thienkim_ngocdiep
New Member
Tải Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 umts
Cùng với sự phát triển của các nghành công nghệ như điện tử, tin học . Công nghệ thông tin di động trong những năm qua đã phát triển mạnh mẽ, cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940 cho đến nay thông tin di động đã phát triển qua nhiều thế hệ và đã tiến một bước dài trên con đường công nghệ Trong thế kỷ 21, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ của thông tin vô tuyến trong đó thông tin di động đóng vai trò rất quan trọng. Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về số lượng lẫn chất lượng dịch vụ đặc biệt là dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện công nghệ băng rộng đã ra đời. Với khả năng tích hợp nhiều dịch vụ, công nghệ băng rộng đã dần chiếm lĩnh thị trường viễn thông. Có nhiều chuẩn thông tin di động thế hệ ba được đề xuất, trong đó chuẩn WCDMA đã được ITU chấp nhận và hiện nay đang được triển khai ở một số khu vực. Hệ thống UMTS là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng công nghệ TDMA như GSM, PDC, IS-136 UMTS sử dụng công nghệ CDMA đang là mục tiêu hướng tới của các hệ thống thông tin di động trên toàn thế giới, điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn hóa giao diện vô tuyến công nghệ truyền thông không dây trên toàn cầu.
Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động là một trong những khâu quan trọng của hệ thống, hạn chế được ảnh hưởng của hiệu ứng gần xa đến chất lượng dịch vụ thoại, dung lượng của hệ thống và khả năng chống lại fading vốn là đặc trưng của môi trường di động. Điều khiển công suất cho các hệ thống vô tuyến tế bào đã được nghiên cứu tương đối chi tiết trong một số công trình. Đối với các hệ thống băng hẹp, các sơ đồ điều khiển công suất đã gợi mở cho nhiều nghiên cứu tiếp theo cho hệ thống băng rộng.
Xuất phát từ những suy nghĩ như vậy nên em đã quyết định chọn đề tài: ”Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS”. Đồ án thực hiện nghiên cứu, phân tích , kỹ thuật điều khiển công suất là DSSPC nhằm tối ưu hoạt động của mạng đồng thời cải thiện chất lượng của hệ thống.
Đồ án gồm 4 chương với nội dung chính trong từng chương như sau :
Chương 1: “Hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS” sẽ giới thiệu tổng quan các vấn đề cơ bản về công nghệ WCDMA, cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UMTS, sơ lược về những dịch vụ và ứng dụng trong hệ thống này trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba.
Chương 2: “Các kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS” sẽ trình bày về ý nghĩa và phân loại các kỹ thuật điều khiển công suất. Từ đó đi sâu vào phân tích các kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS.
Chương 3: “Điều khiển công suất theo bước động DSSPC và điều khiển công suất phân tán DPC trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS” nhằm nghiên cứu hai mô hình điều khiển công suất để tối ưu hoạt động của mạng.
Chương 4: “Kết quả tính toán và mô phỏng” dựa trên quỹ đường truyền để tính toán các thông số của hai phương pháp điều khiển công suất. Đồ án đã đưa ra cách tính toán cụ thể để điều khiển công suất đường lên đồng thời kết quả được thể hiện chính xác thông qua chương trình mô phỏng sử dụng ngôn ngữ Visual Basic.
