Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay với sự phát triển mạng mẽ của ngành viễn thông đã đòi hỏi các ngành dịch vụ phải đa dạng và không ngừng cải tiến, bổ sung. Với số người sử dụng ngày càng tăng. Vì vậy phải có những công nghệ mới với dung lượng cao hơn, giá thành thấp hơn, dịch vụ đa dạng và chất lượng cao hơn để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Rất nhiều công nghệ viễn thông và thông tin di động đã xuất hiện. Từ thế hệ thứ nhất 1G đã sử dụng công nghệ truy nhập phân chia theo tần số FDMA. Tiếp đến là thế hê 2G và hiện nay các yêu cầu mới về dịch vụ của các hệ thống thông tin di động, nhất là các dịch vụ truyền số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đưa ra hệ thông thông tin di động thế hệ mới thứ 3. Hệ thống viễn thông di động toàn cầu (USMTS) sử dụng kĩ thuật WCDMA FDD. Với hai công nghệ triển vọng cho thông tin di động thế hệ thứ 3 là CDMA2000 và WCDMA. Hiện nay đa phần điện thoại di đụng trờn thế giới đang sử dụng công nghệ GSM.Bờn cạnh đó công nghệ WCDMA lại tương thích với GSM và hoàn toàn có thể nâng cấp từ mạng GSM giá rẻ. Vì nhưng lớ đú mà em đã chọn WCDMA làm đề tài cho đồ án tốt nghiờp của mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hữu Phỏt đó tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình để em hoàn thành bản đồ án này. Do bản thân còn nhiều hạn chế nên quyển đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót vì vậy rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 25 tháng 5 năm 2007 Sinh viên Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT AICH Acquisition Indication Channel Kênh chỉ thị thu được AMCS Adaptive Modulation and Coding Điều chế và mã hóa thíc ứng ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu tự động lặp BCCH Broadcast Control Channel Kênh quảng điều khiển quảng bá DC Dedicated Control Điều khiển dành riêng BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BLER Block Error Rate Tỉ lệ lỗi khối BMC Broadcast/ Multicast Control Điều khiển truyền quảng bá/truyền Multicast BS Base Station Trạm gốc DTX Discontinuous Transmission Truyền phát gián đoạn CC Chase Combining Kết hợp khuông CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CCH Control Channel Kênh điều khiển CCPCH Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA2000- DO CDMA2000- Data Only CDMA2000 chỉ cho dữ liệu CDMA2000- DV CDMA2000-Data and voice CDMA2000 cho dữ liệu và thoại CLPC Closed Loop Power Control Điều khiển công suất vòng kín CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh CRC Cyclic Redudancy Check Kết hợp kiểm tra dư thừa chu kỳ CTCH Common Trafic Channel Kênh lưu lượng chung DC Dedicated Control Điều khiển dành riêng DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát DLPCH Downlink Physical Channel Kênh vật lý hướng xuống DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý dành riêng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh vật lý điều khiển dành riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh dữ liệu vật lý dành riêng DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ hướng xuống DTCH Dedicated Trafic Channel Kênh lưu lượng dành riêng DTX Discontinuous Transmission Truyền phát gián đoạn ETSI European Telecommunication Standars Institute Hiệp hội tiêu chuẩn viễn thông châu Âu FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FBI