Tìm hiểu về các thế hệ trong hệ thống thông tin di động và các phần xử lý ở tầng vật lý

L trình phát triển các công ngh ng lên 4G 1.

–

V

-

-

-

-

-

-

I - 3

II - 4

1 - 4

2 - 5

3 - 9

4 ba (3G) - 10

5 - 12

6 - 12

7 – 4G - 14

III - 14

1 Mã hóa ti ng nói - 15

a Mã hoá d ng sóng - 15

b Mã hoá nguồn - 17

c Mã hoá lai - 17

2 Đ ều khiển công su e b ng DSSPC và phân tán DPC - 18

IV K t Lu n - 19

I

(1G, 2G) ba (3G) (4G) T

98

T

,

: T

T

-LAN

:

t

II

Hình 1 L trình phát triển các công ngh ng lên 4G 1

Là m u tiên trên th gi i Nó là h th ng giao ti p thông tin qua k t n i tín hi c gi i thi u l u tiên vào nh u th p niên 80s Nó s d -ten thu phát sóng gắn ngoài, k t n i theo tín hi u analog t i các tr m thu phát sóng và nh n tín hi u x lý tho i thông qua các module gắ ng n tho ng th i này thô k ch, n ng n x ng v i cách gọ “ c g ” ắ c cu c gọi cao Đ ể : -

-

-

-

-

- .

Kỹ FDMA:

Hz ọ

6 Hz 7 Hz

lên nhau :

-

-

-

-

- Không cho phép gi m áng k giá thành c a thi t b ng và h t

- a các h th t Châu Âu, làm cho thuê bao không th s d ng c a mình

c khác v i t n s ch t Hz ũ

khá nhi u chu n k t n i theo t ng phân vùng riêng trên th gi i: NMT (Nordic Mobile Telephone) là chu c Bắc Âu và Nga; AMPS (Advanced Mobile Phone System) t i Hoa Kỳ; TACS (Total Access Communications System) t i Anh; JTAGS t i Nh t; C-Netz t c; Radiocom 2000 t i Pháp; RTMI t i Ý 2 G) Là th h k t n ng mang tính c ũ

toàn so v i th h u tiên Nó s d ng các tín hi u k thu t s thay cho tín hi u analog c a th h c áp d ng l u tiên t i Ph n Lan b i Radiolinja (hi n là nhà cung c p m ng con c a t E O j 99 ng 2G mang t i s d ng 3 l i ích ti n b trong su t m t th i gian dài: mã hoá d li u theo d ng k thu t s , ph m vi k t n i r c bi t là s xu t hi n c a tin nhắn d n –

hi u tho c thu nh n s c mã hoá thành tín hi u k thu t s i nhi u d ng mã hi u (codecs), cho phép nhi u gói mã tho n trên cùng m t ki m th u k

thu t s truy n nh n trong th h 2G t o ra ngu ng sóng nh

d ng các chip thu phát nh t ki m di n tích bên trong thi t b

Đ ể

-

-

- H

- ắ

-

–

T t c h thố ng th h ề s dụng kỹ thu ều ch số và chúng s dụ y p: - p phân chia theo th i gian (Time Division Multiple Access-TDMA): ph c v c cu c gọi theo các khe th i gian khác nhau - p phân chia theo mã ( Code Division Multiple Access – CDMA): ph c v các cu ọ theo các chu i mã khác nhau Đ y p phân chia theo thời gian TDMA Trong h th ng TDMA ph t n s ng liên l c chia thành các d i t n liên l c, m i m t d i t n liên l c này dùng cho N kênh liên l c, m i kênh liên l c là m t khe th i gian (Time slot) trong su t chu kỳ m t khung Tin t c t ch i d ng gói, m i gói có có bit ch th u gói, ch th cu ng b và các b t d li th ng FDMA, h th ng TDMA truy n dẫn d li u không liên t c và ch d d ng cho d li u s và u s ểm c a TDMA - TDMA có th

c và phân phát theo yêu c

c, vi c phân phát các c c ho c phân phát theo th c l

nh theo yêu c u các m c t ng khi có cu c goi yêu c u, nh c hi u su t s d ng m ch - c phân chia theo th i gian nên nhi u giao thoa gi a các kênh k c n gi