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS
1.1 Giới thiệu chương . 3
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000 . 3
1.3 Công nghệ WCDMA . 4
1.4 Hệ thống UMTS 6
1.4.1 Tổng quan . 6
1.4.2 Dịch vụ của hệ thống UMTS 7
1.4.3 Cấu trúc của hệ thống UMTS . 9
1.4.4 Mạng lõi CN ( Core Network ) 11
1.4.5 Truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN . 12
(UMTS Terrestrial Radio Acess Network)
1.4.6 Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment) . 14
1.5 Chuyển giao 14
1.5.1 Tổng quan về chuyển giao trong mạng di động 14
1.5.2 Các loại chuyển giao trong hệ thống 3G WCDMA 15
1.6 Kết luận chương . 18
CHƯƠNG 2 Các kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin
di động thế hệ ba UMTS
2.1 Giới thiệu chương 19
2.2 Ý nghĩa của điều khiển công suất 19
2.3 Phân loại điều khiển công suất 21
2.3.1 Điều khiển công suất cho đường xuống và đường lên 21
2.3.2 Điều khiển công suất phân tán và tập trung . 21
2.3.3 Phân loại điều khiển công suất theo phương pháp đo 22
2.3.4 Điều khiển công suất vòng kín và vòng hở . 23
2.4 Điều khiển công suất vòng hở trong WCDMA 26
2.4.1 Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường lên . 26
2.4.2 Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường xuống . 27
2.5 Điều khiển công suất ở các kênh chung đường xuống . 28
2.6 Các thủ tục điều khiển công suất vòng trong 30
2.6.1 Trình bày điều khiển công suất vòng trong đường lên 30
2.6.2 Trình bày điều khiển công suất vòng trong đường xuống . 33
2.7 Điều khiển công suất vòng ngoài 36
2.7.1 Điều khiển công suất vòng ngoài đường lên . 37
2.7.2 Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống 38
2.8 Kết luận chương . 39
Chương 3 Điều khiển công suất theo bước động DSSPC và điều khiển
công suất phân tán DPC trong hệ thống thông tin di động
thế hệ ba UMTS
3.1 Giới thiệu chương 40
3.2 Tổng quan . 40
3.3 Một số lý thuyết sử dụng trong thuật toán . 42
3.3.1 Nhiễu đồng kênh . 42
3.3.2 Nhiễu kênh lân cận 43
3.3.3 Hiện tượng gần xa 43
3.3.4 Tải lưu lượng . 45
3.3.5 Cấp độ phục vụ 47
3.3.6 Hiệu quả sử dụng kênh 48
3.4 Phương pháp điều khiển công suất theo bước động DSSPC 48
(Dynamic Step Size Power Control) .
3.4.1 Khái niệm và lợi ích của độ dự trữ, cửa sổ công suất 48
3.4.2 Sự hoạt động của mạng . 49
3.4.3 Sự hoạt động của trạm di động . 51
3.4.4 các công thức tính toán 54
3.5 Phương pháp điều khiển công suất phân tán DPC . 56
(Distributed Power Control)
3.5.1 Tổng quan . 56
3.5.2 Mô hình hệ thống 57
3.5.3 Thuật toán điều khiển công suất phân tán DPC . 58
3.6 Kết luận chương . 60
Chương 4 Tính toán và mô phỏng
4.1. Giới thiệu chương 61
4.2. Quỹ đường truyền tham khảo cho hệ thống UMTS . 61
4.3. Phương pháp tính toán cụ thể 63
4.4 Kết quả tính toán và mô phỏng . 65
4.5. Kết luận chương . 68
Tài liệu tham khảo 69
Phụ lục 1 . 72
Phụ lục 2 75
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 UMTS
1.1 Giới thiệu chương
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về các dịch vụ của hệ thống thông tin di động, nhất là các dịch vụ truyền số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đưa ra hệ thống thông tin di động mới. Trước bối cảnh đó hiệp hội viễn thông quốc tế ITU đã đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ ba với với tên gọi là IMT- 2000 Đồng thời các cơ quan về tiêu chuẩn hoá xúc tiến việc xây dựng một tiêu chuẩn hoá áp dụng cho IMT- 2000 thông qua dự án 3GPP (Third Generation Partnership Project). Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được ra đời từ dự án 3GPP được gọi là hệ thống thông tin di động UMTS/WCDMA.
Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ ba và một bộ phận quan trọng của nó là hệ thống UMTS thông qua tìm hiểu cấu trúc mạng.
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn chung IMT- 2000 (Internaltional Mobile Telecommunications 2000–Viễn thông di động quốc tế 2000). Các tiêu chí chung để xây dựng IMT- 2000 như sau :
Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2 GHz như sau :
+ Đường lên : 1885 – 2025 MHz
+ Đường xuống : 2110 – 2200 MHz
Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các hình loại thông tin vô tuyến:
+ Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến
+ Tương tác cho mọi loại dịch vụ viễn thông
Sử dụng các môi trường khai thác khác nhau như :
+ Trong công sở
+ Ngoài đường
+ Trên xe
+ Vệ tinh
Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho tiếng, số liệu chuyển mạch kênh và số liệu chuyển mạch gói.
Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Cung cấp hai mô hình truyền dữ liệu đồng bộ và không đồng bộ.
Có khả năng chuyển vùng toàn cầu.
Có khả năng sử dụng giao thức Internet.
Hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn các hệ thống đã có.
Môi trường hoạt động của IMT- 2000 được chia thành bốn vùng với tốc độ bit Rb phục vụ như sau :
Vùng 1 : trong nhà, ô pico, RbĠ 2 Mbps
Vùng 2 : thành phố, ô micro, RbĠ 384 Mbps
Vùng 3 : ngoại ô, ô macro, RbĠ 144 Kbps
Vùng 4 : toàn cầu, Rb = 9,6 Kbps
Hiện nay hai tiêu chuẩn đã được chấp thuận cho IMT- 2000 là :
WCDMA được xây dựng trên cơ sở cộng tác của Châu Âu và Nhật Bản
Cdma2000 do Mỹ xây dựng
Công nghệ WCDMA
WCDMA (Wideband CDMA) là công nghệ thông tin di động thế hệ ba giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA. Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì WCDMA nhận được sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình.
