CÁC GIẢI PHÁP kỹ THUẬT sử DỤNG TRONG WCDMA – HSDPA

Đồ án tốt nghiệp

I

Mục Lục

MỤC LỤC
Mục lục.......................................................................................................................I
Danh sánh hình vẽ......................................................................................................V
Danh sánh bảng biểu................................................................................................VIII
Tóm tắt đồ án tốt nghiệp(tiếng Việt).........................................................................IX
Tóm tắt đồ án tốt nghiệp(tiếng Anh)........................................................................ XI
Thuật ngữ viết tắt.....................................................................................................XIII
Lời mở đầu............................................................................................................. 1
Chương 1: Sự phát triển của các hệ thống thông tin di động............................3
1.1 Giới thiệu chung................................................................................................3
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ I..................................................................4
1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ II.................................................................6
1.3.1 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA.........................................6
1.3.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA....................................................8
1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ III...............................................................10
1.5 Kết luận chương 1.............................................................................................14
Chương2:Công nghệ di động thế hệ 3 WCDMA................................................15
2.1 Giới thiệu công nghệ WCDMA........................................................................15
2.2 Cấu trúc mạng WCDMA..................................................................................18
2.2.1 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN...........................................................21
2.2.1.1 Đặc trưng của UTRAN...................................................................22
2.2.1.2 Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN...........................................22
2.2.1.3 NodeB..............................................................................................23
2.2.2 Giao diện vô tuyến.....................................................................................23
2.2.2.1 Giao diện UTRAN-CN, Iu ...............................................................24

2.2.2.2 Giao diện RNC – RNC, IUr..............................................................25
2.2.2.3 Giao diện RNC – Node B, IUb..........................................................26
2.3 Kết luận chương 2:...........................................................................................26
Chương 3: Các giải pháp kỹ thuật trong WCDMA............................................27

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

II

Mục Lục

3.1 Giới thiệu...........................................................................................................27
3.2 Mã hóa...............................................................................................................27
3.2.1 Mã vòng hay mã phát hiện lỗi...................................................................27
3.2.2 Mã xoắn......................................................................................................29
3.2.3 Mã Turbo....................................................................................................30
3.3 Kỹ thuật trải phổ................................................................................................30
3.3.1 Giới thiệu ...................................................................................................30
3.3.2 Nguyên lý trải phổ trực tiếp DSSS............................................................31
3.3.3 Mã trải phổ và quá trình đồng bộ mã trải phổ...........................................33
3.3.3.1 Trải phổ và ngẫu nhiên hóa.............................................................33
3.3.3.2 Đồng bộ mã trải phổ.......................................................................39
3.4 Truy nhập gói trong WCDMA..........................................................................41
3.4.1 Tổng quan về truy nhập gói trong W-CDMA...........................................41
3.4.2 Các phương pháp lập biểu gói...................................................................42

3.4.2.1 Lập biểu phân chia theo thời gian...................................................42
3.4.2.2 Lập biểu phân chia theo mã............................................................43
3.5 Tìm nhận ô.........................................................................................................43
3.5.1 Phương pháp tìm nhận ô theo ba bước......................................................45
3.5.2 Tìm nhận ô lân cận trong thời gian thông tin ở chế độ tích cực...............45
3.5.3 Tìm nhận ô lân cận trong chế độ rỗi..........................................................46
3.6 Phân tập đa đường.............................................................................................47
3.6.1 Kỹ thuật thu RAKE....................................................................................50
3.7 Cấu trúc phân kênh của WCDMA....................................................................51
3.7.1 Kênh vật lý.................................................................................................52
3.7.1.1 Kênh vật lý riêng đường lên...........................................................52
3.7.1.2 Kênh vật lý chung đường lên...........................................................55
3.7.1.3 Kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH).......................................59
3.7.2 Kênh truyền tải...........................................................................................64
3.7.2.1 Kênh truyền tải riêng.......................................................................64
3.7.2.2 Kênh truyền tải chung......................................................................64
 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

