21
LỜI NÓI ĐẦU Với mục đích truyền thông tin, con người ngày càng tạo ra các công nghệ tân tiến và mạnh mẽ với chất lượng cao. hệ thống mạng không dây nói chung ,công nghệ truyền thông di động nói riêng cũng có cùng một xu thế.trên thế giới thế hệ thong tin di động 3.5G HSPA, EV_DO, 3,5G+ LTE đang được phổ dụng rộng rãi , đều được phát triển trên nền 3G WCDMA UMTS . tính đến năm 2011, riêng mạng 3G WCDMA UMTS có hơn 1,6 tỉ thuê bao trên toàn thế giới.ở Việt Nam hiện nay, thế hệ 3G vẫn đang được ứng dụng và đi lên 3.5 G. ITU đã đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông tin di động thế hệ ba với tên gọi IMT-2000 để đạt được các mục tiêu chính sau đây: -Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo các dịch vụ băng rộng như truy nhập internet nhanh hoặc các ứng dụng đa phương tiện, do yêu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ này. -Linh hoạt để đảm bảo các dịch vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ của các hệ thống thông tin di động. -Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động . Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba IMT-2000 đã được đề xuất, trong đó hai hệ thống WCDMA UMTS và cdma-2000 đã được ITU chấp thuận và đã được đưa vào hoạt động. Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin động thế hệ ba. Với mục đích nâng cao sự hiểu biết của bản thân về các xu hướng phát triển trong ngành viễn thông nói chung và thông tin di động nói riêng em và các bạn sẽ nói them về “các kênh trong WCDMA và chuyển giao trong WCDMA UMTS”để có thể nắm bắt rõ hơn về 3G WCDMA UMTS . Đồ án đựoc chia làm năm chương với các nội dung như sau Chương I: Tổng quan về WCDMA UMTS Chương II: các kênh trong WCDMA

bao cao

Embed Size (px)

DESCRIPTION

báo cáo cho các thông số cơ bản của bộ những chi tiết về tiến trình phát triển thông tin di động Tổng quan về WCDMA UMTS,

Citation preview

Page 1: bao cao

LỜI NÓI ĐẦU

Với mục đích truyền thông tin, con người ngày càng tạo ra các công nghệ tân tiến và mạnh mẽ với chất lượng cao. hệ thống mạng không dây nói chung ,công nghệ truyền thông di động nói riêng cũng có cùng một xu thế.trên thế giới thế hệ thong tin di động 3.5G HSPA, EV_DO, 3,5G+ LTE đang được phổ dụng rộng rãi , đều được phát triển trên nền 3G WCDMA UMTS . tính đến năm 2011, riêng mạng 3G WCDMA UMTS có hơn 1,6 tỉ thuê bao trên toàn thế giới.ở Việt Nam hiện nay, thế hệ 3G vẫn đang được ứng dụng và đi lên 3.5 G.

ITU đã đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông tin di động thế hệ ba với tên gọi IMT-2000 để đạt được các mục tiêu chính sau đây:

-Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo các dịch vụ băng rộng như truy nhập internet nhanh hoặc các ứng dụng đa phương tiện, do yêu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ này.-Linh hoạt để đảm bảo các dịch vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ của các hệ thống thông tin di động.-Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động .Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba IMT-2000 đã được đề xuất,

trong đó hai hệ thống WCDMA UMTS và cdma-2000 đã được ITU chấp thuận và đã được đưa vào hoạt động. Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin động thế hệ ba.

Với mục đích nâng cao sự hiểu biết của bản thân về các xu hướng phát triển trong ngành viễn thông nói chung và thông tin di động nói riêng em và các bạn sẽ nói them về “các kênh trong WCDMA và chuyển giao trong WCDMA UMTS”để có thể nắm bắt rõ hơn về 3G WCDMA UMTS . Đồ án đựoc chia làm năm chương với các nội dung như sau

Chương I: Tổng quan về WCDMA UMTS

Chương II: các kênh trong WCDMA

Chương III: kĩ thuật chuyển giao trong WCDMA UMTS

Chương IV: hspa và hspda

Chương V:mô phỏng chuyển giao trên MATLAB

em và các bạn xin chân thành cảm ơn giám đốc THường và kĩ sư Tài đã quan tâm và hỗ

trợ chúng em làm đề tài này.

