thông tin di động tại sao trên thị trường gsm chiếm ưu thế so với cdma


Giảng viên : TS. Đỗ Trọng Tuấn

Sinh viên thực hiện:
Trần Công Đức
Lớp : ĐT10- K50
NộI DUNG:
I.CDMA
1. Tổng quan về CDMA
2. Nguyên lý hoạt động và cấu trúc hệ thống
3. Một số vấn đề trong CDMA
II. So sánh CDMA và GSM

CDMA (Code Division Multiple Access) có nghĩa là “Đa truy nhập
phân chia theo mã”.

CDMA được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực của viễn thông - tin học
nhưng nó được biết nhiều khi được áp dụng vào công nghệ thông
tin di động, nó được sử dụng hơn 50 quốc gia trên thế giới triển
khai ứng dụng công nghệ CDMA với trên 100 mạng.

Không chỉ ứng dụng trong hệ thống thông tin di động, CDMA còn
thích hợp sử dụng trong việc cung cấp dịch vụ điện thoại vô tuyến
cố định với chất lượng ngang bằng với hệ thống hữu tuyến, nhờ áp
dụng kỹ thuật mã hóa mới.

CDMA bắt đầu phát triển bằng sự ra đời của lý thuyết truyền thông
trải phổ trong thập niên 50. Với hàng loạt các ưu điểm đi kèm,
truyền thông trải phổ được ứng dụng trong thông tin quân sự Hoa
Kỳ trong những năm sau đó.


Đến thập niên 80, CDMA được phép thương mại hóa và chính thức
được đề xuất bởi Qualcomm, một trong những công ty hàng đầu về
công nghệ truyền thông.

Công nghệ CDMA đang được sử dụng nhiều ở Mỹ, một phần Châu
Á

Được triển khai ở Việt Nam từ 7 / 2003
Quá trình phát triển
Nguyên lý hoạt động của CDMA
Sử
dụng
cùng
dải
tần
Sử dụng
mã
ngẫu
nhiên
Công
nghệ
trải
phổ
Bộ CDMA
chỉ biết
nhận và
giải mã
Hoạt động của thuê bao A:
Nhúng

mã
Trải phổ
Truyền
Giải
mã
Do “spread spectrum” sử
dụng băng rộng, các tín hiệu
dạng nhiễu thường rất khó
phát hiện. Chúng cũng không
dễ bị chặn hay giải điều chế.
Ngoài ra, các tín hiệu
“spread spectrum” thường
khó khăn hơn khi gây nhiễu
(jam) so với các tín hiệu băng
hẹp.

Hệ thống CDMA one
MSC
HLR
SMS-
SC
A Ref (A1, A2, A5)
STM over T1/T3
A Ref (A1, A2, A5)
STM over T1/T3
PSTN
STM over T1/T3 or
AAL1 over SONET
BSC
BSC

Proprietary Interface
BTS
BTS
Proprietary Interface
BTS
IS-95
MS
IS-95
MS
A1 — Signaling interface for call control and mobility
Management between MSC and BSC
A2 — 64 kbps bearer interface for PCM voice
A5 — Full duplex bearer interface byte stream (SMS ?)
A3 — Signaling interface for inter-BSC mobile handoff
A7 — Bearer interface for inter-BSC mobile handoff
BTS — Base Transceiver Station
BSC — Base Station Controller
MS — Mobile Station
MSC — Mobile Switching Center
HLR — Home Location Registry
SMS-SC — Short Message
Service — Serving Center
STM — Synchronous Transfer Mode
THÔNG Số Kỹ THUậT CDMA ONE