III

Mục Lục

3.7.2.3 Sắp xếp kênh truyền tải lên kênh vật lý...........................................66
3.8 Kỹ thuật chuyển giao .......................................................................................67
3.8.1 Mục đích của chuyển giao.........................................................................67

3.8.2 Chuyển giao mềm .....................................................................................67
3.8.3 Chuyển giao mềm hơn...............................................................................69
3.8.4 Chuyển giao mềm-mềm hơn......................................................................70
3.8.5 Chuyển giao cứng......................................................................................71
3.8.6 Trình tự của chuyển giao ..........................................................................73
3.9 Điều khiển công suất.........................................................................................75
3.9.1 Điều chỉnh công suất đường lên................................................................75
3.9.1.1.Thăm dò truy nhập ..........................................................................75
3.9.1.2 Vòng điều khiển mở.........................................................................76
3.9.1.3 Vòng điều khiển khép kín................................................................77
3.9.1.4 Quá trình thực hiện vòng điều khiển mở và
vòng điều khiển khép kín...............................................................80
3.9.2 Điều chỉnh công suất trên đường truyền xuống........................................82
3.9.3 Phương pháp điều khiển công suất theo bước động DSSPC....................82
3.9.3.1 Khái niệm và lợi ích của Độ dự trữ, cửa sổ công suất....................82
3.9.3.2 Sự hoạt động của mạng ...................................................................85
3.9.3.3 Sự hoạt động của UE.......................................................................86
3.9.4Phương pháp điều khiển công suất phân tán DPC.....................................89
3.9.4.1 Mô hình hệ thống.............................................................................89
3.9.4.2 Thuật toán điều khiển công suất phân tán ......................................90
3.10 Kết luận chương3...........................................................................................91
Chương 4: Mô phỏng quá trình chuyển giao và thủ tục thực hiện cuộc gọi
trong WCDMA......................................................................................................92
4.1 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình VB 6.0...............................................................92
4.2 Các module........................................................................................................92
4.3 Kết luận chương 4.............................................................................................97
Chương 5: Công nghệ HSDPA.............................................................................98
 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử

Đồ án tốt nghiệp

IV

Mục Lục

5.1 Giới thiệu về HSDPA........................................................................................98
5.2 Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA..............................100
5.3 Nguyên lý hoạt động của HSDPA..................................................................102
5.4 Cấu trúc HSDPA.............................................................................................104
5.4.1 Mô hình giao thức HSDPA......................................................................104
5.4.2 Cấu trúc kênh............................................................................................105
5.4.2.1 Kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao: HS-PDSCH...........105
5.4.2.2 Kênh điều khiển vật lý tốc độ cao: HS-DPCCH...........................109
5.5 Các kỹ thuật sử dụng trong HSDPA...............................................................111
5.5.1 Điều chế và Mã hoá thích ứng-Kỹ thuật truyền dẫn đa mã ........................111
5.5.2 Kỹ thuật H- ARQ...................................................................................113
5.6 Kết luận chương 5 :..........................................................................................116
Kết luận....................................................................................................................117
Tài liệu tham khảo..................................................................................................119
Phụ lục

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

V

Danh sách hình vẽ

DANH SÁCH HÌNH VẼ
----o00o---Số hiệu hình
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5

Tên hình
Hệ thống điện thoại di động
Khái niệm về hệ thống FDMA
Khái niệm về hệ thống TDMA
Khái niệm về hệ thống CDMA
Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động lên

Trang
3
5
7
9
10

2.1
2.2
2.3

3.1

3G
Cấu trúc mạng WCDMA
Cấu trúc của UMTS
Mô hình tổng quát các giao diện vô tuyến của UTRAN
Mạch mã hóa vòng với đa thức sinh

18
22
24
28

3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10

g(x) = 1 + g1x + g2x2 + ...+ gn-k-1xn-k-1 + xn-k
Quá trình trải phổ và giải trải phổ
Mã OVSF
Mạch thanh ghi dịch tạo chuỗi PN
Đặc trưng của một phiên dịch vụ gói
Lưu đồ tìm nhận ô theo 3 bước
Thuật toán tìm nhận ô tốc độ cao theo chế độ rỗi

