LỜI MỞ ĐẦUThụng tin di động ra đời từ những năm 40 của thế kỷ xx, tuy ra đời sau so với cỏc nghành khỏc những cú tốc độ phỏt triển rất nhanh trờn phạm vi toàn cầu Mạng lưới thụng tin ngà
Trang 1LỜI MỞ ĐẦU
Thụng tin di động ra đời từ những năm 40 của thế kỷ xx, tuy ra đời sau so với cỏc nghành khỏc những cú tốc độ phỏt triển rất nhanh trờn phạm vi toàn cầu Mạng lưới thụng tin ngày càng được mở rộng về số lượng, chất lượng và cỏc sản phẩm dịch vụ khỏc nhằm đỏp ứng nhu cầu của xó hội
Tại Việt Nam tuy thụng tin di động xuất hiện muộn nhưng cú những bước phỏt triển rất nhanh và mạnh mẽ Ba mạng thụng tin di động cellular hiện đại theo tiêu chuẩn GSM là MOBIPONE , VINAPHONE, VIETEL đang được khai thỏc rất hiệu quả Gần đấy nhất là HTMOBILE đang chuyển đổi từ cụng nghệ
CDMA sang sử dụng cụng nghệ GSM Ngoài ra bộ bưu chớnh viễn thụng cũn cấp phộp cho hai mạng khỏc sử dụng cụng nghệ CDMA là SPHONE và
EVNtelecom
GSM (global system for mobile communication) là hệ thống thụng tin di động toàn cầu thế hệ thứ hai Hệ thống thụng tin di động GSM đang được sử dụng rất rộng rói trờn thế giới và cả Việt Nam Tuy vậy, hệ thống GSM cũng cú nhiều hạn chế trong việc giải quyết cỏc nhu cầu ngày càng tăng từ phớa khỏch hàng như:số lượng thuờ bao tăng, tăng thờm cỏc dịch vụ mới, tăng chất lương thoại Trước những nhu cầu trờn hệ thống thụng tin di động thế hệ thứ ba (3G) đó được nghiờn cứu và phỏt triển Hiện nay trờn thế giới đang phổ biến hai nhỏnh cụng nghệ chủ yếu là W-CDMA và CDMA2000 Cụng nghệ WCDMA được phỏt triển dựa trờn cơ sở hệ thống thụng tin di động GSM chiếm khoảng 70% thị phần di động của Việt Nam
Vỡ vậy, em đó chọn đề tài:cụng nghệ trải phổ và ứng dụng cho WCDMA -Quỏ trỡnh tiến lờn thế hệ 3G
đề tài của em gồm 4 chương:
Chương 1:Giới thiệu chung
1
Chương 2:trải phổ trong thụng tin di động 3G
Chương 3:cấu trỳc chung hệ thống UMTS sử dụng cụng nghệ W-CDMA
Chương 4:cơ sở hạ tầng mạng di động Việt Nam hiện nay và cỏc bước tiến lờn 3G
Vỡ thời gian cú hạn, kiến thức cũn hạn chế cũng như cụng nghệ mới nờn đồ ỏn của em khú trỏnh khỏi thiếu sút Em mong nhận được đúng gúp ý kiến của thầy
cụ và cỏc bạn
Với lũng biết ơn sõu sắc, em xin chõn thành cảm ơn thầy Nguyễn Tiến Quyết đó tận tỡnh giỳp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đồ ỏn này
Em xin chõn thành cảm ơn!
