Mạng không dây và di động MobileWirelessNetwork c1

MẠNG KHÔNG DÂY & DI ĐỘNG

(Mobile & Wireless Network)
CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication
Nguyễn Hoàng Việt

1


Nội Dung
•
•
•
•
•

•

Tổng quan
Kiến trúc của PCS
Hệ điện thoại di động (Cellular Telephony)
Hệ điện thoại cầm tay (Cordless Telephony)
Hệ không dây thế hệ thứ ba (Third-Generation
Wireless System)
Tống kết

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

2


Tổng Quan (1)
•

Dịch vụ các liên lạc cá nhân (PCS: Personal
Communications Service)
•

•
•
•

•

Tên băng tần radio 1900 MHz dùng cho “digital mobile
phone services”: Canada, Mexico, USA
Phát triển với nhiều hệ thống và băng tần khác nhau
Đa dạng dịch vụ truy cập không dây và di động -> All-IP
Mọi lúc, mọi nơi, nhiều dạng

Các Hệ thống di động số lớp cao (High-tier digital
cellular systems)
•
•

Global System for Mobile Communication (GSM)
Digital Advanced Mobile Phone Service (DAMPS)

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

3


Tổng Quan (2)
•

Các Hệ thống di động số lớp cao (tt)
•
•

•

Các hệ thống viễn thông lớp thấp (Low-tier
telecommunication systems)
•

•

Personal Digital Cellular (PDC)
IS-95 CDMA-based: cdmaOne System

CT2, DECT, PACS, PHS……

Các hệ thống không dây băng rộng (Wideband
wireless systems)
•

•
•
•

cdma2000, phát triển từ cdmaOne
W-CDMA, do Châu Âu đề xuất
SCDMA, do Trung Quốc/Châu Âu đề xuất
UMTS, 3G -> 4G, do Châu âu đề xuất
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

4


Kiến trúc của PCS (1)
•

Hai hệ thống phổ biến nhất
•
•

•

Cellular telephony
Cordless và low-tier PCS
telephony

Bao gồm 2 phần
•

Radio Network
•
•
•

•

Mobile Station (MS)
Base Station (BS)
Base Station Controller (BSC)

Wireline Transport Network
•

•

Public Switched Telephony
System (PSTN)
Mobile Switching Center (MSC) The basic PCS network architecture
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

5


Kiến trúc của PCS (2)
PCS: Internet & PSTN

•

•

IWU/IS: InterWorking
Unit/Intermediate System
R: Router

•

•

PAN: Personal Area
Network
AP: Access Point

•
•

•

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

MH: Mobile Host
HLR: Home Location
Register
VLR: Visitor Location
Register
6

Cellular Telephony (1)
•

Advanced Mobile Phone Service (AMPS)
•

•
•

•
•
•

•

Phát triển vào 1970s (hệ thống di động tương tự đầu
tiên)
Được phát triển bởi Bell Lab
Dịch vụ đưa vào sử dụng năm 1983 (Americas) và
1987 (Australia)
1G Cellular Telephony
Dùng công nghệ FDMA, UHF
832 kênh full-duplex (50MHz band, FDMA)
• 824~849MHz(R): Mobile Station -> Base Station
• 869~894MHz (T): Base Station -> Mobile Station
Mỗi cell dùng tâp hợp con của các kênh này (khác với
láng giềng) -> tránh giao thoa
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

Motorola
DynaTAC 8000X
AMPS
mobile phone
7


Cellular Telephony (2)
•

Global System for Mobile communications (GSM)
•

Được phát triển bởi:
•

•

•

Sử dụng năm 1982 (Châu Âu) -> 1991 (48 nước)
•
•
•

•

2G Mobile Phone System -> 3G với GSM EDGE (radio frequency)
2G: 900 MHz/1800 MHz (hầu hết); 850 MHz/1900 MHz (Canada, US)
3G: 2100 MHz (Châu Âu)

Kết hợp TDMA và FDMA, mã hoá lời nói 13 kbps
•
•

•

CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications
Administrations) - 1982
ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – 1989

125 RF kênh/200KHz
890–915 MHz: MS -> BS (Uplink); 935–960 MHz: BS -> MS (downlink)

Bao gồm hầu hết các đặc điểm của switch dạng số -> IS-41
•

thông điệp ngắn điểm-nối-điểm, địa chỉ nhóm, chờ đợi cuộc gọi …
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

8


Cellular Telephony (3)
•

Digital Advanced Mobile Phone Service (DAMPS)
•

Được phát triển bởi (1990):
•

Electronic Industries Alliance (EIA) and Telecommunications Industry
Association (TIA)

American National Standards Institute (ANSI)
IS-54 -> IS-136 (IS-54 revision C (Renamed)) -> EIA/TIA IS-136
Digital Cellular System
American 2G Mobile Phone System, dùng công nghệ TDMA
Dùng các kênh có sẵn của AMPS (30 MHz wide): mỗi kênh chia thành
3/6 time slot + nén và số hoá dữ liệu tiếng nói
Năng suất vào khoảng 3/6 lần AMPS
• Tốc độ mã hoá lời nói : 7.95kbps (AMPS : 30Kbps)
•

