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 - Tailieu123.org

Luận văn - báo cáo

Thạc sĩ cao học

Kinh tế quản lý

Khoa học tự nhiên

Kinh tế - Thương mại

Lý luận chính trị

Kỹ thuật

Báo cáo, luận văn khác

Kỹ năng mềm

Mẫu slide

Mẫu slide cho thuyết trình

Mẫu slide cho giáo án điện tử

Mẫu slide khác

Mẫu slide - Template

Kinh doanh - tiếp thị

Marketing, bán hàng

PR truyền thông

Kế hoạch kinh doanh

Tài liệu kinh doanh, tiếp thị khác

Thương mại điện tử

Kinh tế - Quản lý

Bài giảng, giáo trình

Tài liệu kinh tế khác

Tài chính - Ngân hàng

Tài chính doanh nghiệp

Kế toán, kiểm toán

Ngân hàng - tín dụng

Tài liệu tài chính - ngân hàng khác

Biểu mẫu - Văn bản

Mẫu hợp đồng

Mẫu đơn từ

Biểu mẫu, văn bản khác

Thủ tục hành chính

Giáo dục đào tạo

Tài liệu, đề thi môn Toán

Tài liệu, đề thi môn Ngữ Văn

Tài liệu, đề thi THPT các trường

Tài liệu, đề thi Vật Lý

Tài liệu, đề thi Sinh Học

Tài liệu, đề thi Hóa Học

Tài liệu, đề thi Lịch Sử

Tài liệu, đề thi học sinh giỏi

Tài liệu, đề thi khác

Giải bài tập các môn

Giáo án bài giảng

Giáo án, bài giảng lớp 6

Giáo án, bài giảng lớp 7

Giáo án, bài giảng lớp 8

Giáo án, bài giảng lớp 9

Giáo án, bài giảng lớp 10

Giáo án, bài giảng lớp 11

Giáo án, bài giảng lớp 12

Giáo án, bài giảng tiểu học

Giáo án, bài giảng khác

Công nghệ thông tin

Văn bản pháp luật

Thuế - Lệ phí - Kinh phí

Văn bản pháp luật khác

Học tiếng Anh

Tài liệu học tiếng Anh khác

Y học- sức khỏe

Tài liệu y học - sức khỏe khác

Các bài văn khấn nôm

Lĩnh vực khác

Kinh doanh - tiếp thị

Kinh tế - Quản lý

Tài chính - Ngân hàng

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

1329

598

Định dạng

Báo cáo tài liệu vi phạm

 Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

NGÀNH VIỄN THÔNG

----------------------------

Đề

ề

tà

ài

OẠ

ẠC

MẠ

ẠN

W-

-C

VÀ

Ứ

ỨN

DỤ

ỤN

OẠ

ẠC

MẠ

ẠN

W-

-C

HÀ

ÀN

HỐ

Ố

ĐÀ

NẴ

ẴN

 Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba

CHƯƠNG 1

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

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.

1.1 Sự phát triển của hệ 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 hệ thứ nhất (1G), sử

dụng công nghệ analog gọi là đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) để truyền

kênh thoại trên sóng vô tuyến đến thuê bao điện thoại di động. Với FDMA, người

dùng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần

số. Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều vượt trội so với các kênh tần số có thể,

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 kể.

 Trạm thu phát gốc BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS

trong cellular.

Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMPS.

Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản. Tuy

nhiên hệ thống không thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về cả dung

lượng và tốc độ.

Những hạn chế của hệ thống thông tin di động thế hệ 1:

 Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lượng nhỏ.

 Tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi

trường fading đa tia.

 Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ

tầng.

 Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi.

 Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba

 Không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt ở châu Âu, làm

cho thuê bao không thể sử dụng được máy di động của mình ở các nước khác.

 Chất lượng thấp và vùng phủ sóng hẹp.

Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là phải chuyển sang sử dụng kỹ

thuật thông tin số cho thông tin di động cùng với kỹ thuật đa truy cập mới ưu điểm

hơn về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp. Vì vậy đã xuất hiện hệ thống

thông tin di động thế hệ 2.

