Hệ thống thông tin di động CDMA 2000-1X

LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu hom bốn năm học dưới mái trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TpểHCM, ban đầu em còn gặp rất nhiều khỏ khăn và bỡ ngỡ, được sự giúp đỡ và động viên của các Thầy, Cô cùng với sự tận tình dạy bảo và truyền đạt những kiến thức quí báu cho em trong những năm qua để em có thể hoàn thành tốt việc học tập và hoàn tất luận văn như ngày hôm nay. Nay em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô. Qua mười lăm tuần học hỏi, tìm tòi và nghiên cứu. Cuối cùng, em đã hoàn thành được đề tài đặt ra. Vì vậy, em chân thành cảm ơn cô Võ Thị Bích Ngọc là giáo viên hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn cũng như thầy Nguyễn Huy Hùng đã rất nhiệt tình cung cấp thêm tài liệu và kiến thức cho em hoàn thành đề tài luận văn. Một lần nữa em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Cô Võ Thị Bích Ngọc và Thầy Nguyễn Huy Hùng. Sau cùng, em cảm ơn các bạn sinh viên đã cùng em tìm tòi, học hỏi, trao đổỉ những kinh nghiệm, kiến thức bổ ích cho nhau và đóng góp những ý kiến hay để em hoàn thành luận văn này. Nhân đây, em cũng xin cảm ơn gia đình đã động viên khuyến khích em rất nhiều về vật chất lẫn tinh thần để em hoàn tất tốt luận văn đúng thời hạn. Mục lục Chương 1: Giới thiệu hệ thống thông tin di động 1 1.1 Tổng quan 1 1.2 Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động 5 1.2.1 Hệ thống con chuyển mạch ( ss - Switching Subsystem ) 5 1.2.2 Hệ thống con khai thác ( OSS - Operation System Sub ) 10 1.3 Các công nghệ thông tin di động 11 1.3.1 Công nghệ FDMA 11 1.3.2 Công nghệ TDM A 12 1.3.3 Công nghệ CDMA 13 Chương 2: Giới thiệu về CDMAOne 14 2.1 Tiêu chuẩn IS-95 14 2.2 Kênh đường xuống (Forward Link) 16 2.2.1 Kênh hoa tiêu đường xuống ( F-PICH - Forward Pilot Channel ) 16 2.2.2 Kênh đồng bộ đường xuống (F-SYNCH - Forward Sync Channel) 17 2.2.3 Kênh tìm gọi đường xuống (F-PCH - Forward Paging Channel) 17 2.2.4 Kênh lưu lượng đường xuống (F-TCH - Forward Traffic Channel) 18 2.3 Kênh đường lên (Reverse Link) 18 2.3.1 Kênh truy nhập đường lên (R-ACH - Reverse Access Channel) 19 2.3.2 Kênh lưu lượng đường lên (R-TCH - Reverse Traffic Channel) 19 2.4. Bộ Vocoder 20 2.5 Bộ mã hoá xoắn ( Convolution Encoder) 20 2.6 Bộ lặp ký hiệu ( Symbol Repetition ) 21 2.7 Bộ Puncturing 21 2.8 Bộ đan xen khối (Block Interleaving) 22 2.9 Trải tín hiệu trực giao ( Orthogonal spreading ) 22 2.10 Điều chế trực giao 64 mức (64-ary Orthogonal Modulation) 23 2.11 Trải tín hiệu cầu phương (Quadrature Spreading) 23 2.12 Hệ thống, mạng và chuyển vùng 23 2.13 Đăng ký vào mạng 24 2.14 Giới thiệu về CDMA2000 25 2.15 Cấu trúc chung của mạng CDMA2000 25 2.15.1 Mạng truy nhập vô tuyến (RAN - Radio Access Network ) 26 2.15.2 Mạng lõi mạch kênh (CCN - Circuit Core Network ) 27 2.15.3 Mạng lõi gói dữ liệu (PCN - Packet Core