Bài giảng Thông tin di động (Phần 3)

Nội dung text: Bài giảng Thông tin di động (Phần 3)

1. 7. Kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến Trạm gốc Hướng xuống Hướng lên Trạm di động Trạm di động Trạm di động Trạm di động 1
2. ° Các kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến – Đa truy cập phân chia tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) Thuê bao được phân bởi tần số – Đa truy cập phân chia thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) Thuê bao được phân chia bằng thời gian và tần số. – Đa truy cập phân chia mã CDMA (Code Division Multiple Access) Thuê bao được phân chia bằng mã. 2
3. ° Kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến FDMA C C f2 B B f1 A A f0 Time 3
4. ° Kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến TDMA A B C B A C B A C B A C B A f0 C Time 4
5. ° Kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến CDMA spread spectrum Base-band Spectrum Radio Spectrum Code B Code A B B Code A A A C C B C A B B B A A A C B Time Sender Receiver 5
6. ° Các kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến FDMA power TDMA power CDMA power 6
7. – Đặc điểm của kỹ thuật FDMA  Ưu Điểm: + Đơn giản + Hiện tượng ISI bé -> không cần bộ cân bằng (equalizer) + Không cần đồng bộ mạng + Đồng bộ khung và khôi phục định thời bit dễ + Không cần bộ mã hóa thọai (Voice Coder)  Khuyết Điểm: + Cần một khỏang băng bảo vệ (guard band) + Khó mật mã + Không hiệu quả khi không có thọai truyền +Dung lượng thấp (sử dụng băng tần không hiệu quả) 7
8. – Đặc điểm của kỹ thuật TDMA * Ưu Điểm: + Chia sẽ tần số cho N người dùng bằng sắp xếp thời gian + Tốc độ bit thay đổi được + Nhiễu giữa các người dùng giảm + MS được điều khiển, đo đạt * Khuyết Điểm: + Hiện tượng ISI > cần bộ cân bằng + Đồng bộ mạng và khôi phục định thời bit + Nhiều thông tin mào đầu và phần cứng phức tạp + Dung lượng hạn chế do băng tần và khe thời gian 8
9. – Đặc điểm của kỹ thuật CDMA * Ưu Điểm: + Dễ mật mã thông qua chuổi mã giả ngẫu nhiên PN (Pseudo Noise sequence) dùng kỹ thuật trải phổ + Dung lượng lớn và mền + Chuyển giao mền + Công suất phát thấp + Hiệu quả sử dụng tần số cao (hệ số sử dụng lại tần số 1) + Chất lượng tốt + Dễ dàng định vị thuê bao + Nhiều lọai hình dịch vụ * Khuyết Điểm: + Vấn đề điểu khiển công suất MS và BTS phức tập + Vấn đề đồng bộ chuổi PN phức tạp (đồng bộ thô và tinh 9 chỉnh)
10. ° Cấu trúc cơ bản của một hệ thống CDMA Dòng Bit (Bit Stream) Mã Hóa Mã Hóa Ghép Xen Trải Phổ Thọai Kênh Điều Chế Đa Truy Máy Phát Số Cập Dạng Sóng (Wave Form) Hướng Lên 10
11. ° Cấu trúc cơ bản của một hệ thống CDMA Dòng Bit (Bit Stream) Giải Mã Giải Mã Giải Dồn Phổ Hóa Thọai Hóa Kênh Ghép Xen Giải Điều Đa Truy Máy Thu Chế Số Cập Dạng Sóng (Wave Form) Hướng Xuống 11
12. ° Các kỹ thuật trải phổ (SS - Spread Spectrum) dùng trong hệ thống CDMA – Trải phổ chuổi trực tiếp DS/SS (Direct Sequence - SS) Phổ tín hiệu được trải bằng cách nhân trực tiếp với chuổi PN có tốc độ chip cao – Trải phổ nhảy tần FH/SS (Frequency Hopping - SS) Phổ tính hiệu được trải bằng cách nhảy tần trên một tập tần số nhảy. (cách nhảy được xác định bằng chuồi PN) –Trải phổ nhảy thời gian TH/SS (Time Hopping - SS) Phổ tín hiệu được trải bằng cách một khối dữ liệu được nén và truyền gián đọan trong một hoặc vài khe thời gian (time slot) trong một khung (frame). Mô hình nhảy thời gian được xác định bằng chuổi PN 12
