Bài giảng Hệ thống viễn thông: Chương 3 - Trương Thu Hương

Thông tin di động


Nội
 dung
 môn
 học
 
•  Tổng
 quan
 về
 hệ
 thống
 TTDD
 
•  Hệ
 thống
 GSM
 
•  Sử
 dụng
 lại
 tần
 số
 -­‐
 hoạch
 định
 
mạng
 
•  Trải

 phổ
 và
 chống
 nhiễu
 trong
 3G
 


Tài
 liệu
 tham
 khảo
 
•  Thông
 tin
 di
 động
 số,
 Ericsson,
 1996
 
•  GSM
 System
 Survey
 –
 Ericsson
 
•  Tính
 toán

 mạng
 thông
 tin
 di
 động
 số
 cellular,
 
 

 Thầy
 Vũ
 Đức
 Thọ
 
•  GSM,
 CdmaOne
 and
 3G
 Systems,
 
 

 Raymond
 Steele,
 Chin-­‐Chun
 Lee,
 Peter
 Gould
 

•  GSM,
 Switching,
 Services
 and
 Protocols,
 
 

 John
 Wiley
 &
 Sons
 

•  Website
 của
 tạp
 chí
 bưu
 chính
 viễn
 thông,
 địa
 chỉ:
 http://
www.tapchibcvt.gov.vn/
 
• 
• 

 

 



 
Phần 1

 

TỔNG
 QUAN
 VỀ
 
 

 

HỆ
 THỐNG
 THÔNG
 TIN
 DI
 ĐỘNG
 
 

 


Giới
 thiệu
 

 
•  Hệ
  thống
  thông
  tin
  di
  động
  tế
  bào
 
  số
  (Digital
 
Cellular
 mobile
 communication
 systems)
 hay
 còn
 
gọi
  là
  hệ

  thống
  thông
  tin
  di
  động
  (mobile
 
systems)
 là
 hệ
 thống
 liên
 lạc
 với
 nhiều
 điểm
 truy
 
nhập
  khác
  nhau
  (access
  points,
  or
  base
  stations)
 
trên
 một
 vùng

 địa
 lý
 hay
 còn
 goi
 là
 các
 cell.
 
 

 
•  Nguời
 sử
 dụng
 có
 thể
 di
 chuyển
 trong
 vùng
 phủ
 
sóng
 của
 các
 trạm
 (base
 station).
 

Khái
 niệm
 tế
 bào
 
 
–  Cell
 –
 tế
 bào
 hay
 ô:
 là
 đơn
 vị
 cơ
 sở
 của
 mạng,
 tại
 đó
 
trạm
 di
 động
 MS
 tiến
 hành

 trao
 đổi
 thông
 tin
 với
 
mạng
 qua
 trạm
 thu
 phát
 gốc
 BTS
 (BS).
 
–  Trong
 đó:
 
 
–  MS:
 Mobile
 Station
 -­‐
 trạm
 di
 động.
 
–  BTS
 (BS):
 Base

 Tranceiver
 Station
 (Base
 Station)
 


Trạm
 thu
 phát
 gốc
 BTS
 
–
 Base
 
 Transceiver
 
Sta=on
 
(BS
 –
 Base
 Sta=on)
 
 


Vùng
 phủ

 
sóng
 
(coverage
 
area)
 

PBTS
RFC(n)

HÌNH
 DẠNG
 
 
LÝ
 THUYẾT
 
RSSI
 

chỉ
 thị
 
cường
 Strength
độ
 Hn
 hiệu
 

Radio
Signal
Indication

BTS

MS


Khái
 niệm
 tế
 bào
 
 
Độ
 nhạy
 thu
 -­‐
 Receive
 Sensitivity:
 
 
–  Mức
 công
 suất
 tối
 thiểu
 mà
 tại

 đó
 máy
 thu
 vẫn
 
nhận
  được
  tín
  hiệu
  với
  một
  chất
  lượng
  xác
 
định.
 
–  Đơn
 vị:
 [dBm]
 
–  VD:
  Card
  mạng
  WLAN
  theo
  chuẩn
  802.11
  có
  độ

 
nhạy
 thu
 là
 -­‐96
 dBm
 

 


Đơn
 vị
 công
 suất
 
P
 à
 W
 <=>
 dB;
 
 mW
 <=>
 dBm
 

 

 P(mW)

 
 
 
 P(dBm)
 

 10

 1

 10-­‐1

 10-­‐2
 


 10
 

 0
 

 -­‐10
 

 -­‐20
 

P(dBm) = P(dB) + 30
P

 (dBm)
 =
 10
 log10
 [
 P
 (mW)]
 


Hình
 dạng
 và
 kích
 thước
 cell
 
Cell
 lớn
 

 

(Macrocell)

Celln
hỏ
 

(Microcell)

Macro
 Cell
 
Vị
 trí
 thiết
 kế:
 

 
-­‐  Sóng
 vô
 tuyến
 ít
 bị
 
che
 khuất
 (
 vùng
 
nông
 thông,
 ven
 
biển
 .
 .

 .
 ).
 
-­‐  Mật
 độ
 thuê
 bao
 
thấp.
 
-­‐  Yêu
 cầu
 công
 suất
 
phát
 thấp.
 

 

Bán
 kính
 phủ
 sóng
 ~
 n
 km
 ÷
 n

 
 *
 10
 km
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (
 GSM:
 <=
 35
 Km)
 


Micro
 Cell
 
Vị
 trí
 thiết

 kế
 :
 

 
-­‐  Sóng
 vô
 tuyến
 bị
 che
 
khuất
 .
 

