Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay di động là ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh nhất với con số thuê bao đã đạt đến 3,6 tỷ tính đến cuối năm 2008. Bắt nguồn từ một số dịch vụ thoại đắt tiền cho một số người đi xe, đến nay với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị thông tin di động thế hệ ba, thông tin di động có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ đòi hỏi tốc độ số liệu cao cho người sử dụng kể cả các chức năng camera, MP3 và PDA. Với các dịch vụ đòi hỏi tốc độ cao ngày các trở nên phổ biến này, nhu cầu 3G cũng như phát triển nó lên 4G ngày càng trở nên cấp thiết. ITU đã đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông tin di động thế hệ ba với tên gọi IMT2000 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.Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện nay. Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba IMT2000 đã được đề xuất, trong đó hai hệ thống WCDMA UMTS và CDMA2000 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 để phục vụ việc học tập môn thông tin di động em đảm nhận đề tài tìm hiểu về giao diện vô tuyến của hệ thống UTMS. Trong quá trình làm còn nhiều sai sót mong thầy góp ý và chỉ bảo để phần bài làm của em hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn
THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG ============================ BÀI TẬP LỚN MÔN THÔNG TIN DI ĐỘNG TÊN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU GIAO DIỆN VÔ TUYẾN TRONG HỆ THỐNG UMTS Lớp: CCVT07A SVTH: TRẦN ĐỨC VƯƠNG GVHD: DƯƠNG HỮU ÁI Đà Nẵng, 14 tháng 12 năm 2016 Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái LỜI NỚI ĐẦU Ngày di động ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh với số thuê bao đạt đến 3,6 tỷ tính đến cuối năm 2008 Bắt nguồn từ số dịch vụ thoại đắt tiền cho số người xe, đến với ứng dụng ngày rộng rãi thiết bị thông tin di động hệ ba, thông tin di động cung cấp nhiều loại dịch vụ đòi hỏi tốc độ số liệu cao cho người sử dụng kể chức camera, MP3 PDA Với dịch vụ đòi hỏi tốc độ cao ngày trở nên phổ biến này, nhu cầu 3G phát triển lên 4G ngày trở nên cấp thiết ITU đưa đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông tin di động hệ ba với tên gọi IMT-2000 để đạt mục tiêu sau đây: Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo dịch vụ băng rộng truy nhập internet nhanh ứng dụng đa phương tiện, yêu cầu ngày tăng dịch vụ này.Tương thích với hệ thống thông tin di động Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động hệ ba IMT-2000 đề xuất, hai hệ thống WCDMA UMTS CDMA-2000 ITU chấp thuận đưa vào hoạt động Các hệ thống sử dụng công nghệ CDMA điều cho phép thực tiêu chuẩn toàn giới cho giao diện vô tuyến hệ thống thông tin động hệ ba để phục vụ việc học tập môn thông tin di động em đảm nhận đề tài tìm hiểu giao diện vô tuyến hệ thống UTMS Trong trình làm nhiều sai sót mong thầy góp ý bảo để phần làm em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn !!! Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái MỤC LỤC LỜI NỚI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ UMTS 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Tổng quan hệ thống UMTS 1.1.2 Mạng truy nhập vô tuyến 1.1.3 Các loại lưu lượng dịch vụ mạng 3G WCDMA hỗ trợ 1.1.4 Thiết bị người sử dụng 1.1.5 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS 1.2 KIẾN TRÚC MẠNG DỊCH CHUYỂN TỪ GMS SANG UMTS 10 1.2.1 Phát hành 3GR1: Kiến trúc mạng UMTS chồng lấn 11 1.3 PHÁT HÀNH 3GR2: TÍCH HỢP CÁC MẠNG UMTS VÀ GSM 11 CHƯƠNG - GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CỦA