo chức năng nhận thực, trao quyền và thanh toán ch o mạng số liệu gói kết hợp với CDMA 2000 và sử dụng giao thức dịch vụ người sử dụng quay số đến truy cập từ xa. HLR thực hiện cùng một chức năng cho các dịch vụ gói như nó đang thực hiện cho dịch vụ thoại, trong đó nó lưu giữ các tuỳ chọn dịch vụ số liệu gói và các thiết bị đầu cuối cùng với các nhu cầu nền tảng truyền thống.

    Hình 4.2 Cấu trúc hệ thống CDMA 2000
    Hình 4.2 Cấu trúc hệ thống CDMA 2000

    Cấu trúc phân lớp của CDMA 2000

    Nó cung cấp giao thức và cơ chế điều khiển cho các dịch vụ truyền tải số liệu và thực hiện tất cả các chức năng cần thiết để ánh xạ cá nhu cầu truyền tải số liệu của lớp cao vào khả năng đặc trưng và các đặc tính của lớp vật lý. “ch”(kênh), một gạch ngang được sử dụng sau chữ cái đầu.Chữ cái thứ tư dùng cho các kênh dùng chung.Bảng 4.8 dưới đây cho thấy qui ước ký hiệu kênh logic.(Thí dụ: Ký hiệu kênh lưu lượng riêng đường xuống là f-dtch). Đây là kênh logic điểm-đến-đa điểm và được ấn định để sử dụng trong suốt thời gian của trạng thái tích cực của dịch vụ số liệu.Nó mang số liệu riêng cho một trường hợp PLICF.

    Kênh này là kênh điểm -tới -điểm và được ấn định ở trạng thái tích cực và trạng thái giữ điều khiển của dịch vụ số liệu.Nó mang thông tin điều khiển riêng cho một trường hợp PLICF. Kênh điều khiển chung đường xuống F-CCCH Kênh tìm gọi nhanh đường xuống F-QPCH Kênh hoa tiêu phân tập phát đường xuống F-TDPICH Kêh hoa tiêu phân tập phát phụ đường xuống F-ATDPICH Kênh điều khiển công suất chung đường xuống F-CPCCH Kênh ấn định chung đường xuống F-CACH.

    Hình 4.5 các kênh vật lý CDMA 2000
    Hình 4.5 các kênh vật lý CDMA 2000

    FCH SCH

    Sau khi xử lý chuỗi các ký hiệu đã mã hoá với các sóng mang song song, các sóng mang sẽ được phát bởi nhiều anten nên gọi là phân tập phát đa sóng mang(MCTD). Trong MCTD, toàn bộ sóng mang được phân thành các tập con, mỗi tập con sóng mang được phát trên một anten, trong đó lọc tần số cung cấp tính trực giao gần như hoàn hảo giữa các anten. Thuật toán điều khiển công suất nhanh đường xuống mơi(FFPC) ở đường xuống và điều khiển công suất cho các kênh F-FCH, F-SCH được sử dụng trong CDMA 2000.

    Các kênh vật lý đường lên bao gồm các kênh riêng để mang thông tin từ MS đến BS và các kênh chung để mang thông tin từ nhiều MS đến BS. Các kênh vật lý đuờng lên bao gồm các kênh riêng để mang thông tin từ một MS đến BS và các kênh chung để mang thông tin từ nhiều MS đến BS.

    Hình 4.14 Máy phát đa sóng mang 3x 1.25 MHz
    Hình 4.14 Máy phát đa sóng mang 3x 1.25 MHz

    CCCH

    Một MS không sử dụng RC1 hoặc RC2 đồng thời với RC3 hoặc RC4 trên các kênh lưu lượng đường lên. Kênh truy nhập đường lên R-ACH Kênh truy nhập tăng cường đường lên R-EACH Kênh điều khiển chung đường.

    FCH SCH

    Chế độ P3 là các dịch vụ số liệu luân phiên , nó tương tự như chế độ P1 ở chỗ các bản tin báo hiệu lớp cao hơn (f-dsch), các bản tin MAC(f-dmch) và các khung số liệu của người sử dụng( f-dtch) được ghếp kênh theo thời gian trên một kênh vật lý.Tuy nhiên kênh vật lý này là F-DCCH (không phải F-FCH), nó có thể chuyển giao mềm (soft handoff) hoặc không. Chế độ P3 được sử dụng để tối ưu hoá các dịch vụ gói với khả năng hỗ trợ điều khiển lớp MAC một cách phân tán (tức là kênh vật lý mang f-dmch có thể hoạt động với một tập tích cực đã được giảm xuống trong khi thông tin báo hiệu lớp cao hơn được mang tên kênh vật lý với một tập tích cực đầy đủ). Chế độ VP1 cung cấp các dịch vụ số liệu thoại và gói đồng thời bằng cách ghép các kênh báo hiệu lớp cao hơn (f-dsch) các bản tin MAC (f-dmch), các khung thoại (f-dtch) và các khung RLP tốc độ thấp (d-dtch) trên kênh vật lý F-FCH.

    Chế độ VP1 cung cấp dịch vụ số liệu thoại và gói đồng thời ghép các báo hiệu lớp cao hơn(r-dsch), các bản tin điều khiển truy nhập phương tiên, các khung thoại (r-dtch), và có thể các khung tốc độ thấp (r-dtch) vào các kênh R-FCH. Trong chế độ VP2, các bản tin điều khiển truy nhập phương tiện (r-dmch) và có thể cả thông tin báo hiệu của lớp cao hơn được phát trên kênh R- DCCH.Tuy nhiên nếu MS không cung cấp đủ công suất để phát trên kênh R- DCCH thì thông tin báo hiệu của lớp cao có thể được phát trên kênh R-FCH.

    Hình 4.16 Cấu trúc kênh mô phỏng theo dịch vụ mạng
    Hình 4.16 Cấu trúc kênh mô phỏng theo dịch vụ mạng

    XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SAU 3G

    Những hạn chế của hệ thống 3G và những yếu tố thúc đẩy 4G

    Các dịch vụ nói trên tăng thêm nhu cầu truy nhập thông tin và nhu cầu đối vói việc giao dịch thương mại cũng như các dịch vụ thông tin dựa trên vị trí. Để có thể đáp ứng những yêu cầu như vậy, hệ thống 4G phải linh động và có khả năng thích nghi ở mọi khía cạnh. Do vậy đối với hệ thống này phần mềm có vai trò quan trọng hơn cơ sở hạ tầng phần cứng.

    Việc tích hợp cũng là một xu hướng chính của hệ thống 4G, đặc biệt là tích hợp giữa mạng truy nhập vô tuyến với cỏc phần tử mạng lừi. • Sự mở rộng các thủ tục IP để thực hiện đặc tính di động và phạm vi rộng QoS.