Mạng thông tin di động số cellular pdf

Mạng thông tin di
động số cellular
MÔN H C K THU TỌ Ỹ Ậ
VI N THÔNGỄ
Đ Xuân Di n ỗ ễ
Đi n t 8 –Khoá 48 ệ ử
Hà N i 3/2007ộ
MÔN H C K THU TỌ Ỹ Ậ
VI N THÔNGỄ
Đ Xuân Di n ỗ ễ
Đi n t 8 –Khoá 48 ệ ử
Hà N i 3/2007ộ

Lịch sử và ứng dụng

1920s dùng cho nghiệp vụ cảnh sát ở băng
tần 2 MHz

Sau CTTG II xuất hiện TTDĐ dân dụng

1946 AT&T cung cấp dịch vụ TTDĐ thực sự.

1960s kênh TTDĐ có dải thông 30KHz và điều
chế FM tại 450MHz .Nâng hiệu suất lên 4 lần.

1971 hệ thống cellular ra đời, FM, ở tần 850
MHz.

Lịch sử và ứng dụng


Ưu điểm:

Sử dụng lại tần số và công suất phát của trạm BTS nhỏ.

Sử dụng kỹ thuật điều chế tiên tiến, hiệu quả sử dụng tần số cao.

Giảm tỉ lệ tin tức báo hiệu, dành tỉ lệ lớn cho tin tức người sử dụng.

Áp dụng mã hoá kênh và mã hoá nguồn của truyền dẫn sô.

Hệ thống chống nhiễu kênh chung và nhiễu kênh kề hiệu quả hơn.

Điều khiển động việc cấp pháp kênh liên lạc làm cho tăng hiệu quả
sử dụng tần số

ĐIều khiển truy nhập và chuyển giao hoàn hảo. Dung lượng tăng,
diện tích cell nhỏ đi, chuyển giao nhiều kênh hơn.

Đặc điểm của mạng TTDĐ số
cellular

1 Nguyên lý cellular

1 Nguyên lý cellular

2 Truyền sóng và quản lý vô tuyến

2 Truyền sóng và quản lý vô tuyến

3 Cấu trúc mạng TTDĐ số cellular


3 Cấu trúc mạng TTDĐ số cellular

.4 Tính toán truyền sóng TTDĐ số cellular

.4 Tính toán truyền sóng TTDĐ số cellular

5. Một số thông số về mạng cellular gms

5. Một số thông số về mạng cellular gms

1 Nguyên lý cellular



1 Nguyên lý cellular

1.1 Nguyên lý cellular

(Khi một MS chuyển dộng ra ngoài vùng của no, no phải
được chuyển giao để làm việc với BTS của một cell liền kề
mà nó hiện đang trong vùng phủ sóng.)

1 Nguyên lý cellular


Nguyên lý cơ bản khi thiết kế hệ thống tổ ong
là các mẫu sử dụng lại tần số. Sử dụng lại tần
số là sử dụng các kênh vô tuyến ở cùng một
tần số mang để phủ sóng cho các vùng địa lý

khác nhau. Các vùng này phải cách nhau một
cự ly đủ lớn để mọi nhiễu giao thoa đồng
kênh ( có thể xảy ra) chấp nhận được.

Nếu toàn bộ số kênh quy định N được chia
làm F nhóm thì mỗi nhóm sẽ chứa N/F kênh.

1 Nguyên lý cellular

Ý nghĩa của việc chia nhỏ cell.

Khi số thuê bao tăng lên, số kênh tần có sẵn không còn
đáp ứng lưu lượng tăng lên nữa thì phải chia nhỏ cell.
Nếu quy hoạch lại tần số sao cho đảm bảo mỗi cell nhỏ
sau khi chia tách có cùng dung lượng như cell trước khi
tách.

Chia tách cell thế nào.

Thiết kế quy hoạch lại. Chuyển mỗi cell mới vào thời
gian it người liên lạc di dộng.

Có thể nhất thời tách cell để đáp ứng sự tăng dung
lượng nhất thời. Việc này thực hiện nhờ máy tính.



Đối với mạng CDMA: Tất cả các sóng mang
sử dụng một tần số sóng mang duy nhất. Tần
số sóng mang này được sử dụng ở mọi ô, mọi

sector trên mạng. Vì vậy dung lượng mạng
CDMA lớn hơn rất nhiều so với dung lượng
của AMPS và các công nghệ khác vì số người
sử dụng trong một sector của hệ thống CDMA
tương đương với số người sử dụng trên toàn
bộ một kênh CDMA 1.25 Mhz

1 Nguyên lý cellular

Mạng phải theo dõi MS liên tục để xác định
MS đang ở trong cell nào.

MS phải thông báo cho PLMN mỗi khi MS chuyển
sang cell mới.(Sự cập nhật MS như vậy là ở mức
cell. Khi có cuộc gọi đến MS thì BTS phát sóng
thông báo quảng bá trong phạm vi 1 cell)

Thông báo tìm gọi được phát trong tất cả các cell
của PLMN.(Do đó không cần sự báo cáo có mặt
của MS tại cell nào)

Người ta dung hoà 2 phương án trên, sử dụng
vùng định vị

1 Nguyên lý cellular

(Mỗi phân cấp quản lý lãnh thổ gồm
một số nhóm cell liên thông nhỏ hơn
toàn bộ lãnh thổ mà PLMN quản lý. Do
đó MS chuyển động từ cell này sang

một cell khác thì nó không cần phải
thông báo gì cho PLMN, nếu nó chuyển
sang vùng định vị mới thì nó phải thông
báo cho PLMN về vùng định vị mới mà
nó đang ở đó.)