Page 2: bao cao

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G WCDMA UMTS

Trong chương này chúng ta tìm hiều tổng quang về lịch sử phát triển từ mạng 2G lên 3G

và phân nhánh 3G wcdma umts qua các giai đoạn Release 99, r3,r4,r5,r6. Cũng như các

thông số cơ bản của thế hệ này và thực tại ở Việt Nam

1.1 : QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN

Page 3: bao cao

Hai hình trên hco thấy được quá trình nâng cao dần tốc đọ mạng với sự biến đổi qua các

thế hệ

1.2 CÁC KHÁI NIÊM CƠ BẢN TRONG 3G

1.2.1: CHUYENR MẠCH KÊNH(CS) CHUYỂN MẠCH GÓI (PS)

Chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switch) là sơ đồ chuyển mạch trong đó thiết bị chuyển mạch thực hiện các cuộc truyền tin bằng cách thiết lập kết nối chiếm một tài nguyên mạng nhất định trong toàn bộ cuộc truyền tin. Kết nối này là tạm thời, liên tục và dành riêng. Tạm thời vì nó chỉ được duy trì trong thời gian cuộc gọi. Liên tục vì nó được cung cấp liên tục một tài nguyên nhất định (băng thông hay dung

Page 4: bao cao

lượng và công suất) trong suốt thời gian cuộc gọi. Dành riêng vì kết nối này và tài nguyên chỉ dành riêng cho cuộc gọi này. Thiết bị chuyển mạch sử dụng cho CS trong các tổng đài của TTDĐ 2G thực hiện chuyển mạch kênh trên trên cơ sở ghép kênh theo thời gian trong đó mỗi kênh có tốc độ 64 kbps và vì thế phù hợp cho việc truyền các ứng dụng làm việc tại tốc độ cố định 64 kbps (chẳng hạn tiếng được mã hoá PCM).

Chuyển mạch gói (PS: Packet Switch) là sơ đồ chuyển mạch thực hiện phân chia số liệu của một kết nối thành các gói có độ dài nhất định và chuyển mạch các gói này theo thông tin về nơi nhận được gắn với từng gói và ở PS tài nguyên mạng chỉ bị chiếm dụng khi có gói cần truyền. Chuyển mạch gói cho phép nhóm tất cả các số liệu của nhiều kết nối khác nhau phụ thuộc vào nội dung, kiểu hay cấu trúc số liệu thành các gói có kích thước phù hợp và truyền chúng trên một kênh chia sẻ. Việc nhóm các số liệu cần truyền được thực hiện bằng ghép kênh thống kê với ấn định tài nguyên động. Các công nghệ sử dụng cho chuyển mạch gói có thể là Frame Relay, ATM hoặc IP.

Hình 1.5. cho thấy cấu trúc của CS và PS.

Hình 1.5. Chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS).

Dịch vụ chuyển mạch kênh (CS Service) là dịch vụ trong đó mỗi đầu cuối được cấp phát một kênh riêng và nó toàn quyển sử dụng tài nguyên của kênh này trong thời gian cuộc gọi tuy nhiên phải trả tiền cho toàn bộ thời gian này dù có truyền tin hay không. Dịch vụ chuyển mạch kênh có thể được thực hiện trên chuyển mạch kênh (CS) hoặc chuyển mạch gói (PS). Thông thường dịch vụ này được áp dụng cho các dịch vụ thời gian thực (thoại).

