Đang tải... (xem toàn văn)
Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ 3
LỜI CÁM ƠN Trước hết, em xin chân thành cám ơn Ths Trần Ngọc Hưng, bảo tận tình tài liệu quí báu Thầy giúp em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cô giáo trường Đại học Công Nghệ ĐH QG Hà Nội tạo điều kiện học tập nghiên cứư cho em suốt bốn năm học vừa qua Xin cám ơn bạn học người thân giúp đỡ, động viên chia sẻ lúc khó khăn thời gian thực luận văn Do thời gian hạn hẹp chịu nhiều yếu tố tác động nên khố luận khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng Thầy, Cơ bạn để tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, thông tin di động trở thành ngành công nghiệp viến thông phát triển nhanh phục vụ người hữu hiệu Để đáp ứng nhu cầu chất lượng dịch vụ ngày nâng cao, thông tin di động không ngừng cải tiến Tiền thân 3G hệ thống điện thoại 2G, GSM, CDMA, PDC, PHS GSM sau nâng cấp lên thành GPRS, hay gọi hệ 2,5G GPRS hỗ trợ tốc độ 140,8 Kb/giây dù tỷ lệ thường gặp 56 Kb/giây E-GPRS, hay EDGE, bước tiến đáng kể từ GPRS với khả truyền liệu 180 Kb/giây xếp vào hệ thống 2,75G Năm 2006, mạng UMTS Nhật nâng cấp lên HSDPA (High Speed Downlink Packet Access - Truy cập gói đường xuống tốc độ cao) - tính đề cập phiên R5 3GPP cho hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA/UTRA-FDD xem công nghệ tiên tiến cho hệ thống thông tin di động 3.5G HSDPA bao gồm tập tính kết hợp chặt chẽ với cải thiện dung lượng mạng tăng tốc liệu đỉnh dung lượng gói đường xuống Những cải tiến mặt kỹ thuật cho phép nhà khai thác đưa nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện QoS dịch vụ có, đạt chi phí thấp Khả hỗ trợ tốc độ liệu tính di động WCDMA/HSDPA chưa có phiên trước 3GPP Trong khn khổ khố luận này, tác giả vào nghiên cứu cấu trúc HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ 3G Đồng thời đưa phương pháp luận cho nhà khai thác mạng tính hiệu cơng nghệ Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ MỤC LỤC Danh mục ký tự viết tắt Danh mục hình vẽ Danh mục bảng .8 Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động hệ 1.1 Mở đầu 10 1.2 Các tiêu chuẩn xây dựng mạng 3G 14 1.3 Các tham số mạng mạng WCDMA 15 1.4 Các kênh WCDMA 17 1.4.1 Kênh logic 17 1.4.1.1 Kênh điều khiển .19 1.4.1.2 Kênh lưu lượng 19 1.4.2 Kênh truyền tải 19 1.4.2.1 Kênh truyền tải riêng .20 1.4.2.2 Kênh truyền tải chung 20 1.4.3 Kênh vật lý 21 1.4.3.1 Kênh đường lên .21 1.4.3.2 Kênh đường xuống 22 1.5 Các bước cải tiến công nghệ WCDMA 25 Chương 2: Giới thiệu công nghệ HSDPA .28 2.1 Tổng quan HSDPA 28 2.2 Những cải tiến quan trọng HSDPA so với WCDMA 30 Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ 2.3 Nguyên lý hoạt động HSDPA 33 2.4 Cấu trúc HSDPA 34 2.4.1 Mơ hình giao thức HSDPA 35 2.4.2 Cấu trúc kênh 36 2.4.2.1 Kênh HS-PDSCH 37 2.4.2.2 Kênh HS-DPCCH 42 2.5 Kỹ thuật sử dụng HSDPA 44 2.5.1 Điều chế mã hố thích ứng 44 2.5.2 Kỹ thuật H-ARQ 47 Chương 3: Ứng dụng HSDPA 50 3.1 VoIP song cơng tồn phần thúc đầy trò chuyện 50 3.2 Trò chuyện với thời gian thực 51 3.3 Luồng TV di động 51 3.4 Email .52 Kết luận .55 Phụ lục 56 Tài liệu tham khảo 60 Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ DANH M ỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT - 1G : First Generation - 2G : Second Generation - 3G : Third Generation - 3GPP: 3rd Generation Partnership Project - 16QAM : 16 Quadrature Amplitude Modulation - 64QAM: 64 Quadrature Amplitude Modulation - AMC: Adaptive Modulation and Coding - ARQ: Automatic Repeat request - BCCH: BroadCast Control CHannel (logic channel) - BCH: BroadCast CHannel (transport channel) - BER: Bit Error Rate - CCTRCH: Coded Composite Transport Channel - DCCH: Dedicated Control CHannel (logical channel) - DPCCH: Dedicated Physical Control CHannel - DPCH: Dedicated Physical Channel - DPDCH: Dedicated Physical Data Channel - DTCH: Dedicated Traffic CHannel - EDGE: Enhanced Data Rates for GSM Evolution - FDD: Frequency Division Multiple Access - GSM: Global System for Mobile Communications - H-ARQ: Hybrid Automatic Repeat request - HS-DPCCH: Uplink High-Speed Dedicated Physical Control