LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ CDMA

BÁO CÁO
MÔN: MẠNG TRUYỀN THÔNG DI ĐỘNG
ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG DI ĐỘNG CDMA – SƠ ĐỒ TỔNG QUAN CỦA CDMA , CÁC KÊNH TUYẾN
LÊN VÀ TUYẾN XUỐNG, CDMA 2000

GVHD: PHẠM MINH HOÀNG QUY
SVTH:

1.

TRẦN VĂN HÀO
MSSV:2114230016

2.

LÊ KHÁNH NGÂN QUÝ
MSSV:21142300


1. Sơ lược về CDMA2000
Thế hệ thứ ba (3G) là thuật ngữ được sử dụng để mô tả thế hệ mới nhất của dịch
vụ di động, nó cung cấp chất lượng thoại và dữ liệu tốc độ cao tốt nhất, truy cập tới dịch
vụ Internet và dịch vụ đa phương tiện. Hiệp hội Viễn thông quốc tế (ITU), làm việc với cơ
quan công nghiệp từ khắp thế giới, đã xác định những yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn cũng
như việc sử dụng 3G cho các hệ thống theo chương trình IMT-2000.


Những đòi hỏi Hiệp hội Viễn thông quốc tế mạng IMT-2000 (3G), trong số những khả
năng khác, năng lực cung cấp hệ thống được cải thiện và hiệu quả hơn các hệ thống 2G và
dữ liệu mà họ hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu ở tốc độ truyền dẫn tối thiểu 144 Kbps trong điện
thoại di động (ngoài trời) và 2 Mbps trong môi trường cố định (trong nhà).

Hệ thống thương mại 3G đầu tiên của thế giới đã được phát động bởi SK Telecom
(Hàn Quốc) trong tháng 10-2000 bằng cách sử dụng CDMA2000 1x. Đến cuối năm 2006 sẽ
có hơn 430 triệu người sử dụng 3G trên tất cả sáu châu lục. Trong đó Hàn Quốc, Nhật Bản,
Bắc Mỹ đã có nhiều người sử dụng thuê bao 3G hơn thuê bao 2G và trên toàn thế giới số
thuê bao 3G sẽ vượt 2G trong năm 2011.


1.1 Ưu điểm của CDMA2000.
CDMA2000 được lợi từ thí nghiệm rộng rãi thu được suốt nhiều năm hoạt động của
hệ thống CdmaOne. Như một hiệu quả, CDMA2000 thì rất có ích và công nghệ thiết thực.
Nó cung cấp lưu lượng thoại cao nhất và lưu lượng dữ liệu đang dùng có số lượng mật độ
phổ ít nhất, và nó có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ trong đô thị tốt bằng hiệu
quả chi phí những vùng ở xa.
Các tính năng độc đáo, lợi ích, và hiệu quả của CDMA2000 làm cho nó trở
thành công nghệ tuyệt hảo cho khả năng thoại cao và dữ liệu gói tốc độ cao.


Từ khi CDMA2000 hỗ trợ cả hai dịch vụ thoại và dữ liệu trên cùng sóng mang, nó cho
phép vận hành để cung cấp cả hai hiệu quả chi phí dịch vụ. CDMA2000 1xEV-DO là tối
ưu hóa cho dữ liệu và có đủ khả năng để hỗ trợ số lượng lớn lưu lượng dữ liệu truy cập ở
tốc độ băng thông rộng. 1xEV-DO cũng phù hợp để cung cấp các dịch vụ dữ liệu tốc độ
cao cho các thuê bao di động và/ hoặc truy cập Internet băng thông rộng.
1.2 Các đặc điểm chính của công nghệ CDMA2000 bao gồm:
* Khả năng thoại tăng lên.
* Lưu lượng dữ liệu cao hơn.
* Các dịch vụ ghép kênh quang phổ.


* Linh hoạt băng tần số.
* Đường truyền di chuyển.

* Các thị trường nhiều dịch vụ.
* Hỗ trợ các nền tảng nhiều dịch vụ.
* Tương thích ngược.
Sự triển khai CDMA2000.
Mạng lưới 3G đầu tiên sẽ được triển khai thương mại, đã được đưa ra tại Hàn
Quốc trong tháng 10 năm 2000 sử dụng công nghệ CDMA2000. Ngày nay CDMA2000
chi phối thị trường 3G và phân tích dự đoán rằng nó sẽ tiếp tục dẫn đầu trong tương lai.


2. Cấu hình chung mạng thông tin di động CDMA

Hình 1: Cấu hình điển hình của mạng CDMA


CDMA (Code Devision Multiple Access) là hệ thống di động số sử dụng
công nghệ đa truy cập theo mã có cấu trúc hệ thống gồm bốn phần chính
sau:

•Máy thuê bao di động MS
•Trạm gốc BS
•Tổng đài di động MX
•Bộ đăg ký định vị thường trú HLR


2.1 Máy thuê bao di động MS
Máy thuê bao di động có cấu trúc gồm Anten MS nối tới bộ anten song công cho phép
một anten dùng chung cho cả phát và thu, điều hướng ở kênh vô tuyến nào đó có dải thông
1,25 MHz. Sau đó, tín hiệu được chuyển xuống trung tần, được lọc và đưa đến bộ chuyển
đổi ADC.

Tiếp theo tín hiệu số được đưa đến các vi mạch đặc chủng ASIC (Application specific
Integrated Circuit). Chức năng chủ yếu của ASIC là Moderm của MS (MSM – Mobile
Station Moderm). MSM có ba phần chính: các bộ giải điều chế, bộ điều chế thuê bao và
bộ giải mã Viterbi.