Dịch vụ chuyển mạch gói (PS Service) là dịch vụ trong đó nhiều đầu cuối cùng chia sẻ một kênh và mỗi đầu cuối chỉ chiếm dụng tài nguyên của kênh này khi có thông tin cần truyền và nó chỉ phải trả tiền theo lượng tin được truyền trên kênh. Dịch vụ chuyển mạch gói chỉ có thể được thực hiện trên chuyển mạch gói (PS). Dịch vụ này rất rất phù hợp cho các dịch vụ phi thời gian thực (truyền số liệu), tuy nhiên nhờ sự phát triển của công nghệ dịch vụ này cũng được áp dụng cho các dịch vụ thời gian thực (VoIP). Thế hệ mạng thứ 2 GSM, CDMAone sử dụng chuyển mạch kênh và các dịch vụ chuyển mạch kênh là chủ yếu. nhưng với ưu điểm của chuyển mạch gói cũng như các ứng dụng hấp dẫn, sự phát triển bùng nổ internet vào những năm 1997,1998 yêu cầu cho việc chuyển mạch gói trên mạng di động. từ đó

Page 5: bao cao

việc biến đổi mạng(2.5g(GPRS) 2.75G(EDGE) và 3G(UMTS) điều hướng đến chuyển mạch gói hoàn toàn với IMS

Vì vậy, sự phát triển 3G WCDMA UMTS được chia làm nhiều giai đoạn đánh dấu

sự phát triển qua các chuẩn

1.2.2: THÀNH PHẦN CHÍNH

HÌNH : các thành phần chính của WDMA UMTS

a)Thiết bị người sử dụng (UE): UE (User Equipment: thiết bị người sử dụng) là đầu cuối mạng UMTS của người sử dụng. Có thể nói đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ ảnh hưởng lớn lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. Giá thành giảm nhanh chóng sẽ tạo điều kiện cho người sử dụng mua thiết bị của UMTS. Điều này đạt được nhờ tiêu chuẩn hóa giao diện vô tuyến và cài đặt mọi trí tuệ tại các card thông minh.

b) Các đầu cuối (TE): Vì máy đầu cuối bây giờ không chỉ đơn thuần dành cho điện thoại mà còn cung cấp các dịch vụ số liệu mới, nên tên của nó được chuyển thành đầu cuối. Các nhà sản xuất chính đã đưa ra rất nhiều đầu cuối dựa trên các khái niệm mới, nhưng trong thực tế chỉ một số ít là được đưa vào sản xuất. Mặc dù các đầu cuối dự kiến khác nhau về kích thước và thiết kế, tất cả chúng đều có màn hình lớn và ít phím hơn so với 2G. Lý do chính là để tăng cường sử dụng đầu cuối cho nhiều dịch vụ số liệu hơn và vì thế đầu cuối trở thành tổ hợp của máy thoại di động, modem và máy tính bàn tay.

Đầu cuối hỗ trợ hai giao diện. Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến (giao diện WCDMA).

Nó đảm nhiệm toàn bộ kết nối vật lý với mạng UMTS. Giao diện thứ hai là giao diện Cu giữa UMTS IC

card (UICC) và đầu cuối. Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các card thông minh

c) UICC :UMTS IC card là một card thông minh. Điều mà ta quan tâm đến nó là dung lượng nhớ và tốc độ bộ xử lý do nó cung cấp. Ứng dụng USIM chạy trên UICC.

d) USIM: Trong hệ thống GSM, SIM card lưu giữ thông tin cá nhân (đăng ký thuê bao) cài cứng trên card. Điều này đã thay đổi trong UMTS, Modul nhận dạng thuê bao UMTS được cài như một ứng dụng trên UICC

Page 6: bao cao

e) . RNC RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm gốc và điều

khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm truy nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho CN. Nó được nối đến CN bằng hai kết nối, một cho miền chuyển mạch gói (đến GPRS) và một đến miền chuyển mạch kênh (MSC).RNC thực chất là BSC trong 2G. RNC được chia làm 3 loại :

