Công nghệ 3G dùng thiết bị Huawei doc

www.huawei.com
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Tổng quan mạng truy nhập vô
tuyến WCDMA
(WCDMA RAN)
Page2
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Nội dung
1. Tổng quan về 3G
2. Nguyên tắc cơ bản của CDMA
3. Đặc trưng cơ bản của WCDMA
Page3
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Dịch vụ khác biệt, công nghệ khác biệt
AMPS
TACS
NMT
Others
1G 1980s
Analog
GSM
CDMA
IS-95
TDMA
IS-136
PDC
2G 1990s
Digital
Phát triển
theo
công nghệ

3G
IMT-2000
UMTS
WCDMA
cdma
2000
Phát triển
theo nhu
cầu của
khách hàng
TD-
SCDMA
3G cung cấp các dịch vụ tồng hợp cho cả nhà cung cấp mạng và các thuê bao
Page4
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Tiến trình phát triển của 3G

Lịch sử của 3G:

IMT-2000 là tên gọi chung của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ
3.

Hệ thống thông tin di động thứ 3 được phát triển lần đầu tiên vào
năm 1985 và được đổi tên thành IMT-2000 vào năm 1996

Được thương mại hóa vào khoảng năm 2000

Băng tần làm việc: khoảng 2000MHz

Tốc độ tối đa của dịch vụ: 2000Kbps

Page5
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mục tiêu của 3G
3G phát triển hướng tới những mục tiêu sau:

Băng tần chuẩn toàn cầu và vùng phủ liên tục trên toàn cầu

Hiệu quả cao trong việc sử dụng dải phổ

Chất lượng dịch vụ cao ,đảm bảo độ tin cậy và bảo mật

Dễ dàng chuyển đổi từ 2G lên 3G, tương thích với 2G

Cung cấp dịch vụ đa phương tiện với các tốc độ:

Môi trường dịch chuyển với tốc độ cao: 144kbps

Môi trường dịch chuyển với tốc độ thấp: 384kbps

Môi trường tĩnh: 2Mbps
Page6
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250
ITU
Europe
USA
MSS
PCS
A
D

B BC D
CE F
A FE
MSS
Reserve
Broadcast auxiliary
2165 MHz
1990 MHz
1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250
1880 MHz 1980 MHz
UMTS
GSM 1800
DECT
MSS
1885 MHz
2025 MHz
2010 MHz
IMT 2000
MSS
UMTS
Japan
MSS
IMT 2000
MSS
IMT 2000
PHS
1895
1918
B
C

1885
A
A’
2170 MHz
IMT 2000
2110 MHz
2170 MHz
MSS
MSS
CDMA
TDD
WLL
FDD
WLL
1980
2025MHz
GSM
1800
CDMA
FDD
WLL
1960
1920
1945
China
cellular(1) cellular(2) cellular(2)
1805 MHz
1865
1865
1870

1885
1890
1895
1910
1930
1945
1965
1970
1975
Dải tần của 3G
Page7
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Những băng tần sử dụng cho WCDMA

Dải tần chính:

1920 ~ 1980MHz / 2110 ~ 2170MHz

Dải tần phụ: các nước khác nhau có thể khác nhau

1850 ~ 1910 MHz / 1930 MHz ~ 1990 MHz (USA)

1710 ~ 1785MHz / 1805 ~ 1880MHz (Japan)

890 ~ 915MHz / 935 ~ 960MHz (Australia)

Kênh tần số ＝ tần số trung tâm×5, đối với băng tần chính:

Tần số cho kênh lên ： 9612 ～ 9888


Tần số cho kênh xuống : 10562 ～ 10838
Page8
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Dịch vụ ứng dụng của 3G
Time Delay
BER
background
conversational
streaming
interactive
Page9
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Các phiên bản giao thức WCDMA
3GPP Rel99
3GPP Rel4
3GPP Rel5
2000
2001 2002
GSM/GPRS CN
WCDMA RTT
IMS
HSDPA
3GPP Rel6
MBMS
HSUPA
2005
CS domain change to
NGN
WCDMA RTT
Page10

Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Cấu trúc hệ thống WCDMA
RNS
RNC
RNS
RNC
Core Network
Node B
Node B
Node B Node B
Iu-CS Iu-PS
Iur
Iub
Iub
Iub
Iub
CN
UTRAN
UE
Uu
CS PS
Page11
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Contents
1. Tổng quan về 3G
2. Nguyên tắc cơ bản của CDMA
3. Đặc trưng cơ bản của WCDMA
Page12
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Đa truy nhập và công nghệ song

công

Công nghệ đa truy nhập

Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA)

Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)