WCDMA có các đặc điểm cơ bản sau :
Là hệ thống đa truy cập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp, có tốc độ bit lên cao (lên đến 2 Mbps).
Tốc độ chip 3,84 Mcps với độ rộng sóng mang 5 MHz, do đó hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao đem lại nhiều lợi ích như độ lợi đa phân tập.
Hỗ trợ tốc độ người sử dụng thay đổi liên tục. Mỗi người sử dụng cung cấp một khung, trong khung đó tốc độ dữ liệu giữ cố định nhưng tốc độ có thể thay đổi từ khung này đến khung khác.
Hỗ trợ hai mô hình vô tuyến FDD và TDD. Trong mô hình FDD sóng mang 5 MHz sử dụng cho đường lên và đường xuống, còn trong mô hình TDD sóng mang 5 MHz chia xẻ theo thời gian giữa đường lên và đường xuống.
WCDMA hỗ trợ hoạt động không đồng bộ của các trạm gốc, do đó dễ dàng phát triển các trạm gốc vừa và nhỏ.
WCDMA sử dụng tách sóng có tham chiếu đến sóng mang dựa trên kênh hoa tiêu, do đó có thể nâng cao dung lượng và vùng phủ.
WCDMA được thiết kế dễ dàng nâng cấp hơn các hệ thống CDMA như tách sóng đa người sử dụng, sử dụng anten thông minh để nâng cao dung lượng và vùng phủ.
WCDMA được thiết kế tương thích với GSM để mở rộng vùng phủ sóng và dung lượng của mạng.
Lớp vật lý mềm dẻo dễ thích hợp được tất cả thông tin trên một sóng mang.
Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1
Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến.
Nhược điểm chính của W_CDMA là hệ thống không cho phép trong băng TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu các môi trường làm việc khác nhau.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba WCDMA có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit lên đến 2 Mbps. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dễ dàng các dịch vụ mới như: điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa phương tiện khác.
1.4 Hệ thống UMTS
1.4.1 Tổng quan
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 được xây dựng với mục đích cung cấp cho một mạng di động toàn cầu với các dịch vụ phong phú bao gồm thoại, nhắn tin, Internet và dữ liệu băng rộng. Tại Châu Âu hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 đã được tiêu chuẩn hoá bởi học viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI: European Telecommunications Standard Institute) phù hợp với tiêu chuẩn IMT- 2000 của ITU (International Telecommunication Union). Hệ thống có tên là UMTS (hệ thống di động viễn thông toàn cầu). UMTS được xem là hệ thống kế thừa của hệ thống 2G GSM (Global System for Mobile Communication), nhằm đáp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ di động và ứng dụng Internet với tốc độ truyền dẫn lên tới 2 Mbps và cung cấp một tiêu chuẩn chuyển vùng toàn cầu.
UMTS được phát triển bởi Third Generation Partnership Project (3GPP) là dự án phát triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn hoá (SDO) như : ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC (Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và CWTS (Trung Quốc).
Hội nghị vô tuyến thế giới năm 1992 đã đưa ra các phổ tần số dùng cho hệ thống UMTS:
1920 ÷ 1980 MHz và 2110 ÷ 2170 MHz dành cho các ứng dụng FDD (Frequency Division Duplex: ghép kênh theo tần số) đường lên và đường xuống, khoảng cách kênh là 5 MHz.