Hà Nội,ngày 7 thỏng 4 năm 2008
Sinh viờn:Tạ Ngọc Ninh
2
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1 1 XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA THễNG TIN DI ĐộNG TRấN THẾ
GIỚI
Trang 2Sự phát triển của hệ thống điên thoại di động tổ ong CMTS (cellular mobile telephone system) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu tương lai để đại diện cho các hệ thống thông tin di động Quá trình và xu thế phát triển của các hệ thông tin di động trên thế giới được thể hiện như sau:
1 1 1 Các hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ thứ nhất
* AMPS (Advaned Mobile Phone Service):dich vụ điện thoại di động tiên tiến
* NAMPS(Narrow AMPS):AMPS băng hẹp
* TACS(Total Access communication system):hệ thống thông tin truy nhập toàn bộ
* ETACS(Extended TACS):TACS mở rộng
* NMT 450(Nordic Mobile Telephone 450):hệ thống điện thoại di động bắc âu băng tần 450Mhz
* NMT 900(Nordic Mobile Telephone 900):hệ thống điện thoại di động bắc âu băng tần 900Mhz
* NMT 900(Nippon Telegraph and Telephone):hệ thống do NTT Phát triển
* JTACS(japanish TACS):TACS Nhật Bản
* NTACS(Narrow TACS):TACS băng hẹp
3
Đăc điểm của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất là tương tự,sử dụng công nghệ FDMA chính vì vậy nó có nhiều nhược điểm như:chống nhiễu kém, cồng kềnh
1 1 2 các hệ thống thông tin di động tổ ong số thế hệ thứ hai
* IS-54B TDMA
* IS-136 TDMA
* IS-95 CDMA
* GSM (Global system for Mobile Communication):hệ thống thông tin di động toàn cầu
* PCN(Personal Communication Network):mạng thông tin cá nhân
* CT-2(Cordless phone-2): điện thoại không dây
* DECT(Digital Enhanced Cordles Telecommuication):Viễn thông không dây
số tiên tiến
* PDC(Personal Digital cellular):hệ thống tổ ong số cá nhân
* PCS(Personal Communication system):Hệ thống thông tin cá nhân
Các hệ thống thông tin di động số hiên nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang ở giai đoạn
chuyển từ thế hệ hai cộng sang thế hệ 3G
một số ưu điểm mà thế hệ hai cộng (GSM) đạt được:
* Thêm các dich vụ mạng mới và cải thiện các dich vụ liên quan đến truyền số liệu như lén số liệu người sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD (High Speed Circuit Switched data), dịch vụ vô tuyến gói đa năng GPRS (General Packet Radio Service)
4
* Các công việc liên quan đến dịch vụ thoại như:Code tiếng toàn tốc cải tiến EFC (Enhanced Full Rate Codec ), Code đa tốc độ thích ứng và khai thác tự do đầu cuối các Codec tiếng
Trang 3* Các dịch vụ bổ xung như :chuyển hướng cuộc gọi,hiển thị tên chủ gọi,chuyển giao cuộc gọi và các dich vụ cấm gọi mới
* Cải thiện liên quan tới dịch vụ bản tin ngắn SMS (Short Message Service ) như móc nối các SMS, mở rộng bẳng chữ cái, mở rộng tương tác giữa các SMS
* Các công việc liên quan đến tính cước như:các dịch vụ trả tiền trước, tính cước nóng và hổ trợ cho ưu tiên vùng gia đình
* Tăng cường công nghệ SIM
* Dịch vụ mạng thông minh như CAMEL(Customised Application for Mobile Network Enhance Logic)
* Các cải thiên chung như:chuyển mạch GSM-AMPS,các dịch vụ định vị,tương tác với các hệ thống thông tin vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối ưu
1 1 3 hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba 3G