Đa truy nhập phân chia theo mã hóa (CDMA)

Công nghệ song công

Song công phân chia theo thời gian (TDD)

Song công phân chia theo tần số (FDD)
Page13
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Công nghệ đa truy nhập
f
r
e
q
u
e
n
c
y
t
i
m

e
power
FDMA
f
r
e
q
u
e
n
c
y
t
i
m
e
power
TDMA
power
t
i
m
e
CDMA
f
r
e
q
u
e

n
c
y
Page14
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Công nghệ song công
Time
Frequency
Power
TDD
USER 2
USER 1
DL
UL
DL
DL
UL
FDD
Time
Frequency
Power
UL
DL
USER 2
USER 1
Page15
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Contents
1. Tổng quan về 3G
2. Nguyên tắc cơ bản của CDMA

3. Đặc trưng cơ bản của WCDMA
Page16
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Qui trình sử lý của hệ thống
WCDMA
Sourc
e
Codin
g
Chann
el
Coding
Spreading
Modulation
Source
Decodin
g
Channel
Decodin
g
Despreadi
ng
Demodulati
on
Transmission
Reception
chip
modulated
signal
bit

symbo
l
Servic
e
Signal
Radio
Channel
Servic
e
Signal
Transmitter
Receiver
Page17
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mã nguồn WCDMA

AMR (Tương thích đa tốc độ) Thoại

Tích hợp mã hóa thoại với 8 tốc độ
thoại

Tốc độ bit AMR có thể điều khiển bởi
RAN phụ thuộc vào tải hệ thống và
chất lượng của việc kết nối thoại

Dịch vụ thoại video:

H.324 được sử dụng cho dịch vụ thoại
Videois trong vùng chuyển mạch kênh.


Bao gồm: mã hóa video, mã hóa thoại,
các giao thức dữ liệu, trộn kênh
CODEC Bit Rate
(kbps)
AMR_12.2
0
12.2 (GSM
EFR)
AMR_10.2
0
10.2
AMR_7.95 7.95
AMR_7.40 7.4 (TDMA
EFR)
AMR_6.70 6.7 (PDC EFR)
AMR_5.90 5.9
AMR_5.15 5.15
AMR_4.75 4.75
Page18
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mã kênh WCDMA

Tác dụng

Nâng cao độ tương quan giữa các kí hiệu làm tăng khả năng khôi
phục tín hiệu khi hiện tượng xuyên âm xảy ra.

Cung cấp khả năng sửa lỗi tốt hơn ở phía thu, nhưng làm tăng độ
trễ


Các dạng

Không mã hóa

Mã xoắn (1/2, 1/3)

Mã dạng ống (1/3)
Code Block
of N Bits
No Coding
1/2 Convolutional
Coding
1/3 Convolutional
Coding
1/3 Turbo Coding
Uncoded N bits
Coded 2N+16 bits
Coded 3N+24 bits
Coded 3N+12 bits
Page19
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Xen kênh WCDMA

Tác dụng

Xen kênh nhằm giảm khả năng xảy ra các bit lỗi liên tiếp nhau

Khoảng xen kênh dài hơn sẽ bảo đảm dữ liệu tốt hơn với độ trễ cao hơn

















1110
1

000
0100
0 0 1 0 0 0 0 . . . 1 0 1 1 1

















1110
1

000
0010
0 0 … 0 1 0 … 1 0 0 … 1 0 … 1 1
Inter-column
permutation
Output bits
Input bits
Interleaving periods:
10, 20, 40, or 80 ms
Page20
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mã phân kênh WCDMA

Mã OVSP (Orthogonal Variable Spreading Factor)

SF = chip rate / symbol rate

High data rates → low SF code

Low data rates → high SF code
SF = 8

SF = 1
SF = 2
SF = 4
C
ch,1,0
= (1)
C
ch,2,0
= (1,1)
C
ch,2,1
= (1, -1)
C
ch,4,0
= (1,1,1,1)
C
ch,4,1
= (1,1,-1,-1)
C
ch,4,2
= (1,-1,1,-1)
C
ch,4,3
= (1,-1,-1,1)
C
ch,8,0
= (1,1,1,1,1,1,1,1)
C
ch,8,1
= (1,1,1,1,-1,-1,-1,-1)

C
ch,8,2
= (1,1,-1,-1,1,1,-1,-1)
C
ch,8,3
= (1,1,-1,-1,-1,-1,1,1)
C
ch,8,4
= (1,-1,1,-1,1,-1,1,-1)
C
ch,8,5
= (1,-1,1,-1,-1,1,-1,1)
C
ch,8,6
= (1,-1,-1,1,1,-1,-1,1)
C
ch,8,7
= (1,-1,-1,1,-1,1,1,-1)
……
Page21
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Độ lợi sử lý

Độ lợi sử lý

Độ lợi sử lý khác nhau đối với từng dịch vụ

Nếu tốc độ bít của dịch vụ cao hơn thì độ lợi sử lý nhỏ hơn, UE sẽ cần
công suất cao hơn cho dịch vụ này, vì vậy vùng phủ của dịch vụ sẽ
nhỏ hơn.