13. ° Cơ sở tóan học: Hàm tương quan (Correlation Function) và mật độ phổ công suất (Power Spectral Density) – Tín hiệu xác định: 2 Tín hiệu năng lượng:  x = x (t ) dt < − t / 2 1 0 2 Tín hiệu công suất: Pave = lim x(t) dt < t → t0 0 −t0 / 2 t / 2 1 0 Hàm tự tương quan tín hiệu công suất: Rx() = lim x(t + )x(t)dt t → t 0 0 −t0 / 2 1 t+TP Hàm tự tương quan tín hiệu tuần hoàn: Rx() = x(t + )x(t)dt TP t 13
14. – Tín hiệu xác định (tt) : − j2 f Mật độ phổ công suất: x(f) = F{ Rx() } = Rx ( )e d − Suy ra: -1 − j 2 f Rx() = F { x(f)} = x ( f )e df − − j2 f Công suất trung bình: Pave = x ( f )e df = x ( f )df −  =0 − Tự tương quan của tín hiệu năng lượng: Rx() = x(t + )x(t)dt − 2 Năng lượng trung bình:  x = Rx(0) = x( f ) df − 14
15. – Tín Hiệu ngẫu nhiên: Giá trị trung bình của một tín hiệu: p x() t dx x(t) = E(X(t)) = xt() − Hàm tự tương quan của tín hiệu ngẫu nhiên:   p ( x ,x )x x dx dx Rx(t + ,t) = E(X(t + )X(t))= x( t+ ),x( t ) 1 2 1 2 1 2 − − Hàm mật độ phổ công suất: − j2 f x(f) = F{ Rx() } = Rx ( )e d − -1 − j 2 f Hàm tự tương quan : Rx() = F { x(f)} = x ( f )e df − Công suất trung bình: 2 Pave = E(X (t)) = Rx(0) = x ( f )df − 15
16. – Tín hiệu nhị phân: 16
17. – Hàm tự tương quan và mật độ phổ công suất: 17
18. – Chuổi giả ngẫu nhiên: c t= c () t − kT ( )  k TC C k =− 18
19. – Tự tương quan và tương quan chéo: Spreading Code A Spreading Code A 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 one data bit duration one data bit duration Spreading Code A Spreading Code B 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 Self-Correlation Cross-Correlation for each code is 1. between Code A and Code B = 5/16 19
20. – Hàm tự tương quan của chuổi giả ngẫu nhiên PN: 20
21. – Trải phổ chuổi trực tiếp DS/SS BPSK máy phát: b()() t= bkT  t − kT k =− c t= c () t − kT ( )  k TC C k =− 21
22. – Trải phổ chuổi trực tiếp DS/SS BPSK máy thu: 2 W(t)=Ab(t-)c (t-)sin(2 fct+’) =Ab(t - )sin(2 fct+’) tTi + Z=+ w( t )sin(2  f t' ) dt ic ti tTi + =A b( t − )sin2' (2 f t +  ) dt c ti A tTi + =b( t − )(1 − cos(4 f t + 2  ' ) dt 2 c ti 22
23. – Mật độ phổ công suất của tín hiệu: tin tức, chuổi PN và DS/SS-BPSK 23
24. – CDMA 1 người gởi 24
25. – CDMA 2 người gởi 25
26. – Vấn đề gần xa trong DS-CDMA Dồn phổ MS MS Node B Điều khiển công suất Dồn phổ MS MS Node B Cực tiểu Tăng dung lượng TPC là cần thiết công suất phát Hệ thống 26
27. – Điều khiển công suất Open Loop Power Control Closed Loop Power Control ① ② measuring received decide transmission ② power transmit power power control command estimating path loss about 1000 times per second measuring received calculating transmit power transmission power ① transmit receive 27
28. – Điều khiển công suất 28
29. – Trải phổ nhảy tần FH/SS máy phát, máy thu cos(2 ft ' ), When data bit = 0 xt()= cos(2 (f '+ f ) t ) when data bit = 1 y( t )= 2 A cos(2  ( fg + i l f ) t + l ) kThh t ( k + 1) T j il 0,2, ,2(2 −1) s( t )= A cos(2  ( f0 + il f + b l f ) t + l ) bt 0,1 f0 = f '+ f g 29
30. – Trải phổ nhảy tần FH/SS máy phát, máy thu Cơng Cơng suất Tần số nhảy Tần số suất Tấn số Thời gian + Trải phổ nhảy tần FH/SS nhanh + Trải phổ nhảy tần chậm 30
31. – Giản đồ nhảy tần cho trải phổ nhảy tần nhanh 31