SRNC :serving RNC,DRNC(drift RNC),CRNC(control RNC):việc phân chia quyền lực giữa cá RNC để quản lí UE tốt hơn trong lúc chuyển giao(HO)

f) Nút B Trong UMTS trạm gốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nó nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu. Nó tương đương với BTS trong 2G,

g) Mạng lõi Mạng lõi (CN) được chia thành ba phần, miền PS, miền CS và HE. Miền PS đảm bảo các dịch vụ số liệu cho người sử dụng bằng các kết nối đến Internet và các mạng số liệu khác và miền CS đảm bảo các dịch vụ điện thoại đến các mạng khác bằng các kết nối TDM.

h) SGS (SGSN: Serving GPRS Support Node: nút hỗ trợ GPRS phục vụ) là nút chính của miền chuyển mạch gói. Nó nối đến UTRAN thông qua giao diện IuPS và đến GGSN thông quan giao diện Gn. SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của tất cả các thuê bao.

i) GGSN (Gateway GPRS Support Node: Nút hỗ trợ GPRS cổng) là một SGSN kết nối với các mạng số liệu khác. Tất cả các cuộc truyền thông số liệu từ thuê bao đến các mạng ngoài đều qua GGSN

ngoài ra , các thành phần chính trong 2G GSM vẫn hoạt động và phối hợp trực tiếp với 3G WCDMA UMTS như: VRL,HLR,AuC, EIR, BG,MSC, , BSC,BTS

lưu ý:MS trong2G GSM không dùng được 3G WCDMA UMTS do hoạt động khác băng tần với 3G

k) . Các giao diện Vai trò các các nút khác nhau của mạng chỉ được định nghĩa thông qua các giao diện khác nhau. Các giao diện này được định nghĩa chặt chẽ để các nhà sản xuất có thể kết nối các phần cứng khác nhau của họ.

-Giao diện Cu. Giao diện Cu là giao diện chuẩn cho các card thông minh. Trong UE đây là nơi kết nối giữa USIM và UE-Giao diện Uu. Giao diện Uu là giao diện vô tuyến của WCDMA trong UMTS. Đây là giao diện mà qua đó UE truy nhập vào phần cố định của mạng. Giao diện này nằm giữa nút B và đầu cuối.- Giao diện Iu. Giao diện Iu kết nối UTRAN và CN. Nó gồm hai phần, IuPS cho miền chuyển mạch gói, IuCS cho miền chuyển mạch kênh. CN có thể kết nối đến nhiều UTRAN cho cả giao diện IuCS và IuPS. Nhưng một UTRAN chỉ có thể kết nối đến một điểm truy nhập CN. -Giao diện Iur. Đây là giao diện RNC-RNC. Ban đầu được thiết kế để đảm bảo chuyển giao mềm giữa các RNC, nhưng trong quá trình phát triển nhiều tính năng mới được bổ sung. Giao diện này đảm bảo bốn tính năng nổi bật sau:

1. Di động giữa các RNC2. Lưu thông kênh riêng3. Lưu thông kênh chung4. Quản lý tài nguyên toàn cục

Giao diện Iub. Giao diện Iub nối nút B và RNC. Khác với GSM đây là giao diện mở.

Page 7: bao cao

Lưu ý:sự phân chia giao diện góp phần chuẩn hóa các kết cấu được truyền trên đó, nhằm đồng bộ giữa các nhà sản xuất

1.2.3 CÁC CHUẨN PHÁT TRIỂN THEO THỜI GIAN

HÌNH :CÁC CHUẨN CỦA 3GPP

HÌNH :LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỐC ĐỘ CỦA 3GPP

a)CHUẨN 99(RELEASE 99- R99)

Page 8: bao cao

HÌNH :CẤU TRÚC MẠNG UMTS R99(còn gọi là r3)

Bắt đầu nỗ lực chuyển dần về chuyển mạch gói với 2 khối SGSN, GGSN. Còn được biết

với tên gọi GPRS,

b)R4

Page 9: bao cao

MSC được phân chia làm 2: server MSC và MSC bình thường, hỗ trợ các giao thức H.248,

MEGACO, Sigtran cho báo hiệu qua ip,sự chuyển hướng hình thành với hỗ trợ ipv6, Ps

thời gian thực cho chuyển giao .