Feed Back Information Thông tin phản hồi FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số FDMA Frequence Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FPLMTS Future Public Land Mobile Telecommunications Systems Các hệ thống viễn thông di động đất liền công cộng tương lai GC General Control Điều khiển chung GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu H-ARQ Hybrid- Automatic Repeat Request Yêu cầu lặp tự động lai HSC Hierachical Cell Structure Cấu trúc cell phân bậc HSDPA Hight Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao. HS-DSCH Hight-Speed Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao HSPA Hight-Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao IMS IP- Multimedia Service Phục vụ IP đa phương tiện IMT-2000 International Mobile Telecommunications in the Viễn thông di động quốc tế trong năm 2000 Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát year 2000 IR Incremental Redudancy Độ dư gia tăng ITU International Telecommunications Union Hiệp hội viễn thông quốc tế MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường truyền thông MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Centrer Trung tâm chuyển mạch kênh NB Node B Nút B Nt Notification Thông báo OCCCH ODMA Common Control Channel Kênh điều khiển chung cho ODMA ODCCH ODMA Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng cho ODMA ODMA Opportunity Driver Multiple Access Đa truy nhập theo cơ hội ODTCH ODMA Dedicated Trafic Channel ODMA Kênh lưu lượng dành riêng cho ODMA OLPC Open Loop Power Control Điều khiển công suất vòng mở OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor Hệ số trải phổ biến đổi trực giao PCCC Parallel Concatenated Convolutional Code Mã xoán móc nối song song PCCH Paging Control Channel Kênh điều khiển nhắn tin PCH Paging Channel Kênh nhắn tin PCPCH Physical Common Packet Channel Kênh vật lý gói chung PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ dữ liệu gói PDSCH Hight-Speed Physical Downlink Shared Channel Kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao PICH Page Indicator Channel Kênh chỉ thị trang PN Pseudo-Random Noise Tạp âm giả ngẫu nhiên PRACH Physical Random Access Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Kiểm soát tài nguyên vô tuyến SCH Synchrronozation Channel Kênh đồng bộ SF Spreading Factor Hệ số trải phổ SGSN Serving General Packet Radic Service Support Node Nút hỗ trợ chuyển mạch gói SHCCH Shared Channel Control Channel Kênh điều khiển chia sẻ kênh SAW Stop And Wait Dừng và chờ TAB Time Alignment Bit Bít sắp hàng thời gian TCH Trafic Channel Kênh lưu lượng TCP Transparent Power Control Điều khiển công suất trong suốt TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TFCI Transport Format Combination Indicator Chỉ thị kết hợp định dạng truyền TPC Transmit Power Control Điều khiển công suất truyền TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian đan xen truyền dẫn UE User Equipment Thiết bị người sử dụng ULPCH Uplink Physical Channel Kênh vật lý hướng lên UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động đa năng USTS Uplink Synchronous Transmission Scheme Phối hợp truyền đồng bộ ở hứong lên UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS UTRAN UMTS Terrestrial Radio Mạng thâm nhập vô tuyến mặt Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát Access Network đất theo tiêu chuẩn UMTS VL Very Large Rất lớn WCDMA Wideband CDMA CDMA băng rộng 3GPP The Third- Generation Parnership Project Tổ chức những người bạn hợp tác về 3G Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 1. 