- TDMA s d ng m t kênh vô tuy ghép nhi u luông thông tin thông qua vi c phân chia theo th i gian nên c n ph i có vi ng b hóa vi c truy n dẫ tránh trùng l p tín hi u Ngoài ra, vì s i gian tr di truy n dẫ ng không th b ng b ph i t

Đ y p phân chia theo mã CDMA

i v i h th ng CDMA, t t c i dùng s s d ng cùng lúc m

t n tín hi u truy chi m toàn b n c a h th ng Tuy nhiên, các tín

hi u c a m i d c phân bi t v i nhau b i các chu i mã Thông tin di

ng CDMA s d ng k thu t tr i ph cho nên nhi i s d ng có th chi m cùng kênh vô tuy ng th i ti n hành các cu c gọi mà không s gây nhi u lẫn nhau

Kênh vô tuy c dùng l i m i cell trong toàn m ng và nh ng

ũ c phân bi t v i nhau nh mã tr i ph gi ngẫu nhiên PN

Trong h th ng CDMA, tín hi u b n ti c nhân v i tín hi u

t r ng, gọi là tín hi u phân tán Tín hi u phân tán là m t chu i mã

gi ngẫu nhiên Mà t chip nó r t l n so v i t d li u T t c các users trong m t h th ng CDMA dùng chung t n s song mang và có th c

i M i user có m t t mã gi ngẫu nhiên riêng c c xem

là tr c giao v i các t mã khác T i máy thu, s có m t t c t o tách song tín hi u có t mà gi ngẫ i nó T t c các khôi ph c l i tín hi u thông tin, máy thu c n

ph i bi t t mã dùng máy phát M i thuê bao v n hành m c l p mà không c n bi t các thông tin c a máy khác

Đ ểm c a CDMA

- D i t n tín hi u r ng hàng MHz

- S d ng k thu t tr i ph ph c t p

- K thu t tr i ph cho phép tín hi u vô tuy n s d ng

ng r t nh và ch ing hi u qu TDMA

- Vi c các thuê bao MS trong cell dùng chung t n s khi n cho thi t b truy n dẫn vô tuy n gi n, vi i k ho ch

t n s không còn v , chuy n giao tr thành m u khi ng cell r t linh ho t

- Ch ng tho n, dung l ng h th (có th g p t 4 n 6 l n h th an toàn (tính b o

m n do s d ng dãy mã ngẫ tr i

ph , kháng nhi u t n, kh ng t n, chuy n vùng linh ho t Do h s tái s d ng t n s là 1 nên không c n ph n v nhi ng kênh

- CDMA không có gi i h n rõ ràng v s i s d TDMA và FDMA Còn TDMA và FDMA thì s i s

d ng là c nh, không th thêm khi t t c các kênh b chi m

- H th ng nhu c u ngày càng l n d ch

v thông tin ng t th ng

p v i t bit thông tin c i s d ng là 8-13 kbps

M ố

- GSM (TDMA- n áp d ng t i Ph

thành chu n ph bi n trên toàn 6 Châu l c Hi n nay vẫ c s d ng b 8 % p m ng toàn c u - CDMA2000 – t n s HZ ũ n t

i d a trên n n CDMA và hi ũ

c cung c p b i 60 nhà m ng GSM trên toàn th gi i - IS-95 hay còn gọi là cdmaOne, (n n t c s d ng r ng rãi t i Hoa Kỳ và m t s c Châu Á và chi m g n 17% các m ng toàn c n th m này thì có kho ng 12 nhà m n d ch d n t chu n m ng này

H i Vi t Nam v a qua) t i: Mexico, Ấ , Úc và Hàn Qu c - PDC (n n t ng TDMA) t i Japan - iDEN (n n t ng TDMA) s d ng b i Nextel t i Hoa Kỳ và Telus Mobility t i Canada - IS-136 hay còn gọi là D-AMPS, (n n t ng TDMA) là chu n k t n i ph bi n nh n th ọ7c cung c p h u h t t i c trên th gi ũ H ỳ ể