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ thông tin di động Ngay từ những năm đầu của thập niên 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu, hoạch định
hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba-3G ITU-R (International
Telecommunication Union Radio Sector-bộ phận vô tuyếncủa lien minh viễn thông quốc tế) đang tiến hành tiêu chuẩn hoá cho các hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000 và UMTS đều thống nhất sử dụng công nghệ
W-CDMAcho truy nhập giao diện vô tuyến các hệ thống mới này sẽ sử dụng dải tần 2Ghz Nó sẽ cung cấp rất nhiều dịch vụ bao gồm từ các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ thấp như hiện nay cho đến các loại dịch vụ số liệu tốc độ cao như video , truyền thanh tốc độ cực đại lên đến 2 Mbps tốc độ cực đại này sẽ chỉ có
ở các pico trong nhà, còn các dịch vụ với tốc độ 144kbps sẽ được đảm bảo cho
di động thông thường ở các ô macro
5
Động lưc chính cho 3G là yêu cầu ngày càng cao đối với các dịch vụ di động, chủ yếu ở Nhật Bản và châu âu Những ứng dụng dữ liệu không dây như dịch vụ
dữ liệu ngân hàng không dây đang dần trở thành hiện thực Cả thế giới hiện nay đang ở giai đoạn thế hệ di động thứ hai, và đang tồn tại rất nhiều chuẩn không thống nhất với nhau Tuy nhiên có 3 chuẩn không dây thế hệ thứ hai phổ biến nhất hiên nay là:CDMA,TDMA và GSM Để đi lên 3G tất nhiên không thể vứt
bỏ toàn bộ nền tảng hệ thống
Thông tin di động thế hệ thứ hai mà phải xây dựng trên nó Có rất nhiều công nghệ đề xuất cho 3G như W-CDMA, W-TDMA, TDMA/CDMA,
OFDMA, ODMA tuy nhiên có hai chuẩn 3G đang trong giai đoạn thực hiện ,
đó là W-CDMA và CDMA2000 được xây dựng dựa trên nền tảng của GSM và CDMA Và hai chuẩn này đều đáp ứng được những yêu cầu của hệ thống 3G theo tiêu chuẩn IMT-2000, đó là:
* Sử dụng dải tần theo quy định quốc tế 2Ghz như sau:
- Đường lên:1885-2025 Mhz
- Đường xuống:2110-2200Mhz
* Mạng phải là băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện Nghĩa là mạng phải đảm bảo được tốc độ bit Rb của người sử dụng phải là 2Mbps Môi trường được chia thành 4 vùng:
Trang 4- vùng 1: trong nhà, ô pico có Rb<=2Mbps
- vùng 2: thành phố, ô macro có Rb<=384kbps
- vùng 3: ngoại ô, ô macro có Rb<=144kbps
- vùng 4: toàn cầu, có Rb<=9,6 kbps
* Mạng phải có khả năng cung cấp độ rông băng tần (dung lượng) theo yều cầu Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác nhau Ngoài 6
ra , cần đảm bảo đưêng truyền vô tuyến không đối xứng chẳng hạn với: tốc độ bit cao ở đường truyền xuống Và tốc độ thấp hơn ở đương lên hoặc ngược lại
* Mạng phải cung cấp thới gian truyền dẫn theo yêu cầu Nghĩa là đảm bảo các kết nối chuyển mạch cho thoại ,các dịch vụ cho thoại , các dịch vụ video, các khả năng số liệu gói cho các dịch vụ số liệu
* Chất lượng dich vụ phải không thua kém chất lương dịch vụ cố định, nhất là với dịch vụ thoại
* Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là phải bao gồm cả thông tin
vệ tinh
TDMA
CDPD
GSM
PDC
PDC-P
Cdma One
IS-95
GPRS
EDGE
WCDMA
Cdma2000
IX
Cdma2000
1XEV(3X)
2G Khởi đầu 3G 3G 3G giai đoạn 1
64 Kbps 64Kbps-144Kbps 384 Kbps-8Mbps384Kbps-2 Mbps
2000/2001 2001/2002 2003+ Thời gian
7
Lộ trình phát triển của hệ thống mạng điện thoại di động
