Download miễn phí Đồ án Ứng dụng công nghệ CDMA trong thông tin di động
Mục lục
Lời nói đầu 1
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động 1
1.1. Lịch sử phát triển, đặc điểm truyền sóng và phân loại 1
1.1.1. Lịch sử và phát triển 1
1.1.2. Đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động 10
1.1.3. Phân loại các loại hệ thống thông tin di động 14
1.2. Các đặc tính có bản của thông tin di động 17
1.3. Cấu trúc chung hệ thống thông tin di động GSM 19
1.3.1. Sơ đồ khối của hệ thống thông tin di động GSM 19
1.3.2. Chức năng của các thành phần trong mạng GSM 20
1.3.2.1. Hệ thống chuyển mạch SS 20
1.3.2.2. Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC 20
1.3.2.3. Bộ ghi dịch tạm trú VLR 21
1.3.2.4. Bộ ghi định vị thường trú HLR 21
1.3.2.5. Quản lý thuê bao và trung tâm nhận thực AUC 21
1.3.2.6. Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR 22
1.3.2.7. Tổng đài cổng GMSC 22
1.3.3. Hệ thống trạm gốc BSS 23
1.3.3.1. Bộ điều khiển trạm gốc BSC 23
1.3.3.2. Trạm thu phát gốc BTS 23
1.3.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS 23
1.3.4.1. Khai thác và bảo dưỡng 23
1.3.4.2. Quản lý thuê bao 24
1.3.4.3. Quản lý thiết bị di động MS 25
1.3.5. Máy di động MS 25
1.3.6. Cấu trúc địa lý vùng mạng GSM 26
1.3.6.1. Vùng mạng 26
1.3.6.2. Vùng phục vụ MSC 26
1.3.6.3. Vùng định vị và quy hoạch 27
1.3.6.4. Ô (Cell) 28
Chương 2: Tổng quan về mạng thông tin di động thế hệ 3 29
2.1. Tổng quan 29
2.2. Cấu trúc mạng CDMA 30
2.2.1. Máy thuê bao di động MS 32
2.2.1.1. Bộ giải điều chế 32
2.2.1.2. Bộ điều chế 33
2.2.2. Trạm gốc BS 33
2.2.2.1. Hệ thống con BTS 34
2.2.2.2. Thiết bị điều khiển trạm gốc BSC 35
2.2.2.3. Điều hành trạm gốc BSM 36
2.2.3. Trung tâm chuyển mạch di động (Tổng đài di động MSC) 37
2.2.3.1. Hệ thống chuyển mạch truy nhập ASS 38
2.2.3.2. Hệ thống mạng liên kết INS 38
2.2.3.3.Hệ thống điều khiển trung tâm CCS 38
2.2.4. Bộ đăng ký định vị thường trú HLR 39
2.2.5. Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR 39
2.2.6. Trung tâm nhận thực AC 40
2.2.7. Hệ thống điều khiển OS 40
2.3. Kỹ thuật trải phổ 40
2.3.1. Trải phổ chuỗi trực tiếp (DS/SS) 41
2.3.1.1. Các hệ thống DS/SS-BPSK 41
2.3.1.2. Các hệ thống DS/SS-QPSK 49
2.3.2. Hệ thống nhảy tần (FH/SS) 53
2.3.2.1. Các hệ thống FH/SS nhanh 54
2.3.2.2. Các hệ thống FH/SS chem. 58
2.3.3. Hệ thống nhảy thời gian (TH/SS) 58
Chương 3: Ứng dụng công nghệ CDMA trong thông tin di động thế hệ 3 60
3.1. Điều khiển công suất 60
3.1.1. Sự cần thiết của điều khiển công suất 60
3.1.2. Điều khiển công suất đường lên 61
3.1.2.1. Điều khiển công suất vòng hở 61
3.1.2.2. Điều khiển công suất vòng kín 65
3.1.3. Điều khiển công suất đường xuống 68
3.2. Tính toán dung lượng trong hệ thống thông tin di động CDMA 71
3.2.1. Dung lượng cực đường truyền hướng lên 73
3.2.1.1. Tốc độ mã hoá thoại 77
3.2.1.2. Tích cực thoại 78
3.2.1.3. Can nhiễu 78
3.2.1.4. Tăng ích dải quạt 79
3.2.1.5. Điều khiển công suất chính xác 80
3.2.1.6. Phân tích tắc nghẽn (phương pháp truyền thống) 80
3.2.1.7. Phân tích tắc nghẽn mềm trong CDMA 81
3.2.2. Dung lượng đường truyền xuống 86
3.2.2.1. Tính gần đúng bậc nhất dung lượng đường truyền hướng xuống 86
3.2.2.2. Tính dung lượng: số người dùng 87
Kết luận 89
Tài liệu tham khảo 91
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
động thế hệ ba được xây dựng chủ yếu trên công nghệ CDMA, WCDMA và CDMA2000, kỹ thuật trải phổ (SS: Spreading Sprectrum), kỹ thuật xử lý số quan trọng được sử dụng cho hệ thống thông tin di động CDMA. Công nghệ CDMA với những đặc tính ưu việt của nó như chất lượng dịch vụ tốt,vùng phủ sóng rộng, dung lượng lớn, ít bị can nhiễu bởi fa-đinh, quy hoạch tần số đơn giản....Hiện nay đang mở rộng nghiên cứu ứng dụng hệ thống CDMA trong vai trò sơ đồ đa truy nhập ở giao diện vô tuyến của IMT-2000/ UMTS.