ể -

:

- ọ

ọ

- H

ọ

ng - ũ

E

ũ

N ể

ũ ọ

Các dịch vụ tho i bao gồm:

- Cu c gọ ng

- Ch n cu c gọi là d ch v cho phép thuê bao ch ng ch n các cu c

gọ c gọ n trên chính SIMCARD c a mình

- Chuy n cu c gọi là d ch v i dùng chuy n các cu c gọi

t ng c n m t thuê bao khác b t kỳ (c nh, di

ng, h i)

- Gi cu c gọi : (call hold – CH) cho phép thuê bao c i dùng có

th gi cu c gọi th nh th c hi n ho c ti p nh n cu c gọi th 2

M i thuê bao t i m t th m ch có kh m t cu c gọ

ti p m t cu c gọi khác

Các dịch vụ dữ li u:

- Truy n dẫn s li u Email: Email là m t thu t ng trong ti ng Anh,

n t Thay vì n a b c vi t lên

gi y và chuy i d ng các t c chuy ng Internet

- Tin nhắn ngắn SMS:Tin nhắn SMS(Short Messaging Service) là d ng

tn ngắn,ch ch c ký t và nh ng bi n.M i(1)

b c h nh s ký t mà B ng hi n th góc trên c a màn hình tin nhắn

3

Là th h k t n ng b n l gi a 2G và 3G Ch s 2.5G chính

là bi ng cho vi c m c trang b h th ng chuy n m ch gói bên

c nh h th ng chuy n m ch theo kênh truy n th chính th c b i b t kỳ nhà m ng hay t ch c nào và ch mang m t

là ti p th công ngh m i theo m ng 2G

M ng 2.5G cung c p m t s l m ng 3G và có th

h t ng có sẵn c a các nhà m ng 2G trong các m ng GSM và CDMA Và ti n b duy nh t chính là GPRS - công ngh k t n i tr c tuy n d li c dùng b i các nhà cung c p d ch v vi n thông GSM Bên c t vài giao

th c, chẳng h E E -RTT cho CDMA, có

th c ch ng g ch v n 3G (b i vì chúng dùng m t

t truy n d li ẫ ch v 2.5G (ho c là nghe có vẻ ph c t 7 i vì nó ch n so

v i d ch v 3G th c s EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), hay còn gọi là EGPRS, là

m t công ngh c nâng c p t GPRS - cho phép truy n d li u v i t c

có th 8 i dùng c nh ho c di chuy n ch m,

i dùng di chuy n v i t ng ti n 3G,

E E c bi 2.75G Th c t bên c u ch GMSK,

E E u ch 8- d li u truy n Chính vì

th tri n khai EDGE, các nhà cung c p m ng ph i tr m phát sóng

ũ t b ng so v i m ng GPRS

Cho phép tri n khai nhi u d ch v t web, truy c p email, t i video, nh c

4

Là th h truy ng th ba, tiên ti ẳn các th h

ng truy n t i c d li u tho i và d li u ngoài tho i (t i d li u, g i email, tin nhắn nhanh, hình nh, âm thanh, video clips ) V i truy n t i d li u tr c tuy n, online, chat, xem tivi theo kênh riêng

Trong s các d ch v c n tho c miêu t

c u Giá t n s cho công ngh 3G r ắt t i nhi c bán

u giá t n s mang l i hàng t Euro cho các chính ph B i vì chi phí cho b n quy n v các t n s ph i trang tr i trong nhi c khi các thu nh p t

m i, nên m t kh ng v ng l là c n thi xây

d ng m ng 3G Nhi u nhà cung c p d ch v vi

m tr vi c tri n khai m ng 3G t i nhi c ngo i tr Nh t B n và Hàn Qu u v b n quy n t n s c b qua

do phát tri n h IT qu t lên làm v t Và

ũ t B i m t cách

r ng rãi, tiên phong b i nhà m ng 40% các thuê bao t i Nh t B n là thuê bao 3G, và m n d lãng quên trong ti m th c công ngh t i Nh t B n

