1.2.3 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA
Thơng tin di động CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người sử dụng cĩ thể chiếm cùng kênh vơ tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi, mà khơng sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người sử dụng nĩi trên được phân biệt với nhau nhờ dùng một mã đặc trưng khơng trùng với bất kỳ ai. Kênh vơ tuyến CDMA được dùng lại mỗi ơ (cell) trong tồn mạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN).
Đặc điểm:
Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz
Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vơ tuyến sử dụng cĩ cường độ trường hiệu quả hơn FDMA, TDMA.
Việc các thuê bao MS trong ơ dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền dẫn vơ tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số khơng cịn vấn đề, chuyển giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng ơ rất linh hoạt.
1.3 KẾT LUẬN
Thế hệ thứ nhất là thế hệ thơng tin di động tương tự sử dụng cơng nghệ truy cập phân chia theo tần số (FDMA). Tiếp theo là thế hệ thứ hai sử dụng kỹ thuật số với các cơng nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA). Và hiện nay là thế hệ thứ ba đang đưa vào hoạt động.
Hệ thống thơng tin di động thế hệ thứ ba với tên gọi IMT-2000 khẳng định được tính ưu việt của nĩ so với các thế hệ trước cũng như đáp ứng kịp thời các nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng về tốc độ bit thơng tin và tính di động. Tuy chưa xác định chính xác khả năng di động và tốc độ bit cực đại nhưng dự đốn cĩ thể đạt tốc độ 100 km/h và tốc độ bit từ 1÷10 Mbit/s. Thế hệ thứ tư cĩ tốc độ lên tới 34 Mbit/s đang được nghiên cứu để đưa vào sử dụng.
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS (WCDMA)
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu (UMTS - Universal Mobile Telecommunications Systems) là 1 trong các cơng nghệ di động 3G. UMTS được chuẩn hĩa bởi Tổ chức các đối tác phát triển 3G (3GPP - 3rd Generation Partnership Project), và là lời đáp của Châu Âu cho yêu cầu phát triển 3G đối với hệ thống di động tổ ong của tổ chức ITU, IMT2000. UMTS đơi khi cịn được gọi là 3GSM, để chỉ sự kết hợp về bản chất giữa cơng nghệ 3G của UMTS và chuẩn GSM truyền thống.
Ngay từ đầu những năm 90 của thế kỷ 20, Hiệp hội Tiêu chuẩn Viễn thơng châu Âu (ETSI) đã bắt đầu trưng cầu phương án kỹ thuật của tiêu chuẩn 3G và gọi chung kỹ thuật 3G là UMTS cĩ nghĩa là các hệ thống thơng tin di động đa năng. CDMA băng rộng (WCDMA - Wideband Code Division Multiple Access) chỉ là một trong các phương án được khuyến nghị. WCDMA sử dụng cho phần giao diện vơ tuyến của hệ thống UMTS. Đến nay, hệ thống 3G UMTS đã khá hồn thiện thơng qua các bản phát hành của 3GPP như các bản phát hành R3 (R: Release), R4, R5…
WCDMA là hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ dãy trực tiếp băng rộng DS-CDMA, nghĩa là các bit thơng tin được trải ra trong một băng tần rộng bằng cách nhân dữ liệu người dùng với các bit giả ngẫu nhiên (gọi là bit chip), các bit này xuất phát từ các mã trải phổ CDMA. Để hỗ trợ tốc độ bit cao (lên tới 2Mbps), cần sử dụng các kết nối đa mã và hệ số trải phổ khác nhau.
WCDMA cĩ tốc độ chíp là 3.84 Mcps dẫn đến băng thơng của sĩng mang xấp xỉ 5MHz, nên được gọi là hệ thống băng rộng. Cịn các hệ thống DS-CDMA với băng tần khoảng 1 MHz như IS-95, thường được gọi là hệ thống CDMA băng hẹp. Băng thơng rộng của sĩng mang WCDMA hỗ trợ các tốc độ dữ liệu cao của người dùng và đem lại những lợi ích hiệu suất xác định, như là tăng khả năng phân
tập đa đường. Các nhà vận hành mạng cĩ thể sử dụng nhiều sĩng mang 5MHz để tăng dung lượng, cĩ thể bằng cách sử dụng các lớp tế bào phân cấp. Khoảng cách giữa các sĩng mang thực tế cĩ thể được chọn là lưới 200KHz trong khoảng 4.4 – 5Mhz tuỳ thuộc vào nhiễu giữa các sĩng mang.