)
rate bit
rate chip
log(10Gain ocessPr =
Page22
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mục đích của mã hóa phân kênh

Đối với đường lên, mã phân kênh được dùng để phân loại các kênh vật lý khác nhau
của một kết nối.

Đối với đường xuống, mã phân kênh được dùng để phân loại các kết nối khác nhau
trong một cell
Radio bearer** SF Radio bearer** SF
Speech 4.75 UL 128 Speech 4.75 DL 256
Speech 12.2 UL 64 Speech 12.2 DL 128
Data 64 kbps UL 16 Data 64 kbps DL 32
Data 128 kbps UL 8 Data 128 kbps DL 16
Data 144 kbps UL 8 Data 144 kbps DL 16
Data 384 kbps UL 4 Data 384 kbps DL 8
Data 2048 kbps UL 4 Data 2048 kbps DL 8
Speech 12.2 + Data 64 kbps UL 16 Speech 12.2 + Data 64 kbps
DL
32
** With 3.4 kbps Signaling
Page23
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Tương quan

Sự tương quan tính toán độ tương tụ giữa hai tín hiệu ngẫu nhiên


Các tín hiệu giống nhau và tín hiệu trực giao:
Correlation = 0
Orthogonal signals
-1 1 -1 1
⊗
-1 1 -1 1
1 1 1 1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
Correlation = 1
Identical signals
-1 1 -1 1
⊗
1 1 1 1
-1 1 -1 1
C
1
C
2
+1
+1
C
1

C
2
Page24
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Sử dụng mã trực giao – Mã hóa
UE1:
＋
1
－
1
UE2: － 1 ＋ 1
C
1
:
－
1
＋
1
－
1
＋
1
－
1
＋
1
－
1
＋
1

C
2
: ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1
＋ 1 ＋ 1
UE1×c1
： －
1
＋
1
－
1
＋
1
＋
1
－
1
＋
1
－
1
UE2×c2 ： － 1 － 1 － 1 － 1 ＋ 1 ＋ 1
＋ 1 ＋ 1
UE1×c1
＋
UE2×c2
： －
2 0
－
2 0

＋
2
0
＋
2 0
UE1:
＋
1
－
1
UE2: － 1 ＋ 1
C
1
:
－
1
＋
1
－
1
＋
1
－
1
＋
1
－
1
＋
1

C
2
: ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1
＋ 1 ＋ 1
UE1×c1
： －
1
＋
1
－
1
＋
1
＋
1
－
1
＋
1
－
1
UE2×c2 ： － 1 － 1 － 1 － 1 ＋ 1 ＋ 1
＋ 1 ＋ 1
UE1×c1
＋
UE2×c2
： －
2 0
－
2 0

＋
2
0
＋
2 0
Page25
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Sử dụng mã trực giao – Giải mã hóa
UE1×C
1
＋
UE2×C
2
:
－
2 0
－
2 0
＋
2
0
＋
2 0
UE1 Dispreading by c1:
－
1
＋
1
－
1

＋
1
－
1
＋
1
－
1
＋
1
Dispreading result:
＋
2 0
＋
2 0
－
2
0
－
2 0
Integral judgment:
＋
4 (means
＋
1)
－
4
(means
－
1)

UE2 Dispreading by c2: ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1
＋ 1 ＋ 1
Dispreading result: － 2 0 － 2 0 ＋ 2
0 ＋ 2 0
Integral judgment: － 4 (means － 1) ＋ 4
(means ＋ 1)
UE1×C
1
＋
UE2×C
2
:
－
2 0
－
2 0
＋
2
0
＋
2 0
UE1 Dispreading by c1:
－
1
＋
1
－
1
＋
1

－
1
＋
1
－
1
＋
1
Dispreading result:
＋
2 0
＋
2 0
－
2
0
－
2 0
Integral judgment:
＋
4 (means
＋
1)
－
4
(means
－
1)
UE2 Dispreading by c2: ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1
＋ 1 ＋ 1

Dispreading result: － 2 0 － 2 0 ＋ 2
0 ＋ 2 0
Integral judgment: － 4 (means － 1) ＋ 4
(means ＋ 1)