 
-­‐  Mật
 độ
 thuê
 bao
 
cao.
 
-­‐  Yêu
 cầu
 công
 suất
 
phát
 lớn.

 

 

Bán
 kính
 phủ
 sóng
 ~
 n
 *
 100
 m
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (
 GSM:
 <=
 2
 Km)

 


Phương
 thức
 phủ
 sóng
 
Vô
 hướng
 
Anten
 vô
 hướng
 hay
 3600
 
 bức
 
xạ
 năng
 lượng
 đều
 theo
 mọi
 
hướng.
 

1

 Site
 =
 1
 cell
 3600
 


Phương
 thức
 phủ
 sóng
 
Định
 hướng
 
Anten
 có
 hướng
 tính,
 tập
 trung
 
năng
 lượng
 trong
 một
 không
 
gian

 nhỏ
 hơn.
 

 

Cải
 thiện
 chất
 lượng
 tín
 hiệu.
 

 

Tăng
 dung
 lượng
 thuê
 bao.
 

1
 Site
 =
 3
 Cell
 1200
 

Phương
 thức
 phủ
 sóng
 


BTS
 –
 Base
 Transceiver
 StaYon
 


Phương
 thức
 phủ
 sóng
 
Quy
 hoạch
 vùng
 phủ
 sóng:
 

 

q 
 Mật
 độ
 thuê
 bao
 

 
q 
 Yếu
 tố
 địa
 hình
 
Số
 lượng
 BTS
 
Kích
 thước
 Cell
 
Phương
 thức
 phủ
 sóng


Phương
 thức

 phủ
 sóng
 
Global
Satellite
Suburban

Macrocell

Urban

Microcell

In-Building
Picocell


Lịch
 sử
 phát
 triển
 
•  1st
 generation
 
–  Analog
 circuit
 switched
 systems
 (AMPS)

 
•  2nd
 generation
 
–  Digital
 circuit
 switched
 systems
 (GSM,
 IS-­‐95)
 
•  2.5
 generation
 
–  Digital
 packet
 switched
 systems
 (GPRS)
 
•  3rd
 generation
 
–  Digital
 packet
 switched
 systems
 (UMTS,
 cdma2000)
 

•  4th
 generation:
 LTE
 Long
 Term
 Evolution
 


1G
 -­‐
 First
 Genera=on
 
q Hệ
  thống
  thông
  tin
  di
  động
  tương
  tự
  sử
  dụng
 
phương
  thức
  đa
  truy
  nhập

  phân
  chia
  theo
  tần
  số
 
FDMA
 và
 điều
 chế
 tần
 số
 FM.
 
 
q Đặc
 điểm
 chính:
 
–  Đơn
 thuần
 hỗ
 trợ
 dịch
 vụ
 thoại.
 
–  Chất
 lượng
 thấp.

 
–  Tính
 bảo
 mật
 kém.
 


1G
 -­‐
 First
 Genera=on
 


1G
 -­‐
 First
 Genera=on
 
q 
 Một
 số
 hệ
 thống
 điển
 hình:
 
–  NMT:
  Nordic

  Mobile
  Telephone
  sử
  dụng
  băng
  tần
  450
 
MHz.
  Triển
  khai
  tại
  các
  nước
  Bắc
  Âu
  vào
  năm
  1981
 
(Scandinavia).
 
–  TACS:
 Total
 Access
 Communication
 System
 triển
 khai
 tại

 
Anh
 vào
 năm
 1985.
 
–  AMPS:
 Advanced
 Mobile
 Phone
 System
 triển
 khai
 tại
 Bắc
 
Mỹ
 vào
 năm
 1978
 tại
 băng
 tần
 800
 MHz.
 


Second
 Genera=on

 (2G)
 
q 
 Các
 hệ
 thống
 thông
 tin
 di
 động
 số
 tế
 bào:
 
–  Dung
 lượng
 tăng.
 
–  Chất
 lượng
 thoại
 tốt
 hơn.
 
–  Hỗ
 trợ
 một
 số
 dịch
 vụ

 số
 liệu
 đơn
 giản.
 
q 
 Phương
 thức
 đa
 truy
 nhập:
 
–  TDMA
 
–  CDMA
 (Băng
 hẹp)
 
q 
 Phương
 thức
 chuyển
 mạch:
 
 chuyển
 mạch
 kênh
 -­‐
 Circuit
 

Switching.
 


Second
 Genera=on
 (2G)
 
Một
 số
 hệ
 thống
 điển
 hình:
 
•  GSM:
 (
 Global
 System
 for
 Mobile
 Phone
 )-­‐
 TDMA.
 Triển
 khai
 tại
 
Châu
 Âu

 vào
 năm
 1991.
 
•  D-­‐AMPS
  (
  IS-­‐136
  -­‐
  Digital
  Advanced
  Mobile
  Phone
  System)
  –
 
TDMA.
 Triển
 khai
 tại
 Mỹ
 
•  IS-­‐95
 (CDMA
 one)
 -­‐
 CDMA.
 
 

 Triển

 khai
 tại
 Mỹ
 và
 Hàn
 Quốc.
 
•  PDC
  (Personal
  Digital
  Cellular
  )
  –
  TDMA,
  Triển
  khai
  tại
  Nhật
 
Bản
 vào
 năm
 1991.