32. – Giản đồ nhảy tần cho trải phổ nhảy tần chậm 32
33. – Trải phổ nhảy thời gian TH/SS 33
34. – So sánh giữa các kỹ thuật trải phổ TRẢI PHỔ TRẢI PHỔ TRẢI PHỔ CHUỖI TRỰC TIẾP NHẢY TẦN NHẢY THỜI GIAN Đơn giản và dễ thực hiện Phức tạp Không phức tạp Khả năng chống nhiễu cao Khả năng chống nhiễu Khả năng chống nhiễu kém kém Công suất phát thấp Công suất phát cao Công suất phát trung bình Thời gian đồng bộ nhanh Thời gian đồng bộ chậm Thời gian đồng bộ nhanh Tốc độ dữ liệu thấp Tốc độ dữ liệu cao Tốc độ dữ liệu trung bình Khoảng cách truyền gần Khoảng cách truyền xa Khoảng cách truyền gần Bị ảnh hưởng near-far Không bị ảnh hưởng near- Bị ảnh hưởng near-far far 34
35. – Chuổi PN trong kỹ thuạt trải phổ Chuổi thanh ghi dịch + Cĩ chu kỳ xác định + Cĩ tính chất giống tính chất của chuổi ngẫu nhiên (tương 35 quan chéo và xác suất xuất hiện bit 1 và bit 0)
36. – Chuổi PN trong kỹ thuạt trải phổ Chuổi thanh ghi dịch tốc độ cao + Chuổi M (chuổi thanh ghi dịch cĩ chiều dài cực đại – Maximal Length Shift Register Sequence) → thanh ghi dịch hồi tiếp → đa thức tạo chuổi mm−1 g() x= gmm x + g−1 x + + g 1 x + g 0 36
37. + Đa thức tạo chuổi là đa thức nguyên thủy g( x )= x4 + x + 1 = (10011) m = 3 1011 1101 m = 4 10011 11001 m = 5 100101 101001 101111110111 111011111101 m = 6 1000011 1011011 1100001 1100111 1101101 1110011 37
38. + Tính chất: - Cĩ chu kỳ chực đại = 2m-1 - Đặc tính dịch - Số bit 1 lớn hơn số bit 0 là 1 - Tổng 2 chuổi M là mốt chuổi M - Dịch và cộng chuổi M vừa dịch là một chuổi M - Hàm tự tương quan (giống hình đã khảo sát) - Tính RUN (chiều dài 1 = ½ tổng các khỏang chạy, chiều dài 2 = ¼ tổng các khỏang chạy, vd: 111100010011010) - Cĩ duy nhất một chuổi đặc tính Ci = C2i 38
39. + Chuổi Gold (cặp chuổi M mong muốn – tương quan chéo 3 giá trị) + Chuổi Kasami (chuổi chia nhỏ của chuổi M và chuổi M cĩ chu kỳ bé hơn → Kasami) + Chuổi Walsh HHnn H2n = HHnn 39
40. 8. Hệ thống WCDMA - Chế độ song cơng FDD và TDD - Dải tần họat động • WCDMA/FDD• WCDMA/FDD• Up link• down link• 1900• 1920• 1980• 2010• 2025• 2110• 2170• Tần số, Mhz• WCDMA/TDD• WCDMA/TDD• • - Trong chế độ TDD : Đường lên : Đường xuống 40
41. - Chế độ FDD/TDD WCDMA → hổ trợ Multi-Code (dữ liệu F tốc độ cao) và VSF Sử dụng hệ số trãi 4.4_5Mhz (Variable Spreading phổ khác nhau Factor) f = SF*f Cấp một kênh c b vật lí 1 khung=15 khe thời gian=10ms - Cấu trúc WCDMA Uu Iu UE UTRAN CN 41
42. - Các thành phần trong WCDMA Uu Iu Node B PLMN, MSC/ RNC GMSC PSTN, USIM VLR Node B ISDN, etc. Cu Iur Iub HLR Node B ME RNC SGSN GGSN Internet Node B UE UTRAN CN External Networks -USIM(UMTS Subscriber Identity Module) -UE: User Equipment -ME: Mobile Equipment -CN: Core Network -RNC: Radio Network Controller -UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Network -Cu, Uu, Iub, Iur, Iu are interface specifications 42
43. - Cấu trúc triển khai 43
44. - Các kênh trong WCDMA : : RLC RLC Kênh logic Logical channels MAC MAC Kênh truyền tải Transport channels Lower Phy WCDMA Phy Lower layers layers Kênh vật lý Physical channels UE Base station RNC 44