GPRS(General Packet Radio Service) là công nghệ truyền thống
không dây dạng gói tin có tốc độ truyền dữ liệu cao, kết nối internet
liên tục, được sử dụng cho mạng di động và máy tính Công nghệ
GPRS có khả năng tăng tốc độ truyền dữ liệu lên 10 lần, từ 9,6kbps
đối với mạng di động GSM hiện nay lên 115kbps (cao nhất là 171,2
kbps) Lưu lượng dữ liệu trao đổi đang gia tăng nhanh chóng do nhu
cầu về dịch vụ và truy nhập internet cũng như sự bùng nổ của truyền
thông di động đã tạo điều kiện cho thị trường GPRS
Với khẳ năng kiểm soát lượng thông tin gửi nhận, khách hàng chỉ phải trả tiền cho những gì họ dùng GPRS dựa trên công nghệ truyền thông GSM cho phép
Trang 5giảm chi phí đối với người sử dụng đầu cuối so với phương pháp chuyển mạch điện tử vì nó hoạt động trên cơ sở truyền những gói tin, kênh truyền thông được chia sẻ cho nhiều người dùng thay vì dành riêng cho một người tại một thời
điểm Các mạng truyền thông di động hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang sử dụng thế hệ thứ hai, bao gồm GSM, CDMA, TDMA… mà mục tiêu nhắm tới là 3G-truyền thông không dây thế hệ thứ ba Như vậy GPRS chỉ
là một trong những bước chuyển tiếp từ thế hệ thứ hai sang thế hệ thứ ba và có thể coi GPRS là thế hệ 2,5
EDGE(Enhance Data rates for GSM Evolution) nâng cao khả năng xử lý dữ liệu của mạng GSM nhằm đáp ứng yêu cầu dịch vụ tải phim, nhạc, tin nhắn đa truyền thông đầy đủ, truy nhập internet tốc độ cao và email Không lên nói EDGE như là một công nghệ cạnh tranh với GPRS và W-CDMA Mà là một công nghệ bổ sung Về cơ bản EDGE nâng cấp chất lượng của giao diện vô tuyến để mở rộng “đường ống” và cho phép băng tầng số liệu cao hơn EDGE dưa vào sự hiện diện của công nghệ số liệu gói cho cơ chế truyền tải trong mạng thông tin di động Để triển khai EDGE trong một mạng GSM –GPRS không cần đòi hỏi các phần tử mạng mới mặc dù nó yêu cầu sự thay đổi nhỏ để 8
một vài phần tử hiện tại đạt được chất lượng tối ưu EDGE đã bị che mờ bưởi GPRS và W-CDMA Ở một vài điểm, sự hỗ trợ của công nghiệp đã thay đổi quan điểm này từ năm 1999 EDGE là một công nghệ bao trùm phức tạp, nó sử dụng tổ hợp lược đồ điêu chế GMSK và 8-PSK trong tần số sóng mang GSM W-CDMA (Wideband CDMA) là công nghệ 3G giúp tăng tốc độ truyền nhận
dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA thay cho TDMA Trong đặc tả IMT-2000 của ITU, W-CDMA còn được gọi là chế độ direct sequence (DS)
CDMA2000 1XEV hay còn gọi là CDMA2000 3X là công nghệ 3G được phát triển theo hướng thứ hai, tức là phát triển trực tiếp từ cdma one (IS-95) WARC-92(The world Administrative Radio Conference held in 1992) đã
dành các băng tầng 1885-2025 Mhz cho IMT-2000, hiện nay, châu âu và các quốc gia sử dụng GSM cùng với Nhật Bản đang phát triển W-CDMA trên cơ sở
hệ thống UMTS,còn Mỹ thì tập trung phát triển CDMA2000 1XEV) Như vậy
ta thấy các tiêu chuẩn băng rộng mới hoàn toàn được xây dựng trên cơ sở CDMA hoặc CDMA kết hợp TDMA
1 2 SỰ TIẾN LÊN CÔNG NGHỆ 3G Ở MỘT SỐ NƯỚC
Hiện nay trên thế giới có khoảng gần 2tỷ thuê bao di động GSM chiếm thị phần mhiều nhất khoảng 65% tiếp đến là cdma chiếm khoảng15% và IS-136 TDMA chiếm 11% đứng cuối là PDC chiếm 9% chủ yếu ở Nhật bản , tuy nhiên Nhật bản đã quyết định không nâng cấp PDC tới 3G mà sẽ triển khai mới công nghệ UMTS-IMT-2000