2.2 Trạm gốc BS.
BS đóng vai trò giao diện giữa máy di động MS và tổng đài di động MX. BS cung cấp
đường truyền của các gói tin. BS cũng còn là một đầu cuối cố định của giao diện vô tuyến.
Giao diện vô tuyến có chức năng điều khiển và đảm bảo phủ sóng cho cell. Cấu hình BS
bao gồm BSC, BTS và BSM.


Hình 2: Cấu hình trạm gốc BS.


2.3 Tổng đài di động MX.
MX bao gồm ba phân hệ ASS, INS và CSS. MX cung cấp các dịch
vụ căn bản và dịch vụ phụ cho MS. MX có bộ đăng ký tạm trú VLR
để lưu giữ tạm thời các tin tức về thuê bao. MX được thực thi thành
một hệ thống điều khiển phân bố có đẳng cấp. MX cũng điều khiển
sự trao đổi thông tin giữa các bộ xử lý. MX được module hoá theo
chức năng và có cấu hình dự phòng. Hình vẽ sau trình bày cấu hình
MX.


Hình 3: Cấu hình tổng đài di động MX.

2.4 Bộ đăng ký định vị thường trú HLR
HLR lưu giữ thông tin vĩnh cửu và thông tin tạm thời, như định vị MS, nhận dạng thuê
bao, các dịch vụ số, số liệu tính cước. Hình vẽ dưới mô tả cấu hình HLR, trong đó AES
cung cấp đường truyền dẫn giữa các bộ xử lý ứng dụng, NIS hỗ trợ các chức năng lớp thấp
hơn cho báo hiệu số 7.


Hình 4: Cấu hình bộ định vị trường trú HLR.


3. Các kênh hướng lên và hướng xuống của CDMA

3.1 Kênh hướng xuống

Hình 5: Kênh hướng xuống


•

Ký hiệu

KHT: kênh hoa tiêu (Pilot Channel).
KTG: kênh tìm gọi (Paging Channel).
KLL: kênh lưu lượng (Traffic Channel).
KDB: kênh đồng hồ (Synch Channel).
Wn: mã Walsh tương ứng với kênh.
Lưu ý: nếu số kênh tìm gọi được sử dụng ít hơn 7, mã walsh không sử dụng được dành
cho kênh lưu lượng

Kênh hướng xuống CDMA bao gồm các kênh lưu lượng dùng cho điều khiển và các
kênh lưu lượng để mang thông tin.
Kênh lưu lượng bao gồm các kênh hoa tiêu, kênh đồng bộ và kênh tìm gọi.
Tất cả các kênh này trên cùng một sóng mang CDMA: 1,23 MHz
Các máy di động MS có thể phân biệt các kênh nhờ các mã riêng biệt được gán cho
mỗi kênh


 Kênh lưu lượng:
Có cả ở đường xuống và đường lên
Các kênh này bao gồm các khung 20ms
Các khung có thể phát đi ở các tốc độ khác nhau: 9600, 4800, 2400 và 1200bps.
Kỹ thuật này cho phép kênh thich ứng động với tiếng của người nói chuyện. Khi
người nói dừng tốc độ bit giảm còn khi người nói chuyện tốc độ bit tăng và hệ thống
tức thời dịch đến sử dụng tốc độ cao hơn.


Nhờ vậy cho phép giảm nhiễu đối với các tín hiệu CDMA khác và tăng dung lượng
của hệ thống
Có 4 loại bản tin được phát ở kênh lưu lượng: các bản tin điều khiển bản thân cuộc
gọi, các bản tin điều khiển chuyển giao (Handover), các bản tin điều khiển công suất
đường xuống, các bản tin bảo mặt và nhận thực và các bản tin cung cấp các thông tin đặc
biệt từ/tới trạm di động.


 Kênh hoa tiêu (Pilot Channel)
Kênh này được phát ở tất cả các ô với các đặc điểm như sau:
• Được phát ở mức công suất khá cao với các tín hiệu khác để bảo đảm bám có tính
chính xác cao
• Không bị điều biến bởi thông tin và sử dụng Walssh không (gồm 64 số 0). Vì vậy chỉ

bao gồm cặp mã PN hoa tiêu vuông góc.
• Được sử dụng làm chuẩn sóng mang nhất quán đẻ giải điều chế cho các tín hiệu khác
phát đi từ trạm gốc của ô.


 Kênh đồng bộ (Synch Channel)
Kênh đồng bộ được trạm di động sử dụng trong giai đoạn chiếm hệ thống (truy
nhập mạng lần đầu). Sau khi đã chiếm hệ thống rồi, thông thường trạm di động
không sử dụng lại kênh này cho đến khi nó tắt bặt lại nguồn.
Chỉ có một bản tin được gởi đi ở kênh đồng bộ, bản tin này cung cấp cho trạm di
động một số thông số của hệ thống: Tốc độ số liệu của kênh tìm gọi, thời gian của
chuỗi PN của trạm gốc so với thời gian của hệ thống, kênh đồng bộ luôn luôn có tốc
độ bit là 1200bps.


 Kênh tìm gọi (Paging Channel)
• Sau khi nhận được thông tin từ kênh đồng bộ, MS sẽ điều chỉnh đồng hồ của mình
theo đồng hồ của hệ thống. Sau đó MS bắt đầu theo dõi kênh tìm gọi

•

Kênh tìm gọi có 2 tốc độ 4800 và 9600bps. Mỗi tần số cấp phát cho CDMA có đến 7
kênh nhắn tin. Mỗi trạm MS sẽ theo dõi 1 kênh tìm gọi.


•

Số kênh tìm gọi tối đa là 7 kênh, do đó số tín nhắn tối đa là 7*180=1260 (bản tin/s) để
tiết kiệm nguồn và cắt giảm công suất cho MS, kênh tìm gọi chỉ định một khe tiền định
cắt quảng 2s đến 128s.