45. - Các kênh trong WCDMA + Kênh luận lý (Logic Channel) : Kênh Logic định nghĩa loại dữ liệu được truyền đi. + Kênh truyền tải (Transport Channel) : Các kênh truyền tải mang các thơng số, những đặc tính cần thiết để truyền tải các thơng tin dữ liệu qua mạng. Các kênh truyền tải được hình thành từ việc sắp xếp các kênh logic. + Kênh vật lý ( Physical Channel) : Các kênh truyền tải được xử lý tiếp theo bằng cách ghép vào các kênh vật lý. Kênh vật lý được quản lý và xử lý tại lớp vật lý. Việc xử lý ở đây thực hiện những kỹ thuật biến đổi cần thiết nhằm tương thích đặc tính truyền dẫn vơ tuyến và đảm bảo chất lượng tín hiệu cao nhất 45
46. • Kênh truyền tải: mang các thơng số, những đặc tính cần thiết để truyền tải các thơng tin dữ liệu qua mạng. Mỗi kênh truyền tải chứa một mã chỉ thị định dạng truyền tải TFI (Transport Format Indicator). TFI được sử dụng để phối hợp làm việc giữa lớp MAC và lớp vật lý. Lớp vật lý sẽ ghép đa hợp nhiều kênh truyền tải với nhau để tạo thành một kênh truyền tải mã hĩa hổn hợp CCTrCh (Coded Composite Transport Channel). Các thơng tin TFI sẽ được lớp vật lý ghép lại tạo thành tổ hợp mã định dạng kênh truyền tải TFCI (Transport Format Combination Indicator) và gởi kèm trong kênh CCTrCh. Tổ hợp mã TFCI được truyền đi trong kênh điều khiển vật lý để thơng báo với đầu thu kênh truyền tải nào đang được nhận, tới đây TFCI sẽ được giải mã và tạo ra các TFI tương ứng để gởi lên lớp trên • Cĩ hai lọai kênh truyền tải: 46
47. - Kênh truyền tải dành riêng DCH (Dedicated Transport Channel) → mang thơng tin điều khiển cho riêng 1 MS với mạng (DCH – UL, DCH – DL) - Kênh truyền tải dùng chung CCH (Common Transport Channel) → dùng chung cho tất cả các MS, cĩ các kênh sau: + Kênh quảng bá BCH (Broadcast Channel) → mang thơng tin hệ thống, cell, ↓ + Kênh truy nhập gọi đi FACH (Forward Access Channel) → mang thơng tin điều khiển đến UE cho biết để định vị trong Cell. Việc gởi kênh này được thực hiện sau khi BS nhận được bản tin truy nhập ngẫu nhiên, ↓ + Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel) → mang các dữ liệu cần thiết cho các thủ tục nhắn tin, đĩ là khi hệ thống muốn kết nối liên lạc với UE. ↓ + Kênh truy nhập ngẫu nhiên RACH (Random Access Channel) → mang thơng tin điều khiển từ UE, như yêu cầu thiết lập một kết nối. ↑ + Kênh dữ liệu gĩi chung hướng lên CPCH (Uplink Common Packet Channel) → CPCH là một kênh mở rộng của RACH được sử dụng để truyền dữ liệu user dạng gĩi trên hướng lên. Đi cặp với kênh này, ở hướng xuống dữ liệu gĩi được truyền trên kênh FACH. ↑ + Kênh chia sẽ hướng xuống DSCH (Downlink Shared Channel) → mang các thơng tin dữ liệu hoặc thơng tin điều khiển của user; nĩ cĩ thể được chia sẽ bởi nhiều user. ↓47
48. • Kênh vật lý hướng lên và hướng xuống DPDCH DPCH CPICH DPCH Downlink CCPCH Uplink DPCCH PCH PCH PRACH SCH PRACH CPCH PCPCH CPCH AICH PCPCH PICH PDSCH 48
49. • Kênh vật lý hướng lên + Kênh vật lý gĩi chung hướng lên PCPCH (Physical Common Packet Channel): mang thơng tin chung, phân phát thơng tin gĩi từ UE đến trạm gốc Node B. + Kênh vật lý số liệu dành riêng DPDCH (Dedicated Physical Data Channel): mang thơng tin dữ liệu từ user. + Kênh vật lý điều khiển dành riêng DPCCH (Dedicated Physical Control Channel): mang các thơng tin điều khiển bao gồm thơng tin điều khiển cơng suất, thơng tin về tốc độ, Chỉ cĩ một kênh DPCCH hướng lên trên một kết nối vơ tuyến. + Kênh vật lý truy xuất ngẫu nhiên PRACH (Physical Random Access Channel): được sử dụng ở hướng lên mang thơng tin truy xuất mạng. Trong một vài trường hợp dùng phát thơng tin số liệu49 gĩi.
