Bài giảng Thông tin di động (Phần 2)

Nội dung text: Bài giảng Thông tin di động (Phần 2)

1. 4. Kỹ thuật phân tập và Kết hợp • Phân tập: Kết hợp: - Phân tập không gian - Selective combining - Phân tập tần số - Switched combining - Phân tập phân cực, gốc - Maximal ratio combining - Phân tập thời gian - Equal gain combining - Phân tập đa đường - Base band combining 1
2. • Phân tập không gian (dùng 2 anten thu đặt cách xa nhau) Khoảng cách để tương quan biên độ giảm ½ là: 9 d 0.18 c 16 Δd ≥ 0.5 Với hệ thống di động thì thường đánh giá độ tương quan thông qua hệ số antenna height h  == antenna separation d Để độ tương quan nhỏ hơn 0.7 thì η = 11 2
3. • Selective combining • Switched combining Rx Rx Measure Compare SNR Receiver Threshold Measure Receiver Level 3
4. • Maximal Ratio combining • Equal Gain Combining Rx Rx Rx Rx Φ Detect Φ Detect Phase Phase Measure Measure r/N r/N Receiver Receiver 4
5. 5. Hệ thống GSM • Một số kỹ thuật sử dụng trong hệ thống di động số: - Kỹ thuật mã hoá tiếng (speech coding – mã hoá nguồn) + Tối ưu mã (it bit ma lượng tin vẫn đảm bảo) - Mã hoá kênh – mã sửa sai (error correction, channel coding) - Kỹ thuật ghép xen (interleaving) → sữa lỗi cụm - Kỹ thuật điều chế số (digital modulation) (SV tu đọc về PSK, GMSK) + Phổ hẹp + Có tỷ lệ bit lỗi (BER – Bit Error Rate) nhỏ + Sự thay đổi biên độ tín hiệu bé 5
6. • Năm 1982 CEPT (Conference of Europe Posts and Telegraphs) hình thành nhóm nhiên cứu GSM (Group Spécial Mobile) để phát triển mạng di động tế bào mặt đất và đạt được các tiểu chuẩn: - Hiệu quả sử dụng phổ cao - Chất lượng mã hoá tiếng cao - Đầu cuối và giá dịch vụ giảm - Đầu cuối đa dạng - Hổ trợ roaming quốc tế - Hổ trợ nhiều dịch vụ mới - Tương thích với ISDN và các hệ thống khác Hệ thống GSM – Global System for Mobile communication 6
7. • Cấu trúc của hệ thống GSM AuC Authentication Center VLR Visitor Location Register HLR Home Location Register EIR Equipment Identity Register MSC Mobile services Switching Center GMSC Gateway MSC BTS Base Transceiver Station BSC Base Station Controller MS Mobile Station OMC Operation and • SS - Switching Subsystem Maintenance Center NMC Network Management • BSS - Base Station Subsystem Center • OSS - Operation and Support Subsystem 7
8. • BSS - Hệ thống con trạm gốc: tạo vùng phủ sóng phục vụ cho thuê bao di động và truyền dẫn tín hiệu - MS (Mobile Station) + ME (Mobile Equipment)→ IMEI + SIM (Subscriber Identity Module) # IMSI (International Mobile Subscriber Identity) # TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) # LAI (Location Area Identity) # Khoá Ki - BTS (Base Transceiver Station) tạo vùng phủ sóng – cell - BSC ( Base Station Controller) điều khiển nhiều BTS (tài 8 nguyên vô tuyến, nhảy tần, chuyển giao, có TRAU)
9. • SS - Hệ thống con chuyển mạch: xử lý cuộc gọi và quản lý thuê bao di động - MSC là trung tâm chuyển mạch và tham gia quản lý cước - GMSC là gateway giao tiếp với mạng bên ngoài - HLR là nơi lưu trữ data của thuê bao (IMSI, Ki, VLR hiện tại, các dịch vụ, MSRN – Mobile Subscriber Roaming Number ) - VLR là nơi lưu trữ data của thuê bao (trạng thái thuê bao, số LAI hiện tại, TMSI – Temporary Mobile Subscriber Identity, MSRN - , thông tin nhận thực) - EIR là nơi lưu trữ data nhận dạng thiết bị MS - AuC kết hợp với HLR cung cấp thông tin cho VLR biết thuê bao có được quyền truy cập hay không, 10