1. Mở đầu Sự phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng của các dịch vụ số liệu mà trước nhất la IP đã đặt ra yêu cầu mới đối với công nghiệp viễn thông di động. Thông tin di động thế hệ hai mặc dù đã sử dụng công nghệ số nhưng vì là hệ thống băng thông hẹp và được xây dung trên cơ chế chuyển mạch kờnh nờn không thể đáp ứng được các dịch vụ mới này. Trong bối cảnh đó ITU đã đua ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông tin di động thế hệ bavới tên gọi IMT-2000. IMT- 2000 đã mở rộng đáng kể khả nănh cung cấp dịch vụ và cho phép sử dụng nhiều phương tiện thông tin. Mục đích của IMT-2000 là đưa ra nhiều khả năng mới nhưng cũng đồng thời đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động thế hệ 2 (2G) vào những năm 2000. Thông tin di động thế hệ 3xây dựng trên cơ sở IMT-2000 đã được đua vào phục vụ từ năm 2001. Các hệ thông 3G sẽ cung cấp rất nhiều dịch vụ viễn thông bao gồm: tiếng, số liệu tốc độ bít thấp và bít cao, đa phương tiện, video cho người sử dụnglàm việc ở cả các phương tiện công cộng lẫn tư nhân (vùng công sở, vùng dân cư, phương tiện vận tải…). Các tiêu chí để xây dựng IMT-2000 như sau: 1. Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2 GHz như sau: * Đường lên: 1885-2025 MHz. * Đường xuống: 2110-2200 MHz. 2. Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến: * Tích hợp các mạng thông tin vô tuyến và hữu tuyến. * Tương tác cho mọi loại dịch vụ viễn thông. 3. Sử dụng các phương tiện khai thác khác nhau: * Trong công sở * Ngoài đường * Trên xe Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát * Vệ tinh. 4. Có thể hỗ trợ các dịch vụ như: * Các phương tiện từ nhà ảo (VHE: Vitual Home Enviroment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạng toàn cầu * Đảm bảo chuyển mạng quốc tế * Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho tiếng, số liệu chuyển mạch kờnhvà số liệu chuyển mạch gói. 5. Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện Môi trường hoạt đông của IMT-2000 được chia thành bốn vùng với các tốc độ bít Rb phục vụ như sau: Vùng 1: Trong nhà, ụ picụ, Rb Mbps2 ≤ Vùng 2: Thành phố, ô micro, Rb Mbps384 ≤ Vùng 3: Ngoại ô, ô macro, Rb kbps144 ≤ Vùng 4: Toàn cầu, Rb kbps6,9 ≤ Có thể tổng kết các dịch vụ do IMT-2000 cung cấp ở bảng dưới: Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát Dịch vụ di động Dịch vụ di động Di động đầu cuối/ di động cá nhân/ di động dịch vụ Dịch vụ thông tin định vị Theo dõi di động/ theo dõi di động thông minh Dịch vụ viễn thông Dịch vụ âm thanh Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64kbps) Dịch vụ truyền thanh AM (32- 64kbps) Dịch vụ truyền thanh FM (64-384kbps) Dịch vụ số liệu Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64-144 kbps) Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối cao (144kbps-2Mbps) Dịch vụ số liệu tốc độ cao ( Mbps2 ≥ ) Dịch vụ đa phương tiện Dịch vụ Video (384 kbps) Dịch vụ chuyển động (384 kbps-2Mbps) Dịch vụ chuyển động thời gian thực ( )2Mbps ≥ Dịch vụ internet Dịch vụ internet đơn giản Dịch vụ truy nhập Web (384kbps-2Mbps) Dịch vụ internet thời gian thực Dịch vụ internet (384kbps-2Mbps) Dịch vụ internet đa phương tiện Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian thực )2( Mbps ≥ Bảng 1.1: Tổng kết dịch vụ IMT - 2000 1. 