Thông số kỹ thuật của IS – 95 hay CDMA one

Dải tần Dải tần thu : 869 – 894 Mhz
Dải tần phát : 824 – 849 Mhz


Độ rộng phổ của kênh : 250 Khz

Số lượng kênh : 20

Phương thức truy nhập : CDMA / FDMA

Phương thức ghép kênh : FDD

Phương thức điều chế : QPSK / OQPSK

Bộ lọc sử dụng : Cosin nâng

Mã hoá thoại : < 9,6 kbps

Tốc độ bit : 48,6 kbps

Hệ thống CDMA 2000 1x
MSC
PSTN
A Ref (A1, A2, A5) STM
over T1/T3
STM over T1/T3 or
AAL1 over SONET
HLR
SMS-
SC
BSC
Proprietary Interface
BTS
BTS

IS-2000
MS
PDSN
Home
Agent
IP
Firewall
IP
Router
Internet
Privata
Data
Network
IP
Router
AQuarter Ref (A10, A11)
IP over Ethernet/AAL5
AAA
RADIUS over UDP/IP
BTS — Base Transceiver Station
BSC — Base Station Controller
MS — Mobile Station
MSC — Mobile Switching Center
HLR — Home Location Registry
SMS-SC — Short Message
Service — Serving Center
STM — Synchronous Transfer Mode
PDSN — Packet Data Serving Node
AAA — Authentication, Authorization, and Accounting
Home Agent — Mobile IP Home Agent

A10 — Bearer interface between BSC (PCF) and PDSN for packet data
A11 — Signaling interface between BSC (PCF) and PDSN for packet data

Các phương thức trải phổ :

Hệ thống trải phổ trực tiếp :

DSSS : Direct Sequence Spead Spectrum

Công nghệ CDMA hoạt động theo phương thức DSSS

Hệ thống trải phổ nhảy tần :

FHSS : Frequency Hopping Spread Spectrum

Hệ thống trải phổ nhảy thời gian :

THSS : Time Hopping Spread Spectrum

Hệ thống lai :

FH/DS

TH/FH

TH/DS
Trải phổ
Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS)



Trong phương pháp này mã trải phố trực tiếp tham
gia vào quá trình điều chế , còn trong các dạng trải
phổ khác mã trải phổ chỉ dùng để điều khiển tần số
hay thời gian truyền dẫn sóng mang .

DSSS sử dụng điều chế BPSK hoặc QPSK
DSSS Sử DụNG ĐIềU CHế
BPSK
Mã trải phổ là tín hiệu NRZ (non return to zero) chỉ có giá trị ±
1 điều chế trực tiếp tín hiệu sóng mang đã được điều chế
BPSK
Bộ điều chế
dữ liệu
S(t) C(t)
d(t)
Dữ liệu nhị
phân
Sóng
mang
Mã trải phổ ±1
( ) ( )
)(2
0
ttCosPtS
dd
θϖ
+=
( ) ( ) ( )( )
tttCosPtS
cdT

θθϖ
++=
0
2
S(t) = A Cos ω0t
KHỐI
PHÁT

Nếu c(t) và d(t) chỉ nhận các gía trị ± 1 thì ST(t) có thể được
viết đơn giản hơn như sau
ST (t) = d(t). c(t) Cosω0t
= c(t) Cos [ω0t + θd (t)]
P2
Trong đó
θd (t)] : góc pha của sóng mang được điều chế bởi dữ liệu
θC(t) : góc pha của ST(t) fụ thuộcvào c(t)
Ở BÊN NHậN
Lọc thông
Dải
Giải điều chế
BPSK
( ) ( ) ( ) ( )( )
ϕθϖ
+−+−−=
dddd
TtTtCosTtCPtR
0
2
∧
T

C(t - d)
Sd(t)
Mã trải
phổ
DSSS S DNG IU CH
QPSK

iều chế pha 4 mức (QPSK) sử dụng nguyên lý tổ hợp 2 bit
thành một ký hiệu điều chế và đ ợc mô tả cùng một trạng thái
pha sóng mang.