CDMA là ứng cử viên triển vọng nhất cho hệ thống thông tin cá nhân (PCS), không dây thế hệ thứ 3 (3G).
Động lực hướng tới 3G là nhu cầu bức xúc về dịch vụ dữ liệu tốc độ cao và sử dụng phổ hiệu quả hơn. Từ năm 1985 ITU đã phát triển ITM-2000, từ 1990 ETSI đã bắt đầu tiêu chuẩn hoá UMTS. Mục tiêu chủ yếu của giao diện vô tuyến IMT-2000 là:
å Phủ sóng và di động hoàn hảo trong thông tin di động 144Kbit/s, mong muốn đạt 384 Kbit/s.
å Phủ sóng và di động hạn chế đối với thông tin 2Mbit/s.
å Nâng cao được hiệu suất sử dụng phổ so với các hệ thống đã có.
å Có độ linh hoạt cao để cung cấp các dịch vụ mới
2.2. Cấu trúc mạng CDMA
Hiện nay mạng thông tin di động số có hai kỹ thuật truy cập chính là TDMA và CDMA. Cấu hình mạng của chúng có rất nhiều điểm chung. Tuy nhiên, do có nhiều nhà sản xuất khác nhau trên thế giới nên bản thân mạng CDMA cũng có nhiều điểm khác nhau tuỳ theo nhà sản xuất.
WTP
OS
IWF
PSPDN
PSPDN
PSPDN
PSPDN
ASS
ISN
MSC
CSS
BTS
BSC
MS
BSM
BS
HLR
EIR
AC
Quản lý di động
Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc chung mạng CDMA
MS: Mobile Station: Trạm di động.
BS: Base Station: Trạm gốc.
MSC: Mobile Switching Centre: Trung tâm chuyển mạch di động (của mạng di động)
HLR: Home Location Register: Bộ đăng ký định vị thường trú.
EIR: Equipment Identity Register: Thanh ghi nhận dạng thiết bị.
AUC: Authentication Centre: Trung tâm nhận thực.
OS: Operation System: Hệ thống điều khiển.
IWF: Interworking Function: Chức năng tương tác mạng.
PSTN: Mạng điện thoại công cộng.
BTS: Base Station Transceiver Sybsystem: Phân hệ thu–phát của trạm gốc.
BSC: Base Station Controller: Bộ điều khiển của trạm gốc.
BSM: Base Station Manager: Bộ quản lý của trạm gốc.
ASS: Access Switching Subsystem: Phân hệ chuyển mạch truy cập.
INS: Interconnection Network Subsystem: Phân hệ liên kết mạng.
CCS: Central Control Subsystem: Phân hệ điều khiển trung tâm.
WTP: Wireless Personal Terminal: Thiết bị đầu cuối di động cá nhân khác.
2.2.1. Máy thuê bao di động (MS)
Máy thuê bao di động MS được sử dụng để kết cuối với đường truyền vô tuyến và là thiết bị để người dùng truy cập vào mạng. MS có thể là điện thoại cầm tay hay cũng có thể là các thiết bị khác như: Máy tính cá nhân, máy fax,…Anten MS nối tới bộ anten song công cho phép một anten dùng chung cho cả phát và thu, điều hưởng ở kênh vô tuyến nào đó có dải thông 1,25 MHz. Sau đó, tín hiệu được chuyển xuống trung tần, được lọc và đưa đến bộ chuyển đổi ADC. Tiếp theo, tín hiệu số được đưa đến các vi mạch đặc chủng ASIC (Application Specific Intergrated Circuit). Chức năng chủ yếu của ASIC là Modem của MS (MSM – Mobile Station Modem). MSM có 3 phần chính: Các bộ giải điều chế, bộ điều chế thuê bao và bộ giải mã Viterbi.