2. Các tiêu chuẩn hệ thống thông tin di động thế hệ ba. *** Hiện nay hai tiêu chuẩn đã được chấp thuận cho IMT-2000 là: * WCDMA được xây dung từ 3GPP * CDMA - 2000 được xây dựng từ 3GPP2. Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát So sánh các thông số giao diện vô tuyến ở 2 tiêu chuẩn nói trên: WCDMA CDMA2000 Sơ đồ đa truy nhập DS-CDMA băng rộng CD đa sang mang Độ rộng băng tần (MHz) 5/10/15/20 1, 25/5/10/15/20 Tốc độ chip (Mcps) 1, 18/3, 84/7, 68/11, 52/15, 36 1,2288/3, 6864/7, 2738/11, 0592/14, 7456 Độ dài khung 10ms 5/20ms Đồng bộ giữa các BTS Dị bộ/đồng bộ Đồng bộ Điều chế ĐX/ĐL QPSK/BPSK QPSK/BPSK Trải phổ ĐX/ĐL QPSK/OCQPSK(HPSK) QPSK/OCQPSK(HPSK) Vocoder CS-ACELP/AMR EVRC, QCELP(13kbps) Tổ chức tiêu chuẩn 3GPP/ETSI/ARIB 3GPP2/TIA/TTA/ARIB Bảng 1.2: So sánh các thông số giao diện vô tuyến của 2 tiêu chuẩn trên OCQPSK(HPSK): Conjugate Structure-Algebaraic Code Excited Linear Prediction: Dự báo tuyến tính kích thích theo mã đại số-cấu trúc phức hợp EVRC: Ennhanced Variabler Rate Coder: Bộ mó hoỏ tốc độ thay đổi tăng cường. 1. 2. 1 Tiêu chuẩn WCDMA UMTS là thuật ngữ được ETSI nhóm SMG về hệ thống thông tin di động vô tuyến 3G ở châu Âu đưa ra. Các hoạt động nghiên cứu về UMTS trong ETSI được hỗ trợ bởi chương trình có tài trợ của EU, như RACE và ACTS. Chương trình RACE gồm hai giai đoạn, bắt đầu vào năm 1988 và kết thúc vào năm 1995. Đối tượng của chương trình này là khám phá và phát triển “testbed” cho các công nghệ giao diện vô tuyến đề cử. Trong dự án FRAMES của ACTS, hai kiểu (chế độ) đa truy nhập đã được chọn để nghiên cứu tiếp làm đề xuất cho truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRA). Chúng dựa trên TDMA có và không có trải phổ và dựa trên WCDMA. Đến tháng 1/1997, ARIB đã quyết định chấp nhận WCDMA làm công nghệ truy nhập vô tuyến mặt đất cho đề xuất IMT-2000 của mình và nỗ lực cụ Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp. [...].. .Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát thể hóa các chỉ tiêu kỹ thuật của, công nghệ này Dưới ảnh hưởng của sự hỗ trợ mạnh mẽ cho WCDMA trên toàn cầu và quyết định sớm từ ARIB, một thỏa thuận nhất trí của ETSI đã đạt được vào tháng 1/1998 về việc chấp nhận WCDMA làm công nghệ truy nhập vô tuyến mặt đất cho UMTS Sau đó ARIB và ETSI đã phối hợp hai chuẩn của họ để có một công nghệ WCDMA. .. Chuyển giao mềm và chuyển giao khác tần số Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát Bảng 1.3: Các tham số chính của WCDMA 1 5 Các ưu điểm về mặt kỹ thuật của WCDMA Một vài lợi ích về mặt kỹ thuật của WCDMA nhìn chung bao gồm: 1 5 1 Dung lượng Băng tần rộng trong WCDMA cho phép phát triển trong việc thực thi trên khắp các hệ thống tế bào trước, bởi fading của. .. chứng minh (WCDMA) Trong báo cáo năm 2002 so sánh giữa CDMA và WCDMA của tập đoàn LADCOMN – Tập đoàn tư vấn hàng đầu của Hoa kỳ và là một trong 3 cơ quan tư vấn cho ITU có trọng lượng nhất đó nờu: CDMA1x xuất hiện cùng với các thiết bị cầm tay và các ứng dụng hấp dẫn, với giá cả dễ mua Nó cũng chỉ cần phân nửa chi phí đầu tư trên đầu người so với WCDMA Hai hãng viễn thông lớn là SK và TK đã trang bị. .. trong khi WCDMA là 600 USD Dự đoán có 3,4 triệu thiết bị cầm tay WCDMA