Hệ thống thông tin di động

THÔNG TIN DI ĐỘNG

Nội dung môn học

 Phần 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ

 Phần 2: HỆ THỐNG GSM
 Cấu trúc hệ thống
 Quá trình xử lý tín hiệu trong hệ thống TTDĐ
 Mã hóa Nguồn
 Quá trình truyền sóng vơ tuyến trong thơng tin di động
 Quy hoạch mạng thông tin di động
 Các thủ tục của hệ thống thông tin di động

 Phần 3: HỆ THỐNG 3G UMTS
 Phần 4: HỆ THỐNG CDMA

 Phần 5: HỆ THỐNG 4G VÀ 5G

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Nội dung

Lịch sử phát triển
Cấu trúc hệ thống
Tế bào
Đa truy nhập

ξ1. Lịch sử phát triển

1. Giới thiệu
 Hchệutnhgố:ng thông tin di động tế bào số (Digital

Cellular mobile communication systems) hay còn
gọi là hệ thống thông tin di động (mobile systems)
là hệ thống liên lạc với nhiều điểm truy nhập khác
nhau (access points, or base stations) trên một
vùng địa lý hay cịn goi là các cell.
 Người sử dụng có thể di chuyển trong vùng phủ
sóng của các trạm (base station)

ξ1. Lịch sử phát triển

 Ra đời vào những năm 1920 ( là các phương tiện
thông tin giữa các đơn vị cảnh sát Mỹ )

 1982 sử dụng kỹ thuật TDMA là Nhóm đặc trách di
đông GSM (Group Special Mobile) sau này được đổi
thành Hệ thống di động toàn cầu (Global System for
Mobile communications
 Việt Nam sử dụng GSM từ 1993

 1991 Qualcomm triển khai hệ thống di động trên công
nghệ CDMA chuẩn IS-95A (Interim Standard-95A)
 Viêt Nam triển khai hệ thống di động theo công
nghệ CDMA và đưa vào sử dụng tháng 7/2003

ξ1. Lịch sử phát triển

 Các thế hệ :

 Thế hệ thứ nhất (1G)
 Thế hệ thứ hai (2G)
 Thế hệ thứ ba (3G)
 Thế hệ thứ bốn (4G)

ξ1. Lịch sử phát triển

 First Generation (1G)

 Hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng
phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số
FDMA và điều chế tần số FM.

 Đặc điểm:

• Phương thức truy nhập:FDMA
• Dịch vụ đơn thuần là thoại
• Chất lượng thấp
• Bảo mật kém

ξ1. Lịch sử phát triển

 Một số hệ thống điển hình:

• NMT: Nordic Mobile Telephone sử dụng băng tần 450 MHz.
Triển khai tại các nước Bắc Âu vào năm 1981 (Scandinavia)

• TACS: Total Access Communication System triển khai tại
Anh vào năm 1985.

• AMPS: Advanced Mobile Phone System triển khai tại Bắc
Mỹ vào năm 1978 tại băng tần 800 MHz.

ξ1. Lịch sử phát triển

 Second Generation (2G)

 Hệ thống di động số tế bào:

• Dung lượng tăng
• Chất lượng thoại tốt hơn
• Hỗ trợ các dịch vụ số liệu (data)

 Phương thức truy nhập:TDMA, CDMA băng hẹp (NarrowBand)
 Chuyển mạch: chuyển mạch kênh (Circuit Switching).

ξ1. Lịch sử phát triển

 Một số hệ thống điển hình:

• GSM: (Global System for Mobile Phone) - TDMA. Triển
khai tại Châu Âu.

• D-AMPS (IS-136 - Digital Advanced Mobile Phone System)
– TDMA. Triển khai tại Mỹ
• IS-95 (CDMA one) - CDMA.Triển khai tại Mỹ và Hàn

Quốc.
• PDC (Personal Digital Cellular) – TDMA, Triển khai tại

Nhật Bản.

ξ1. Lịch sử phát triển

 Evolved Second Generation (2.5 G)

 Các dịch vụ số liệu cải tiến :

• Tốc độ bit data cao hơn.
• Hỗ trợ kết nối Internet.

 Phương thức chuyển mạch:

• Chuyển mạch gói - Packet Switching

Ví dụ:
 GPRS - General Packet Radio Services: Nâng cấp từ mạng GSM nhằm hỗ

trợ chuyển mạch gói (172 kbps).

 EDGE - Enhance Data rate for GSM Evolution

Hỗ trợ tốc độ bit cao hơn GPRS trên nền GSM (384 kbps)

ξ1. Lịch sử phát triển

 Third Generation (3G)

 Hỗ trợ các dịch vụ số liệu gói tốc độ cao:

• Di chuyển trên các phương tiện (Vehicles):
144 kbps - Macro Cell

• Đi bộ, di chuyển chậm (Pedestrians):
384 kbps – Micro cell

• Văn phòng ( Indoor, stationary users)
2 Mbps - Pico cell

 Dịch vụ đa phương tiện, kết nối qua Internet, ví dụ như:
• Video Streaming, video conference, web browsing, email,
navigational maps . .

ξ1. Lịch sử phát triển

 Third Generation (3G)

 Hai hướng tiêu chuẩn cho mạng
3G:
• W-CDMA: UTMS: Phát triển từ hệ thống GSM, GPRS

• CDMA 2000 1xEVDO: Phát triển từ hệ thống CDMA IS-95

Cost of moving from GSM to cdmaOne overrides the benefit of
the CDMA migration path

Source: U.S. Bancorp Piper Jaffray

ξ1. Lịch sử phát triển

 Fourth Generation (4G)

 Hiện nay đang xây dựng chuẩn.
 Cải tiến về dịch vụ dữ liệu:

• Tốc độ bit: 20 – 100 Mb/s.

 Phương thức điều chế:

• OFDM, MC-CDMA

 Xu hướng kết hợp: mạng lõi IP + mạng truy nhập di
động (3G) và truy nhập vô tuyến Wimax & Wi-Fi !

ξ1. Lịch sử phát triển

 Fourth Generation (4G)

 Hiện nay đang xây dựng chuẩn.

 Cải tiến về dịch vụ dữ liệu:

 Tốc độ bit: 20 – 100 Mb/s.

 Phương thức điều chế:

 OFDM, MC-CDMA

 Xu hướng kết hợp: mạng lõi IP + mạng truy nhập di
động (3G) và truy nhập vô tuyến Wimax & Wi-Fi !

ξ2. Cấu trúc hệ thống

ξ2. Cấu trúc hệ thống

Trong đó:

 HLR: Home Location Register: bộ đăng ký định vị

thường trú

 VLR: Visited Location Register: bộ đăng ký định vị

tạm trú

 AuC: Authentication Center: Trung tâm nhận thực

 MSC: Mobile Switching Center: Trung tâm chuyển

mạch di động

ξ3. Khái niệm tế bào

 Cell – tế bào hay ô: là đơn vị cơ sở của mạng, tại
đó trạm di động MS tiến hành trao đổi thông tin với
mạng qua trạm thu phát gốc BTS (BS).

 Trong đó:
• MS: Mobile Station - trạm di động.
• BTS (BS): Base Tranceiver Station (Base Station)

ξ3. Khái niệm tế bào

Trạm thu phát gốc BTS
– Base Transceiver
Station

Tế bào cell