1 Nguyên lý cellular

Có 5 phương pháp truy nhập vào kênh
vật lý

FDMA

TDMA

CDMA

PDMA(đa truy nhập phân chi theo cực tính)

SDMA(đa truy nhập phân chia theo không
gian)

2 Truyền sóng và quản lý vô
tuyến

TTDĐ cellular đời mới hiện nay sử dụng tần
số từ 800 Mhz trở lên.

Suy hao trên thông tin di động tỉ lệ với d
4

.
Thực tế các trạm phát BTS và BT đều thực
hiện điều chỉnh tự động công suất phát để
máy thu luôn nhận được công suất cần thiết.

Xảy ra hiện tượng fading nên cần phải dự trữ
fading.

Trong TTDĐ hiệu ứng Doppler thể hiện thành
trải phổ Doppler

2 Truyền sóng và quản lý vô
tuyến

Hiện tượng Doppler

Khi vận tốc máy mobile di chuyển v tăng, độ biến
tín hiệu thu được trở nên rất rõ rệt và hiệu ứng kíp
doppler lên các thành phần tín hiệu đa luồng thu
được cũng có ảnh hưởng lên tín hiệu nhận, trong
đó kíp Doppler tính theo

Fd=v/λ cos(α) : trong đó α là góc tới của hướng đến

2 Truyền sóng và quản lý vô
tuyến

Các loại fading

Fading nhanh ( fading thời gian ngắn)


Đây là loại fading rất nhanh ( Khoảng cách đỉnh- đỉnh là
½ bước sóng) xảy ra khi anten mobile nhận tín hiệu
gồm nhiều tia phản xạ. Tín hiệu tổng hợp gồm nhiều
sóng có biên độ và pha khác nhau nên nó có tín hiệu
thay đổi bất kỳ, nhiều khi chúng còn triệt tiêu lẫn nhau.

Fading nhanh gây ra hiện tượng tiếng ồn.

Có biên độ phân bố theo phân bố Rayleigh nên còn
được gọi là fading Rayleigh.

2 Truyền sóng và quản lý vô
tuyến

Các loại fading

Fading chậm

Loại fading này do hiệu ứng che khuất bởi các vật che
chắn của địa hình xung quanh gây nên. Nó có phân
bố chẩn xung quanh một giá trị trung bình nếu ta lấy
logarit cường độ tín hiệu. Do vậy người ta gọi là
fading loga chuẩn.

Ảnh hưởng của fading này là làm giảm khả năng phủ
sóng của máy phát.

Để chống fading này người ta sử dụng khoảng dự trữ
máy phát. Khoảng dự trữ này phụ thuộc vào độ lệch

tiêu chuẩn thường được giả thiết là 4-8 dB.

2 Truyền sóng và quản lý vô
tuyến

Các loại fading

Fading Rician

Khi thành phần trực tiếp của tín hiệu mạnh hơn cùng
với những tín hiệu không trực tiếp yếu hơn cùng tới
máy thu thì tại đây fading nhanh vẫn còn xảy ra
nhưng tín hiệu sẽ không sắc nét. Đường bao fading
có dạng phân bố Rician. Dạng fading này xảy ra phần
lớn ở môi trường vùng nông thôn, microcellular hay
picrocellular.

2 Truyền sóng và quản lý vô
tuyến

Suy hao do truyền sóng là

C=αR
-γ 2<γ<5 ;
α là hằng số;

Fading :

Xảy ra hiện tượng fading nhanh với mức thăng
giáng tín hiệu trong phạm vi 40 dB


Sự mở rộng thời gian trễ.

Suy hao do tầm nhìn thẳng và không
thẳng

3 Cấu trúc mạng thông tin di
động số cellular
HLR
MSC
EIR
AUC
MS
OSS
VLR
BTS
BSC
PSPDN
ISDN
CSPDN
PSTN
PLMN
Hệ thống
chuyển
mạch
BSS
ISDN : Intergated Service Digital network
PSPDN: Packet switching public Data Network
CSPDN: Circuit Swtched Public Data Network
PSTN: Public Switched Telephone Network

PLMN: Public Land Mobile Network

3 Cấu trúc mạng thông tin di
động số cellular

Trạm MS: gồm thiết bị mobile ME và SIM

GSM, MS được chia thành 5 loại theo công suất đỉnh danh định như sau:

Loại 1 20W Lắp trên xe và xách tay

Loại 2 8W Lắp trên xe và xách tay

Loại 3 5 W Cầm tay

Loại 4 2 W Cầm tay

Loại 5 0.8 W Cầm tay

Hệ thống trạm cơ sở BSS gồm BTS và BTC.

Phân hệ vận hành và hỗ trợ (OSS): OSS tạo ra các chức năng cho vận
hành và quản lý mạng. Trung tâm vận hành và bảo trì mạng thực hiện
mọi chức năng quan trọng cần thiết để điều khiển và quản lý mạng

Đối với sự quản lý của mạng GSM, OSS hoạt động theo các hình thức sau:

Sự quản lý thuê bao di động

Sự quản lý mạng Cellular


Điều khiển chuông