Các loại phân tận trong WCDMA
Máy thu quét (Rake receiver)
Cấu trúc khung vô tuyến của DPDCH/DPCCH đường

32
33
36
42
45
47
49
51
53

3.11

lên
Số thứ tự các khe truy nhập RACH và khoảng cách

56

3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20

3.21
3.22
3.23
3.24

giữa chúng
Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên
Cấu trúc khung vô tuyến phần bản tin RACH
Cấu trúc phát đa truy nhập ngẫu nhiên CPCH
Cấu trúc khung của DPCH đường xuống
Cấu trúc khung của kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp
Cấu trúc khung của S-CCPCH
Cấu trúc khung kênh đồng bộ
Cấu trúc khung của PDSCH
Cấu trúc kênh chỉ thị bắt AICH
Cấu trúc kênh chỉ thị tìm gọi
Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý
Chuyển giao mềm 2 đường
Chuyển giao mềm 3 đường

56
57
58
59
60
61
62
63
63
64

66
68
69

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

VI

Danh sách hình vẽ

3.25
3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31

Chuyển giao mềm hơn
Chuyển giao mềm –mềm hơn
Chuyển giao cứng cùng tần số
Chuyển giao cứng khác tần số
Quá trình chuyển giao
Vòng điều khiển trong và vòng điều khiển ngoài
Điều chỉnh công suất đường truyền lên được thực hiện

70
71
72
73
75
79
81

3.32

bởi trạm gốc
Điều chỉnh công suất đường truyền lên được thực hiện

82

3.33
3.34
3.35

bởi máy di động
Dự trữ SIR đối với các chất lượng dịch vụ khác nhau
Thuật toán tạo lập TPC trong DSSPC
Mô hình chung của DSSPC đối với điều khiển công

83
85
87

4.1

suất đường lên
Module Các giải pháp kỹ thuật sử dụng trong

92

4.2
4.3
4.4
4.5
5.1

WCDMA-HSDPA
Module Cấu trúc mạng WCDMA
Module Road to 3G
Module Thủ tục thực hiện cuộc gọi
Module Quá trình chuyển giao mềm
Biểu đồ cột so sánh thời gian download của các công

93
94
95
96
99

5.2

nghệ
Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với

100

5.3
5.4

WCDMA
Nguyên lý hoạt động cơ bản của HSDPA
Kiến trúc giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-

102
104

5.5
5.6
5.7
5.8

DSCH
Giao diện vô tuyến của HSDPA
Thời gian và bộ mã được chia sẻ trong HS-DSCH
Trạng thái kênh của các user
Hệ thống trong trường hợp 1 kênh HS-SCCH và phân

105
106
107
109

5.9
5.10

5.11

chia đa thời gian
Cấu trúc kênh HS-DPCCH
Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh
Quá trình truyền lại khối dữ liệu IR

109
114
115

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

VIII

Danh sách bảng biểu

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
----o00o---Số hiệu bảng
1.1
1.2
1.3

Tên bảng
Từ GSM lên 3G

Từ CDMAOne lên 3G
Bảng so sánh các công nghệ di động và tốc độ

Trang
11
12
13

2.1
3.1

truyền dữ liệu
Các thông số chính của WCDMA
Bảng tạo ra mã ngẫu nhiên với đa thức tạo mã

17
38

3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
5.1

G(x) = x + x + x + x + 1
Bảng tra cứu ứng dụng DSSPC
Cấu trúc các trường của DPDCH
Các trường số liệu của phần bản tin RACH
Trường điều khiển phần bản tin RACH

Bảng tra cứu ứng dụng DSSPC
Lược đồ mã hoá điều chế của HSDPA và tốc

54
55
57
57
87
113

5

4

3

độ bit tối đa khả dụng với mỗi mã

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

IX

Tóm tắt đồ án(tiếng việt)