Page 10: bao cao

c)R5 R

HÌNH :CÁU TRÚC MẠNG r5

Bước phát triển tiếp theo của UMTS là đưa ra kiến trúc mạng đa phương tiện IP .Bước phát triển này thể

hiện sự thay đổi toàn bộ mô hình cuộc gọi. Ở đây cả tiếng và số liệu được xử lý giống nhau trên toàn bộ

đường truyền từ đầu cuối của người sử dụng đến nơi nhận cuối cùng. Có thể coi kiến trúc này là sự hội tụ

toàn diện của tiếng và số liệu. Điểm mới của R5 (và R6) là nó đưa ra một miền mới được gọi là phân hệ

đa phương tiện IP (IMS: IP Multimedia Subsystem). Đây là một miền mạng IP được thiết kế để hỗ trợ các

dịch vụ đa phương tiện thời gian thực IP

Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) chứa các phần tử sau: Chức năng điều khiển trạng thái kết nối (CSCF: Connection State Control Function), Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF: Multimedia Resource Function), chức năng điều khiển cổng các phương tiện (MGCF: Media Gateway Control Function), Cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW: Transport Signalling Gateway) và Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW: Roaming Signalling Gateway).

Một nét quan trọng của kiến trúc toàn IP là thiết bị của người sử dụng được tăng cường rất nhiều. Nhiều

phần mềm được cài đặt ở UE. Trong thực tế, UE hỗ trợ giao thức khởi đầu phiên (SIP: Session Initiation

Protocol). UE trở thành một tác nhân của người sử dụng SIP. Như vậy, UE có khả năng điều khiển các

dịch vụ lớn hơn trước rất nhiều

Ở R5, đã xuất hiện HSPDA với tốc độ 10Mbps cho đường xuống,CAMEL phase 4 được triển khai

với nhiều chức năng

Page 11: bao cao

ở R6 , IMS phase 2 được ứng dụng, hang loạt dịch vụ mới được giới thiệu như Push-to-talk, walki-

talki,VoIP…..đường truyenf xuống HSUDP cũng được đưa ra thị trường

1.3CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MẠNG 3G WCDMA UMTS

a)tần số

dãy tần cơ bản trong WCDMA UMTS:

-1920-1980 and 2110-2170 MHz Frequency Division Duplex (FDD, W-CDMA) 1 cặp

tần số lên và xuống, độ rộng kênh 5 MHz and raster is 200 kHz. Nhà cung cấp dịch vụ

cần 3 - 4 channels (2x15 MHz or 2x20 MHz) để tạo mạng tốc độ cao, dung lượng lớn

-1900-1920 and 2010-2025 MHz Time Division Duplex (TDD, TD/CDMA) không theo

cặp, độ rộng kênh 5 MHz and raster is 200 kHz. Tx and Rx không chia tần số

-1980-2010 and 2170-2200 MHz cho hệ thống vệ tinh đường xuống và đường lên

HÌNH :BĂNG TẦN UTRA FDD

Có 3 băng tần chính ở 3G là 2100MHz, 1900/1800MHZ và 850MHz, ở Việt Nam, 3 nhà

mạng Vina, Mobile và Viettel đều dùng băng tần 2100MHz , với 4 kênh tần số(theo khảo

sát tháng 4-2014)

1.4LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

-tháng 12- 1996 The UMTS Forum được thành lập tại cuộc họp ở Zurich,từ đó công nghệ

wcdma được biết như Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).

-October 1997 ERC quyết định UMTS băng lõi(core băng)

-January 1998 ETSI SMG họp mặt tại Paris với cả 2 chuẩn W-CDMA and TD-CDMA

Để thống nhất về UMTS chuẩn giao diện

Page 12: bao cao

-Tháng 9- 1998 cuộc gọi đầu tiên dùng đầu cuối Nokia WCDMA ở DoCoMo's được hoàn

thành

-1-12- 1998 ETSI SMG, T1P1, ARIB TTC, TTA thành lập 3GPP in Copenhagen,

Denmark

-2- 1999 Nokia Oyj nói rằng đã hoàn thành mục tiêu đầu tiên của

WCDMA là gọi 1 cuộc goi công cộng xuyên châu lục với PSTN

-12- 1999 in Nice ETSI Standardisation hoàn thành UMTS Release 1999 Cho cả FDD and

TDD

-Giữa năm 2000 bản thương mại đầu tiên của mạng GPRS được công bố.

