DANH MỤC TÀI LIỆU
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA VÀ TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA BĂNG RỘNG WCDMA
Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba
1
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN T VIN THÔNG
NGÀNH VIỄN THÔNG
----------------------------
Đ
Đ
t
tà
ài
i:
:
Q
QU
UI
I
H
HO
O
C
CH
H
M
M
N
NG
G
W
W-
-C
CD
DM
MA
A
V
VÀ
À
N
NG
G
D
D
N
NG
G
Q
QU
UI
I
H
HO
O
C
CH
H
M
M
N
NG
G
W
W-
-C
CD
DM
MA
A
C
CH
HO
O
T
TH
HÀ
ÀN
NH
H
P
PH
H
Đ
ĐÀ
À
N
N
N
NG
G
Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba
2
CHƯƠNG 1
GII THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA VÀ
TỔNG QUAN V MNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA BĂNG
RỘNG WCDMA
Trong những năm gần đây, ng nghkhông y là ch đề được nhiều chuyên gia
quan tâm trong lĩnh vực công nghy nh truyền thông. Ban đầu s dụng thế h
thông tin tương t(dùng công ngh đa truy cập phân chia theo tần s).Phát triển lên h
thống thông tin tương t, các h thống thông tin s thế h 2G ra đi với mc tu h tr
dịch v truyền s liệu tốc độ thấp. H thống thông tin 2G s dụng công ngh đa truy
cập phân chia theo thi gian và phân chia theo mã. Cùng với thời gian, nhu cầu s dụng
dich v ngày càng tăng, h thống thông tin thế h 3G ra đời đáp ứng nhu cầu của con
người v dịch v có tc độ cao như: nhắn tin đa phương tin, đin thoại thấy hình,…Thế
h 3G có tốc độ bit cao hơn, chất lượng gần với mạng cố đnh, đánh giá sự nhảy vọt nhanh
chóng vcả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó.
1.1 S phát triển của h thống thông tin di động:
1.1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1:
Những hệ thống thông tin di động đầu tiên, nay được gọi là thế hthnhất (1G), sử
dụng công nghệ analog gọi là đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) để truyn
kênh thoại trên sóng vô tuyến đến thuê bao điện thoại di động. Với FDMA, người
dùng được cấp pt một kênh trong tp hợp có trật tcác kênh trong lĩnh vực tần
số. Trong trường hợp nếu s thuê bao nhiều vượt trội so vi các kênh tn số th,
thì một số người bị chặn lại không được truy cập.
Đặc điểm:
Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến.
Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng k.
Trạm thu phát gốc BTS phải bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS
trong cellular.
Hệ thống FDMA điển hình là h thống điện thoại di động tiên tiến AMPS.
H thống di động thế h1 sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản. Tuy
nhiên hthống không thỏa mãn nhu cu ny ng tăng của người dùng vcả dung
ợng và tốc độ.
Những hạn chế của hệ thống thông tin di động thế hệ 1:
Phân b tần s rất hạn chế, dung lượng nh.
Tiếng ồn khó chịu nhiu xảy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi
trường fading đa tia.
Không cho phép giảm đáng k giá thành của thiết b di đng cơ s h
tầng.
Không đảm bo tính bí mật của các cuộc gọi.
Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba
3
Không tương thích giữa các h thống khác nhau, đặc biệt châu Âu, làm
cho thuê bao kng th s dụng được máy di động của mình các nước khác.
Cht lượng thấp và vùng ph sóng hp.
Giải pháp duy nhất để loại b các hạn chế trên phi chuyển sang s dụng k
thuật thông tin s cho thông tin di động cùng với k thut đa truy cập mới ưu điểm
hơn về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp. vy đã xuất hiện h thống
thông tin di động thế h 2.
1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2:
H thống thông tin di động s s dụng k thuật đa truy cập phân chia theo thời
gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời châu Âu tên gọi GSM.
Với spt triển nhanh chóng của thuê bao, hthống thông tin di động thế hệ 2 lúc
đó đã đáp ứng kịp thời s lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công ngh số. H
thống 2G hp dẫn hơn h thống 1G bởi ngoài dịch v thoi truyền thống, h
thống y n có kh năng cung cp mt s dịch v truyền d liu các dịch v
b sung khác. Việt Nam, h thống thông tin di động s GSM được đưa vào t
năm 1993, hiện nay đang được Công ty VMS GPC khai thác rất hiệu qu với hai
mng thông tin di động s VinaPhoneMobiFone theo tiêu chuẩn GSM.
Tt cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 đu sử dụng k thut điều chế số. Và
chúng sử dụng 2 phương pháp đa truy cập:
- Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access -
TDMA): phc v các cuc gọi theo các khe thời gian khác nhau.
- Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access - CDMA):
phục vcác cuc gi theo các chuỗi mã khác nhau.