WCDMA hỗ trợ mơ hình hoạt động cơ bản: Chế độ song cơng phân chia theo tần số FDD và song cơng phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplex). Trong chế độ FDD, các tần số sĩng mang 5MHz khác nhau sẽ được sử dụng cho đường lên và đường xuống, trong khi ở chế đố TDD, chỉ cĩ 1 sĩng mang 5MHz được sử dụng bằng cách chia sẻ miền thời gian cho các đường lên và đường xuống. Ở đây chỉ giới thiệu WCDMA – FDD.
WCDMA được thiết kế để giao tiếp với GSM. Vì thế, sự chuyển giao giữa GSM và WCDMA được hỗ trợ để cải tiến vùng phủ sĩng của GSM bằng cách sử dụng WCDMA.
2.2 KIẾN TRÚC HỆ THỐNG UMTS
2.2.1 Tổng quan kiến trúc hệ thống UMTS R3 (Phiên bản thứ 3)
Kiến trúc hệ thống UMTS R3
WCDMA UMTS R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gĩi: đến 384 Mbps trong miền CS (Circuit Switch, chuyển mạch kênh) và 2Mbps trong miền PS (Packet Switch, chuyển mạch gĩi). Các kết nối tốc độ cao này đảm bảo cung cấp một tập các dich vụ mới cho người sử dụng di động giống như trong các mạng điện thoại cố định và Internet. Các dịch vụ này gồm: điện thoại cĩ hình (Hội nghị video), âm thanh chất lượng cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối. Một tính năng khác cũng được đưa ra cùng với GPRS là kết nối đến Internet. UMTS cũng cung cấp thơng tin vị trí tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên vị trí.
Hệ thống UMTS bao gồm một số các phần tử mạng logic, mỗi phần tử cĩ một chức năng xác định. Theo tiêu chuẩn, các phần tử mạng được định nghĩa tại
mức logic, nhưng cĩ thể lại liên quan đến việc thực thi ở mức vật lý. Đặc biệt là khi cĩ một số các giao diện mở (đối với một giao diện được coi là “mở”, thì yêu cầu giao diện đĩ phải được định nghĩa một cách chi tiết về các thiết bị tại các điểm đầu cuối mà cĩ thể cung cấp bởi 2 nhà sản xuất khác nhau). Các phần tử mạng cĩ thể được nhĩm lại nếu cĩ các chức năng giống nhau, hay dựa vào các mạng con chứa chúng.
Theo chức năng thì các phần tử mạng được nhĩm thành các nhĩm:
3G UMTS cĩ thể sử dụng hai kiểu RAN. Kiểu thứ nhất sử dụng cơng nghệ đa truy nhập WCDMA được gọi là UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Network: mạng truy nhập vơ tuyến mặt đất của UMTS). Kiểu thứ hai sử dụng cơng nghệ đa truy nhập TDMA được gọi là GERAN (GSM EDGE Radio Access Network: mạng truy nhập vơ tuyến dưa trên cơng nghệ EDGE của GSM). Ở đây ta chỉ xét mạng truy nhập vơ tuyến mặt đất UMTS là UTRAN. Mạng này thiết lập tất cả các chức năng liên quan đến vơ tuyến.
Mạng lõi (CN): Thực hiện chức năng chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi và kết nối dữ liệu đến các mạng ngồi.
Thiết bị người sử dụng (UE) giao tiếp với người sử dụng và giao diện vơ tuyến.
Kiến trúc hệ thống ở mức cao được chỉ ra như trong hình vẽ:
UE UTRAN CN
UU IU