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Tiếng Việt)

----o00o---Đồ án gồm có 5 chương:

Chương 1 : Sự phát triển của các hệ thống thông tin di động
Chương này em trình bày quá trình phát triển của các hệ thống di động:
Hệ thống thông tin di động ra đời vào cuối năm 1940, đến nay thì trải qua nhiều thế
hệ.
Thế hệ di động thứ I là hệ thống thông tin tương tự sử dụng
- Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA
Thế hệ di động thứ II ra đời đáp ứng kịp thời số lượng thuê bao di động dựa
trên công nghệ điều chế số với việc sử dụng 2 phương pháp đa truy nhập:
- Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA
- Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA
Thế hệ di động thứ III là bước đột phá trong công nghệ di động nó nâng tốc
độ bit từ 9.5 Kbps lên 2Mbps dựa trên nền tảng là công nghệ trải phổ trực tiếp

Chương 2: Công nghệ di động WCDMA
Nội dung chương này em sẽ trình bày khái quát về công nghệ WCDMA cũng
như thay đổi cơ bản về cấu trúc mạng so với GSM.
Hệ thống WCDMA được xây dựng dựa trên cơ sở mang GPRS với cách
thêm mạng truy nhập vô tuyến UTRAN. Chúng ta sẽ tìm hiểu các thành phần trong
cấu trúc mang WCDMA đồng thời cũng trình bày một cách khái quát về các giao
diện vô tuyến cơ bản trong WCDMA.

Chương 3: Các giải pháp kỹ thuật trong WCDMA
Chương này em sẽ đền cập đến các giải pháp kĩ thuật được sử dụng để mang
tới cho WCDM những ưu điểm so với thế hệ di động trước đây. Đó là các kỹ thuật
mã hóa , truy nhập gói, tìm nhận ô và đặc biệt các kỹ thuật trải phổ, chuyển giao và
điều khiển công suất.

Chương 4: Mô phỏng quá trình chuyển giao và thủ tục thực hiện cuộc gọi

trong WCDMA
 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

X

Tóm tắt đồ án(tiếng việt)

Trình bày chương trình mô phỏng quá trình chuyển giao mềm và quá trình
thực hiện cuộc gọi được sử dụng trong WCDMA…

Chương 5 : Công nghệ HSDPA
Nội dung chương này em trình bày khái quát về HSDPA cũng như những
thay đổi của công nghệ HSDPA so với WCDMA. Công nghệ HSDPA là công nghệ
dựa trên nền tảng WCDMA nhưng được tối ưu hóa cho các ứng dụng dữ liệu
chuyển mạch gói.
Công nghệ HSDPA nâng tốc độ truyền dữ liệu lên 14.4Mbps. Để làm được
những thay đổi đó thì các công nghệ chuyển giao mềm, điều khiển công suất, truyền
với tốc độ thay đổi được thay bằng các công nghệ như điều chế mà mã hóa thích
ứng, khe thời gian giảm xuống còn 2ms, Truyền dẫn đa mã, yêu cầu gửi tự động
phối hợp HARQ.

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử

Đồ án tốt nghiệp

XI

Tóm tắt đồ án(tiếng anh)

Abstract Graduation Project (English)
----o00o---The project includes 5 chapters:

Chapter 1: The development process of mobile communications system
The content of 1st chapter about The development process of mobile
communications system
The mobile communications system was born in 1940 and now it has gone
through many generations.
The first Generation is analog communitions system and it uses:
- Frequency division multiple access FDMA
The second Generation adapts for increase of subscriber based on digital
modulation technique with using two multiple access solutions
- Time division multiple access TDMA
- Code division multiple access CDMA
The third Generation breaks through about mobile technology ,it increases
bit rate from 9.5 Kbps to 2Mbps based on Direct Sequence Spreading Spectrum
technique.