10. • OSS - điều hành, bảo dưỡng mạng di động và quản lý - OMC điều hành và bảo dưỡng + Quản lý cấu hình mạng + Quản lý quá trình làm việc của mạng + Quản lý bảo mật - NMC quản lý và giám sát các OMC + Giám sát các sự cố, cảnh báo + Xử lý một số sự cố 11
11. • GSM dưới cấu trúc lớp và các giao thức CM MM RR Tx MS BTS BSC MSC - Tx (Transmission layer) truyền data và báo hiệu qua kênh vô tuyến - RR (Radio Resource management) thiết lập, hủy kết nối MS và MSC - MM (Mobility Management) quản lý vi trí, đăng nhập và bảo mật 12 - CM (Communication Management) thiết lập, duy trì và hủy kết nối
12. • Dải tần trong hệ thống GSM Hệ thống GSM sử dụng hai dải tần 900 MHz và 1800MHz được gọi là GSM900 và DCS1800. Mỗi dải tần được chia thành nhiều kênh tần số (RFC – Radio Frequency Channel), mỗi kênh tần số gồm một tần số hướng lên và một tần số hướng xuống với độ rông kênh là 200kHz. - GSM900 làm việc trong dải tần 890 – 960MHz và được phân bố như sau 890 MHz 915 MHz 935 MHz 960 MHz Hướng lên Hướng xuống 25 MHz 25 MHz 45 MHz GSM900 có 124 kênh tần số 13
13. - DCS1800 làm việc trong dải tần 1710 – 1880MHz và được phân bố như sau 1710MHz 1785MHz 1805MHz 1880MHz Hướng lên Hướng xuống 75 MHz 75 MHz 95 MHz DCS1800 có 374 kênh tần số 890 898.3 906.7 915 935 943.3 951.7 960 Vinafone Viettel Mobifone 14 1710 1735 1760 1785 1805 1830 1855 1880
14. • Kênh vật lý (Physical Channel) Mỗi kênh tần số được cấp phát cho các MS sử dụng chung theo phương pháp phân chia theo thời gian tạo thành các khung TDMA với 8 khe thời gian. Mỗi khung TDMA có chiều dài 4615µs ➔ mỗi khe thời gian có chiều dài 577µs. Mỗi khe thời gian này được gọi là kênh vật lý Khung TDMA (4615µs) TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 Khe thời gian 577µs (một kênh vật lý) Một kênh tần số có 8 kênh vật lý 15
15. • Kênh logic: tùy theo nội dung được truyền trên kênh vật lý mà ta có các kênh logic khác nhau - Kênh lưu lượng + Kênh lưu lượng toàn tốc TCH/F (Traffic Channel/Full rate) 22.8kbps (TCH/FS, TCH/F9.6, TCH/F4.8, TCH/F2.4) + Kênh lưu lượng bán tốc TCH/H (Traffic Channel/Half rate) 11.4kbps (TCH/HS, TCH/H4.8, TCH/H2.4) - Kênh điều khiển + Kênh quảng bá BCH (Broadcast Channel) dùng cho hướng xuống, mang thông tin quảng bá của cell đến các MS. + Kênh điều khiển chung CCCH (Common Control Channel) dùng cho hướng xuống, và hướng lên để truyền thông tin cho các MS. + Kênh điều khiển riêng DCCH (Dedicated Control Channel) dùng cho hướng xuống và hướng lên để báo hiệu điều khiển cho riêng một MS (giám16 sát truyền dữ liệu giữa MS và BTS)
16. + Nhóm kênh BCH (FCCH, SCH, BCCH): - Kênh hiệu chỉnh tần số FCCH (Frequency Correction Channel), hướng xuống, hiệu chỉnh tần số cho các MS. - Kênh đồng bộ SCH (Synchronization Channel), hướng xuống, mang thông tin tram BTS và đồng bộ khung cho MS. - Kênh điều khiển quảng bá BCCH (Broadcast Control Channel), hướng xuống, phát quảng bá các bản tin hệ thống, bản tin của cell. + Nhóm kênh CCCH (PCH, RACH, AGCH): - Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel), hướng xuống, tìm MS khi thuê bao bị gọi. - Kênh truy xuất ngẫu nhiên RACH (Random Access Channel), hướng lên, dùng khi MS muốn yêu cầu một kênh SDCCH. - Kênh cho phép truy xuất AGCH (Access Grant Channel), hướng 17 xuống, để chỉ định một kênh SDCCH.