-3- 2001 ở Palm Springs, 3GPP công bố chuẩn UMTS Release 4

-28-6- 2001 NTT DoCoMo phát hành các dịch vụ chuẩn 3G

1-10- 2001 NTT DoCoMo phát hành phiên bản thương mại đầu tiên của 3GWCDMA

UMTS

-14-3- 2002 (Freeze date) UMTS Release 5 ĐƯỢC CÔNG BỐ

-26-9-2002 Nokia giới thiệu mẫu điện thoại [6650] cho WCDMA

[UMTS] and GSM networks".

những hãng Nortel, Vodafone Omnitel, Qualcomm ,Erricsoncũng mua lại những chuẩn

UMTS vói việc xây dựng nên mạng 3G WCDMA UMTS đồng thwoif với các đầu cuối

-16-12- 2004 (Freeze date) UMTS Release 6 được công bố

-February 14, 2005, Ericsson tạo ra đường truyền 9 Mbps with WCDMA, HSDPA phase 2

-2005 (original target) UMTS và các dịch vụ chính thức trở thành toàn cầu

1.5 CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP WCDMA

1.5.1 TRẢI PHỔ VÀ CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO MÃ(CDMA)

Trong các hệ thống thông tin trải phổ (viết tắt là SS: Spread Spectrum) độ rộng băng tần của tín hiệu được mở rộng, thông thường hàng trăm lần trước khi được phát. Khi chỉ có một người sử dụng trong băng tần SS, sử dụng băng tần như vậy không có hiệu quả. Tuy nhiên ở môi trường nhiều người sử dụng, các

Page 13: bao cao

người sử dụng này có thể dùng chung một băng tần SS (trải phổ) và hệ thống trở nên sử dụng băng tần có hiệu suất mà vẫn duy trì được các ưu điểm của trải phổ.

Một hệ thống thông tin số được coi là SS nếu:- Tín hiệu được phát chiếm độ rộng băng tần lớn hơn độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết để phát thông tin.-Trải phổ được thực hiện bằng một mã độc lập với số liệu.

Có ba kiểu hệ thống SS cơ bản: chuỗi trực tiếp (DSSS: Direct-Sequence Spreading Spectrum), nhẩy tần (FHSS: Frequency-Hopping Spreading Spectrum) và nhẩy thời gian (THSS: Time-Hopping Spreading Spectrum). Cũng có thể nhận được các hệ thống lai ghép từ các hệ thống nói trên. WCDMA sử dụng DSSS. DSSS đạt được trải phổ bằng cách nhân luồng số cần truyền với một mã trải phổ có tốc độ chip (Rc=1/Tc, Tc là thời gian một chip) cao hơn nhiều tốc độ bit (R b=1/Tb, Tb là thời gian một bit) của luồng số cần phát. Hình 2.1 minh họa quá trình trải phổ trong đó Tb=15Tc hay Rc=15Rb. Hình 2.1a cho thấy sơ đồ đơn giản của bộ trải phổ DSSS trong đó luồng số cần truyền x có tốc độ R b được nhân với một mã trải phổ c tốc độ Rc để được luồng đầu ra y có tốc độ Rc lớn hơn nhiều so với tốc độ Rb của luồng vào. Các hình 2.1b và 2.1b biểu thị quá trình trải phổ trong miền thời gian và miền tần số.

