BAI GIANG WCDMA

Đề tài CÔNG NGHỆ W-CDMA VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP MẠNG GSM LÊN W-CDMA Giáo viên hướng dẫn: Th.s.. Nội dung đề tàiNội dung đề tài NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương I : Tổng quan về thông tin di động

Đề tài

CÔNG NGHỆ W-CDMA VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP

MẠNG GSM LÊN W-CDMA

Giáo viên hướng dẫn: Th.s Phạm Vĩnh Minh Sinh viên thực hiện : Tạ Danh Thắng

Lớp: OOSK

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT NGÀNH ĐIỆN TỬ-TIN HỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nội dung đề tài

Nội dung đề tài

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Chương I : Tổng quan về thông tin di động số

Chương II : Giải pháp GPRS trên mạng GSM

 Chương III: Công nghệ W-CDMA

 Kết luận

ChươngI :Tổng quan

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ

 Chương I: Tổng quan về thông tin di động số

Từ khi ra đời đến nay thông tin di động đã trải qua ba thế hệ: thế hệ thứ

nhất, thế hệ thứ hai và hiện nay là thế hệ thứ ba đang được triển khai

I M T 2 0 0 0

U M T S

Mỹ Châu Âu

Nhật Bản

IS-95 IS-136 AMPS

NMT45

NTT

JTACS

PDC

Tổng quan

Mạng

GSM

Kiến trúc mạng

Hệ thống GSM được chia thành các phân hệ sau :

 Phân hệ trạm gốc (BSS)

 Phân hệ chuyển mạch (SS)

 Phân hệ khai thác và hỗ trợ (OSS)

OSS

ISDN

PSPDN

CSPDN

PSTN

PLMN

AUC

VLR

MSC

BSC BTS MS

ss

BSS

Mạng GSM

 Chương I: Tổng quan về thông tin di động số

Kiến trúc địa lý

Về mặt địa lý, mạng GSM được phân thành 4 vùng cơ bản sau :

Kiến trúc địa lý

 Vùng mạng PLMN

 Vùng phục vụ MSC/VLR

 Vùng định vị LA

 Cell

 Chương I :Tổng quan về thông tin di động số

Phương pháp điều chế sử dụng trong GSM là GMSK

Mạng GSM sử dụng kết hợp hai phương pháp đa truy cập là TDMA và FDMA

LA4 LA3

LA1 LA2

Cell

MSC VLR

GiớI thiệu W-CDMA và giải

pháp

 Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz

 Lớp vật lý mềm dẻo

 Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1

 Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến

W-CDMA (Wideband CDMA) là công nghệ thông tin di động thế hệ ba giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM Nó có các tính năng sau:

 Chương I: Tổng quan về thông tin di động số

Gới thiệu công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA

GSM(900) GSM(1800

)

GSM(1900) IS-136(900)

IS-95(1900) (J-STD-008)

IS-136 CDMA (800)

GPRS GPRS

EDGE

WCDMA

TACS NMT(900)

AMPS

1G

Các giải pháp nâng cấp mạng GSM lên W-CDMA

Chương II : GPRS&EDGE

 Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM

Tổng quan

CHƯƠNG II : GIẢI PHÁP GPRS TRÊN MẠNG GSM

Dịch vụ vô tuyến gói đa năng GPRS là một chuẩn của viện định chuẩn châu

Âu ETSI Nó cung cấp dịch vụ dữ liệu gói bên trong mạng PLMN và giao tiếp với mạng ngoài qua cổng đấu nối trực tiếp như TCP/IP, X.25…

Kiến trúc mạng GPRS

GGSN

GGSN SGSN

Another PLMN

AUC SMS-SC

Frame Relay

BGw

TCP/IP

X.25 Backbone

GGSN

MS

Um

Gs

Gr

Gi

Gi Gn

Gp Gn

Gn

BTS

M SC

B SC

B TS

SGSN

Intra – backbone Network

BG

M SC

B SC

B TS

SGSN

GGSN

backbone Network

Inter – backbone Network

D ata N etwork

R outer

Ne twork

Node GSN

 Các node GSN thường là các Router có dung lượng lớn

 Khả năng tính cước đa dạng như : tính cước theo lượng dữ liệu, theo thời gian cuộc gọi, theo kiểu dịch vụ, theo đích đến…

 Khả năng cấp phát động địa chỉ IP.

 Cung cấp các chức năng bảo mật trong GSN thông qua các thủ tục xác nhận có chọn lọc.