17. + Nhóm kênh DCCH (SDCCH, SACCH): - Kênh điều khiển riêng chuẩn SDCCH (Standalone Dedicated Control Channel), hướng lên và hướng xuống, dùng dành bào hiệu riêng cho một MS cho các thủ tục cập nhật, thiết lập cuộc gọi trước khi ấn định kênh TCH - Kênh điều khiển kết hợp chậm SACCH (Slow Associated Control Channel), hướng lên và hướng xuống, dùng kết hợp với một kênh TCH hay SDCCH để mang thông tin đo lường, điều khiển công suất, - Kênh điều khiển kết hợp nhanh FACCH (Fast Associated Control Channel), hướng lên và hướng xuống, mang các thông tin cấp bách như yêu cầu chuyển giao, được dùng kết hợp với TCH bằng cách lấy bớt một số bit 18
18. • Cấu trúc khung và đa khung trong GSM + Tổ chức cụm (burst), mỗi user truyền dữ liệu trong một khe thời gian và được tổ chức với nhiều dạng cụm khác nhau 1 time slot = 156.25 bit durations Normal 3 Start 26Training 3 Stop 8.25 Guard 58 encrypted bits 58 encrypted bits Burst bits bits bits Period FCCH 3 Start 3 Stop 8.25 Guard 142 fixed bits of zeroes Burst bits bits Period SCH 3 Start 64Training 3 Stop 8.25 Guard 39 encrypted bits 39 encrypted bits Burst bits bits bits Period RACH 3 Start 41 synchronization 3 Stop 68.25 bits extended 36 encrypted bits Burst bits bits bits Guard Period Dummy 3 Start 58 mixed 26Training 58 mixed 3 Stop 8.25 Guard Burst bits bits bits bits bits Period 19
19. + Cấu trúc đa khung 1 Hyperframe = 2048 Superframes 1 Superframe = 51 Multiframes 1 Multiframe = 26 Frames 1 Frame = 8 time slots 1 time slot 3 Start 26Training 3 Stop 8.25 Guard 20 bits 58 encrypted bits bits 58 encrypted bits bits Period
20. • Kênh tiếng trong GSM (speech channel) - Kênh tiếng TCH/FS trong GSM được mã hoá bằng bộ mã hoá tiếng Vocoder với thuật giải RPE-LTP “Regular Pulse Excitation with Long Term Prediction linear predictive coder”. Tốc độ mã hóa của bộ CODEC là 260 bits/20ms = 13kbps. Các bits trong 260 bits được chia thành 3 nhóm: nhóm Ia gồm 50bits quan trọng nhất, nhóm Ib gồm 132bits it quan trong hơn, nhóm II gồm 78bits. Nhóm Ia được mã hoá khối (50,53) cùng với nhóm Ib và công 4 bits đuôi (tail bits) sau đó mã hoá chập với tốc độ mã ½ tạo thành 378 bits. Cùng với 78 bits nhóm II có được 456 bits. Các bit này sẽ chia thành các khối con 57 bits và thực hiện ghép xen thành 4 khối 114 bits. Các bits này được mật mã và sau đó tổ chức cụm và truyền trên kênh vô tuyến. - Tại đầu thu quá trình thực hiện ngược với lại quá trình tại hướng phát. - Quá trình xử lý kênh tiếng trong hệ thống GSM có thể được thể hiện trong hình sau 21
21. 50/53 encode 4 tail bits Input RPE-LTP and ½ conv. Encoding Inter- Burst Speech encode leaving Encryption assembly MOD VAD Comf Noise DEMOD 50/53 decode 4 tail bits Output RPE-LTP and ½ conv. Decoding Deinter Burst Speech decode Decryption leaving disassembly 22