50. • Kênh vật lý hướng xuống + Kênh hoa tiêu chung CPICH (Common Pilot Channel): cĩ tốc độ cố định 30 kbps, mang chuỗi dữ liệu mẫu đã được định nghĩa trước, ứng dụng trong đo đạc và chuyển giao. + Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp P_CCPCH (Primary Common Control Physical Channel): mang kênh truyền tải quảng bá BCH. + Kênh đồng bộ SCH (Synchronization Channel) : được sử dụng cho thủ tục đồng bộ mạng. Sử dụng khi thực hiện thủ tục định vị và đồng bộ mạng. + Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp S_CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel): mang thơng tin điều khiển chỉ thị tìm gọi PICH và kênh truy xuất gọi đi FACH. + Kênh vật lý dành riêng hướng xuống DPCH : gồm DPDCH và DPCCH mang thơng tin truyền tải riêng như kênh DPCH hướng lên. + Kênh chỉ thị tìm gọi PICH (Paging Indication Channel): được phát định kì trước khi cĩ bản tin tìm gọi nhắc nhở UE sẽ cĩ bản tin tìm gọi. + Kênh vật lý chia sẻ hướng xuống PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): mang thơng tin liên quan đến kênh dành riêng hướng xuống. 50 + Kênh chỉ thị trạng thái kênh vật lý chung CSICH (CPCH Status Indication Channel) mang thơng tin trạng thái dữ liệu gĩi.
51. • Sắp xếp các kênh truyền tải vào kênh vật lý 51
52. - Xử lý tín hiệu phát Spreading Scrambling C d.ch b1 C S Voice Signal Source CRC Convolutional Block Sympol Encoder Encoder Encoder Intreleaver Repetition I+jQ DPDCH b2 Add complex *j DPCCH PRACH b3 Cos(at) TX Filter 0 → +1 Pulse_shape 1 → - 1 Filter 0 → +1 Pulse_shape 1 → - 1 Sin(at) 52 QPSK Modulation
53. - Các bước xử lý ở máy phát + Mã hố nguồn (Source Encoder): gồm hai quá trình số hố và nén tín hiệu thoại. Số hố là quá trình biến đổi tiếng nĩi dạng tương tự về dạng tín hiệu số phù hợp với các xử lý số tiếp theo trong hệ thống. Nén tín hiệu số nhằm làm giảm tốc độ tín hiệu, mục đích tối ưu hiệu quả đường tuyền. + Mã hố CRC (CRC Encoder): thực hiện thêm vào một số bít kiểm tra CRC mục đích phát hiện lỗi xảy ra. + Mã hố xoắn (Convolutional Encoder): chức năng sửa lỗi khối bản tin. + Ghép xen (Interleaver): thực hiện hốn đổi vị trí các bít trong bản tin. Chức năng bộ ghép xen là phân tán các bít lỗi, tăng hiệu quả khơi phục và sửa lỗi ở hướng thu. 53
54. - Các bước xử lý ở máy phát + Phối hợp tốc độ (Symbol Repetition): thực hiện lặp hoặc tách bỏ bít để tất cả các kênh sử dụng đều được xử lý cùng tốc độ. Đối với tín hiệu thoại thì phối hợp tốc độ ở đây gồm việc lặp các mẫu bít để đạt được tốc độ truyền dẫn giống nhau cho tất cả các kênh thoại. •Trải phổ (Spreading): thực hiện trải rộng phổ tín hiệu bằng các mã trực giao. Các mã trực giao sử dụng cho hướng lên giúp phân biệt các kênh khác nhau của một thuê bao. •Ngẫu nhiên hố (Scrambling): thực hiện nhân chuỗi xung tín hiệu sau trải phổ với chuỗi mã ngẫu nhiên hố. Mục đích của quá trình này là sửa dạng tín hiệu phân bố tập trung hơn tránh tình trạng phổ vạch dẫn đến mạch vịng khố pha quyết định sai, khơi phục nhằm sĩng mạng . •Điều chế (Modulation): biến đổi tín hiệu mang thơng tin vào sĩng 54 mang hình sin cho phù hợp với đường truyền vơ tuyến.
55. - Ma trận Hadamard C Cch,1, 0 =1 ch,8,0 C ch,4,0 ch, 2, 0 ch ,1, 0 Cch,1, 0 C CC 11 C ch,8,1 ==ch,2,0 C ch,8,2 CCch, 2,1 ch ,1, 0 Cch,1,0 11− C ch,4,1 C k−1 C ch,8,3 kk −1 ch, ,0 ch,1,0 CCch,22 , 0 ch , , 0 C 2 C ch,8,4 kk−1 k−1 C CCch,22 , 1 ch , , 0 Cch,2 , 0 ch,4,2 C C ch,8,5 ch,2,1 = C ch,8,6 . . . . . C k k−1 sf k−1 sf ch,4,3 Cch,2 , sf − 2 ch, ,− 1 Cch, ,− 1 C 2 2 2 2 C ch,8,7 k Cch, , sf − 1 k−1 sf k−1 sf 2 Cch, ,− 1 Cch,2 ,− 1 SF=4 SF=8 2 2 2 Kênh Cch,sf,i → ch: channel; sf: hệ số trải phổ; i :là chỉ số của mã ứng với một hệ số trải phổ tương ứng; {i = (0 , (sf-1)); k = 0 7; 55 sf = 2m ; m = 2 8.