MẠNG WCDMA UMTS 13 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 13 2.2 KIẾN TRÚC NGĂN XẾP GIAO THỨC CỦA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN 13 2.3 CÁC KÊNH CỦA WCDMA 15 2.4 KÊNH VẬT LÝ 16 2.4.1 Các kênh vật lý .16 2.4.2 Các kênh đường lên .18 2.4.3 Các kênh đường xuống 19 2.5 CÁC KÊNH TRUYỀN TẢI 21 KẾT LUẬN 23 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN 24 Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH 1.1 CÁC PHỔ TẦN DUNG TRONG UMTS HÌNH 1.2 KIẾN TRÚC TỐNG QUÁT CỦA MỘT MẠNG 3G SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ WCDMA HÌNH 1.3 VÙNG PHỦ SÓNG CỦA HỆ THỐNG UTMS HÌNH 1.4 KIẾN TRÚC TỒN TẠI ĐỒNG THỜI GSM VÀ UMTS 11 HÌNH 1.5 KIẾN TRÚC MẠNG RAN TÍCH HỢP 3GR2 12 HÌNH 2.1 KIẾN TRÚC GIAO THỨC CỦA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN WCDA 14 HÌNH 2.2 CÁC KÊNH CỦA LỚP VẬT LÝ 16 HÌNH 2.3 CẤU TRÚC KHUNG VÔ TUYẾN CHO DPDCH/DPCCH ĐƯỜNG LÊN 19 HÌNH 2.4 QUÁ TRÌNH TRUY NHẬP NGẪU NHIÊN RACH 19 Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ UMTS 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Tổng quan hệ thống UMTS -Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba xây dựng với mục đích cung cấp cho mạng di động toàn cầu với dịch vụ phong phú bao gồm thoại, nhắn tin, internet liệu băng rộng - Tại Châu Âu hệ thống thông tin di động hệ thứ ba tiêu chuẩn hóa học viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI: European Telecommunications Standard Institute) phù hợp với tiêu chuẩn ITM-2000 ITU (InternationalTelecommunication Union) - Hệ thống có tên UMTS (Universal Mobile TelecommunicationSystem) UMTS xem hệ thống kế thừa hệ thống GSM, nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển dịch vụ di động ứngdụng internet với tốc độ truyền dẫn lên tới Mbps cấp tiêu chuẩn chuyển vùng toàn cầu - UMTS phát triển Third Generation PartnershipProject (3GPP) dự án phát triển chung nhiều quan tiêuchuẩn hóa (SDO) như: ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC (Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) CWTS (Trung Quốc) - Hội nghị vô tuyến giới năm 1992 đưa phổ tần số dùng cho hệ thống UMTS:+ 1920 ÷ 1980 MHz 2110 ÷ 2170 MHz dành cho ứngdụng FDD (Frequency Division Duplex: Ghép kênh theo tần số) đường lên đường xuống, khoảng cách kênh 5MHz.+ 1900 ÷ 1920 MHz 2010 ÷ 2025 MHz dành cho ứng dụng TDD (Time Division Duplex: Ghép kênh theo tần số), khoảngcách kênh 5MHZ.+ 1980 ÷ 2010 MHz 2170 ÷ 2200 MHz: Đường xuống đường lên vệ tinh Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái Hình 1.1 phổ tần dung UMTS 1.1.2 Mạng truy nhập vô tuyến Hình 1.2 kiến trúc tống quát mạng 3G sử dụng công nghệ WCDMA Mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN: UMTS Terestrial Radio Access Network): Có nhiệm vụ thực chức liên quan đến truy nhập vô tuyến Kiến trúc ban đầu mạng 3G sử dụng hai kiểu mạng truy nhập vô tuyến Kiểu thứ sử dụng công nghệ đa truy nhập WCDMA gọi UTRAN Kiểu thứ hai sử dụngcông nghệ đa truy nhập TDMA gọi Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái GERAN (GSM EDGERadio Access Network: Mạng truy nhập vô tuyến dựa trêncông nghệ EDGE GSM) 1.1.3 Các loại lưu lượng dịch vụ mạng 3G WCDMA hỗ trợ WCDMA UMTS cung cấp loại dịch vụ xa (teleservices) dịch vụ điện thoại tin ngắn (SMS) loại dịch vụ mang (bearer service: Một dịch vụ viễn thông cung cấp khả truyền tín hiệu hai giao diện người sử dụng - mạng) Vì thế,nói chung mạng 3G hỗ trợ dịch vụ truyền thông đa phương tiện Do với kiểu lưu lượng cần đảm bảo mức QoS định tùy theo ứng dụng dịch vụ QoS hệ thống WCDMA UMTS phân