•

•
•

•

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

9


Cellular Telephony (4)

•

Personal Digital Cellular (PDC)
•

•
•

•

Được phát triển bởi Nhật Bản, Association of Radio Industries and
Businesses (ARIB) – 1991
2G mobile telecommunications standard, áp dụng năm 1993
Dùng kỹ thuật TDMA: 3-timeslot 11.2 kbit/s (full-rate)/6-timeslot 5.6
kbit/s (half-rate) mã hoá tiếng nói
Cài đặt với các băng tần:
•
•

800 MHz (downlink 810-888 MHz, uplink 893-958 MHz)
1.5 GHz (downlink 1477-1501 MHz, uplink 1429-1453 MHz)

!

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

10

Cellular Telephony (5)
•

EIA/TIA IS-95 Digital Cellular System (cdmaOne)
•
•
•
•
•

Được phát triển bởi Qualcomm
2G mobile telecommunications standard, sử dụng từ 1996 (USA)
Dùng kỹ thuật CDMA
Sử dụng băng tần 1.25MHz (narrow CDMA system)
Năng suất vào khoảng 10 lần AMPS

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

11


Cordless Telephony &

Low-Tier PCS (1)
•

Cordless Telephone, thế hệ thứ 2 (CT2)
•
•
•

•

Được phát triển tại Châu Âu (từ 1989)
40 kênh FDMA/100KHz với tốc độ 32-Kbps
Công suất tối đa truyền tải là 10mW

Digital European Cordless Telephone (DECT)
•
•
•

•
•

Cordless
telephone

Tính năng kỹ thuật được công bố năm 1992
Dùng FDMA, TDMA (truyền theo dạng time slot)
12 kênh voice trên tần số sóng mang (frequency
carrier)
Cấp phát kênh tự động
Wireless-PBX -> PSTN
Base unit & handset
of a DECT cordless
telephone
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

12


Cordless Telephony &

Low-Tier PCS (2)
•

Personal Handy Phone System (PHS)
•
•
•
•

•

•

Được phát triển bởi RCR
Dùng FDMA, TDMA
77 kênh với băng tần 300KHz
40 kênh cho hệ thống công cộng, 37 kênh cho ứng dụng
nhà riêng/văn phòng
Cấp phát kênh tự động

Personal Access Communications System (PACS)
•
•

Được phát triển bởi Telcordia
PACS được thiết kế cho wireless local loop

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

13


Third-Generation Wireless
Systems (1)
•

•
•

Tốc độ cao, truy cập
Internet không dây,
và dịch vụ đa
phương tiện không
dây
GPRS, EDGE ……
Wideband CDMA,
cdma2000

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

14


Third-Generation Wireless
Systems (2)

•

cdma2000:
•
•
•

•

Họ các chuẩn cho hệ điện thoại di động 3G
Dùng kỹ thuật CDMA, được phát triển từ cdmaOne
Gồm tập các chuẩn CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO Rev. 0,
CDMA2000 EV-DO Rev. A, và CDMA2000 EV-DO Rev. B
Cdma2000 1X/1XRTT (IS-2000):
•
•

•

•

Chuẩn giao diện không khí cho CDMA2000
1x: nghĩa là 1 times Radio Transmission Technology, dùng cùng băng tần
RF như IS-95 (một cặp kênh vô tuyến duplex 1.25 MHz)
1xRTT: nhân đôi năng suất của IS-95 bằng cách thêm vào 64 kênh

cdma2000 1xEV-DO (Evolution-Data Optimized):
•

•

Chuẩn viễn thông cho truyền dữ liệu dạng không dây qua tín hiệu vô tuyến
(radio)
Dùng CDMA + TDMA để cực đại hoá cả thông lượng của người dùng và hệ thống
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

15


Third-Generation Wireless
Systems (3)
•

W-CDMA (Wideband CDMA):
•
•
•
•

•

Do Châu Âu đề xuất
Còn gọi là UMTS (Universal Mobile Telecommunications System )
Chuẩn giao diện không khí cho mạng viễn thông di động 3G
Dùng phương pháp truy cập kênh DS-CDMA (Direct Sequence –
CDMA) và phương pháp FDD (Frequency Division Duplex) để tăng
tốc độ và số người dùng

SCDMA (Synchronous CDMA):

•
•

Do Trung Quốc và Châu Âu đề xuất
Là phương pháp truy cập đường truyền dựa trên spread-spectrum
code division multiple access

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

16


Third-Generation Wireless
Systems (4)
•

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System):
•
•
•
•

Do Châu Âu đề xuất
Công nghệ 3G cho viễn thông di động
Dùng WCDMA, TDCDMA, SCDMA
Đang được phát triển cho công nghệ 4G cho viễn thông di động

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

17


Tổng Kết
High Tier and Low Tier Cellular, and Cordless

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

18