22. - Kênh tiếng TCH/HS trong GSM được mã hoá bằng bộ mã hoá tiếng Vocoder với thuật giải VSELP “Vector Sum Excited Linear Prediction”. Tốc độ mã hóa của bộ CODEC là 112 bits/20ms = 5.6 kbps. Các bits trong 112 bits được chia thành 2 nhóm: nhóm I gồm 95 bits quan trọng nhất, nhóm II gồm 17 bits ít quan trong hơn. Nhóm I 95 bits cùng với 3 bit mã CRC và 6bits đuôi (tail bits) tạo thành 104 bits, các bits này được mã hoá chập với tốc độ mã 1/3 tạo thành 312 bits và được cắt xén bớt 101 bits (punctured) còn lại 211 bits. Cùng với 17 bits nhóm II không được bảo vệ (không được mã hoá) tạo thành 228 bits/20ms = 11.4kbps = TCH/HS. Các bit này sẽ được ghép xen, mật mã và sau đó tổ chức cụm và truyền trên kênh vô tuyến. - Tại đầu thu quá trình thực hiện ngược với lại quá trình tại hướng phát. 23
23. 95+3CRC +6 tail 1/3 conv. Input VSELP bits mux Encode and Encoding Inter- Burst Speech punctured leaving Encryption assembly MOD VAD Comf Noise 95 +3CRC DEMOD 6 tail bits 1/3 conv. Output VSELP demux with Decoding punctured Deinter Burst Speech Decode Decryption leaving disassembly 24
24. • Kỹ thuật mã hoá tiếng (speech coding) Speech Coders Waveform Coders Source Coders Time domain Frequency domain LPC Vocoders LPC – Linear Predictive Coder Non-differential Differential PCM DELTA ADPCM SBC ATC DPCM – Differential PCM CVSDM – Continuously Variable Slope Delta Modulation CVSDM APC APC– adaptive Predictive Coding SBC – Sub-Band Coding 25 ATP – Adaptive Transform Coding
25. • Kỹ thuật mã hoá tiếng Vocoders: Phân tích tín hiệu tiếng tại máy phát và truyền các thông số của bộ phân tích đi, đầu thu tổn hợp lại các thộng số này - Channel Vocoders - Formant Vocoders - Cepstrum Vocoders - Voice-Excited Vocoders - LPC (Linear Predictive Coders + LPC Vocoders + Multi-Pulse Excited LPC + Code Excited LPC 26 + Residual Excited LPC
26. • Kỹ thuật mã hoá LPC LPC Encoder Decoder Filter Input Voice/un- Buffer voiced Encoder Decoder Decision CHANNEL Pitch SYNTHESIZER Encoder Decoder Analysis - Truyền các đặc tính được chọn của tín hiệu lỗi: Độ lợi bộ lọc, thông số voiced và unvoiced, pitch Excita- tion - Tại đầu thu nhận thông tin của tín hiệu sai để tạo tín hiệu kích thích cho bộ lọc tổng hợp 27
27. • Kỹ thuật mã hoá kênh (channel coding) - Định lý Shannon (1948) PS CBB=log22 1 + = log 1 + NBN0 C ERbb =+log2 1 BNB 0 - Mã khối (Block codes) + Tuyến tính, đối xứng, đơn giản, sửa ít bit lỗi - Mã tích chập (Convolutional codes) + Phức tạp hơn, hiệu quả sửa lỗi tốt hơn và có thể giải mã mềm 28