9
Hình 1- Thống kê sự tăng trưởng thị trường di động phân loại theo công nghệ
Trang 61 2 1 Nhật Bản
Ở Nhật Bản hệ thống di động cellular PDC đã được xây dựng từ năm 1991 hệ thống PDC dựa trên công nghệ TDMA có 3 khe thời gian cho mỗi sóng mang, giống như IS-S4 Độ rộng kênh là 23khz với độ rộng khoảng cách đủ để thoả mãn việc chuyển đổi từ tương tự sang số Tốc độ báo hiệu RF là 42kbps và dùng điều chế DQPSK Đặc điểm chính của PDC là chuyển cell có sự hỗ trợ của máy di động để sử dụng hiệu quả phổ tần trong các cell nhỏ Bộ mã thoại VSELP toàn tốc ở 6,7kbps (11,2 kbps có mã sửa lỗi ) Bộ mã thoại bán tốc độ CELD 5,6kbps đã được chuẩn hoá và đưa ra
PDC được phân bố tổng số 80Mhz phổ tần Băng tần cho đường lên là 810Mhz-826Mhz và 940 Mhz-956Mhz, đường xuống là 1429Mhz-1453Mhz và
1477Mhz-1501Mhz Nhờ phân tập anten nên tỷ số S/I yêu cầu được giảm đi, cho phép dùng hệ số tái sử dụng tần số là 4 Hệ thống hỗ trợ fax nhóm
10
3(2,4kbps) và truyền dẫn modem 4,8kbps với MNP loại 4 nhờ một bộ phối hợp
để đạt được chất lượng truyền dẫn cần thiết
Hệ thống phục vụ cho dịch vụ dữ liệu I-mode ở Nhật cũng đang được khai thác và hoạt động tốt cho thấy sự thành công của việc cung cấp các dịch vụ dữ liệu băng hẹp và truy nhập Internet
tốc độ thấp cho thuê bao di động từ hệ thống này nhiều kinh nghiệm đã được rút ra cho việc triển khai 2,5G và 3G
Tuy nhiên nhận rõ được nhược điểm của việc một mình triển khai PDC Nhật Bản đã phối hợp với Châu Âu để đề ra tiêu chuẩn 3G W-CDMA nhằm tiếp cận được một thị trường rộng lớn một cách nhanh nhất NTT DoCoMo dẫn đầu thế giới về việc nghiên cứu và triển khai 3G Hiện nay hệ thống 3G đã được triển khai ở một số đô thị của Nhật Bản
1 2 2 Châu Âu
Tại châu âu, đã có các hệ thống GSM được triển khai thống nhất và rộng khắp
số lượng sử dung di động của Châu Âu đã gần như bão hoà lên có thể coi rằng điều kiện triển khai 3G ở Châu Âu là do nhu cầu về dịch vụ truyền dữ liệu Với rất nhiều nhà khai thác GSM hiện tại, các nhà khai thác 3G có thể chia làm hai loại
Loại thứ nhất là các nhà khai thác hiện đang khai thác GSM Loại thứ hai là các nhà khai thác mới tham gia Châu Âu đã cho đấu thầu giấy phép khai thác 3G, mỗi nước có trung bình khoảng 3 đến 4 nhà khai thác với giá hàng tỷ đô la tùy theo thị trường Với truyền thống chỉ thống nhất một công nghệ sử dụng chung cho toàn Châu Âu Công nghệ W-CDMA của hệ thống UMTS (IMT-2000) đã được nghiên cứu triển khai Nhờ đó Châu Âu có được thuận lợi cho việc kết nối mạng lõi, tận dụng hạ tầng thông tin hiện có cũng như tiện lợi cho việc quản lý
và khai thác 3G giữa các mạng khác nhau
1 2 3 Mỹ và Canada
11
Mỹ và Canada cũng giống Châu Âu có hai nhà khai thác 3G Tuy nhiên với chính sách cho tự do cạnh tranh, do vậy có nhiều công nghệ được triển khai tại khu vực này Một số nhà khai thác sử dụng công nghệ TDMA/IS-136 và GSM
Trang 7và cho đến nay, họ vẫn chưa có con đường chuyển đổi cụ thể tới 3G Còn những nhà khai thác sử dụng công nghệ CDMA/IS-95 đã đề ra con đường chuyển đổi tới công nghệ 3G (CDMA 2000)
Một khó khăn nữa là ở Mỹ, băng tần 2Ghz đã danh cho IMT-2000 đã được chia hết cho các hệ thống PCS Để chiển khai 3G ở băng tần này, trước tiên Mỹ phải điều chỉnh lại băng tần
