Đồ Án Công nghệ di động thế hệ ba - wcdma

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của các nghành công nghệ như điện tử , tin học công nghệ thông tin di động trong những năm qua đã phát triển mạnh mẽ, cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Trong những năm đầu của thế kỉ mới chúng ta được chứng kiến bước phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin mà điển hình ngày càng có nhiều công nghệ mới để truyền dữ liệu có hiệu quả.
Hiện nay, mạng thông tin di động của Việt Nam đang sử dụng công nghệ GSM và CDMA băng thông hẹp, các công nghệ này trở nên lạc hậu và quá tải trước là trước các yêu cầu về dịch vụ mới như truyền số liệu tốc độ cao, xem tivi trên điện thoại di động, truy cập WAP, internet và nhiều dịch vụ giá trị gia tăng khác. Thực tế phần lớn các thuê bao tại Việt Nam đang sử dụng mạng GSM , do đó việc nghiên cứu và triển khai mạng thông tin đi động thế hệ ba W-CDMA là một việc cần thiết ,mà thực tế là tại Việt Nam đã có 4 nhà cung cấp được cấp phép 3G: Viettel, VinaPhone, VMS MobiPhone, và liên doanh EVN + HT Mobile. Vì thế nên em đã quyết định chọn đề tài : “Công nghệ di động thế hệ thứ ba W-CDMA” cho nội dung nghiên cứu đồ án của mình nhằm góp thêm hiểu biết cho những người quan tâm và tìm hiểu công nghệ mới này.
Mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những góp ý, phê bình và hướng dẫn từ thầy cô bạn bè.
Trong quá trình thực hiện đồ án em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và hỗ trợ từ thầy hướng dẫn: Ths.Vương Hoàng Nam. Thầy đã luôn tận tình chỉ bảo và đưa ra những đánh giá, những lời khuyên thiết thực giúp em có thể hoàn thành tốt đồ án của mình. Em xin trân trọng cảm ơn thầy.





TÓM TẮT ĐỒ ÁN


Nội dung đồ án gồm 4 chương:

Chương 1 : Giới thiệu về các hệ thống thông tin di động.
Chương này trình bày sơ lược về quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động , sự cần thiết và một số yêu cầu của việc xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ ba.
Chương 2 : Các giải pháp nâng cấp mạng 2G lên 3G.
Trình bày về các giải pháp, lộ trình nâng cấp mạng 2G lên 3G. Giới thiệu về giải pháp GPRS và EDGE trên mạng GSM. Đưa ra một số giải pháp kỹ thuật của các hãng đi động trên thế giới có thể áp dụng vào nước ta.
Chương 3 : Công nghệ di động thế hệ thứ ba.
Nêu lên kiến trúc mạng, vô tuyến , các kênh sử dụng trong WCDMA. Phân tích một số giải pháp kỹ thuật như điều khiển công suất, trải phổ và một số mô hình dùng cho việc quy hoạch hệ thống.
Chương 4 : Công nghệ truy cập gói tốc độ cao.
Giải pháp trung gian để nâng cấp từ mạng 3G lên 4G : HSDPA & HSUPA.













Summarizing the projects

This projects’ content including 4 chapters:
Chapter 1: Mobile information systems .
This chapter presented a brief on the development of information systems mobile, the need and the requirements of the construction of information systems mobile third generation.
Chapter 2: Solutions to upgrade 2G network to 3G.
Presentation solutions, route upgrade 2G network to 3G. About solution GPRS and EDGE on the GSM network. Offer a technical solution of the mobile carrier in the world can apply to our country.
Chapter 3: Mobile third generation technology.
Presenting the network architecture, wireless, channels used in WCDMA. Analyzing a number of technical solutions such as capacity control, common experience and a model for the planning system.
Chapter 4: High-speed package access technology .
Mediate solutions to upgrade from 3G to 4G: HSDPA & HSUPA.













MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Giới thiệu chương 1: 1
1.1 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 1. 1
1.2. Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 3
1.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 3
1.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 5
1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 7
1.4. Hệ thống thông tin di động thế hệ tiếp theo 8
Kết luận chương 1: 10

CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CẤP MẠNG 2G LÊN 3G

Giới thiệu chương 2. 11
2.1.Lộ trình phát triển từ mạng 2G lên 3G 12
2.2. Các giải pháp nâng cấp. 15
2.3. Giải pháp GPRS trên mạng GSM 17
2.3.1.Kiến trúc mạng GPRS 17
2.3.1.1. Cấu trúc nodeGSN 18
2.3.1.2. Thuộc tính của node GSN 19
2.3.1.3.Chức năng 20
2.3.2.Cấu trúc BSC trong GPRS 21
2.3.3.Cấu trúc dữ liệu GPRS 22
2.4.Các giải pháp nâng cấp lên GPRS cho mạng GSM Việt Nam. 23
2.4.1.Giải pháp của hãng Alcatel (Pháp) 23
2.4.2.Giải pháp của hãng Ericson (Thụy Điển) 24
2.4.3.Giải pháp của hãng Motorola (Mỹ) 24
2.4.4.Giải pháp của hãng Siemen (Đức) 25
2.5.EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution) 26
2.5.1.Tổng quan 26
2.5.2.Kỹ thuật điều chế trong EDGE 26
2.5.3.Giao tiếp vô tuyến 27
2.5.3.1.Truyền dẫn chuyển mạch gói EDGE – EGPRS 27
2.5.3.2.Truyền dẫn chuyển mạch kênh EDGE – ECSD 28
2.5.4.Các kế hoạch cần thực hiện khi áp dụng EDGE trên mạng GSM 28
2.5.4.1.Kế hoạch phủ sóng (Coverage Planning) 29
2.5.4.2.Kế hoạch tần số (Frequency Planning) 29
2.5.4.3.Điều khiển công suất 30
2.5.4.4.Quản lý kênh 30
Kết luận chương 2: 30

CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA - WCDMA

Giới thiệu chương 3 31
3.1.Cấu trúc mạng W-CDMA 32
3.1.1.Giao diện vô tuyến 35
3.1.1.1.Giao diện UTRAN – CN, IU 36
3.1.1.2.Giao diện RNC – RNC, IUr 37
3.1.1.3.Giao diện RNC – Node B, IUb 38
3.1.2.Kiến trúc phân lớp trong WCDMA 38
3.1.2.1.Nguyên tắc phân lớp trong hệ thống W-CDMA 38
3.1.2.2.Lớp vật lý trong W-CDMA 39
3.1.3.Cấu trúc kênh trong WCDMA 41
3.1.3.1.Các kênh logic 41
3.1.3.2.Các kênh truyền tải 41
3.1.3.2.1.Các kênh truyền tải riêng(DCH-Dedicate Channel) 42
3.1.3.2.2.Các kênh truyền tải chung 42
3.1.3.2. Các kênh vật lý. 44
3.2.Giải pháp kỹ thuật trong mạng WCDMA 53
3.2.1. Mã hóa 53
3.2.1.1. Mã định kênh. 53
3.2.1.2. Mã ngẫu nhiên hóa. 54
3.2.2.Điều khiển công suất. 56
3.2.2.1. Điều khiển công suất tuyến lên. 56
3.2.2.1.1. Vai trò. 56
3.2.2.1.1. Cơ chế. 56
3.2.2.2. Điều khiển công suất tuyến xuống. 60
3.2.2.2.1. Vai trò. 60
3.2.2.2.2. Cơ chế. 60
3.2.3.Trải phổ trong W-CDMA 62
3.2.3.1.Giới thiệu 62
3.2.3.2.Nguyên lý trải phổ DSSS 63
3.2.3.3.Mã trải phổ 65
3.3.Quy hoạch mạng WCDMA 67
3.3.1 Suy hao đường truyền trong quá trình truyền lan tín hiệu 67
3.3.2. Mô hình tính suy hao đường truyền 67
3.3.2.1. Mô hình Hata - Okumura 67
3.3.2.2 Mô hình Walfisch-Ikegami (hay COST 231) 69
3.4.1. Dung lượng kết nối vô tuyến 72
3.4.2. Suy giảm đường truyền lớn nhất cho phép 74
3.4.3. Thiết lập một cuộc gọi trong hệ thống WCDMA 75
Kết luận chương 3 78

CHƯƠNG 4 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TRUY CẬP GÓI TỐC ĐỘ CAO – HSPA
Giới thiệu chương 4 79
4.1. HSDPA. 79
4.1.1. Các kênh trong HSDPA. 79
4.1.2. Tính năng của HSDPA. 80
4.1.2.1. Mã hóa và điều chế thích nghi.(AMC) 81
4.1.2.2. Lặp lại yêu cầu tự động hỗn hợp ( HARQ) 83
4.1.3. Kiểm soát lưu lượng và các kênh trong HSDPA 84
4.1.3.1. Kênh chia sẻ download tốc độ cao (HS-DSCH) 84
4.1.3.2. Kênh điều khiển chia sẻ dữ liệu tốc độ cao ( HS-SCCH ) 85
4.1.4. Cấu trúc của HSPDA. 85
4.1.4.1. Kiến trúc tổng quát. 85
4.1.4.2. Giao diện MAC-hs. 86
4.2.HSUPA. 88
4.2.1. Các thông số của HSUPA. 88
4.2.2. Kiến trúc giao thức e- DCH 88
4.2.3. Phân loại HSUPA 89
4.2.4. Các kênh trong HSUPA 90
4.2.4.1. Cấu trúc kênh E-DPCCH và E-DPDCH. 90
4.2.4.2. Cấu trúc kênh E-RGCH. 91
4.2.4.3. Cấu trúc kênh E-HICH 91
4.2.4.4. Cấu trúc kênh F-DPCH. 91
4.2.4.5. Cấu trúc kênh E-AGCH. 92
4.3. Các thế hệ cải tiến của HSPA. 93
Tổng hợp chương 4. 93