Network) 27 2.15.3.1 Nút phục vụ gói dữ liệu ( PDSN - Packet Data Serving Node ) 27 2.15.3.2 Server AAA (Authentication, Authorization, Accounting Server ) 28 2.15.3.3 Bộtheo dõi (HA-Home Agent) 28 Chương 3: Các đặc điểm của CDMA2000 - IX 30 3.1 Lớp vật lý 30 3.1.1 Kênh đường xuống (Forward Link ) 31 3.1.1.1 Kênh vật lý đường xuống 32 3.1.1.1.1 Kênh điều khiển riêng đường xuống ( F-DCCH ) 33 3.1.1.1.2 Kênh tìm gọi nhanh đường xuống ( F-QPCH ) 35 3.1.1.1.3 Kênh điều khiển chung đường xuống ( F-CCCH ) 36 3.1.1.1.4 Kênh quảng bá đường xuống (F-BCCH) 36 3.l.1.1.5 Kênh ấn định chung đường xuống ( F-CACH) 37 3.1.1.1.6 Kênh điều khiển công suất chung đường xuống (F-CPCCH) 37 3.1.1.1.7 Kênh hoa tiêu (F-PICH) 37 3.1.1.1.8 Kênh cơ bản đường xuống (F-FCH ) 38 3.1.1.1.9 Kênh bổ sung đường xuống ( F-SCH ) 38 3.1.1.2 Kênh logic đường xuống 39 3.1.2 Kênh đường lên (Reverse Link ) 39 3.1.2.1 Kênh vật lý đường lên 41 3.1.2.1.1 Kênh điều khiển riêng đường lên (R-DCCH ) 41 3.1.2.1.2 Kênh điều khiển chung đường lên ( R-CCCH ) 42 3.1.2.1.3 Kênh truy nhập tăng cường đường lên (R-EACH) 43 3.1.2.1.4 Kênh hoa tiêu đường lên ( R-PICH) 44 3.1.2.1.5 Kênh cơ bản đường lên (R-FCH) 45 3.1.2.1.6 Kênh bổ sung đường lên (R-SCH) 45 3.1.2.2 Kênh logic đường lên 46 3.2 Điều khiển công suất 46 3.2.1 Điều khiển công suất đường xuống 47 3.2.2 Điều khiển công suất đường lên 48 3.2.2ềl Điều khiển công suất vòng hở 48 3.2.2.2 Điều khiển công suất vòng kín 49 3.3 Các đặc tính của cdma2000 50 3.3.1 Tính đa dạng của phân tập 50 3.3.2 Bảo mật cuộc gọi 51 3.3.3 Dung lượng 51 3.3.4 Bộ mã - giải mã thoại và tốc độ số liệu biến đồi 52 3.3.5 Giá trị Eb/N0 thấp (hay C/I) và chống lỗi 53 3.3.6 Tái sử dụng tàn sổ và vùng phủ sóng 54 3.3.7 Các loại chuyển giao 54 3.3.7.1 Chuyển giao mềm 54 33.1.2 Chuyển giao mềm hom 55 3.3.7.3 Chuyển giao cứng 56 Chương 4: Kỹ thuật điều chế và mã hoá trong CDMA2000 - IX 57 4.1 Bộ giả mã ngẫu nhiên ( Pseudorandom noise sequence ) 58 4.1.1 Chuỗi giả ngẫu nhiên 58 4.1.2 Chuỗi PN trong CDMA2000 59 4.1.2.1 Chuỗi PN ngắn 4.1.2.2 Chuỗi PN dài 60 4.1.3 Chuỗi m 61 4.2 Mã Walsh trực giao 61 4.3 Kỷ thuật trải phổ 63 4.3.1 Trải phổ dịch tần số (FHSS - Frequency hopping spread spectrum) 64 4.3.2 Trải phổ dịch thời gian (THSS - Time hopping spread spectrum ) 65 4.3.3 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS - Direct sequence spread spectrum ) 66 4.3.3.1 Nguyên lý trải phổ trực tiếp 66 4.3.3.2 Trải phổ và điều chế chuỗi trực tiếp dùng BPSK 67 4.3.3.3 Trải phổ và điều chế chuỗi trực tiếp dùng QPSK 70 4.4 Quá trình truyền tin ở kênh đường xuống và đường lên trong cdma2000 73 4.4.1 Kênh đường xuống 73 4.4.2 Kênh đường lên 77 4.5 Giới thiệu công nghệ CDMA2000 - IX EV - DO 79 4Ề5.1 Một số cơ cấu hoạt động 81 4.5.2 Các ứng dụng của CDMA2000 - IX EV - DO 84 Kết luận 85 Hướng phát triển đề tài 85 Tài liệu tham khảo 86 Các chữ viết tắt 87 Phụ lục 91