28. • Mã khối: mã có các từ mã có cùng chiều dài, k bits thông tin được mã hoá thành n bits từ mã (code work), n-k bits được thêm vào để phát hiện sai và sữa sai, tỷ lệ mã k/n - Trọng số Hamming - Khoảng cách Hamming - Từ sai (error code-work) - Mã phát hiện sai - Khoảng cách bộ mã d → phát hiện các từ sai có trọng số Hamming ≤ (d-1) và có ít nhất một từ sai có trọng số Hamming là d bộ mã không phát hiện được. Bô mã này sữa được các từ sai có trọng số Hamming ≤ phần nguyên của [(d-1)/2] - Nguyên lý sửa sai 29
29. - Mã tuyến tính là bộ mã sao cho tổng của 2 từ mã thuộc bộ mã là một từ mã thuộc bộ mã - Mã khối tuyến tính C(n,k), k là chiều dài bản tin đựơc mã hoá, n là chiều dài từ mã, số từ mã trong bộ mã |C|=2k, và được tạo từ ma trân sinh Gkxn ma trận có k dòng và n cột. Các từ mã trong bộ mã C là các từ mã {v} sao cho v = u × G với u là bản tin bất kỳ. - Gk×n là ma trân sinh của bộ mã C thì ma trận tương đương dòng của ma trận G cũng là ma trận sinh của bộ mã C - Ma trận thử của bộ mã C(n,k) được tạo từ ma trận sinh G được định nghĩa là là ma trận Hn×(n-k) có n dòng và n-k cột sao cho: GHHG =TT = 0 Hay: vH = 0 30
30. - Nếu ma trận G có dạng G = [I X], Ik là ma trận đơn vị, Xk×(n-k) là ma trận bất kỳ có k dòng và n-k cột thì ma trận H sẽ là X k −() n k H = Ink− - Giải mã bằng ma trận thử: (v phát và thu được w) nếu thu được từ mã w không thuốc bộ mã C → bị sai. Tính S = wH được gọi là syndrome của từ mả w. Ứng với mỗi syndrome có một từ sai tương ứng (ký hiệu e) và lấy từ sai này cộng với từ mã thu được bị sai sẽ cho ra từ mã đúng ➔ e + w = v - Mã vòng (cyclic code). Nếu dịch trái hay phải một từ mã bất kỳ thuộc bộ mã thì cho ra một từ mã thuộc bộ mã. Mã vòng có thể biểu diễn bằng ma trận sinh và thử, tuy nhiện để đơn giản thì biểu diễn bằng đa thức tạo mã (đọc thêm) 31
31. • Mã tích chập (convolutional code) còn gọi là mã xoắn. Không giống với mã khối là nhóm các bit thành một khối rồi mã mà chuổi bit thông tin liên tục được biến đổi thành chuổi bit liên tục ở ngõ ra của bộ mã hoá. Quá trình biến đổi này có một cấu trúc nhất định (dùng các thanh ghi dịch) để bên thu có thể giải mã lại chuổi bit ban đầu N stages k bits 1 k 1 k 1 k 1 2 n 32 k bit thông tin sẽ được mã hoá (mapping) thành n bit → tỷ lệ mã k/n
32. - Ví dụ cấu trúc mã xoắn ½ và 2/3 (0) (0) (0) ,,,yyy2 1 0 + chuổi bit vào: x= (,,) x0 x 1 x 2 ,,,x2 x 1 x 0 + chuổi bit sau mã hoá: (0) (1) (0) (1) (0) (1) y= (,,,,,,) y0 y 0 y 1 y 1 y 2 y 2 (1) (1) (1) ,,,yyy2 1 0 (0) (0) (0) ,,,xxx2 1 0 (1) (1) (1) ,,,yyy2 1 0 (1) (1) (1) (2) (2) (2) ,,,xxx2 1 0 ,,,yyy2 1 0 33