56. - Đặc điểm cây mã OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor) + Các mã trên cùng một mức thì cĩ cùng hệ số trải phổ, ứng với mỗi mức, các mã trực giao nhau từng đơi một. + Mã đầu tiên trong bất kì một hệ số trải phổ nào cũng đều bằng 1. + Hai mã trên hai mức khác nhau cĩ thể trực giao nhau nếu như mã này khơng là nằm trên nhánh con của mã kia và ngược lại. Chẳng hạn, trên cây mã như hình thì Cch,2,0 và Cch,2,1 là trực giao nhau (cùng mức). Cch,2,0 và Cch,4,0 hoặc Cch,4,1 là khơng trực giao nhau vì Cch,2,0 là mã trên nhánh mẹ của hai mã kia 56
57. - Qui tắc chọn mã + Khơng phải tất cả các mã trên cây mã đều trực giao nhau. Để dễ dàng và chính xác cho việc giải trải phổ nhận dạng kênh người dùng thì các mã sử dụng cho các kênh khác nhau phải trực giao nhau. Do đĩ, một trạm di động khơng được sử dụng đồng thời tất cả các mã mà phải cĩ sự chọn lựa. Nhưng một người sử dụng cĩ thể dùng nhiều mã khác nhau cho các kênh khác nhau. + Qui tắc chọn lựa như sau: Khi một mã trên cây mã được sử dụng thì mã trên nhánh con của nĩ khơng được sử dụng cũng như các mã nằm trên đường từ mã đang sử dụng về đến gốc cây mã cũng khơng được sử dụng. Nĩi cách khác, một mã trên cây mã được chọn sử dụng nếu như khơng cĩ kênh vật lý nào đang sử dụng mã với hệ số trải phổ cao hơn hay thấp hơn trên cùng một đường về gốc cây mã. 57
58. - Xử lý tín hiệu hướng thu Despreading Descrambling C d.ch b1 Voice Signal Source CRC Convolutional Intreleaver Puncturation C S’ Decoder Decoder Re{S’} Decoder Decoder DPDCH Multiplexer S’= I+j Q Im{S’} DPCCH C c.ch Cos(at) RX T Filter dt Comparation Pulse_shape 0 Filter Comparation Pulse_shape Sin(at) 58 QPSK Demodulation
59. - Các bước xử lý tín hiệu hướng thu + Giải điều chế (Demodulation): khơi phục lại tín hiệu số từ tín hiệu đã điều chế thu được. + Giải ngẫu nhiên hĩa (Descrambling): thực hiện việc giải mã ngẫu nhiên khơi phục dạng tín hiệu thực như sau trải phổ, nhận dạng mã dài cho mỗi thuê bao. + Giải trải phổ (Despreading): nhận dạng các kênh của người sử dụng và đồng thời thực hiện nén phổ tín hiệu, khơi phục phổ tín hiệu gốc ban đầu. + Tách (Puncturation): tách bỏ các bít được lặp lại ở hướng phát trả về chuỗi bít ban đầu. + Giải ghép xen (Interleaver Decoder): sắp xếp các bít theo qui luật ngược lại khi thực hiện ghép xen ở hướng phát. + Giải mã mã xoắn (Convolutional Decoder): thực hiện việc sửa lỗi xảy ra bằng thuật tốn giải mã riêng. + Giải mã CRC (CRC Decoding): kiểm tra lại xem cịn lỗi hay khơng sau khi đã thực hiện sửa lỗi bằng mã xoắn. + Bộ giải mã nguồn (Source Decoding): thực hiện giải nén tín hiệu và khơi phục tín hiệu thoại ban đầu bằng quá trình biến đổi tín hiệu số sang dạng tín hiệu tương tự đưa đến loa người dùng dạng âm thanh. 59
60. 9. Hệ thống CDMA-2000 - Các giai đọan phát triển CDMA 2000-1x → CDMA 2000-1xEV(CDMA 2000-1x Evolution): CDMA 2000-1xEV-DO (Data Only) và CDMA 2000-1xEV-DV (Data and Voive). Hiện nay CDMA 2000-1xEV đang ở trong giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm. → CDMA 2000 – 3x 60
61. - Dải tần cho CDMA 2000 61
62. - Cấu trúc chung của hệ thống CDMA-2000 + PDSN/FA Packet Data Service Node +AAA Authentication Authorization Accounting 62 + HA Home Agent
63. -Chức năng của PDSN + Thiết lập, duy trì và kết thúc các kết nối theo giao thức điểm – điểm (PPP) đến MS. + Hỗ trợ cả hai dịch vụ gĩi IP đơn giản và di động. + Thiết lập, duy trì và kết thúc các liên kết logic (các giao dịch session) đến mạng RAN thơng qua giao diện gĩi – vơ tuyến (RP). + Khởi động quá trình nhận thực, cấp phép và thanh tốn. + Nhận các thơng số về dịch vụ dữ liệu lưu trữ trong hệ thống. + Định tuyến các gĩi tin giữa mạng gĩi bên ngồi và MS. 63
64. - Chức năng của Server AAA: + Nhận thực + Cấp phép + Tính cước cho các thuê bao sử dụng dịch vụ gĩi - Chức năng của HA: + Nhận thực thuê bao di động đối với dịch vụ Mobile IP. + Chuyển hướng các gĩi tin từ PDSN đến đúng vị trí của MS và ngược lại. + Thiết lập, duy trì và kết thúc các kết nối an tồn đến PDSN. + Nhận và lưu trữ thơng tin về vị trí của thuê bao từ AAA. 64 + Gán cho thuê bao một địa chỉ IP cố định.