1.1.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA:
Trong hthống TDMA phtần số quy định cho liên lạc di động được chia
thành các dải tần liên lạc, mỗi di tần liên lạc này đưc dùng chung cho N kênh liên
lạc, mỗi kênh liên lc là mt khe thời gian (Time slot) trong chu k mt khung. Tin
tc được tổ chức ới dạng gói, mỗi gói có bit chỉ thị đầu gói, chỉ thị cuối gói, các
bit đồng bộ và các bit d liệu. Không như hệ thống FDMA, hệ thống TDMA truyền
dn dữ liệu không liên tục và chỉ sử dụng cho dữ liệu số và điều chế số.
Gisử khe thời gian a gán cho MSa biên của cell còn khe thời gian b gán
cho MSb đang sát trạm gốc, lúc này thời gian trễ của MSb có thcoi như bằng 0.
Như vậy đuôi tín hiệu đường lên của MSa sẽ trùng với phần đầu tín hiệu đường lên
của MSb. Để tránh xung đt như thế, các MS phải kết thúc phát sớm hơn, khoảng
thời gian rút ngắn này gi là khong thời gian bảo v g, ta sẽ có gMin = 2R/C.
Hình 1.1 chra cu trúc khung điển hình của một khung TDMA. Mỗi khung
bao gồm một số cm u ợng, thời gian bảo vệ được chèn đầu mỗi cụm đ
chống chồng lặp. Cấu trúc khung là không cđịnh, thể thay đổi đphù hợp
Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba
4
với thông tin phát một tốc độ khác hoặc với sự thay đi của lưu lượng. Hai
phương pháp thay đi cấu trúc khung : thay đi số ợng cụm với đ dài s liệu
mỗi cụm không đổi hoặc thay đổi đ dài cụm với s lượng các cụm không đổi.
Trong TDMA bit mđầu chứa thông tin về địa chvà đồng bộ mà ctrạm gốc và
MS dùng đnhận dạng.
Các đặc điểm của TDMA:
- TDMA thphân pt thông tin theo hai phương pháp phân định trước
phân phát theo yêu cu. Trong phương pháp phân định trước, việc phân phát các
cụm được định trước hoặc phân phát theo thời gian. Ngược lại trong phương pháp
phân định theo yêu cầu các mạch được tới đáp ứng khi cuc gọi yêu cầu, nhđó
tăng được hiệu suất sử dụng mạch.
- Trong TDMA các kênh đưc phân chia theo thời gian nên nhiu giao thoa
gia các kênh kế cận giảm đáng kể.
- TDMA s dụng một kênh tuyến để ghép nhiều luồng thông tin thông qua
việc phân chia theo thời gian nên cn phải có việc đồng bộ hóa việc truyền dn đ
tránh trùng lặp n hiệu. Ngoài ra, vì s lượng kênh ghép tăng nên thời gian trễ do
truyn dẫn nhiều đường không thể bỏ qua được, do đó sự đồng bộ phải tối ưu.
1.1.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA:
…..
Hình 1.1 Cấu trúc khung TDMA điển hình
Cụm lưu lượng
GT : Thời gian bảo vệ
PU : Phần mở đầu
TD : Lưu lượng số liệu
KHUNG TDMA
GT
PU
TD
Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba
5
Đối với h thống CDMA, tất c người dùng s s dụng cùng lúc mt băng tần.
Tín hiệu truyền đi s chiếm toàn b băng tần ca h thống. Tuy nhiên, các tín hiệu
của mỗi người dùng được phân biệt với nhau bi các chuỗi mã. Thông tin di động
CDMA s dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều nời sử dụng thể chiếm cùng
kênh tuyến đồng thời tiến hành các cuc gọi, mà không s gây nhiễu lẫn nhau.
Kênh vô tuyến CDMA được dùng li mỗi cell trong toàn mạng, những kênh này
cũng được phân bit nhau nhờ tri phổ giả ngẫu nhiên PN.
tần s
thời gian
nh 1.2 Giản đồ truy nhập theo
Trong hthống CDMA, tín hiệu bản tin băng hẹp được nhân với tín hiệu băng
thông rất rộng, gọi là n hiu phân tán. Tín hiệu phân n là một chuỗi mã gingẫu
nhiên mà tc độ chip ca nó rất lớn so với tốc độ dữ liệu. Tất cả các users trong một
hệ thống CDMA dùng chung tần số sóng mang và thđược phát đồng thời. Mỗi
usr có mt từ mã giả ngẫu nhiên riêng ca nó và nó được xem là trực giao với các từ
mã khác. Tại y thu, sẽ có một từ mã đặc trưng được tạo ra đtách sóng tín hiệu
tmã gingẫu nhiên tương quan vi nó. Tất cả các mã khác được xem như
nhiu. Để khôi phục lại tín hiệu thông tin, máy thu cần phải biết từ mã dùng ở máy
phát. Mỗi thuê bao vn hành mt cách độc lập mà không cần biết các thông tin ca
máy khác.