loại sau: - Loại hội thoại (Thoại, thoại thấy hình): Thông tin tương tác yêu cầu trễ nhỏ - Loại luồng (đa phương tiện, video theo yêu cầu): Thông tin chiều đòi hỏi dịch vụ luồng với trễ nhỏ - Loại tương tác (duyệt web, trò chơi qua mạng, truy nhập sở liệu ): Đòi hỏi trả lời thời gian định tỉ lệ lỗi thấp - Loại (thư điện tử, SMS, tải liệu xuống): Đòi hỏi dịch vụ nỗ lực thực sở - Vùng phủ sóng mạng WCDMA UMTS chia thành bốn vùng với tốc độ bít Rb phục vụ sau: + Vùng 1: Vùng nhà, ô pico, Rb ≤ Mbps + Vùng 2: Vùng thành phố, ô micro, Rb ≤ 384 Kbps + Vùng 3: Vùng ngoại ô, ô macro, Rb ≤ 144 Kbps+ Vùng 4: Toàn cầu, Rb = 12,2 Kbps Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái HÌNH 1.3 VÙNG PHỦ SÓNG CỦA HỆ THỐNG UTMS Mạng UMTS R3 có hỗ trợ chuyển mạch kênh chuyển mạch gói Tốc độ thông tin lên tới 384 Kbps miền chuyển mạch kênh Mbps miền chuyển mạch gói Các kết nối tốc độ cao đảm bảo cung cấp tập dịch vụ cho người sử dụng di động gồm: Điện thoại có hình (hội nghị Video) âm chất lượng cao (CD) tốc độ truyền cao đầu cuối Mạng UMTS R3 gồm ba phần là: Thiết bị di động (UE: User Equipment), mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS(UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Network) mạng lõi (CN: Core Network) 1.1.4 Thiết bị người sử dụng Thiết bị người sử dụng (UE): Là đầu cuối mạng UMTS người sử dụng phần có nhiều thiết bị phát triển ảnh hưởng lớn lên ứng dụng dịch vụ khả dụng.Thiết bị đầu cuối (TE: Terminal Equipment): Trong mạng 3G, thiết bị đầu cuối không đơn dành cho điện thoại mà cung cấp dịch vụ số liệu mới.Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment): Là đầu cuối vô tuyến để giao tiếp với mạng qua đường vô tuyến.Modun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subcriber Identity Modulo) Là thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng thuê bao USIM chứa hàm số liệu cần để nhận dạng, nhận thực thuê bao giữ khóa nhận thực số thông tin thuê bao cần thiết cho thiết bị đầu cuối Người sử dụng phải tự nhận thực USIM cách nhập mã PIN Điều đảm bảo người sử dụng đích thực truy nhập UMTS, Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái mạng cung cấp dịch vụ cho người sử dụng đầu cuối dựa nhận dạng USIM đăng ký 1.1.5 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS Mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Netwok): Là mạng liên kết người sử dụng mạng lõi Nó bao gồm hay nhiều hệ thống mạng vô tuyến RNS (Radio Network Subsystem), RNS gồm RNC gồm hay nhiều nút B (node B).UTRAN định nghĩa hai giao diện: Giao diện Iu UTRAN mạng lõi (CN) gồm hai phần IuPS cho miềnchuyển mạch gói IuCS cho miền chuyển mạch kênh giao diện Uu UTRAN thiết bị người dùng (UE) * Các đặc tính UTRAN: - Hỗ trợ UTRAN tất chức liên quan Đặc biệt ảnh hưởng lên việc thiết kế yêu cầu hỗ trợ chuyển giaomềm (một đầu cuối kết nối qua hai hay nhiều ô tích cực) thuật toán quản lý tài nguyên đặc thù WCDMA - Đảm bảo tính chung cho việc xử lý số liệu chuyển mạch kênh chuyển mạch gói ngăn xếp giao thức giao diện vô tuyến cách sử dụng giao diện để kết nối từ UTRAN đến hai vùng PS CS mạng lõi - Đảm bảo tính chung với GSM cần thiết - Sử dụng truyền tải ATM chế truyền tải UTRAN * Hai thành phần UTRAN điều khiển mạng vô tuyến (RNC) node B Bộ điều khiển mạng vô tuyến Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC: Radio Network Controller): Là phần tử mạng, chịu tránh nhiệm cho mộthay nhiều trạm gốc điều khiển tài nguyên cho chúng Đây điểm truy nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho mạng lõi (CN) Nó nối đến CN hai kết nối, cho miền chuyển mạch gói đến