Tại phía thu luồng y được thực hiện giải trải phổ để khôi phục lại luồng x bằng cách nhân luồng này với mã trải phổ c giống như phía phát: x=yc

x, y và c ký hiệu tổng quát cho tín hiệu vào, ra và mã trải phổ; x(t), y(t) và c(t) ký hiệu cho các tín hiệu vào, ra và mã trải phổ trong miền thời gian; X(f), Y(f) và C(f) ký hiệu cho các tín hiệu vào, ra và mã trải phổ trong miền tần số; Tb là thời gian một bit của luồng số cần phát, Rb=1/Tb là tốc độ bit của luồng số cần truyền; Tc là thời gian một chip của mã trải phổ, Rc=1/Tc là tốc độ chip của mã trải phổ. Rc=15Rb và Tb=15Tc.

Hình 2.1. Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)

Page 14: bao cao

HÌNH : Quá trình giải trải phổ và lọc tín hiệu của người sử dụng k từ K tín hiệu.

Từ đó ta cũng thấy được công nghệ đa truy nhập CDMA phải gắn liền với điều khiển công suất để khắc phục hiệu ứng gần xa(nếu 1 máy quá gần trạm, công suất đột ngột tăng cao dẫn đến MAI (Multiple Access Interferrence: nhiễu đa người sử dụng) tăng, sẽ tỷ số tín hiệu trên nhiễu giảm mạnh và máy thu k không thể tách ra được tín hiệu của mình)Điều khiển công suất trong WCDMA được chia thành:

-Điều khiển công suất vòng hở -Điều khiển công suất vòng kín

Điều khiển công suất vòng hở được thực hiện tự động tại UE khi nó thực hiện thủ tục xin truy nhập Nút B (dựa trên công suất mà nó thu được từ kênh hoa tiêu phát đi từ B), khi này UE chưa có kết nối với nút này. Còn điều khiển công suất vòng kín được thực hiện khi UE đã kết nối với nút B. Điều khiển công suất vòng hở lại được chia thành:

-Điều khiển công suất vòng trong được thực hiện tại nút B. Điều khiển công suất vòng trong được thực hiện nhanh với 1500 lần trong một giây dựa trên so sánh SIR thu với SIR đích -Điều khiển công suất vòng ngoài được thực hiện tại RNC để thiết lập SIR đích cho nút B. Điều khiển công suất này dựa trên so sánh tỷ lệ lỗi khối (BLER) thu được với tỷ lệ đích.

1.5.2WCDMA TRONG UMTS

Page 15: bao cao

HÌNH :WCDMA TRONG UMTS

Thông số

Băng thông kênh truyền:5MHZ

Kiểu song công:FDD và TDD

Công nghệ trải phổ:trải phổ trực tiếp

Tốc đọ chip:3.84MHz

Chiều dài khung:10ms(38400 chip/sec)

Điều chế trải:điều chế cân bằng QPSK cho đường xuống(Downlink) và song kênh QPSK

cho đường lên (uplink)

Điều chế dữ liệu:QPSK cho Downlink và BPSK cho uplink

Page 16: bao cao

Mã hóa kênh:mã chập , mã Turbo, hay không mã hóa

Hệ số trải:4-256(uplink) và 4-512(downlink)

Trải(downlink)chuỗi OVSF cho phân kênh và chỗi Gold 2^18-1 cho cell và thuê bao phân

kênh

Trải(uplink)chuỗi OVSF cho phân kênh và chỗi Gold 2^25 -1 cho cell và thuê bao phân

kênh

HÌNH :WCDMA VÀ GSM

Page 17: bao cao

HÌNH :WCDMA VÀ IS-95

Page 18: bao cao

Tài liệu tham khảo

Giáo trình UMTS_ t.s Nguyễn Phạm Anh Dũng

http://www.lib.kmutt.ac.th/

http://www.3gpp.org/

http://www.umtsworld.com/

http://www.worldtimezone.com/4g.html

Wireless Information Transmission System Lab

UMTS signaling: UMTS interfaces, protocol message flow and procedure analyzed and

explained by R.KREHER, T.RDEBUSCH

The UMTS Network and Radio Access Technology by Jonathan P. Castro

UMTS Networks:Architecture, Mobility and Services