1 2 4 Một số nơi khác trên thế giới
Hàn Quốc là một trường hợp đặc biệt, vì các nhà khai thác ở nước này chấp nhận cả hai công nghệ UMTS/IMT-2000 và 1xRTT cùng một lúc Một mặt Korean Telecom và SK Telecom đã triển khai cdma2000(1xRTT) mặt khác họ cũng chấp thuận UMTS/IMT-2000 Điều này là do sự liên quan ba mặt giữa nhà khai thác, nhà sảm xuất và chính phủ Hàn Quốc Các nhà sản xuất muốn các nhà khai thác chấp nhận CDMA2000 (1xRTT) vì đây là công nghệ 3G duy nhất mà các nhà sản xuất Hàn Quốc nắm được Các nhà khai thác Hàn Quốc thì lại muốn dùng UMTS/IMT-2000 vì họ cho rằng đó là xu thế của tương lai Chính phủ Hàn Quốc thì ủng hộ các nhà sản xuất để cứu vãn chính sách công nghiệp hiện đã bộc lộ yêú điểm và vấn đề việc làm đi kèm với nó
Ở Châu Mỹ La Tinh nhiều chính phủ hy vọng có lợi từ việc bán giấy
phép khai thác 3G Tuy nhiên ,do sự sụp đổ giá trị của giấy phép 3G và cổ phiếu của các công ty viễn thông ,làm giảm mong đợi của chính phủ Các nước Châu Mỹ LaTinh nghèo hơn Châu Âu, tỷ lệ phần trăm sử dụng máy di động ở mức trung bình, chỉ khoảng ¼ ít hơn rất nhiều so với Châu Âu Các nhà khai thác chính của họ như Telephonica, đã có giấy phép 3G nhưng cần các khoản tài chính lớn
12
Ở Châu Á và Châu Úc ngoài Nhật Bản và Hàn Quôc đã triển khai 3G các nước còn lại có khả năng để phát triển khai 3G sớm là Úc, Hông Kông,
Singapore và Trung Quốc
* Hồng Kông,với 6 nhà khai thác di động ở Hồng Kông là thị trường cạnh tranh nhất Họ sử dụng mọi công nghệ hiện có Năm trong số các nhà khai thác hiện đang bị thua lỗ Việc củng cố lại là điều không thể tránh khỏi Chúng ta có thẻ chắc chắn rằng không một nhà khai thác nào sẽ triển khai 3G cho đến khi quá trình củng cố hoàn tất
* Singapore,với sự giàu có của các nhà khai thác và được đinh hướng của chính
phủ 3G tại Singapore quá trình tiến tới 3G sẽ sớm đạt được
* Ở Úc nhà khai thác chính đang có kế hoạch mở rộng hoạt động ra Châu Á về lĩnh vực các “công việc kỷ nguyên máy tính thái bình dương”(PCCW) sẽ chỉ coi 3G là công việc sếp thứ hai nên sẽ không tập trung lắm vào 3G
* Tại Trung Quốc năm nay đã triển khai 3G thử nghiệm thành công tại Bắc Kinh nơi sẽ tổ chức thế vận hội
1 3 ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ W-CDMA SO VỚI GSM
Lý thuyết CDMA( Code Division Mutiple Access) được xây dựng từ những năm 1950 và áp dụng trong quân sự vào khoảng những năm 1960 Công nghệ CDMA là cốt lõi để xây dựng công nghệ W-CDMA dùng cho 3G CDMA và
Trang 8GSM cùng phát triển từ công nghệ tương tự cũ AMP cũ, đặc điểm khác biệt quan trọng nhất của hai công nghệ là:
* CDMA dùng một mã ngẫu nhiên để phân biệt kênh thoại và dùng chung băng tần cho toàn mạng, có giải thuật mã hoá riêng cho từng cuộc gọi Chỉ thiết bị được gọi mới biết được giá trị mã ngẫu nhiên và giải thuật giải mã qua các kênh báo hiệu Chính vì thế tính bảo mật của cuộc thoại và mức độ hiệu quả khai thác băng tần cao hơn
13
* Hệ thống CDMA có khả năng chuyển mạch mềm Khi thiết bị di động di chuyển vào giữa hai ô, thiết bị đồng thời nhận được tín hiệu từ hai trạm phát gần nhất, tổng đài sẽ điều khiển cho hai trạm bắt tay nhau cho đến việc chuyển đổi trạm phát diễn ra thành công Có phần tương tự cơ chế chuyển mạch cứng trong GSM nhưng khả năng bắt tay của CDMA cao hơn
