Luận Văn WCDMA – công nghệ và ứng dụng

LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ viễn thông hiện nay đã và đang ngày càng có những bước phát triển vô cùng rực rỡ. Công nghệ GSM 2G với những ưu điểm về chất lượng thoại cùng với một số dịch vụ đã có những thành công to lớn tại rất nhiều quốc gia với tỷ trọng thuê bao di động chiếm tới trên 50% tổng số các thuê bao. Tuy nhiên, nhu cầu của người sử dụng về dịch vụ mới là không giới hạn, đòi hỏi các dịch vụ đa dạng và chất lượng cao từ thoại, audio, video đến truyền dữ liệu tốc độ cao. Công nghệ GSM cũng đã vấp phải nhiều hạn chế trong việc thoả mãn các yêu cầu này. Quá trình phát triển dần qua các bước trung gian và tiến lên công nghệ 3G là một tất yếu. Hệ thống thông tin di động 3G với những ưu điểm nổi trội về dung lượng và công nghệ đã từng bước đáp ứng được những yêu cầu trên.


Nghiên cứu về Công nghệ thông tin di động 3G và các dịch vụ mà nó cung cấp cả về kiểu hình dịch vụ lẫn chất lượng dịch vụ là một đề tài lý thú song còn mới mẻ tại Việt Nam. Vì vậy mà em đã quyết định chọn đề tài “WCDMA – công nghệ và ứng dụng” làm đề tài tốt nghiệp.
Nội dung đồ án gồm ba phần:

Chương 1: Tổng quan về sự phát triển thông tin di động
Chương 2: Công nghệ WCDMA
Chương 3: Hướng triển khai 3G tại Việt Nam


Do nội dung kiến thức tương đối rộng, thời gian có hạn và sự hiểu biết còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của quý thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ThS. Lê Thị Cẩm Hà đã tận tình giúp đỡ và trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Kỹ Thuật-Công Nghệ và các bạn đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!








MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN 3
1.1. lịch sử phát triển của thông tin di động 3
1.1.1. Các hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ thứ nhất 3
1.1.2. Các hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ thứ hai 4
1.1.3. Các hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ thứ ba 6
1.1.4. Hệ thống thông tin di động thế hệ tiếp theo 7
1.2. Các yêu cầu cho thông tin di động 3G (hay UMTS) 8
1.2.1. UMTS là gì ? 8
1.2.2. Các yêu cầu cho 3G 9
1.3. Ưu điểm của công nghệ WCDMA so với GSM 12
1.4. Phân bổ tần số cho IMT - 2000
CHƯƠNG 2 : CÔNG NGHỆ WCDMA 15
2.1. Giới thiệu về hệ thống WCDMA 15
2.2. Quá trình phát triển từ GSM lên UMTS WCDMA 16
2.2.1. Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD
2.2.2. Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS
2.2.3. Số liệu tốc độ cao GSM (EDGE)
2.3. Cấu trúc hệ thống WCDMA 21
2.3.1. Cấu trúc tổng quát hệ thống UMTS 21
2.3.2. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 23
2.3.2.1. Các khuyến nghị 23
2.3.2.2. Tổng quát 23
2.3.2.3. Cấu trúc mạng truy nhập UTRAN 25
2.3.3. Mạng lõi CN 27
2.3.4. Thiết bị người sử dụng UE 28
2.3.5. Giao diện mở 28
2.3.6. Mạng truyền dẫn 29
2.4. Nguyên tắc phân lớp trong hệ thống WCDMA 30
2.4.1. Nguyên tắc phân lớp trong hệ thống WCDMA 30
2.4.2. Lớp vật lý trong WCDMA 31
2.5. Các kênh trong WCDMA 32
2.5.1. Các kênh truyền tải 32
2.5.1.1. Kênh truyền tải riêng 32
2.5.1.2. Kênh truyền tải chung 33
2.5.1.3. Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý 35
2.5.2. Các kênh vật lý 36
2.5.2.1. Các kênh vật lý đường lên 36
2.5.2.2. Các kênh vật lý đường xuống 42
2.5.3. Các kênh logic 47
2.6. Điều chế và ngẫu nhiên hoá trong WCDMA 49
2.6.1. Định kênh và ngẫu nhiên hoá các kênh vật lý 49
2.6.1.1. Các mã định kênh 49
2.6.1.2. Mã ngẫu nhiên hoá 50
2.6.2. Định kênh và trải phổ kênh vật lý đường lên 51
2.6.2.1. Các kênh vật lý riêng đường lên (DPCCH/DPDCH) 51
2.6.2.2. Kênh PCPCH 53
2.6.2.3. Kênh PRACH 53
2.6.3. Ngẫu nhiên hoá kênh vật lý đường lên 54
2.6.3.1. Mã ngẫu nhiên hoá cho DPCCH/DPDCH 56
2.6.3.2. Mã ngẫu nhiên hoá cho PRACH 56
2.6.3.3. Mã ngẫu nhiên hoá cho PCPCH 57
2.6.4. Điều chế đường lên 58
2.6.5. Định kênh và trải phổ kênh vật lý đường xuống 58
2.6.5.1. Định kênh và trải phổ kênh vật lý đường xuống 58
2.6.5.2. Định kênh và trải phổ cho kênh SCH 59
2.6.6. Ngẫu nhiên hoá kênh vật lý đường xuống 60
2.6.7. Sơ đồ khối tổng quát trải phổ và điều chế kênh vật lý đường xuống 61
2.6.8. Mã hoá kênh và dồn kênh dịch vụ 62
2.6.8.1. Mã hoá kênh và ghép xen cho các dịch vụ người sử dụng 62
2.6.8.2. Dồn kênh dịch vụ 63
2.6.8.3. Biến đổi tốc độ bit 64
2.7. Điều khiển công suất và chuyển giao trong WCDMA 65
2.7.1. Bắt đồng bộ mạng 65
2.7.2. Điều khiển công suất 65
2.7.3. Chuyển giao 67
2.7.3.1. Chuyển giao cùng một tần số (Intra-frequency Handover) 69
2.7.3.2. Chuyển giao giữa hai tần số 70
2.8. Thiết lập cuộc gọi trong hệ thống WCDMA 71
2.9. Giải pháp chuyển giao giữa mạng 3G và 2G 73
2.9.1. Chuyển giao trên kết nối chuyển mạch kênh (CS) 74
2.9.1.1. Ưu điểm 75
2.9.1.2. Chuyển giao từ mạng WCDMA sang GSM 75
2.9.1.3. Chuyển giao từ mạng GSM sang WCDMA 76
2.9.2. Chuyển giao trên kết nối chuyển mạch gói (PS) 78
2.9.2.1. Ưu điểm 78
2.9.2.2. Lựa chọn lại cell giữa mạng WCDMA và GSM 78
2.9.2.3. Yêu cầu thay đổi cell từ cell WCDMA sang cell GSM 80
CHƯƠNG 3 : HƯỚNG TRIỂN KHAI 3G TẠI VIỆT NAM 81
3.1. Cơ sở hạ tầng hiện có 81
3.1.1. Phân hệ điều khiển trạm gốc BSS 82
3.1.2. Phân hệ điều khiển chuyển mạch NSS 82
3.1.3. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng mạng NMS 83
3.1.4. Phân hệ máy con MS 83
3.2. Phương án khả thi chuyển đổi lên 3G 83
3.2.1. Phân tích các phương án chuyển đổi 83
3.2.2. Phương án khả thi: chuyển đổi từ GSM 84
3.2.2.1.Sự chuyển đổi về kỹ thuật 84
3.2.2.2. Sự chuyển đổi về dịch vụ 85
3.2.2.3. Sự chuyển đổi về mạng 85
3.2.3. Lộ trình công nghệ và các bước triển khai cụ thể theo mỗi giai đoạn 86
3.2.4. Các giải pháp nâng cấp lên GPRS cho mạng GSM Việt Nam 88
3.2.4.1. Giải pháp của hãng Alcatel (Pháp) 91
3.2.4.2. Giải pháp của hãng Ericson (Thụy Điển) 91
3.2.4.3. Giải pháp của hãng Motorola (Mỹ) 92
3.2.4.4. Giải pháp của hãng Siemen (Đức) 93
3.2.5. Mạng WCDMA - Bước phát triển tất yếu của mạng viễn thông Việt Nam 94
3.2.6. Tình hình triển khai 3G của các mạng viễn thông Việt Nam
KẾT LUẬN 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100