Do vậy cùng độ rộng b ng truyền dẫn, sử dụng ph ơng pháp
điều chế pha QPSK sẽ có tốc độ bit truyền dẫn đạt gấp đôi nếu
dùng ph ơng pháp BPSK.
KHốI PHÁT
P
Bộ điều chế
pha
Bộ lai
cầu phương
Dữ liệu
vào
d(t)
∑
C1(t)
C2(t)
ST(t)Sd(t)
Cos[ω0t+θd(t)]
P
Sin[ω0t+θd(t)]

Cosω0t
P
I
Q
KHốI THU
∧
T
Bé chia
c«ng suÊt
Lọc thông
dải
∑
Giải đchế
phaQPSK
TÝn hiÖu thu
ST(t-Td)
2Cos[(ω0 + ωIF)t + ϕ]
2Sin[(ω0 + ωIF)t + ϕ]
X(t)
Y(t)
∧
T
C2(t- d)
C1(t- d)

Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công
suất 2 chiều ( từ BS ->MS và ngược lại )

Có 2 cấu hình điều khiển công suất thích ứng:


Điều khiển công suất vòng hở

Điều khiển công suất vòng kín
Điều khiển công suất

Điều khiển công suất vòng hở :

Trạm gốc BTS phát tín hiệu pilot trong
kênh Pilot thuộc kênh hướng xuống.

MS sẽ đo cường độ Pilot thu được để
đánh giá được suy hao đường truyền và
do đó MS sẽ điều khiển công suất phát
của mình ở mức cần thiết.

Điều khiển công suất vòng kín :

Trạm gốc giám sát công suất tín hiệu vô
tuyến nhận được từ MS .

Trạm gốc tính toán, phát bản tin điều
khiển mức công suất của MS.

Căn cứ vào cường độ Pilot thu được và
sự điều khiển công suất của trạm gốc,
MS sẽ điều khiển công suất thích ứng tạo
ra mức công suất phát một cách chính
xác.

Dung lượng hệ thống gấp 8 – 10 lần so với AMPS

(FDMA) và 4-5 lần so với GSM ( TDMA )

Hệ số sử dụng lại tần số =1

Chất lượng cuộc gọi được nâng cao

Đa đường truyền

Chuyển giao mềm

Đặc tính phủ sóng được cải thiện,khá năng phủ sóng
tốt

Bán kính cell lớn ,số cell giảm

Tăng thời gian đàm thoại cho máy đầu cuối

Điều khiển công suất thu phát ở mức tối thiểu

Dải thông được cung cấp tuỳ theo yêu cầu sử dụng

Nâng cấp mở rộng mạng dễ dàng

Các kênh thuê bao phân biệt nhau bởi mã ngẫu nhiên
Hệ thống CDMA có những ưu điểm cơ bản sau :
Còn công nghệ CDMA đang được sử dụng nhiều ở Mỹ, Hàn
Quốc
GSM hiện được sử dụng chủ yếu ở Mỹ latinh, Canada, Đông
Á, Đông Âu
CDMA?


Thuê bao có thể liên lạc với 2 hoặc 3 trạm thu phát
cùng một lúc->cuộc gọi không bị ngắt quãng.

CDMAcho phép quản lý số lượng thuê bao cao gấp 5-
20 lần so với công nghệ GSM.

Đáp ứng nhanh và hiệu quả các dịch vụ thoại, thoại và
dữ liệu, fax, Internet.

Sử dụng pin nhỏ,ít tốn pin, thời gian đàm thoại lâu
hơn.

Bán kính phục vụ của một trạm phủ sóng lớn hơn của
GSM
GSM?

Đối với trường phái ủng hộ GSM thì GSM cung ứng khả
năng roaming (kết nối với mạng khác): khi bạn đi du lịch
sang nước khác thì điện thoại của bạn vẫn kết nối được
bình thường với mạng GSM ở đó.

Người dùng có thể tháo thẻ SIM trên máy điện thoại này
lắp vào máy khác một cách dễ dàng. Người dùng có
nhiều tự do trong việc lựa chọn thiết bị đầu cuối…