đã được xuất xưởng so với thiết bị CDMA2000 1x trong năm 2002 Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát Đối với thị trường mà các nhà khai thác vô tuyến đang khai thác cả hai công nghệ, các nhà khai thác CDMA2000 sẽ có một thuận lợi đáng kể so với các đối thủ cạnh tranh đang sử dụng WCDMA. .. có và vừa có thể ứng dụng một cách linh hoạt các phát minh công nghệ mới nhất, tư tưởng chỉ đạo khi xây dựng tiêu chuẩn 3G là các phần tử mạng có thể phát triển một cách độc lập, toàn mạng cần quá độ một cách trôi chảy và thuận lợi Mục tiêu tổng quát và cuối cùng của nó là: thực hiện một mạng thông tin di động toàn cầu giải rộng được IP hóa Nói cụ thể hơn là kỹ thuật kết nối mạng vô tuyến và kỹ thuật. .. phương án kỹ thuật của tiêu chuẩn 3G và “vội vàng” gọi chung kỹ thuật 3G là UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) có nghĩa là các hệ thống thông tin di động đa năng CDMA băng rộng (WCDMA) chỉ là một trong các phương án được khuyến nghị (băng rộng lên tới 5MHz) Sau đó sự tham gia tích cực của Nhật Bản vào việc xây dựng các tiêu chuẩn này đã thúc đẩy nhanh chóng sự phát triển của công nghệ. .. truyền dẫn vô tuyến được sử dụng Số chi tiết kỹ Tên Mục đích thuật TS Lớp vật lý 25 201 (mô tả sự mô tả chung của lớp 1 chung) Các kênh TS 25 211 vật lý và sự 1 ghép các 2 kênh truyền 3 dẫn vào kênh vật lý (FDD) Mô tả nội dung của lớp 1: Nơi để tìm kiếm thông tin; 4 Thiết lập các đặc điểm của kênh truyền dẫn và kênh vật lý lớp 1 ở trạng thái FDD, và chỉ rõ: 1 Các kênh truyền dẫn 2 Các kênh vật lý và kiến... trở thành một trong những tiêu chuẩn 3G của tổ chức tiêu chuẩn hóa thế giới 3GPP (tổ chức những người bạn hợp tác về 3G) và không chỉ định nghĩa giao diện không gian; chủ thể của nó Sinh viên thực hiện:Hồ Ngân Giáp Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát bao gồm các khuyến nghị về các giao diện và một loạt các quy phạm kỹ thuật về các mạch kết nối và mạch phân nhóm nòng cốt của CDMA Để... dùng (WCDMA vận hành dị bộ) * Sự lựa chọn CDMA hay WCDMA để tiến đến 3G Hơn một năm qua đó cú những thay đổi sâu sắc trong lựa chọn công nghệ và các hệ quả kinh tế khi xem xét CDMA2000 và WCDMA Nhiều dự đoán về thị trường đã bị lệch hướng nghiêm trọng Các nhà khai thác, các nhà quản lý, các nhà phát triển và người tiêu dùng phải xem xét một công nghệ đang ngày càng có giá (CDMA2000) so với một công nghệ. .. thích ứng Trong một hệ thống WCDMA, các dịch vụ chuyển mạch vòng và gói có thể được đưa vào, với các băng tần biến đổi, và sự phân phát ngay lập tức cho người sử dụng, với các chất lượng dịch vụ khác nhau Mỗi thiết bị WCDMA có thể truy nhập một vài dịch vụ khác nhau như là Internet, e-mail, hay video tại cùng thời điểm 1 5 6 Trải phổ và mã trộn Sự trải phổ, hay mã hóa kênh, cỏc mã được sử dụng trong các . thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến: * Tích hợp các mạng thông tin vô tuyến và hữu tuyến. * Tương tác cho mọi loại dịch vụ viễn thông. 3. Sử dụng các phương. Ngân Giáp. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Hữu Phát Bảng 1.3: Các tham số chính của WCDMA 1. 5 Các ưu điểm về mặt kỹ thuật của WCDMA Một vài lợi ích về mặt kỹ thuật của WCDMA nhìn. trí của ETSI đã đạt được vào tháng 1/1998 về việc chấp nhận WCDMA làm công nghệ truy nhập vô tuyến mặt đất cho UMTS. Sau đó ARIB và ETSI đã phối hợp hai chuẩn của họ để có một công nghệ WCDMA