33. + chuổi bit vào: (0) (1) (0) (1) (0) (1) x= (,,,,,) x0 x 0 x 1 x 1 x 2 x 2 + chuổi bit sau mã hoá: (0) (1) (2) (0) (1) (2) (0) (1) (2) y= (,,,,,,,,,) y0 y 0 y 0 y 1 y 1 y 1 y 2 y 2 y 2 Mỗi phần tử trong trong chuổi ra y đã được ghép xen là sự kết hợp tuyến tính của của các phần tử của chuổi ngõ vào x(0),x(1), ,x(k-1). Ví dụ trong bộ mã ½ yx(1)= (0) +00 + (1) (0) (0) (0) 00 y= x + x + x (1) (0) (0) i i i−−13 i y1= x 1 + x 0 + 0 (1) (0) (0) y2= x 2 + x 1 + 0 y(1)= x (0) + x (0) + x (0) (1) 3 3 3 2 0 y=1 + D + D (1) (0) (0) (0) y4= x 4 + x 3 + x 1 34 D thể hiện toán tử trể
34. Tương tự cho nhánh thứ nhất y(0)=1 + D 2 + D 3 Mỗi đa thức thể hiện cho mối quan hệ giữa 1 input và 1 output. Ngoài ra người ta còn ký hiệu đa thức tạo mã như sau g(0)=(1011) = 1 + D 2 + D 3 g(1)=(1101) = 1 + D + D 3 Một cách tương tự ta có đa thức tạo mã cho bộ mã 2/3 (0) (0) g0 = (0001) g1 = (1110) (1) (1) gg01==(0110) ( 1010) (2) (2) gg01==(1100) (0100) 35 Nhánh vào (0) Nhánh vào (1) Nhánh ra (1)
35. Constrain length K được định nghĩa là chiều dài lớn nhất của chuổi bit của một ngõ ra còn bị ảnh hưởng bởi bất kỳ bit nào ở ngõ vào th Km=+1 max i m là số phần tử nhớ của nhánh i i i - Phân tích mã xoắn người ta dựa trên giản đồ trạng thái (state diagram) và giản đồ trellis (giản đồ hình cây) - Giản đồ trạng thái chứa các phần tử nhớ và trạng thái của các phần tử nhớ (phụ thuộc số phần tử nhớ lớn nhất của một nhánh bất ký) với các bit ngõ ra khi biết một tập các bit ngõ vào. - Ví dụ bộ mã hoá ½ ta có nhánh dài nhất có 3 phần tử nhớ → có 8 trạng thái của 3 phần tử nhớ này, giả thiết ta đặt là S0 = 000, S1=100, S2=010, S3=110, , S7=111 theo nhị phân. Trên mỗi nhánh nối 2 trạng thái thể hiện X/YY với X là bit vào và YY là bit ngõ ra36
36. - Giản đồ trạng thái 1/10 S1 S3 1/11 0/01 1/01 1/00 1/01 0/11 0/00 S 1/00 S S S 1/11 0 2 0/10 5 7 0/10 0/11 1/10 0/00 0/01 S4 S6 37
37. - Giản đồ Trellis (hình cây) S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 38
38. - Giải mã theo thuật giải Viterbi – Maximun Likelihood (soft decoder and hard decoder) → chọn đường giống nhất S7 - Pano’s sequential decoding - Stack algorithm S6 - Feedback decoding S5 S4 S3 S2 S1 S0 39
39. • Kỹ thuật ghép xen (interleaving) - Kỹ thuật ghép xen để nhận được sự phân tập không gian mà không thêm bất kỳ thông tin overhead nào. Kỹ thuật này dùng để giải quyết vấn đề lỗi cụm (bursty errors), các bit được phân tán nên không bị lỗi đồng thời khi xảy ra fading sâu hay cụm nhiễu (bursty noise) - Có hai cấu trúc ghép xen là khối (block) Read out và tích chập 1 m+1 (convolutional) 2 Read in m rows m 2m nm n columns 40