Công ngh ũ c nhắ t chu n IMT-2000 c a Tổ ch c Viễn thông Th gi i (ITU):

- T c a th h th sau:

 8 i v i vùng ph sóng r ng

 i v i vùng ph ng

ê í ể xây dựng h thố ng th h ba (3G):

- S d ng d i t nh qu c t Hz sau:

 ng lên : 1885-2025 MHz

 ng xu ng : 2110-2200 MHz

- Là h th ng toàn c u cho các lo i hình thông tin vô tuy n:

 Tích h p các m ng thông tin h u tuy n và vô tuy n

 ng tác v i mọi lo i d ch v vi n thông

- S d ng khai thác khác nhau: trong công s , ngoài

ng, trên xe, v tinh

- Có th h tr các d ch v :

 ng thông tin nhà o (VHE: Virtual Home Environment)

m ng cá nhân và chuy n m ng toàn c u

 m b o chuy n m ng qu c t

 m b o các d ch v ng ti ng th i cho tho i, s li u chuy n m ch kênh và s li u chuy n m ch theo gói

- D dàng h tr các d ch v m i xu t hi n

c d ki n là m t chu n th ng nh t trên th gi

th c t , th gi chia thành 4 ph n riêng bi t:

UMTS (W-CDMA)

- UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), d a trên công ngh truy c p vô tuy n W-CDMA, là gi i pháp nói chung thích h p

v i các nhà khai thác d ch v ng (Mobile network operator) s dung GSM, t p trung ch y u châu Âu và m t ph n châu Á (trong

U c tiêu chu n hóa b i t ch ũ

là t ch c ch u trách nhi n cho GSM, GPRS và EDGE

- FOMA, th c hi n b i công ty vi n thông NTT DoCoMo Nh t B n

t d ch v u tiên Tuy

là d a trên công ngh W- này vẫn không

i UMTS (m c ti p hi n th i

l i tình th này)

CDMA 2000

- Là th h k ti p c a các chu n 2G CDMA và IS-9 xu t c a

o và áp d ng bên ngoài khuôn kh GSM t i M , Nh t B n và Hàn Qu c qu n lý b i 3GPP2 – m t t ch c l p v u công ngh truy n t c s d ng trong CDMA2000 bao g m 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV

- CDMA 2000 cung c p t d liêu t 144 kbit/s t i trên 3 Mbit/s

Chu c ch p nh n b i ITU

- i ta cho r ng s i thành công nh t c a m ng CDMA-2000 là

t i KDDI c a Nh n B u AU v u thuê bao 3G K t p t m ng CDMA2000-1x lên m ng CDMA2000-1xEV-DO v i t d li u t i 2.4 Mbit/s

6 U p m ng lên t 3.6 Mbit/s SK Telecom c a Hàn Qu ch v CDMA2000-

ng 1xEV- O

TD-SCDMA

Chu c bi - c phát tri n

riêng t i Trung Qu c b i công ty Datang và Siemens

Wideband CDMA

H tr t gi a 384 kbit/s và 2 Mbit/s Giao th c dùng

trong m t m ng di n r ng WAN, t t 8

trong m t m ng c c b LAN, t t là 1,8 Mbit/s Chu ũ c công nh n b i ITU ể

ể ụ

-

-

ọ ọ

N ể -

-

-

ẫ

ẻ ẫ

5

Là h th ng m ng truy n t i t cao HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), phát tri n t 3G và hi c 166 nhà m ng t i 7 c k t h p t 2 công ngh k t n i không dây hi i HSPA và HSUPA, cho phép t truy n dẫ n 7.2Mbp/s 6

Hay còn có th vi t là 4-G, là công ngh truy n thông không dây th h th n t i d li u v i t t u ki n lý ng lên t i 1 - t nhóm g 6

c), Alcatel (Pháp), NEC và DoCoMo (Nh t B n), ý a thu n cùng nhau phát tri n m t tiêu chí cao c t th h th 4 trong k t n ng – n t ng cho k t n i 4G sắp t