CHannel Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ - HS-DSCH: High-Speed Downlink Shared Channel - HS-PDSCH: High-Speed Physical Downlink Shared Channel - HS-SCCH: High-speed Shared Control Channel - HSDPA: High-speed Downlink Packet Access - ITU: Internation Telecommunication Union - MAC: Medium Access Control - MAC-hs: Hight-speed MAC - Node B: Base Station - SAW: Stop And Wait - TTI: Transmission Time Interval - UMTS: Universal Mobile Telecommunication System - WCDMA: Wideband CDMA Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình :Các bước phát triển mạng thơng tin di động Hình 2: Cấu trúc kênh WCDMA Hình 3: Cấu trúc kênh logic Hình 4: Ánh xạ kênh logic kênh giao vận Hình 5: Tốc độ truyền WCDMA đường lên Hình 6: Cấu trúc kênh dành riêng Hình 7: Cấu trúc kênh CCPCH Hình 8: Cấu trúc kênh đồng SCH Hình 9: Chất lượng khe thời gian truy cập kênh RACH Hình 10: Biểu đồ cột so sánh thời gian download cơng nghệ Hình 11: Các tính HSDPA so sánh với WCDMA Hình 12 - Nguyên lý hoạt động HSDPA Hình 13: Kiến trúc giao diện vô tuyến kênh truyền tải HS-DSCH Hình 14: Cấu trúc lớp MAC – hs Hình 15: Giao diện vơ tuyến HSDPA Hình 16: Thời gian mã chia sẻ HS-DSCH Hình 17: Trạng thái kênh user Hình 18.1 : Hệ thống trường hợp kênh HS-SCCH phân chia đa thời gian Hình 18.2: Hệ thống trường hợp nhiều kênh HS-SCCH phân chia đa thời gian Hình 19: Cấu trúc kênh HS-DPCCH Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ Hình 20: Biểu diễn mã hố điều chế HSDPA tốc độ bit tối đa khả dụng với mã theo dB Hình 21: Hoạt động giao thức SAW kênh Hình 22: Quá trình truyền lại khối liệu IR Hình 23: Ước lượng tiêu thụ công suất điện thoại di động Hình 24: Truy cập email từ mobile sử dụng pin 1000-mAh Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Bảng so sánh công nghệ di động tốc độ truyền liệu Bảng 2: Các thơng số WCDMA Bảng 3: Tốc độ liệu đỉnh HSDPA số trường hợp Bảng 4: Lược đồ mã hoá điều chế HSDPA tốc độ bit tối đa khả dụng mã Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB với Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3G 1.1 Mở đầu Thế hệ điện thoại di động (1G) đời thị trường vào năm 70/80 Đấy điện thoại anolog sử dụng kỹ thuật điều chế radio gần giống kỹ thuật dùng radio FM Trong hệ điện thoại này, thoại không bảo mật Thế hệ 1G thường nhắc đến với "Analog Mobile Phone System (AMPS)" Mốc thời gian đánh dấu đời 2G, điện thoại kỹ thuật số (digital) đầu năm 90 Chuẩn kỹ thuật số D-AMPS sử dụng TDMA (Time division Mutiple Access) Tiếp theo sau điện thoại 2G dựa cơng nghệ CDMA đời Sau Châu Âu chuẩn hóa GSM dựa TDMA Cái tên GSM ban đầu xuất phát từ "Groupe Speciale Mobile" (tiếng Pháp), nhóm thành lập CEPT, tổ chức chuẩn hóa Châu Âu, vào năm 1982 Nhóm có nhiệm vụ chuẩn hóa kỹ thuật truyền thơng di động bãng tầng 900MHz Sau đó,GSM chuyển thành Global System for Mobile Communication vào năm 1991 tên tắt cơng nghệ nói Năm 2001, để tăng thông lường truyền để phục vụ nhu cầu truyền thông tin (không phải thoại) mạng di động, GPRS đời GPRS xem 2.5G Tốc độ truyền data rate GSM =9.6Kbps GPRS cải tiến tốc độ truyền tăng lên gấp lần so vớii GSM, tức 20-30Kbps GPRS cho phép phát triển dịch vụ WAP internet (email) tốc độ thấp Tiếp theo sau, 2003, EDGE đời với khả cung ứng tốc độk lên 250 Kbps (trên lý thuyết) EDGE biết đến 2.75G (trên đường tiến tới 3G) Cụm từ điện thoại di động 3G ngày trở nên quen thuộc với người dùng di động 3G viết tắt third-generation technology chuẩn công nghệ truyền 10 Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB ... hỗ trợ tốc độ liệu tính di động WCDMA /HSDPA chưa có phiên trước 3GPP Trong khuôn khổ khoá luận này, tác giả vào nghiên cứu cấu trúc HSDPA ứng dụng vào mạng di động hệ thứ 3G Đồng thời đưa phương... 3G, mạng 3G, chuẩn 3G Công nghệ 3G chuẩn 3G coi một, mạng 3G mạng di động ứng dụng công nghệ 3G Trước đây, chuẩn 3G chuẩn 11 Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ đơn... điều chế HSDPA tốc độ bit tối đa khả dụng mã Nguyễn Thị Thu Hương - K49ĐB với Ứng d ụng HSDPA mạng điện thoại hệ Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3G 1.1 Mở đầu Thế hệ điện