Chapter 2: WCDMA mobile technology
The content of 2nd chapter about basic problem of third generation mobile
communications system :w-cdma and the basic change about network architecture
compared with GSM
WCDMA system have been constructed on basis GPRS network with adding

UMTS Terrestrial Radio Acces Network(UTRAN)
Let’s learn about components of WCDMA network architecture and
presented about radio interface and layers in WCDMA

Chapter 3 : Technical Solutions in WCDMA
The content of this chapter studies about Technical Solutions in WCDMA
with unique advantages compared with previous mobile generations: coding

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

XII

Tóm tắt đồ án(tiếng anh)

technique, access package…and special is Direct Sequence Spreading Spectrum
technique and handover, power control

Chapter 4: Emolution progam about handover and calls process are used
in WCDMA…
The Chapter presents emolution progam about handover and calls process
are used in WCDMA…

Chapter 5:HSDPA technology
The content is about basic HSDPA anh changes in technology compared to
WCDMA . HSDPA technology based on the WCDMA platform optimized for

applications data transfer circuit package.
HSDPA technology improves speed data transfer up to 14.4Mbps. To make
the changes that the technology handover, power control, with transmission speed
of change is replaced by technologies such as Transmission Time Interval reduced
to 2ms,transmission multicode, Hybrid Automatic Repeat Request -HARQ

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

XIII

Thuật ngữ viết tắt

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
1G

1 Generation
Thế hệ di động thứ 1

2G

2 Generation
Thế hệ di động thứ 2

3G

3 Generation
Thế hệ di động thứ 3

3.5G

3.5 Generation
Thế hệ di động thứ 3.5

A
AMC

Adaptive Modulation and Coding
Điều chế và mã hóa thích ứng

AMPS

Advanced Mobile Phone System
Hệ thống điện thoại di động tiên tiến

ARQ

Automatic Repeat Request
Yêu cầu lặp lại tự động.

B
BCCH

Broadcast Control Channel
Kênh quảng bá điều khiển

BCH

Broadcast Channel
Kênh quảng bá

BER

Bit Error Ratio
Tỷ số bit lỗi.

BPSK

Binary Phase Shift Keying
Khóa dịch pha nhị phân.

BS

Base Station

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

XIV

Thuật ngữ viết tắt

Trạm gốc

BSC

Base Station Controller
Bộ điều khiển trạm gốc

BTS

Base Tranceiver Station
Trạm vô tuyến gốc.

C
CC

Chase Combining
Kết hợp khuôn

CCCH

Common Control Channel
Kênh điều khiển chung

CCH

Common Control Chanel
Kênh điều khiển chung

CCH

Common chanel
Kênh truyền tải chung

CDMA

Code Division Multiple Acces
Đa truy cập chia theo mã

CN

Core network
Mạng lõi

CPCH

Common Control Physical Chanel
Kênh vật lý điều khiển chung.

CPICH

Common Pilot Chanel
Kênh hoa tiêu chung.

CQI

Channel Quality Indicator
Chỉ thị chất lượng kênh

CS

Circuit Switch
Chuyển mạch kênh

CTCH

Common Traffic Chanel
Kênh lưu lượng chung

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

XV

Thuật ngữ viết tắt

D
DCCH

Dedicated Control Channel
Kênh điều khiển dành riêng.

DCH

Dedicate channel
Kênh truyền tải riêng

DPCCH

Dedicated Physical Control Chanel
Kênh điều khiển vật lý riêng

DPCH

Dedicated Physical Chanel
Kênh vật lý riêng.

DPDCH

Dedicated Physical Data Chanel
Kênh số liệu vật lý riêng.