 Quản lý lưu lượng.

Node GSN

 Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM

Mạng Backbone

Cấu trúc BSC trong GPRS

SGSN MSC

MS

Gb

Cấu trúc BSC trong GPRS

Để nâng cấp mạng GSM lên GPRS, ngoài việc nâng cấp phần mềm ta cần

bổ sung vào trong BSC một phần cứng gọi là khối kiểm soát gói (PCU) PCU có nhiệm vụ xử lý việc truyền dữ liệu gói giữa máy đầu cuối và SGSN trong mạng GPRS

 Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM

Tổ chức dữ liệu

Data

Segmented N-PDU

BCS

Normal Burst

Block Header

Network Layer

Control Compression Data Compression Segmented

SNDCP Layer

LLC Layer

RLC/MAC Layer

Physical Layer

Header

BCS

Information Field

Block Header

BCS

Information Field

Block Header

Normal Burst Normal Burst

Normal Burst

SNDCP Header

Information Field

Frame Header

Chamel Coding Interleaving Burst Formating

Tổ chức dữ liệu GPRS

Giải pháp EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution)

 Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM

Chương III:Mạng

W-CDMA

Node B Node B

RNC

Node B Node B

RNC

RNS

RNS

Iub Iur

UTRAN

MSC/VLR

GGSN

CN

IU CS

IU PS

UU

USIM

USIM

CU

UE

Cấu trúc mạng W-CDMA

 Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA

Giao diện vô tuyến

Giao thức ứng dụng

Mạng báo hiệu báo hiệu Mạng số liệu Mạng

ALCAP

Luồng

số liệu

Phía điều khiển mạng truyền tải

Phía người sử dụng mạng truyền tải

Phía người sử dụng mạng truyền tải

Lớp vật lý

Lớp mạng

vô tuyến

Lớp mạng truyền tải

Giao diện vô tuyến

Cấu trúc giao diện được xây dựng trên nguyên tắc là các lớp ngang và các mặt đứng

 Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA

Trải phổ trong W-CDMA

Trải phổ trong W-CDMA

Trong W-CDMA để tăng tốc độ truyền dữ liệu, phương pháp đa truy cập kết hợp TDMA và FDMA trong GSM được thay thế bằng phương pháp đa truy cập CDMA hoạt động ở băng tần rộng (5MHz) gọi là hệ thống thông tin trải phổ Trong mạng

W-CDMA chỉ sử dụng phương pháp trảI phổ dãy trực tiếp (DSSS).

Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS : Direct Sequence Spreading Spectrum) : Thực hiện trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip cao hơn rất nhiều so với tốc độ bit

 Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA

Quy hoạch

Lưu đồ quy hoạch mạng W-CDMA

• Các yêu cầu vùng

phủ

• Yêu cầu dung

lượng

• Kiểu vùng, mô

hình truyền sóng

vô tuyến

Đầu vào

Suy hao đường truyền cho phép

Quy hoạch dung lượng và vùng phủ

Hiển thị hiệu năng

mạng Tối ưu hoá

- Chọn đài trạm

- Chọn cấu hình BS

- Các thông số RRM

- Phân tích chất lượng phục vụ

Điều chỉnh thông số

RRM

Kết quả đo hiệu

năng mạng

Đầu ra

 Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA

Mô phỏng

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG

 Chương trình mô phỏng

Kết luận

Kết luận

 Với nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng thì công nghệ GSM đang

phát triển để có thể hỗ trợ và đáp ứng

 Tốc độ mạng GSM vẫn còn quá chậm

 Việc đưa hệ thống chuyển mạch kênh thì tăng tốc độ mạng GSM nhưng chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật

 Giải pháp GPRS, EDGE trên mạng GSM và sau đó nâng cấp lên W-CDMA là giải pháp có tính khả thi, phù hợp với điều kiện của đất nước

 GPRS vẫn hạn chế về tốc độ do sử dụng kỹ thuật điều chế GMSK

 EDGE đã tăng được tốc độ do thay điều chế GMSK bằng 8PSK nhưng khó

khăn về kỹ thuật vô tuyến ở máy đầu cuốI

 Giải pháp đưa ra là nâng cấp lên hệ thống W-CDMA

 Hướng phát triển của đề tài:

 Các giải pháp về công nghệ mới như anten thông minh

 Khi 3G không đáp ứng được yêu cầu thì nâng cấp lên 4G

Kết luận