2.2.1.1. Bộ giải điều chế.
Chức năng chủ yếu của bộ giải điều chế là chức năng máy thu Rake (quét tìm). Các bộ tương quan làm việc song song ( mỗi bộ tương quan này được gọi là ngón tay – finger). Mỗi ngón tay là một bộ giải điều chế độc lập, có thể bám sát tín hiệu về mặt tần số và về mặt thời gian xác định sự tương quan của các tín hiệu thu được theo dãy PN chỉ nén phổ đối với tín hiệu trong cuộc (tức là tín hiệu nào đã được trải phổ ở máy phát bởi cùng một dãy PN). Chúng đáp ứng môi trường truyền dẫn đa đường, có tăng ích xử lý đáng kể và cải thiện S/N. Tín hiệu đầu ra các ngón tay được cộng theo tỷ lệ S/N của chúng, do đó được cực đại S/N sau khi cộng. Tín hiệu pilot phát từ trạm gốc có thể được dùng để xác định quan hệ pha sao cho việc cộng được thực hiện theo nguyên lý tương can. Ngoài ra, một bộ giải điều chế thứ tư làm nhiệm vụ quét tìm liên tục tín hiệu đa đường và gán tín hiệu phát triển nhất vào các finger, bộ giải điều chế quét tìm này cũng phục vụ việc chuyển giao.
2.2.1.2 Bộ điều chế.
Bộ điều chế phục vụ việc phát, xử lý dữ liệu: Mã hoá vòng xoắn, cài xen khối và trải phổ. Công suất phát được điều khiển bởi vi xử lý điều khiển: Sau đó, tín hiệu được chuyển lên cao tần 850 MHz. Trong bộ điều chế có cả bộ giải cài xen phục vụ việc thu dữ liệu. Quá trình xử lý tín hiệu phát CDMA hướng lên (điều chế số) được trình bày kỹ trong phần Đặc tính điều chế và Tổ chức kênh.
2.2.2. Trạm gốc (BS)
Trạm gốc BS một mặt kết cuối với đường truyền dẫn vô tuyến, một mặt nối đến trung tâm chuyển mạch di động (MSC), có thể nói BS đóng vai trò giao diện giữa máy di động MS và tổng đài di động MSC, cung cấp hành trình gởi các gói và như một đầu cuối cố định của giao diện vô tuyến. Nơi cung cấp các chức năng điều khiển và bao phủ vô tuyến cho một hay nhiều tế bào và các máy di động liên quan của chúng. Phân hệ BSS bao gồm:
å Thiết bị điều khiển trạm gốc: BSC (Base Station Controler).
å Các hệ thống con các máy thu phát của trạm gốc: BTS (Base Station
Transceiver Subsystem) được bố trí ở xa.
å Thiết bị quản lý trạm gốc BSM (Base Station Manager). BSM sau này trong mạng thương mại được phát triển thành trung tâm khai thác, bão dưỡng và quản lý mạng. OMC/NMC (Operation & Maintenance Center/ Network Manager Center).
2.2.2.1. Hệ thống con BTS
RF
BTS
CD
BIN
GPS
BCP
BSC
Hình 2.3. Sơ đồ cấu trúc hệ thống con BTS
RF: Khối tần số vô tuyến (Radio Frequency Block)
CD: Khối xử lý số (CDMA Digital Block)
BIN: Mạng liên kết BTS (BTS Interconnection Network)
BCP: Bộ xử lý điều khiển BTS (BTS Control Processor)
GPS: Đồng hồ hệ thống (định vị toàn cầu) (Global Positioning System)
å BTS bao gồm một bộ xử lý điều khiển BCP (BTS controler processor) để thực hiện việc quản lý chung trên một BTS, một khối CD (CDMA Digital) để xử lý tín hiệu CDMA, một khối tần số vô tuyến RF, một mạng liên kết BIN (BTS Interconnection Nework) và một thiết bị định thời hệ thống, chẳng hạn như đồng hồ hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Postioning System).
å Khối BCP bao gồm 1 bộ xử lý điều khiển quét SCP (Scan Control System) để liên kết khối Digital. Một tập hợp các bộ xử lý điều khiển BTS để xử lý cuộc gọi của BTS và tập hợp các bộ quản lý địa chỉ tế bào SCA để vận hành và bảo dưỡng BTS.
å Khối xử lý số CD dùng để xử lý tín hiệu CDMA, đó là các công việc CODEC, MODEM, định thời, phối ghép giữa các dải quạt của BTS.
å Khối RF có chức năng giữ mức tạp âm thấp, khuyếch đại, lọc, chuyển đổi tần số xuống và lên, kết hợp và phân bố đa tần.
2.2.2.2. Thiết bị điều khiển trạm gốc BSC
Thiết bị điều khiển trạm gốc BSC được kết hợp cùng với tổng đài di động MSC và chịu trách nhiệm phân phối các kênh giao diện vô tuyến, điều khiển công suất và chuyển vùng mềm cho các MS trong vùng phục vụ của nó.
BSC bao gồm:
...