DRNS

Drift RNS
RNS trôi

DSCH

Downlink Shared Chanel
Kênh dùng chung đường xuống

DSS

Dynamic Step-Size
Bước điều khiển công suất

DSSPC

Dynamic Step-Size power control
Điều khiển công suất theo bước động

DSSS

Direct Sequence Spreading Spectrum
Trải phổ dãy trực tiếp

DTCH

Dedicated Traffic Chanel
Kênh lưu lượng riêng

DTX

Discontinuous Transmission
Phát không liên tục

E

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

EMI

XVI

Thuật ngữ viết tắt

Electromagnetic interference
Sự nhiễu điện từ

F
FACH

Forward Access Channel
Kênh thâm nhập đường xuống

FBI

Feedback Information
Thông tin hồi tiếp

FDD

Frequency Division Duplex
Ghép song công phân chia theo tần

FDMA

Frequency Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chi theo tần số

FER

Forward Error Rate
Tỉ lệ lỗi khung

G
FHSS

Frequency Hopping Spreading Spectrum
Trải phổ nhảy tần

GGSN

Gateway GPRS Support Node
Nút hỗ trợ cổng vào GPRS

GMSC

Gateway MSC
Cổng vào MSC

GOS

Grade Of Service
Cấp độ phục vụ

GPRS

General Packet Radio System General
Packet Radio System

GPRS

General Packet Radio System
Hệ thống vô tuyến gói chung

GPS

 Ketnooi.com

Global Positioning System

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

XVII

Thuật ngữ viết tắt

Hệ thống định vị toàn cầu

GSM

Global System for Mobile Communication
Thông tin di động toàn cầu

H
HARQ

Hybrid Automatic Repeat Request
Yêu cầu gửi tự động phối hợp

HDLA

History Data Analyzer Logic
Bộ phân tích dữ liệu gốc

HLR

Home Location Register
Đăng ký khu vực thường trú

HSDPA

High-Speed Downlink Packet Access
Công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao

HS-DPCCH

HS-Physical Control Channel
Kênh điều khiển vật lý tốc độ cao

HS-DSCH

HS-Downlink Shared Channel
Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao

HS-PDSCH

High Speed Physical Downlink Shared Channel
Kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao

HS-SCCH

HS-Shared Control Channel
Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao

I
IMT-2000

International Mobile Telecommunication – 2000
Thông tin di động toàn cầu-2000

IR

Incremental Redundancy
Tăng độ dư

M
 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

MAC

XVIII

Thuật ngữ viết tắt

Medium Access Control
Điều khiển thâm nhập môi trường

MAC-hs

Medium Access Control high speed
Điều khiển thâm nhập môi trường

ME

Mobile Equipment
Thiết bị di động

MS

Mobile Station
Trạm di động

MSC

Mobile Services Switching Center
Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động

MAI

Multi Access Interference
Nhiễu đa truy nhập

O
OVSF

Orthogonal Variable Spreading Factor
Mã trực giao độ dài khả biến

P
PCB

Power control Bit
Bít điều chỉnh công suất

PCCH

Paging Control Channel
Kênh điều khiển tìm gọi

P-CCPCH

Primary Common Control Physical Channel
Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp

PCH

Paging Channel
Kênh tìm gọi

PCPCH

Physical Common Packet Channel
Kênh gói chung vật lý

PDSCH

 Ketnooi.com

Physical Downlink Shared Channel

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

XIX

Thuật ngữ viết tắt

Kênh vật lý chia sẻ đường xuống

PICH

Paging Indication Channel
Kênh chỉ thị tìm gọi

PMRM

Power Measument Report
Bản tin báo cáo phép đo công suất

PN

Pseudo Noise
Nhiễu giả ngẫu nhiên

PRACH

Physical Random Access Channel
Kênh thâm nhập ngẫu nhiên vật lý

PS

Packet Scheduler
Lập biểu gói

R
RACH

Random Access Channel
Kênh thâm nhập ngẫu nhiên

RANAP

Radio Access Network Application Part
Phần ứng dụng mạng thâm nhập vô tuyến

RLC

Radio Link Control
Điều khiển đoạn nối vô tuyến

RNC

Radio Network Controller
Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RNS

Radio Network Subsystem
Hệ thống con mạng vô tuyến

S
S-CCPCH

Secondary Common control physical channel
Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp

SCH

Synchro channel
Kênh đồng bộ

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

SF

XX

Thuật ngữ viết tắt

Spreading Factor
Hệ số trải phổ

SGSN

Serving GPRS
Dịch vụ GPRS

SS

Spread Spectrum
Trải phổ

T
TCP

Transmit Control Power
Điều khiển công suất truyền dẫn

TDD

Time Division Duplex
Ghép song công phân chia theo thời gian

TDMA

Time division multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo thời gian

TFCI

Transport Format Combination Indicator
Chỉ thị tổ hợp khuân dạng truyền tải

TFI

Transport Format Indicator
Nhận dạng khuân dạng truyền tải

THSS

Time Hopping Spreading Spectrum
Trải phổ nhảy thời gian

TTI

Transmission Time Interval
Khoảng thời gian truyền

U
UE

User Equipment
Thiết bị người sử dụng

USIM

UMTS Subcriber Identity Module
Modun nhận dạng thuê bao UMTS

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

UMTS

XXI

Thuật ngữ viết tắt

Universal Mobile Telecommunications System
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

UTRAN

UMTS Terrestrial Radio Acces Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS

V
VLR

Visitor Location Register

Đăng ký khu vực thường trú

W
WCDMA

Wideband Code Division Multiple Access
Đa thâm nhập vô tuyến phân chia theo mã băng rộng

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

1

Lời mở đầu

LỜI MỞ ĐẦU

T

---o00o--hông tin di động đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những

ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống
hằng ngày. Máy di động ngày nay đã trở thành một vật dụng không thể thiếu với
mỗi người, nó đáp ứng những nhu cầu liên lạc của người dùng.
Tuy nhiên nhu cầu con người luôn luôn được nâng cao và công nghệ di động phổ
biến nhất hiện giờ là GSM không đáp ứng được những nhu cầu mới như nhu cầu

truy cập thông tin với tốc độ cao và đặc biệt nhu cầu sử dụng các ứng dụng đa
phương tiện như: Điện hoại thấy hình, Video trực tuyến, E-mail, World wide web...
đòi hỏi tốc độ truyền số liệu phải cao và băng thông lớn. Vì thế công nghệ 3G ra đời
như một bước đột phá công nghệ di dộng, nó cung cấp băng thông rộng hơn cho
mỗi người sử dụng qua đó đáp ứng được những nhu cầu mới của người sử dụng.
Hiện nay công nghệ 3G đang được ứng dụng một cách mạnh mẽ ở các nước
trên thế giới và đặc biệt cũng đang được triển khai và ứng dụng ở nước ta. Các công
ty viễn thông sẽ đươc triển khai công nghệ 3G trên băng tần 1900-2100 MHz dựa
trên công nghệ WCDMA.
Công nghệ WCDMA tuy nâng cao được tốc độ cũng như dung lượng đường
truyền nhưng nó vẫn còn một số hạn chế không tận dụng các ưu thế của dữ liệu gói
vốn rất phổ biến đối với đường trục hữu tuyến. Thiết kế dịch vụ 2Mbps hiện nay là
không hiệu quả và cũng chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng dịch vụ số liệu vì thế
công nghệ HSDPA đã ra đời dựa trên nền tảng là công nghệ WCDMA nâng lên
14.4 Mbps.
Xuất phát từ ý tưởng tìm hiểu về các công nghệ sử dụng trong WCDMA và
HSDPA và đặc biệt được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của cô Đặng Thị Từ
Mỹ em đã hoàn thành đồ án với đề tài :

“Các giải pháp kỹ thuật sử dụng trong WCDMA –HSDPA”