SGSN đến chuyển mạch kênh đến MSC * Các chức RNC: - Điều khiển tài nguyên vô tuyến Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái - Cấp phát kênh - Thiết lập điều khiển công suất - Điều khiển công suất vòng hở - Điều khiển chuyển giao - Phân tập Macro - Mật mã hóa - Báo hiệu quảng bá Node B Trong hệ thống UMTS, trạm gốc gọi node B nhiệm vụ thực kết nối vô tuyến vật lý đầu cuối với Nó nhận tín hiệu giao diện Iub từ RNC chuyển vào tín hiệu vô tuyến giao diện Uu Nó thực số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến sở “điều khiển công suất vòng trong”.Tính để phòng ngừa vấn đề gần xa, nghĩa tất đầu cuối phát công suất, đầu cuối gần node B che lấp tín hiệu từ đầu cuối xa Node B kiểm tra công suất thu từ đầu cuối khác thông báo cho chúng giảm công suất tăng công suất cho node B thu công suất tất đầu cuối dịch vụnào cung cấp dịch vụ bị từ chối, thông tin chuyểnhướng gọi, số lần chuyển hướng gọi 1.2 KIẾN TRÚC MẠNG DỊCH CHUYỂN TỪ GMS SANG UMTS Phần giới thiệu chiến lược dịch chuyển từ GSM sang UMTS hãng Alcatel Hãng dự kiến phát triển mạng truy nhập RAN từ GSM lên UMTS theo ba phát hành là: 3GR1, 3GR2 3GR3 Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 10 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái 1.2.1 Phát hành 3GR1: Kiến trúc mạng UMTS chồng lấn Hình 1.4 kiến trúc tồn đồng thời GSM UMTS Phát hành 3GP1 dựa phát hành 3GPP vào tháng đặc tả kỹ thuật vào tháng năm 2000 Phát hành đầu 3GR1 hỗ trợ UTRA-FDD triển khai chồng lấn lên GSM Chiến lược dịch chuyển từ GSM sang UMTS phát hành 3GR1 chia thành ba giai đoạn ký hiệu R1.1, R1.2 R1.3 (R: Release - phát hành) Trong phát hành phần cứng tính đưa Các node B gọi MBS (Multistandard BaseStation: Trạm gốc đa tiêu chuẩn) 1.3 PHÁT HÀNH 3GR2: TÍCH HỢP CÁC MẠNG UMTS VÀ GSM Trong giai đoạn triền khai UMTS thứ hai tích hợp hai mạng thực cách đưa thiết bị đa tiêu chuẩn như: Node B kết hợp BTS RNC kết hợp BSC Cácchức khai thác bảo dưỡng mạng vô tuyến đượcthực chung OMC Kiến trúc mạng RAN tích hợp giai đoạn hai (hình 1.9) Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 11 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái Hình 1.5 kiến trúc mạng RAN tích hợp 3GR2 Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 12 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái CHƯƠNG - GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CỦA MẠNG WCDMA UMTS 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG Hệ thống WCDMA UMTS tiêu chuẩn IMT-2000 nhằm phát triển GSM để cung cấp khả cho hệ ba WCDMA UMTS sử dụng mạng đa truy nhập vô tuyến sở công nghệ WCDMA mạng lõi phát triển từ GSM/GPRS WCDMA có hai giải pháp cho giao diện vôtuyến: - Ghép song công phân chia theo tần số (FDD: FrequencyDivision Duplex) - Ghép song công phân chia theo thời gian (TDD: Time DivisionDuplex) Giải pháp FDD sử dụng hai băng tần MHz với hai song mang phân cách 190 MHz: Đường lên có băng tần nằm dải phổ từ 1920 MHz đến 1980 MHz, đường xuống có băng tần nằm dải phổ từ 2110 MHz đến 2170 Mhz Độ rộng băng danh định MHz, ta chọn độ rộng băng từ 4,4 MHz đến MHz với nấc tăng 200 KHz Việc chọn độ rộng băng đắn cho phép tránh nhiễu giao thoa khối MHz thuộc nhà khai thác khác Giải pháp TDD sử dụng tần số nằm dải 1900 -1920 MHz từ 2010 - 2025 MHz, đường lên đường xuống sử dụng chung băng tần WCDMA sử dụng phương pháp trải phổ chuỗi trực tiếp với tốc độ chip 3,84 Mcps Trong WCDMA mạng truy nhập vô tuyến gọi UTRAN (UMTS Terrestrial Radio AccessNetwork) Các phần tử UTRAN khác với phần tử mạng truy nhập vô tuyến GSM Vì khả sử dụng lại BTS vàBSC GSM hạn chế Một số nhà