65. Các kênh vật lý được phân chia thành hai nhĩm lớn: - Các kênh vật lý dành riêng (F/R-DPHCH): bao gồm tập hợp các kênh vật lý điểm – điểm dùng để mang các thơng tin giữa trạm gốc và một trạm di động duy nhất - Các kênh vật lý dùng chung (F/R-CPHCH): là tập hợp tất cả các kênh vật lý mang các thơng tin dùng chung, được truy nhập chung theo cơ chế điểm - đa điểm giữa trạm gốc và nhiều trạm di động - Kênh vật lý hướng xuống 65
66. - Kênh vật lý hướng xuống + Kênh hoa tiêu đường xuống F-PICH (Forward Pilot Channel ) + Kênh hoa tiêu phụ chung đường xuống (F-CAPICH) + Kênh hoa tiêu phụ riêng đường xuống (F-DAPICH) + Kênh đồng bộ đường xuống (F-SYNC) + Kênh tìm gọi đường xuống (F-PCH) + Kênh tìm gọi nhanh đường xuống (F-QPCH) + Kênh điều khiển chung đường xuống (F-CCCH) + Kênh điều khiển riêng đường xuống (F-DCCH) + Kênh quảng bá chung đường xuống (F-BCCH) + Kênh cơ sở đường xuống (F-FCH) + Kênh bổ sung đường xuống (F-SCH và F-SCCH) + Kênh chỉ định chung đường xuống (F-CACH) + Kênh điều khiển cơng suất chung đường xuống (F-CPCCH) + Các kênh hoa tiêu phân tập phát (F-TDPICH và F-ATDPICH) 66
67. - Kênh vật lý hướng lên 67
68. - Kênh vật lý hướng lên + Kênh hoa tiêu đường lên (R-PICH) + Kênh truy nhập (R-ACH) và kênh điều khiển chung (R-CCCH) + Kênh truy nhập tăng cường (R-EACH) + Kênh điều khiển dành riêng đường lên (R-DCCH) + Kênh cơ sở đường lên (R-FCH) + Kênh bổ sung đường lên (R-SCH và R-SCCH) 68
69. - Xử lý tín hiệu trong CDMA-2000 + Hướng xuống Add Add frame Add reserved/ Channel Convolutional/ Symbol Symbol Block reserved quality encoder tail bits Turbo encoder Repetition Puncture Interleaver bits indicator bits Symbol W Signal Point Mapping Power Control Symbol Sequence Data Channel 0 → +1 Subchannel Demultiplexing Repetition Scrambling Gain 1 → -1 Multiplexing and Repetition Orthogonal/ PN complex Baseband QPSK Quasi-orthogonal Antenna spreading Filter Modulation Spreading 69
70. - Xử lý tín hiệu trong CDMA-2000 + Hướng lên Add •Add frame •Add reserved/ Channel •Convolutional/ •Symbol •Symbol •Block •reserved •quality •encoder tail •bits •Turbo encoder •Repetition •Puncture •Interleaver bits/EIB •indicator •bits •Symbol •W •Orthogonal •Signal Point Mapping •Power Control •Data •Channel •Modulation/ •0 •→+1 •Subchannel •Scrambling •Gain •Spreading •1 •→-1 •Multiplexing •I & Q •PN complex •Baseband •BPSK •Antenna •mapping •spreading •Filter •Modulation 70
71. - Các thơng số của 2 hệ thống WCDMA và CDMA 2000 71
72. - Các thơng số của 2 hệ thống WCDMA và CDMA 2000 72
73. 10. Hệ thống PHS - iPAS • Hệ thống PHS – Personal Handyphone System ra đời 1989 ở nhật bản. Dựa trên tiêu chuẩn Coreless Phone (truy cập mạng cố định) và tính di động (cellualar) cĩ thể vài trăm m. • Cấu trúc mạng PHS PSC – PHS Swiching Center  BSC; CS – Cell Station  BTS; PS – Personal Station  MS ISDN ISDN/PSTN/ PSC PLMN DB DB PSC DB PSH Operator PSH Operator CS CS CS CS 73