* So với hệ thống tương tự AMPS, chất lượng thoại được nâng lên và dung lượng của CDMA có thể tăng lên 6-10 lần
* CDMA cũng có cơ chế giúp tiết kiệm năng lượng, giúp tăng tuổi thọ của pin
* Khả năng mở rộng dung lượng của CDMA dễ dàng và có chi phí thấp hơn so với GSM
GSM sẽ gặp bài toán khó về phân bổ lại tấn số cho các cell
1 4 NHỮNG ĐỀ XUÂT CHO HỆ THỐNG 3G CỦA CÁC TỔ CHỨC
Các hoạt động tiêu chuẩn hoá cho IMT-2000 của ITU-R chủ yếu tập trung ở các
tổ chức sau:
* ETSI SMG(European Telecommunications Standards Institute- viện tiêu chuẩn viễn thong Châu Âu) đề xuất khái niệm UTRA đối với IMT-2000 có các chế độ FDD và TDD
* RITT (Research Institute Of Telecommunications Transmission) ở Trung Quốc đề xuất
TD-SCDMA trên cơ sở TD-CDMA đồng bộ cho các ứng dụng TDD và
WLL(Wireless Local
loop-mạch vòng thuê bao vô tuyến)
* ARIB (Association Of Radio Industry And Business- liên đoàn kinh doanh
và công nghiệp vô tuyến) và TTC (Telacommunications Technologies
Committee-uỷ ban công nghệ viễn thông )
14
ở Nhật đề xuất W-CDMA Đề xuất W-CDMA của Nhật gần giống đề xuất UTRA FDD của Châu ÂU
* TTA( Telecommunications Technologies Association-liên đoàn công nghệ viễn thông )
ở Hàn Quốc đưa ra hai đề xuất : một gần giống với W-CDMA của Nhật và một gần giống quan điểm của TIA CDMA 2000
* TIA (Telecommunications Industry Association-liên đoàn công nghệ viễn thông ) ở mỹ đưa ra 3 đề xuất Một là đề xuất TDMA/136 phát triển từ hệ thống 2G IS-136 Hai là CDMA 2000 phát triển từ IS-95 Ba là hệ thống CDMA băng rộng gọi là WIMS W-CDMA Còn T1P1 của Mỹ lại đề xuất W-CDMA-NA (NA-North America), Hệ thống này tương đương với UTRA FDD của Châu Âu
Trang 9và WCDMA Nhật Bản Hệ thống W-CDMA_NA của T1P1 và WIMS
WCDMA của TIA hội nhập lại thành WP-CDMA (WideBand Packet CDMA) rất giống với UTRA FDD
Các tổ chức kết hợp với nhau thành các đề án dưới sự điều hành chung của ITU
* 3GPP (3
rd
Generation Partnership Project-Đề án của các đôi tác thế hệ ba)
xây dựng nên tiêu chuẩn W-CDMA gồm các thành viên ETSI của Châu
Âu,TTA của Hàn Quốc, ARIB và TTC của Nhật Bản,T1P1 của Mỹ
* 3GPP (3
rd
Generation Partnership Project2- Đề án của các đôi tác thế hệ ba
thứ hai )
xây dựng nên tiêu chuẩn CDMA 2000 gồm các thành viên TTA của Hàn Quốc, ARIB và TTC của Nhật Bản,T1P1 và TTA của Mỹ
15
CHƯƠNG 2:TRẢI PHỔ TRONG THÔNG TIN ĐỘNG 3G
Thông tin trải phổ là một hệ thống thông tin để truyền các tín hiệu nhờ trải phổ của các tín hiệu số liệu thông tin có sử dụng mã với độ rộng băng rộng hơn độ rộng băng của các tín hiệu số liệu thông tin Trong trường hợp này thì các mã sử dụng là độc lập với tín hiệu số liệu thông tin Trải phổ sóng mang phân loại theo tốc độ truyền lan số liệu, bao gồm: DS (trải trực tiếp), dịch tần, dịch thời gian và loại hybrid
2 1 HỆ THỐNG TRẢI TRỰC TIẾP (DS)
Hệ thống DS (nói chính xác là sự điều chế các dãy mã đã được điều chế thành dạng sóng điều chế trực tiếp) là hệ thống được biết đến nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ Chúng có dạng tương đối đơn giản vì chúng không yêu cầu tính ổn định nhanh hoặc tốc độ tổng hợp tần số cao Hệ thống DS đã được áp dụng đối với cosmetic space đa dạng như đo khoảng cách JPL bởi Golomb (Thông tin số với ứng dụng khoảng cách), Ngày nay kỹ thuật này được áp dụng cho các thiết bị đo có nhiều sự lựa chọn và nhiều phép tính của dãy mã trong hệ thống thông tin, trong đo lường hoặc trong phòng thí nghiệm