sản xuất có kế hoạch nâng cấp BTS GSM cho WCDMA họ thay số thu phát BTS từ GSM thay vào thu phát mớicho WCDMA Một số nhà sản suất lập kế hoạch xa hơn.Họ chế tạo BSC đồng thời cho GSM WCDMA Tuy nhiên đa phần nhà sản suất phải thay GSM BSC RNC cho WCDMA.WCDMA sử dụng nhiều kiến trúc mạng GSM,GPRS có cho mạng Các phần tử MSC, HLR, SGSN, GGSN nâng cấp từ mạng có để hỗ trợ đồng thời WCDMA GSM 2.2 KIẾN TRÚC NGĂN XẾP GIAO THỨC CỦA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 13 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA hình 3.1 Ngăn xếp giao thức giao diện vô tuyến bao gồm lớp giao thức: - Lớp vật lý (L1): Đặc tả vấn đề liên quan đến giao diện vô tuyến điều chế mã hóa, trải phổ - Lớp liên kết nối số liệu (L2): Lập khuôn số liệu vào khối số liệu đảm bảo truyền dẫn tin cậy nút lân cận hay thực thể đồng cấp - Lớp mạng (L3): Đặc tả đánh địa định tuyến Hình 2.1 kiến trúc giao thức giao diện vô tuyến WCDA Lớp RLC chia thành hai mặt phẳng: Mặt phẳng điều khiển (CPlane) mặt phẳng người sử dụng (U-Plane) PDCP BMC có mặt phẳng U Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 14 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái Trong mặt phẳng C lớp bao gồm RRC (Radio resourceControl: Điều khiển tài nguyên vô tuyến) kết cuối RAN lớp cao hơn: MM (MobilityManagement) CC (Connection Management), GMM (GPRSMobility Management), SM (Session Management) kết cuối mạnglõi (CN) Lớp chia thành lớp con: MAC (Medium AccessControl: Điều khiển truy nhập môi trường) RLC (Radio link Control: điều khiển liên kết), PDCP (Packet Data ConvergenceProtocol: Giao thức hội tụ số liệu gói) BMC(Broadcast/Multicast Control: Điều khiển quảng bá/ đa phương ) Lớp vật lý lớp thấp giao diện vô tuyến Lớp vật lý sử dụng để truyền dẫn giao diện vô tuyến Mỗi kênh vật lý lớp xác định tổ hợp tần số, mã ngẫu nhiên hoá (mã định kênh) pha (chỉ cho đường lên) Các kênh sử dụng vật lý để truyền thông tin lớp cao giao diện vô tuyến, nhiên có số kênh vật lý dành cho hoạt động lớp vật lý 2.3 CÁC KÊNH CỦA WCDMA Các kênh WCDMA chia thành loại kênh sau đây: - Kênh vật lý (PhCH): Kênh mang số liệu giao diện vô tuyến.Mỗi PhCH có trải phổ mã định kênh để phân biệt với kênh khác Một người sử dụng tích cực sử dụng PhCH riêng, chung hai Kênh riêng kênh PhCH dành riêng cho UE kênh chung chia sẻ UE ô - Kênh truyền tải (TrCH): Kênh lớp vật lý cung cấp cho lớp để truyền số liệu Các kênh TrCH xếp lên PhCH - Kênh Logic (LoCH): Kênh lớp MAC lớp cung cấp cho lớp cao Kênh LoCH xác định kiểu thông tin mà truyền Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 15 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái 2.4 KÊNH VẬT LÝ 2.4.1 Các kênh vật lý hình 2.2 kênh lớp vật lý DPCH (Dedicated Physical Channel: Kênh vật lý riêng) Kênh hai chiều đường xuống, đường lên ấn định riêng cho UE Gồm DPDCH (Dedicated Physical Data Channel: Kênh vậtlý số liệu riêng) DPCCH (Dedicated Physical Control Channel: Kênh vật lý điều khiển riêng) Trên đường xuống DPDCH DPCCH ghép theo thời gian với ngẫu nhiên hóa phức đường lên ghép mã I/Q với ngẫu nhiên hóa phức DPDCH (Dedicated Physical Data Channel: Kênh vật lý số liệuriêng) Khi sử dụng DPCH UE ấn định DPDCH.Kênh sử dụng để phát số liệu người sử dụng từ lớp cao DPCCH (Dedicated Physical Control Channel: Kênh vật lý điều khiển riêng) Khi sử dụng DPCH, UE ấn định DPCCH Kênh sử dụng để điều khiển lớp vật lý DPCH DPCCH kênh kèm với DPDCH CPICH (Common Pilot Channel: Kênh hoa tiêu chung) Kênh chung đường xuống Có hai kiểu kênh CPICH: P-CPICH (Primary CPICH: CPICH sơ cấp) Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 