1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2:

Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời

gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở châu Âu và có tên gọi là GSM.

Với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 lúc

đó đã đáp ứng kịp thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số. Hệ

thống 2G hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ thoại truyền thống, hệ

thống này còn có khả năng cung cấp một số dịch vụ truyền dữ liệu và các dịch vụ

bổ sung khác. Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào từ

năm 1993, hiện nay đang được Công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu quả với hai

mạng thông tin di động số VinaPhone và MobiFone theo tiêu chuẩn GSM.

Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 đều sử dụng kỹ thuật 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): phục vụ các cuộc gọi theo các khe thời gian khác nhau.

- Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access - CDMA):

phục vụ các cuộc gọi theo các chuỗi mã khác nhau.

1.1.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA:

Trong hệ thống TDMA phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia

thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này được dùng chung cho N kênh liên

lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian (Time slot) trong chu kỳ một khung. Tin

tức được tổ chức dưới dạng gói, mỗi gói có bit chỉ thị đầu gói, chỉ thị cuối gói, các

bit đồng bộ và các bit dữ liệu. Không như hệ thống FDMA, hệ thống TDMA truyền

dẫn dữ liệu không liên tục và chỉ sử dụng cho dữ liệu số và điều chế số.

Giả sử khe thời gian a gán cho MSa ở biên của cell còn khe thời gian b gán

cho MSb đang ở sát trạm gốc, lúc này thời gian trễ của MSb có thể coi 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 đột như thế, các MS phải kết thúc phát sớm hơn, khoảng

thời gian rút ngắn này gọi là khoảng thời gian bảo vệ g, ta sẽ có gMin = 2R/C.

Hình 1.1 chỉ ra cấu trúc khung điển hình của một khung TDMA. Mỗi khung

bao gồm một số cụm lưu lượng, thời gian bảo vệ được chèn ở đầu mỗi cụm để

chống chồng lặp. Cấu trúc khung là không cố định, nó có thể thay đổi để phù hợp

 Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba

với thông tin phát ở một tốc độ khác hoặc với sự thay đổi của lưu lượng. Hai

phương pháp thay đổi cấu trúc khung là : thay đổi số lượng cụm với độ dài số liệu

mỗi cụm không đổi hoặc thay đổi độ dài cụm với số lượng các cụm không đổi.

Trong TDMA bit mở đầu chứa thông tin về địa chỉ và đồng bộ mà cả trạm gốc và

MS dùng để nhận dạng.

Các đặc điểm của TDMA:

- TDMA có thể phân phát thông tin theo hai phương pháp là phân định trước

và phân phát theo yêu cầu. 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 có cuộc gọi yêu cầu, nhờ đó

tăng được hiệu suất sử dụng mạch.

- Trong TDMA các kênh được phân chia theo thời gian nên nhiễu giao thoa

giữa các kênh kế cận giảm đáng kể.

- TDMA sử dụng một kênh vô tuyến để ghép nhiều luồng thông tin thông qua

việc phân chia theo thời gian nên cần phải có việc đồng bộ hóa việc truyền dẫn để

tránh trùng lặp tín hiệu. Ngoài ra, vì số lượng kênh ghép tăng nên thời gian trễ do

truyền 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

 Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động thế hệ ba

Đối với hệ thống CDMA, tất cả người dùng sẽ sử dụng cùng lúc một băng tần.

Tín hiệu truyền đi sẽ chiếm toàn bộ băng tần của hệ thống. Tuy nhiên, các tín hiệu

của mỗi người dùng được phân biệt với nhau bởi các chuỗi mã. Thông tin di động

CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng

kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi, mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau.

Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này

cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên PN.

tần số

thời gian

Hình 1.2 Giản đồ truy nhập theo mã

Trong hệ thống CDMA, tín hiệu bản tin băng hẹp được nhân với tín hiệu băng

thông rất rộng, gọi là tín hiệu phân tán. Tín hiệu phân tán là một chuỗi mã giả ngẫu

nhiên mà tốc độ chip của 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 có thể được phát đồng thời. Mỗi

usr có một từ mã giả ngẫu nhiên riêng của nó và nó được xem là trực giao với các từ

mã khác. Tại máy thu, sẽ có một từ mã đặc trưng được tạo ra để tách sóng tín hiệu

có từ mã giả ngẫu nhiên tương quan với nó. Tất cả các mã khác được xem như là

nhiễu. Để khôi phục lại tín hiệu thông tin, máy thu cần phải biết từ mã dùng ở máy

phát. Mỗi thuê bao vận hành một cách độc lập mà không cần biết các thông tin của

máy khác.

Giả sử trong hệ thống CDMA đang sử dụng 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

cos).(

)(



 (1.1)

Chuỗi giả ngẫu nhiên g(t) là chuỗi phân tán có tốc độ chip G (fc >> fb). Tín

hiệu BPSK sau khi phân tán là:

ttgtd

tgtstv

cos).().(.

)().()(



 (1.2)

Vì g(t) có fc rất lớn nên v(t) có phổ trải đều trên thang tần số. Tại máy thu, có

một tín hiệu g’(t) được tạo ra đồng bộ với g(t) ở 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

ttdtg

tgtv

2cos).().(.

)().(



 (1.3)

Vì g(t) = 1  g2(t) = 1

)(cos).(.

)().( 0tsttd

tgtv

b



(1.4)

Sau đó s(t) đươc đưa vào bộ giải điều chế BPSK để có tín hiệu dải nền d(t).

Vấn đề khó khăn thường mắc phải trong FHMA và CDMA là tạo sự đồng bộ của

mã giả ngẫu nhiên ở máy thu so với máy phát.

Đặc điểm của CDMA :

- Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.

- Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.

- Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường

rất nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA.

- Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền

dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn vấn đề, chuyển

giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng cell rất linh hoạt.

- Chất lượng thoại cao hơn, dung lượng hệ thống tăng đáng kể (có thể gấp từ

4 đến 6 lần hệ thống GSM), độ an toàn (tính bảo mật thông tin) cao hơn do sử dụng

dãy mã ngẫu nhiên để trải phổ, kháng nhiễu tốt hơn, khả năng thu đa đường tốt hơn,

chuyển vùng linh hoạt. Do hệ số tái sử dụng tần số là 1 nên không cần phải quan

tâm đến vấn đề nhiễu đồng kênh.

- CDMA không có giới hạn rõ ràng về số người sử dụng như TDMA và

FDMA. Còn ở TDMA và FDMA thì số người sử dụng là cố định, không thể tăng

thêm khi tất cả các kênh bị chiếm.

Hệ thống CDMA ra đời đã đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn dịch vụ thông tin

di động tế bào. Đây là hệ thống thông tin di động băng hẹp với tốc độ bit thông tin

của người sử dụng là 8-13 kbit/s.

1.2 Hướng tới thông tin di động thế hệ ba (3G - The Third Generation ):

Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai được xây dựng 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 hệ thống thông tin di động thế hệ 3, tiến hành công tác tiêu chuẩn

hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000 (trước đây là FPLMTS)

nhằm cải thiện và phát triển hệ thống di động hiện tại. Ở châu Âu, ETSI đang tiến

hành tiêu chuẩn hóa phiên bản của hệ thống này với tên gọi là UMTS (hệ thống

viễn thông di động toàn cầu).

LÝ THUYẾT TOÁN

Kinh doanh - tiếp thị

Quản trị, internet, marketing

Giáo dục đào tạo

Các tài liệu, đề thi liên quan đến các môn học của học sinh và bài giảng của giáo viên

Công nghệ thông tin

Tài liệu lĩnh vực công nghệ thông tin

Học tiếng Anh

Các tài liệu liên quan đến học tiếng Anh