2 1 1 Đặc tính của tín hiệu DS
Hệ thống DS điều chế sóng mang có dãy mã bằng điều chế AM (xung), FM hay điều chế pha hoặc biên độ, nó tương tự như điều chế BPSK 180
o
Lý do chọn các
loại điều chế này không thể được giải thích một cách rõ ràng nhưng dạng cơ bản của tín hiệu DS là loại điều chế 2 pha đơn giản Độ rộng băng (từ 0 đến 0) của vấu chính gấp đôi tốc độ nhịp của dãy mã dùng cho tín hiệu điều chế và có cùng
độ rộng băng như tốc độ nhịp của vấu bên Nghĩa là, nếu dãy mã của sóng đã điều chế có tốc độ hoạt động là 5 Mcps (chip/s) thì độ rộng băng của vấu chính
Trang 10là 10 MHz và mỗi vấu bên có độ rộng băng là 5 MHz
Hình 2 1: miêu tả bộ điều chế DS 2 pha điển hình Dãy mã được đưa vào bộ điều chế cân bằng để có đầu ra là sóng mang RF điều chế 2 pha Quá trình này được chỉ ra trên hình 2 2 theo trục thời gian Sóng mang có lệch pha 180
o
giữa pha 1 và
pha 0 theo dãy mã Sự khác nhau không thành vấn đề trong đa số các loại hệ thống điều chế 2 pha, nhưng điều chế cân bằng áp dụng đối với các loại điều chế khác như PAM (điều biên xung) là quan trọng trong hệ thống DS như miêu tả dưới đây
16
Hình 2 1: Điều chế loại DS (2 pha)
(1) Rất khó phát hiện được các sóng mang bị triệt nếu không có các kỹ thuật phức tạp Các bộ thu thông thường rất khó tách được sóng mang vì mức sóng mang nằm bên dưới của mức tạp âm khi điều chế mã
(2) Yêu cầu nhiều công suất cho việc truyền thông tin vì công suất phát chỉ được
sử dụng đối với việc truyền tín hiệu đã mã
(3) Hiệu quả sử dụng công suất phát trong trường hợp sử dụng hằng số duy trì độ rộng băng là lớn nhất vì các thành phần tín hiệu có một mức giới hạn nhất định Trong hệ PAM với sóng mang được điều chế mã thì phổ công suất [ (sin x)/x] 2
được tạo ra hoặc yêu cầu công suất đỉnh
Hình 2 2 đưa ra sơ đồ khối của mạch thông tin DS điển hình Nói tương tự như mạch thông tin AM và FM có sóng mang điều chế mã Thực tế thì không điều chế sóng mang trực tiếp từ tín hiệu thông tin băng gốc mà đưa qua thủ tục điều chế nhờ bộ đếm và bộ tích luỹ bởi dãy mã tức thời ở đây sóng mang RF được xem như là chu kỳ đã được điều chế để điều chế mã đối với thủ tục điều chế và giải điều chế đơn giản
Tín hiệu thu được khuyếch đại và nhân với mã đồng bộ liên quan tại đầu phát và đầu thu Trong trường hợp đó, nếu các mã tại đầu phát và đầu thu được đồng bộ thì sóng mang tách pha là lớn hơn 180
o
và sóng mang được khôi phục Các sóng
mang băng tần hẹp được khôi phục này đi qua bộ lọc băng thông được thiết kế sao cho chỉ các sóng mang đã điều chế băng gốc được đi qua
Các sóng mang giả cũng được đi qua cùng một thủ tục nhân tần số nhờ hoạt động của phía thu mà tại đây tín hiệu DS thu được sẽ chuyển thành băng tần sóng 17
mang ban đầu Tín hiệu thu mà không được đồng bộ với tần số liên quan của đầu thu thì được cộng với băng tần liên quan và sau đó trải ra
Hình 2 2: Dạng sóng và cấu hình của hệ thống DS
Bộ lọc băng thông có thể giới hạn hầu hết các công suất tín hiệu giả vì tín hiệu đầu vào không đồng bộ sẽ trải ra băng tần liên quan của bộ thu
2 1 2 Độ rộng băng RF của hệ thống DS