16 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái S-CPICH (SecondaryCPICH: CPICH thứ cấp) P-CPICH đảm bảo tham chuẩn quáncho toàn ô để UE thu SCH Kênh S-CPICH đảm bảo tham khảo quán chung phần ô đoạn ô cho trường hợp sử dụng anten thông minh có búp sóng hẹp P-CCPCH (Primary Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp): Kênh chung đường xuống Mỗi ô có kênh để truyền BCH S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel: Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp) Kênh chung đường xuống Một ô có hay nhiều S-CCPCH Được sử dụng để truyền PCH FACH SCH (Synchrronization Channel: Kênh đồng bộ) Kênh chung đường xuống Có hai kiểu kênh SCH: SCH sơ cấpvà SCH thứ cấp Mỗi ô có SCH sơ cấp thứ cấp Được sử dụng để tìm ô PDSCH (Physical Downlink Shared Channel: Kênh vật lý chia sẻ đường xuống) Kênh chung đường xuống Mỗi ô có nhiều PDSCH (hoặc không có) Được sử dụng để mang kênh truyền tải DSCH PRACH (Physical Random Access Channel: Kênh vật lý truy nhậpngẫu nhiên) Kênh chung đường lên Được sử dụng để mang kênh truyền tải RACH PCPCH (Physical Common Packet Channel: Kênh vật lý gói chung) Kênh chung đường lên Được sử dụng để mang kênh truyền tải CPCH AICH (Acquisition Indication Channel: Kênh thị bắt) Kênh chung đường xuống cặp với PRACH Được sử dụng để điều khiển truy nhập ngẫu nhiên PRACH PICH (Page Indication Channel: Kênh thị tìm gọi) Kênh chung đường xuống cặp với S-CCPCH (khi kênh nàymang PCH) để phát thông tin kết cuối gọi cho nhóm gọi kết cuối Khi nhận thông báo này, UE thuộc nhóm kết cuối gọi thứ n thu khung vô tuyến S-CCPCH CSICH (CPCH Status Indicator Channel: Kênh thị trạng thái CPCH) Kênh chung đường xuống liên kết với AP-AICH để phát thông tin trạng thái kết nối PCPCH CD/CA-ICH (CPCH Collision Detection/ Channel AssignmentIndicator Channel: Kênh thị phát va chạm CPCH/ ấn định kênh): Kênh chung đường xuống cặp với PCPCH Được sử dụng để điều khiển va chạm PCPCH Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 17 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái 2.4.2 Các kênh đường lên 2.4.2.1 Cấu trúc kênh DPDCH DPCCH DPCCH sử dụng cấu trúc khe với 15 khe khung vô tuyến 10ms Một khe thời gian có độ lâu 2560 chip Điều dẫn đến 2560 chip có độ rộng 666 µs Như độ rộng khe gần với độ rộng khe 577 µs Mỗi khe gồm bốn trường dành cho bit hoa tiêu, TFCI (chỉ thị kết hợp khuôn dạng), bit điều khiển công suất phát (TPC: Transmit Power Control) bit thông tin phản hồi (FBI: Feedback Information) Các bit FBI sử dụng sử dụng phân tập phát vòng kín đường xuống Có tất cấu trúc khe cho DPCCH đường lên Có tùy chọn sau: 0,1 hay hai bit cho FBI có bit TFCI Các bit hoa tiêu TPC luôn có mặt số bit chúng thay đổi để sử dụng hết khe DPCCH Hình 3.3 cho thấy cấu trúc khung kênh vật lý riêng đường lên, khung có độ dài 10ms chia thành 15 khe, khe dài Tslot = 2560 chip,tương ứng với chu kỳ điều khiển công suất Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 18 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái Hình 2.3 cấu trúc khung vô tuyến cho DPDCH/DPCCH đường lên 2.4.2.2 Cấu trúc kênh PRACH kênh PCPCH a Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý (PRACH) Hình 2.4 trình truy nhập ngẫu nhiên RACH b Kênh gói chung vật lý (PCPCH) Kênh gói chung vật lý (PCPCH) sử dụng để mang CPCH mở rộng RACH Sự khác biệt chủ yếu so với truyền số liệu RACH kênh dành trước nhiều khung, có sử dụng điều khiển công suất (điều không cần thiết RACH sử dụng hai khung) CPCH cặp với DPCCH đường xuống để cung cấp thông tin điều khiển công suất nhanh Ngoài mạng có tùy chọn để thông