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

2

Lời mở đầu

Đồ án này em xin trình bày 5 chương :
• Chương 1 : Sự phát triển của các hệ thống thông tin di động
• Chương 2: Công nghệ di động thế hệ 3 WCDMA
• Chương 3: Các giải pháp kỹ thuật trong WCDMA
• Chương 4: Mô phỏng quá trình chuyển giao và thủ tục thực hiện cuộc
gọi trong WCDMA
• Chương 5: Công nghệ HSDPA
Trong đồ án này em có viết một phần mềm được viết bằng ngôn ngữ Visual
Basic 6.0 , được em trình bày ở chương 4. Phần mềm này sẽ mô phỏng cấu trúc
mạng, quá trình chuyển giao mềm và quá trình thực hiện cuộc gọi được sử dụng
trong WCDMA đồng thời đưa ra con đường tiến lên 3G.
Trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn của
các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ
những người đã giúp đỡ em trong thời gian qua. Xin cảm ơn cô Đặng Thị Từ Mỹ
đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn!
Quy Nhơn, ngày…tháng…năm 2010
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hải Quân

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

3

Chương 1

CHƯƠNG 1 : SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN
DI ĐỘNG
----o00o---1.1

Giới thiệu chung
Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải qua

nhiều thế hệ. Thế hệ không dây thứ 1G là thế hệ thông tin tương tự sử dụng công
nghệ đa truy cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA). Thế hệ thứ 2G sử dụng
kỹ thuật số với công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân
chia theo mã (CDMA). Thế hệ thứ 3G-3,5G ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh
chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó, và có khả năng
cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gói là thế hệ đang được triển khai ở một số
quốc gia trên thế giới.

Hình 1.1 Hệ thống điện thoại di động
 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp
1.2

4

Chương 1

Hệ thống thông tin di động thế hệ I
Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần

số. Hệ thống di động thế hệ I sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần
số (FDMA) và chỉ hỗ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều chế
tương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng.Với FDMA, khách hàng
được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ
đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì
nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận
được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người
dùng. Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì
một số người bị chặn lại không được truy cập.
Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụng
được dãi tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiều
đoạn. Phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia thành 2N dải tần số kế
tiếp, và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ. Mỗi dải tần số được gán cho
một kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân
cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống .
Đặc điểm :
- Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến
- Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể .
- BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS .
Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến (Advanced
Mobile phone System - AMPS).
Hệ thống thông tin di động thế hệ I sử dụng phương pháp đa truy nhập đơn
giản. Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng
về cả dung lượng và tốc độ. Vì các khuyết điểm trên mà người ta đưa ra hệ thống

thông tin di động thế hệ 2 ưu điểm hơn thế hệ 1 về cả dung lượng và các dịch vụ
được cung cấp.

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử


Đồ án tốt nghiệp

5

Chương 1

Băng tần hệ thống

Phổ

Khoảng bảo vệ
Kênh 1

Kênh 2 Kênh 3

Kênh N
..........
Tần số

Băng tần
Người dùng 5
Người dùng 4

Người dùng 3
Người dùng 2
Người dùng 1

Tần số
Kênh 3
Kênh 2
Kênh 1

Thời gian
Người dùng 3
Người dùng 2; 5
Người dùng 1; 4

Thời gian
Hình 1.2. Khái niệm về hệ thống FDMA:
(a) Phổ tần của hệ thống FDMA; (b) Mô hình khởi đầu và duy trì
cuộc gọi với 5 người dùng; (c) Phân bố kênh.
Hình 1.2 mô tả phương pháp đa truy cập FDMA với 5 người dùng. Hình 1.2(a) là
phổ của hệ thống FDMA. Ở đây, băng thông của hệ thống được chia thành các băng
có độ rộng W ch . Giữa các kênh kề nhau có một khoảng bảo vệ để tránh chồng phổ
do sự không ổn định của tần số sóng mang. Khi một người dùng gởi yêu cầu tới BS,
BS sẽ ấn định một trong các kênh chưa sử dụng và giành riêng cho người dùng đó
trong suốt cuộc gọi. Tuy nhiên, ngay khi cuộc gọi kết thúc, kênh được ấn định lại
cho người khác. Khi có năm người dùng xác định và duy trì cuộc gọi như hình
1.2(b), có thể ấn định kênh như trên hình 1.2(c).

 Ketnooi.com

kết nối công dân điện tử