Hình 1.1: Các phổ tần dùng cho hệ thống UMTS
1900 MHz ÷ 1902 MHz và 2010 ÷ 2025 MHz dành cho các ứng dụng TDD – TD/CMDA, khoảng cách kênh là 5 MHz.
1980 MHz ÷ 2010 MHz và 2170 MHz ÷ 2200 MHz dành cho đường xuống và đường lên vệ tinh.
Năm 1998 3GPP đã đưa ra 4 tiêu chuẩn chính của UMTS:
- Dịch vụ
- Mạng lõi
- Mạng truy nhập vô tuyến
- Thiết bị đầu cuối
- Cấu trúc hệ thống
1.4.2 Dịch vụ của hệ thống UMTS
3 GPP đã xây dựng tiêu chuẩn cho các dịch vụ của hệ thống UMTS nhằm đáp ứng :
- Định nghĩa và các đặc điểm yêu cầu của dịch vụ
- Phát triển dung lượng và cấu trúc dịch vụ cho các ứng dụng mạng tổ ong, mạng cố định và mạng di động
- Thuê bao và tính cước
UMTS cung cấp các loại dịch vụ xa (teleservices) như thoại hay bản tin ngắn (SMS) và các loại dịch vụ mang (bearer services: một dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng truyền tín hiệu giữa hai giao diện người sử dụng–mạng). Các mạng có các tham số Q0S (Quality of Service: chất lư
Download miễn phí Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 umts
Cùng với sự phát triển của các nghành công nghệ như điện tử, tin học . Công nghệ thông tin di động trong những năm qua đã phát triển mạnh mẽ, cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940 cho đến nay thông tin di động đã phát triển qua nhiều thế hệ và đã tiến một bước dài trên con đường công nghệ Trong thế kỷ 21, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ của thông tin vô tuyến trong đó thông tin di động đóng vai trò rất quan trọng. Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về số lượng lẫn chất lượng dịch vụ đặc biệt là dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện công nghệ băng rộng đã ra đời. Với khả năng tích hợp nhiều dịch vụ, công nghệ băng rộng đã dần chiếm lĩnh thị trường viễn thông. Có nhiều chuẩn thông tin di động thế hệ ba được đề xuất, trong đó chuẩn WCDMA đã được ITU chấp nhận và hiện nay đang được triển khai ở một số khu vực. Hệ thống UMTS là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng công nghệ TDMA như GSM, PDC, IS-136 UMTS sử dụng công nghệ CDMA đang là mục tiêu hướng tới của các hệ thống thông tin di động trên toàn thế giới, điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn hóa giao diện vô tuyến công nghệ truyền thông không dây trên toàn cầu.
Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động là một trong những khâu quan trọng của hệ thống, hạn chế được ảnh hưởng của hiệu ứng gần xa đến chất lượng dịch vụ thoại, dung lượng của hệ thống và khả năng chống lại fading vốn là đặc trưng của môi trường di động. Điều khiển công suất cho các hệ thống vô tuyến tế bào đã được nghiên cứu tương đối chi tiết trong một số công trình. Đối với các hệ thống băng hẹp, các sơ đồ điều khiển công suất đã gợi mở cho nhiều nghiên cứu tiếp theo cho hệ thống băng rộng.
Xuất phát từ những suy nghĩ như vậy nên em đã quyết định chọn đề tài: ”Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS”. Đồ án thực hiện nghiên cứu, phân tích , kỹ thuật điều khiển công suất là DSSPC nhằm tối ưu hoạt động của mạng đồng thời cải thiện chất lượng của hệ thống.
Đồ án gồm 4 chương với nội dung chính trong từng chương như sau :
Chương 1: “Hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS” sẽ giới thiệu tổng quan các vấn đề cơ bản về công nghệ WCDMA, cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UMTS, sơ lược về những dịch vụ và ứng dụng trong hệ thống này trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba.
Chương 2: “Các kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS” sẽ trình bày về ý nghĩa và phân loại các kỹ thuật điều khiển công suất. Từ đó đi sâu vào phân tích các kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS.
Chương 3: “Điều khiển công suất theo bước động DSSPC và điều khiển công suất phân tán DPC trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS” nhằm nghiên cứu hai mô hình điều khiển công suất để tối ưu hoạt động của mạng.
Chương 4: “Kết quả tính toán và mô phỏng” dựa trên quỹ đường truyền để tính toán các thông số của hai phương pháp điều khiển công suất. Đồ án đã đưa ra cách tính toán cụ thể để điều khiển công suất đường lên đồng thời kết quả được thể hiện chính xác thông qua chương trình mô phỏng sử dụng ngôn ngữ Visual Basic.