báo cho đầu cuối phát tiền tố điều khiển công suất trước phát thực 2.4.3 Các kênh đường xuống 2.4.3.1 Cấu trúc kênh riêng đường xuống (DPCH) Kênh riêng đường xuống (DCH) phát kênh vật lý riêng đường xuống Chỉ có kiểu kênh vật lý đường xuống Kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH đường xuống) Trong kênh DPCH đường xuống, số liệu riêng tạo lớp hai lớp trên, nghĩa kênh truyền tải riêng (DCH) ghép kênh theo thời gian với thông tin điều khiển tạo lớp một(các bit hoa tiêu, lệnh điều khiển công suất phát TPC vàmột TFCI tùy chọn) DPCH đường xuống coi ghép kênh theo thời gian hai kênh DPDCH DPCCH đường lên UTRAN định có phát TFCI hay không định tất UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI đường xuống 2.4.3.2 Các kênh vật lý chung đường xuống a Kênh hoa tiêu chung (CPICH) Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 19 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái CIPCH kênh vật lý đường xuống có tốc độ cố định (30 kbps, SF = 256) để mang chuỗi bit/ký hiệu định nghĩa trước b Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH) P-CCPCH kênh vật lý đường xuống tốc độ cố định (30 kbps, SF = 256) sử dụng để mang BCH.Cấu trúc khung P-CCPCH Cấu trúc khung khác với DPCH đường xuống chỗ lệnh TPC, TFCIvà bit hoa tiêu P-CCPCH không phát 256 chip đầu khe Trong khoảng thời gian SCH sơ cấp thứ cấp phát c Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH) S-CCPCH sử dụng để mang thông tin FACH PCH Có hai kiểu SCCPCH: Kiểu có TFCI kiểu TFCI UTRAN xác định có phát TFCI hay không, có UE phải hỗ trợ việc sử dụng TFCI Tập tốc độ giống DPCH đường xuống d Kênh đồng (SCH) Kênh đồng (SCH) tín hiệu đường xuống sử dụng để tìmô SCH gồm hai kênh con: SCH sơ cấp thứ cấp Các khung 10 ms SCH sơ cấp thứ cấp chia thành 15 khe, khe dài 2560 chip SCH thứ cấp gồm phát lặp 15 chuỗi mã điều chế có độ dài 256 chip Các mã đồng thứ cấp (SSC) phát đồng thời với SCH sơ cấp SSC ký hiệu csi,k, i = 1, 2, , 64 số nhóm mã dài 256 Chuỗi SCH thứ cấp thị mã ngẫu nhiên đường xuống ô thuộc nhóm mã e Kênh vật lý dùng chung đường xuống (PDSCH.) Kênh vật lý dùng chung đường xuống (PDSCH) sử dụng để mang kênh dùng chung đường xuống Kênh nhiềun gười sử dụng dùng chung sở ghép kênh mã Vì DSCH liên kết với DCH nên PDSCH liên kết với DPCH Cấu trúc khung vô tuyến khe thời gian PDSCH Có hai phương pháp báo hiệu để thông báo cho UE việc có số liệu cần giải mã DSCH: Hoặc trường TFCI báo hiệu lớp cao f Kênh thị bắt (AICH) Kênh thị bắt (AICH: Acquisition indicator Channel) kênh vật lý sử dụng để mang thị bắt Chỉ thị bắt AIs tương ứng với chữ ký s kênh PRACH PCPCH Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 20 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái Lưu ý PCPCH, AICH hoăc tương ứng tiền tố truy nhập tiền tố CD AICH tương ứng tiền tố truy nhập AP-AICHcòn AICH tương ứng tiền tố CD CD-AICH AP-AICH CD-AICH sử dụng mã định kênh khác Cấu trúc AICH, AICH gồm chuỗi lặp 15 khe truy nhập liên tiếp (AS: Time Slot), khe dài 40 bit Mỗi khe gồm hai phần: Phần thị bắt (AI) gồm 32 ký hiệu giá trị thực a0,…, a31 phần không sử dụng gồm ký hiệu giá trị thực a32,…, a39 Kênh có hệ số trải phổ 256 g Kênh thị tìm gọi (PICH) Kênh thị tìm gọi (PICH) kênh vật lý tốc độ cố định(SF= 256) sử dụng để mang thị tìm gọi (PI) liên kết với S-CCPCH mà kênh PCH xếp lên.Một khung PICH dài 10 ms chứa 300 bit (b0, b1,…, b299) Trong số đó, 288 bit (b0,b1,…, b287) sử dụng để mang thị tìm gọi 12 bit lại (b288,b289,…, b299) không định nghĩa 2.5 CÁC KÊNH TRUYỀN TẢI DCH (Dedicated Channel: Kênh riêng) Kênh hai chiều sử dụng để phát số liệu