Gisử trong hthống CDMA đang sdụng điều chế BPSK, thông tin dải nền
nhị phân là d(t) có dạng NRZ, tốc độ bit G. Tín hiệu điều chế BPSK là :
ttd
T
E
tS
b
b
0
cos).(
2
)(
(1.1)
Chui giả ngẫu nhiên g(t) chuỗi phân tán có tốc độ chip G (fc >> fb). Tín
hiệu BPSK sau khi phân tán là:
ttgtd
T
E
tgtstv
b
b0
cos).().(.
2
)().()(
(1.2)
g(t) fc rất lớn nên v(t) có ph trải đều trên thang tn số. Tại máy thu,
một tín hiệu g’(t) được tạo ra đồng bộ với g(t) máy phát. Tín hiệu v(t) được nhân
với g’(t) = g(t), ta có :
Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba
6
ttdtg
T
E
tgtv
b
b0
2cos).().(.
2
)().(
(1.3)
Vì g(t) = 1 g2(t) = 1
)(cos).(.
2
)().( 0tsttd
T
E
tgtv
b
b
(1.4)
Sau đó s(t) đươc đưa vào bộ giải điều chế BPSK đtín hiệu dải nền d(t).
Vấn đề k khăn thường mắc phải trong FHMA và CDMA là tạo sự đồng bca
mã giả ngẫu nhiên ở máy thu so với máy phát.
Đặc điểm ca CDMA :
- Di tần tín hiệu rộng hàng MHz.
- Sử dụng k thuật trải phổ phức tạp.
- K thuật trải phổ cho phép tín hiệu tuyến sử dụng cường độ trường
rất nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA.
- Vic các thuê bao MS trong cell dùng chung tn s khiến cho thiết b truyn
dn tuyến đơn gin, việc thay đổi kế hoch tn s không còn vấn đ, chuyn
giao tr thành mềm, điu khiển dung lượng cell rt linh hot.
- Cht lượng thoi cao hơn, dung lượng h thng tăng đáng k (có th gp t
4 đến 6 ln h thng GSM), độ an toàn (tính bo mt thông tin) cao hơn do s dng
dãy ngu nhiên đ tri ph, kháng nhiu tt hơn, kh năng thu đa đường tt hơn,
chuyn vùng linh hot. Do h s tái s dng tn s 1 nên không cn phi quan
tâm đến vn đề nhiu đồng kênh.
- CDMA không giới hn ràng v s người s dụng như TDMA
FDMA. Còn TDMA FDMA thì s người s dụng c định, không th tăng
thêm khi tất c các kênh b chiếm.
H thng CDMA ra đi đã đáp ng nhu cu ngày càng ln dch v thông tin
di động tế bào. Đây hệ thống thông tin di động băng hẹp vi tốc độ bit thông tin
của người s dng là 8-13 kbit/s.
1.2 Hướng tới thông tin di động thế hệ ba (3G - The Third Generation ):
Các h thống thông tin di động thế hệ hai được y dng theo tiêu chuẩn:
GSM, IS-95, PDC, IS-136 phát triển rất nhanh những năm 1990. Ngay từ những
năm đầu của thập niên 90, Liên minh Viễn thông quốc tế - Vô tuyến ITU-R đã chú
ý phát triển các hthống thông tin di động thế h3, tiến hành công tác tiêu chuẩn
a cho h thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000 (trước đây là FPLMTS)
nhằm cải thiện và phát triển hthống di động hiện tại. châu Âu, ETSI đang tiến
hành tiêu chuẩn hóa phiên bản của hệ thống y với tên gi là UMTS (h thống
viễn thông di động toàn cầu).
thông tin tài liệu
Trong những năm gần đây, công nghệ không dây là chủ đề được nhiều chuyên gia quan tâm trong lĩnh vực công nghệ máy tính và truyền thông. Ban đầu sử dụng thế hệ thông tin tương tự(dùng công nghệ đa truy cập phân chia theo tần số).Phát triển lên hệ thống thông tin tương tự, các hệ thống thông tin số thế hệ 2G ra đời với mục tiêu hỗ trợ dịch vụ và truyền số liệu tốc độ thấp. Hệ thống thông tin 2G sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian và phân chia theo mã. Cùng với thời gian, nhu cầu sử dụng dich vụ ngày càng tăng, hệ thống thông tin thế hệ 3G ra đời đáp ứng nhu cầu của con người về dịch vụ có tốc độ cao như: nhắn tin đa phương tiện, điện thoại thấy hình,…Thế hệ 3G có tốc độ bit cao hơn, chất lượng gần với mạng cố định, đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó.
Mở rộng để xem thêm
xem nhiều trong tuần
yêu cầu tài liệu
Giúp bạn tìm tài liệu chưa có

LÝ THUYẾT TOÁN


×