40. Ví dụ ghép xen original 1.a 1.b 1.c 1.d 2.a 2.b 2.c 2.d 3.a 3.b 3.c 3.d 4.a 4.b 4.c 4.d interleaved 1.a 2.a 3.a 4.a 1.b 2.b 3.b 4.b 1.c 2.c 3.c 4.c 1.d 2.d 3.d 4.d air - medium received 1.a 2.a 3.a 4.a 1.b 2.b 3.b 4.b 1.c 2.c 3.c 4.c 1.d 2.d 3.d 4.d de-interleaved 1.a 1.b 1.c 1.d 2.a 2.b 2.c 2.d 3.a 3.b 3.c 3.d 4.a 4.b 4.c 4.d Error blocks 41
41. • Kỹ thuật cân bằng (equalizer and adaptive equalizer) - Kỹ thuật cân bằng là kỹ thuật tạo ra tính hiệu ngược của kênh truyền để bù lại ảnh hường của kênh truyền nhằm giảm ảnh hưởng của hiện thượng ISI. Kênh trong thông tin di động là kênh biến đổi theo giời gian → phải bám theo các thay đổi của kênh để hiệu chỉnh bộ cân bằng và được gọi là kỹ thuật cân bằng thích nghi (adaptive equalization). - Kỹ thuật cân bằng thích nghi dùng chuổi dẫn đường (traing sequence), chuổi này được truyền đến nơi thu để tính tóan hiệu chỉnh các hệ số của mạch lọc tại máy thu → có thể thực hiện ở Base-band hay IF. Thông thường các các bộ equalizer dựa vào chuổi dẫn đường để tính tóan các hệ số của bộ lọc, ngòai ra còn có các bộ equalizer tính tóan dựa trên các thuật giải mà không biết trước kênh truyền (các thuật giải mù – Blind Algorithm) như CMA (Constant Modulus Algorothm) hay SCORE (Spectral COherence REstoral algorithm) 42 - Hình sau là cấu trúc cơ bản của bộ cân bằng thích ứng
42. y y y y k z-1 k-1 z-1 k-2 z-1 k-N w0k w1k w2k wNk ďk ∑ - Error ek dk Adaptive algorithm that update each weight wnk ∑ + A known property of transmitted signal 43
43. DFE: Decision Feedback Equalization MLSE: Maximum Likelihood Sequence Estimation LMS: Least Mean Squares Equalizer RLS: Recursive Least Squares Linear Types Non-linear ML Symbol DFE Detector MLSE Structures Transversal Transversal Lattice Transversal Lattice Channel Est. Algorithms Zero forcing Gradient RLS LMS Gradient RLS LMS LMS RLS RLS RLS Fast RLS Fast RLS Fast RLS Sq. Root RLS Sq. Root RLS Rq. Root RLS 44
44. • Bảo mật trong GSM - Bảo mật phía người dùng + Dùng mã PIN (Personal Identity Number), 4- 8 số, sai 3 lần sẽ khóa SIM + PUK (PIN Unclocking Key), 8 chữ số, 10 lần sẽ khóa SIM + IMEI hiện tại không được triển khai - Bảo mật ở mạng truy cập + Số IMSI → các bản tin báo hiệu chứa IMSI được mật mã, ít được truyền trên đường vô tuyến + Số TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) mang tính cục bộ, kết hợp với LAI, đến vùng mới sẽ có TMSI mới và được mật mã khi truyền. 45
45. - Bảo mật ở mạng truy cập (tt) + Nhận thực thuê bao + Quản lý khóa nhận thực Ki, truyền và không truyền về MSC/VLR o Không truyền khóa Ki o Mạng truyền số ngẫu nhiên RAND đến MS. o MS tính đáp ứng SRES bằng cách sử dụng thuật toán A3 với các giá trị ngõ vào là RAND và Ki. o MS truyền kết quả SRES đến mạng. (MSC/VLR yêu cầu khi cần) 46 o Mạng sẽ kiểm tra tính chính xác của SRES.