người sử dụng Được ấn định riêng cho người sử dụng Có khả thay đổi tốc độ điều khiển công suất nhanh BCH (Broadcast Channel: Kênh quảng bá) Kênh chung đường xuống để phát thông tin quảng bá (chẳng hạn thông tin hệ thống, thông tin ô) FACH (Forward Access Channel: Kênh truy nhập đường xuống) Kênh chung đường xuống để phát thông tin điều khiển số liệu người sử dụng Kênh chia sẻ chung cho nhiều UE Được sử dụng để truyền số liệu tốc độ thấp cho lớp cao PCH (Paging Channel: Kênh tìm gọi) Kênh chung dường xuống để phát tín hiệu tìm gọi RACH (Random Access Channel: Kênh truy nhập ngẫu nhiên) Kênh chung đường lên để phát thông tin điều khiển số liệu người sử dụng áp dụng truy nhập ngẫu nhiên sử dụng để truyền số liệu thấp người sử dụng CPCH (Common Packet Channel: Kênh gói chung) Kênh chung đường lên để phát số liệu người sử dụng áp dụngtrong truy nhập ngẫu nhiên sử dụng trước hết để truyền số liệu cụm Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 21 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái DSCH (Dowlink Shared Channel: Kênh chia sẻ đường xuống) Kênh chung đường xuống để phát số liệu gói Chia sẻ cho nhiều UE Sử dụng trước hết cho truyền dẫn số liệu tốc độ cao 2.6 KÊNH LOGIC 2.6.1 Các kênh điều khiển Các kênh điều khiển (CCH: Control Channel) có chức để truyền thông tin điều khiển, bao gồm kênh: BCCH (Broadcast Control Channel: Kênh điều khiển quảng bá): Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin hệ thống PCCH (Paging Control Channel: Kênh điều khiển tìm gọi): Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin tìm gọi CCCH (Common Control Channel: Kênh điều khiển chung): Kênh hai chiều để phát thông tin điều khiển mạng UE Được sử dụng kết nối RRC truy nhập ô DCCH (Dedicated Control Channel: Kênh điều khiển riêng): Kênh hai chiều điểm đến điểm để phát thông tin điều khiển riêng UE mạng Được thiết lập thiết lập kết nối RRC 2.6.2 Các kênh lưu lượng Các kênh lưu lượng (TCH: Traffic Channel) có chức để truyền thông tin người sử dụng, bao gồm kênh: DTCH (Dedicated Traffic Channel: Kênh lưu lượng riêng): Kênh hai chiều điểm đến điểm riêng cho UE để truyền thông tin người sử dụng DTCH tồn đường lên lẫn đường xuống CTCH (Common Traffic Channel: Kênh lưu lượng chung): Kênhmột chiều điểm đa điểm để truyền thông tin người sử dụng cho tất hay nhóm người sử dụng quy định cho người sử dụng Kênh có đường xuống Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 22 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu em cảm thấy hệ thống UMTS hệ thống hấp dẫn hai mà tìm hiểu hết làm em tìm hiểu phần nhỏ hệ thống mà Tuy không đầy đủ cho em mong thầy cô giúp đỡ bảo để làm em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn !!! Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 23 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN Đà Nẵng, ngày tháng năm 2016 Giảng viên Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 24 ... nghệ CDMA điều cho phép thực tiêu chuẩn toàn giới cho giao diện vô tuyến hệ thống thông tin động hệ ba để phục vụ việc học tập môn thông tin di động em đảm nhận đề tài tìm hiểu giao diện vô tuyến. .. XẾP GIAO THỨC CỦA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN Trần Đức Vương – CCVT07A021 Trang 13 THÔNG TIN DI ĐỘNG – GVHD: Dương Hữu Ái Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA hình 3.1 Ngăn xếp giao thức giao diện vô tuyến. .. Dương Hữu Ái KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu em cảm thấy hệ thống UMTS hệ thống hấp dẫn hai mà tìm hiểu hết làm em tìm hiểu phần nhỏ hệ thống mà Tuy không đầy đủ cho em mong thầy cô