74. • Hệ thống iPAS – IP Based Personal Access System - OSS Operation & Support Subsystem - SAM Subscriber Application Management System - OBS Online Billing System - CSC Cell Station Controller - DB Database - VAS Value Added Server - TS Transaction Server (VSA/CSA Visited/Current Subscriber Address) - NMS Network Management Subsystem - RPC/CSC 74 - AN Access Network device
75. + Cĩ thể nâng cấp liên tục, linh hoạt, đáng tin cậy làm cho iPAS trở thành một hệ thống cĩ khả năng phục vụ cao, bảo vệ vốn đầu tư của khách hàng một cách hiệu quả. + Hỗ trợ truy cập vơ tuyến lẫn hữu tuyến. + Cung cấp giải pháp cho các dịch vụ liên quan đến mạng lưới khác trong tương lai. 75 + Hỗ trợ mật độ thơng tin cao với các Micro cell và đặc tính phân phối kênh động.
76. • Truy cập qua giao diện V5.2 • Truy cập trên nền SS7 NIU Network Interface Unit WAC WLL Access Controller ATC Adaptive Traffic Controller (Triển khai độc lập và giao tiếp với PSTN qua SS7) (Tận dụng mạng PSTN) 76
77. • Truy cập trên nền IP 77
78. • Phân hệ OSS/SS 78
79. • Chức năng của TS: Thực hiện logic chuyển mạch mềm thời gian thực, giống như bộ tiền xử lý của cơ sở dữ liệu, TS cung cấp các chức năng như xác nhận thời gian thực, cấp phép và giao tiếp tài khoản, quản lý và định vị thuê bao di động, xử lý và điều khiển cuộc gọi chuyển vùng/ chuyển trạm, TS quản lý CSA và VSA để nắm vị trí mới nhất của thuê bao di động. TS sử dụng SNSP (Simple Network Signaling Protocol) • Các thành phần của TS: + Bộ thu nhận giao thức + Bộ xử lý giao thức + Bộ xử lý lỗi + Bộ quản lý CDR + Bộ quản lý nạp và định giá CDR + Bộ quản lý Cache + Bộ phận quản lý sự kiện + Loger ( ghi nhật ký) 79
80. • Cấu hình OSS/SS 80
81. • Đặc điểm OSS/SS + Hồn tồn dựa trên cơ sở Web + Hỗ trợ nhiều nền tảng phức tạp. + Cơ chế tạo ra dịch vụ linh hoạt. + Hỗ trợ cho các kế hoạch giá cả. + Hỗ trợ cho nền tảng nguồn tài nguyên hợp nhất. + Kế hoạch hỗ trợ định hướng khách hàng linh động + Hổ trợ tính tốn phân phối phức tạp. 81
82. • Hệ thống quản lý mạng + Quản lý cấu hình. + Quản lý lỗi. + Quản lý hoạt động. + Quản lý trình trạng và điều khiển. + Quản lý hệ thống. + Quản lý lỗi thời gian thực cấu trúc liên kết. 82
83. • Mơ hình quản lý tại TP HCM 83
84. • Hệ thống quản lý SAM: quản lý việc đăng ký, quản lý số điện thoại, quản lý Nhân sự và quản lý Định thời CDR 84
85. • Giao diện mạng + IF1: Giao diện vơ tuyến chung PHS + IF2: Giao diện giữa mạng và CS cơng cộng + IF3: Giao diện mạng – mạng cho điều khiển cuộc gọi. 85
86. + Giao diện mạng PSTN và GW + Giao diện mạng GW và RF 86
87. + Giao diện mạng GW và AN + Giao diện mạng GW và TS (chuyển mạch mền) + Giao diện mạng GW và NMS 87
88. + Mạng báo hiệu 88
89. + Mạng truyền dẫn thọai 89
90. • Cấu trúc triển khai mạng iPAS 90
91. • Sơ đồ kết nối E1 tại Tp. HCM 91
92. • Sơ đồ kết nối báo hiệu SS7 tại Tp. HCM 92