46. + Tính tóan thông tin bảo mật tại AuC (tính sẳn lưu tại HLR, mỗi cặp dùng 1 lần rồi xóa sau khi sử dụng) 47
47. + Quá trình nhận thực: MSC/VLR + Quá trình truyền khóa nhận sẽ chọn một RAND ngẫu nhiên thực. HLR gửi Ki và thuật tóan giửi đến MS và kiểm tra A3 đến MSC/VLR 48
48. - Thiết lập khóa Kc 49
49. • Mật mã - Vi trí mật mã - Phương pháp mật mã 50
50. - Tổng quát về nhận thực và mật mã 51
51. • Các thủ tục trong GSM - Các thủ tục khi MS ở chế độ rỗi 52
52. - Các thủ tục khi MS ở chế độ kích họat 53
53. - Cập nhật vị trí 54
54. - Đăng ký lần đầu - Rời bỏ IMSI 55
55. - Nhập lại IMSI - Đăng ký định kỳ 56
56. - Thiết lập cuộc gọi từ MS 57
57. - Thiết lập cuộc gọi đến MS 58
58. - Chuyển giao giữa 2 cell cùng BSC 59
59. - Chuyển giao giữa 2 cell khác BSC 60
60. - Chuyển giao giữa 2 cell khác MSC 61
61. 6. Hệ thống GPRS • Đặc điểm của hệ thống GPRS • Cấu trúc hệ thống GPRS 62
62. • Dịch vụ gói và dải thông sử dụng 63
63. • MS=TE+MT (class A, class B, Class C) 64
64. • Tính di động trong GPRS 65
65. • Cấu trúc bên trong của GPRS 66
66. • Nút hổ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) 67
67. • Chức năng nút hổ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) - Phục vụ tất cả các trạm di động GPRS trong 1 khu vực nào đó - Quản lý tính di động (đăng nhập, rời mạng, cập nhật khu vực định tuyến và paging) - Lưu trữ và duy trì thông tin thuê bao trong thanh ghi vị trí SGSN (SLR) của tất cả các thuê bao đã đăng ký trong khu vực định tuyến thuộc về SGSN đó - Quản lý phiên (kích hoạt hoặc làm không hoạt động PDP – Packet Data Protocol context để thiết lập 1 kết nối tới GGSN) - Điều khiển gói (truyền dữ liệu người dùng từ PCU sang GGSN và ngược lại) - Điều khiển cập nhật khu vực định tuyến inter-SGSN (SGSN mới - nơi thuê bao đã đăng ký - liên lạc với SGSN cũ để nhận các entry68 SLR – Subscriber Location Register)
68. • Chức năng nút hổ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) - Điều khiển SMS (trung tâm SMS có thể kết nối trực tiếp tới SGSN qua giao diện Gd) - Tập hợp dữ liệu tính cước (gồm các bộ dữ liệu charging data đã truyền để từ đó tạo các file dùng để tính hoá đơn) - Điều khiển trả trước (ghi nợ các account đã trả tiền cho việc sử dụng GPRS) - Quản lý sự thực thi (để đo lưu lượng trong vùng này của mạng) - Duy trì và quản lý lỗi (để phát hiện các vấn đề trong suốt quá trình truyền và các thủ tục) 69
69. - Nút hổ trợ GPRS cổng 70
70. - Mô hình nút hổ trợ GPRS cổng 71
71. • Chức năng nút hổ trợ GPRS cổng - Kết nối tới mạng IP - Bảo mật IP - Quản lí phiên (GGSN hỗ trợ các thủ tục quản lí phiên (đó là PDP context activation, deactivation, và modification). - Hỗ trợ tính tiền - Tường lửa - Border Gateway: Chức năng cửa ngõ biên (border Gateway) hoạt động như một điểm đi vào mạng đối với các mạng xương sống IP bên trong Autonomous giữa các SGSN và GGSN và các kết nối bên ngoài tới các PLMN. 72
72. - Border Gateway - Cấu trúc BSS 73
73. - Những khác biệt giữa GPRS và GSM 74