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS
1.1 Giới thiệu chương . 3
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000 . 3
1.3 Công nghệ WCDMA . 4
1.4 Hệ thống UMTS 6
1.4.1 Tổng quan . 6
1.4.2 Dịch vụ của hệ thống UMTS 7
1.4.3 Cấu trúc của hệ thống UMTS . 9
1.4.4 Mạng lõi CN ( Core Network ) 11
1.4.5 Truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN . 12
(UMTS Terrestrial Radio Acess Network)
1.4.6 Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment) . 14
1.5 Chuyển giao 14
1.5.1 Tổng quan về chuyển giao trong mạng di động 14
1.5.2 Các loại chuyển giao trong hệ thống 3G WCDMA 15
1.6 Kết luận chương . 18
CHƯƠNG 2 Các kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin
di động thế hệ ba UMTS
2.1 Giới thiệu chương 19
2.2 Ý nghĩa của điều khiển công suất 19
2.3 Phân loại điều khiển công suất 21
2.3.1 Điều khiển công suất cho đường xuống và đường lên 21
2.3.2 Điều khiển công suất phân tán và tập trung . 21
2.3.3 Phân loại điều khiển công suất theo phương pháp đo 22
2.3.4 Điều khiển công suất vòng kín và vòng hở . 23
2.4 Điều khiển công suất vòng hở trong WCDMA 26
2.4.1 Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường lên . 26
2.4.2 Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường xuống . 27
2.5 Điều khiển công suất ở các kênh chung đường xuống . 28
2.6 Các thủ tục điều khiển công suất vòng trong 30
2.6.1 Trình bày điều khiển công suất vòng trong đường lên 30
2.6.2 Trình bày điều khiển công suất vòng trong đường xuống . 33
2.7 Điều khiển công suất vòng ngoài 36
2.7.1 Điều khiển công suất vòng ngoài đường lên . 37
2.7.2 Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống 38
2.8 Kết luận chương . 39
Chương 3 Điều khiển công suất theo bước động DSSPC và điều khiển
công suất phân tán DPC trong hệ thống thông tin di động
thế hệ ba UMTS
3.1 Giới thiệu chương 40
3.2 Tổng quan . 40
3.3 Một số lý thuyết sử dụng trong thuật toán . 42
3.3.1 Nhiễu đồng kênh . 42
3.3.2 Nhiễu kênh lân cận 43
3.3.3 Hiện tượng gần xa 43
3.3.4 Tải lưu lượng . 45
3.3.5 Cấp độ phục vụ 47
3.3.6 Hiệu quả sử dụng kênh 48
3.4 Phương pháp điều khiển công suất theo bước động DSSPC 48
(Dynamic Step Size Power Control) .
3.4.1 Khái niệm và lợi ích của độ dự trữ, cửa sổ công suất 48
3.4.2 Sự hoạt động của mạng . 49
3.4.3 Sự hoạt động của trạm di động . 51
3.4.4 các công thức tính toán 54
3.5 Phương pháp điều khiển công suất phân tán DPC . 56
(Distributed Power Control)
3.5.1 Tổng quan . 56
3.5.2 Mô hình hệ thống 57
3.5.3 Thuật toán điều khiển công suất phân tán DPC . 58
3.6 Kết luận chương . 60
Chương 4 Tính toán và mô phỏng
4.1. Giới thiệu chương 61
4.2. Quỹ đường truyền tham khảo cho hệ thống UMTS . 61
4.3. Phương pháp tính toán cụ thể 63
4.4 Kết quả tính toán và mô phỏng . 65
4.5. Kết luận chương . 68
Tài liệu tham khảo 69
Phụ lục 1 . 72
Phụ lục 2 75
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
CHƯƠNG 1HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 UMTS
1.1 Giới thiệu chương
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về các dịch vụ của hệ thống thông tin di động, nhất là các dịch vụ truyền số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đưa ra hệ thống thông tin di động mới. Trước bối cảnh đó hiệp hội viễn thông quốc tế ITU đã đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ ba với với tên gọi là IMT- 2000 Đồng thời các cơ quan về tiêu chuẩn hoá xúc tiến việc xây dựng một tiêu chuẩn hoá áp dụng cho IMT- 2000 thông qua dự án 3GPP (Third Generation Partnership Project). Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được ra đời từ dự án 3GPP được gọi là hệ thống thông tin di động UMTS/WCDMA.
Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ ba và một bộ phận quan trọng của nó là hệ thống UMTS thông qua tìm hiểu cấu trúc mạng.
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn chung IMT- 2000 (Internaltional Mobile Telecommunications 2000–Viễn thông di động quốc tế 2000). Các tiêu chí chung để xây dựng IMT- 2000 như sau :
Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2 GHz như sau :
+ Đường lên : 1885 – 2025 MHz
+ Đường xuống : 2110 – 2200 MHz
Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các hình loại thông tin vô tuyến:
+ Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến
+ Tương tác cho mọi loại dịch vụ viễn thông
Sử dụng các môi trường khai thác khác nhau như :
+ Trong công sở
+ Ngoài đường
+ Trên xe
+ Vệ tinh
Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho tiếng, số liệu chuyển mạch kênh và số liệu chuyển mạch gói.
Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Cung cấp hai mô hình truyền dữ liệu đồng bộ và không đồng bộ.
Có khả năng chuyển vùng toàn cầu.
Có khả năng sử dụng giao thức Internet.
Hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn các hệ thống đã có.
Môi trường hoạt động của IMT- 2000 được chia thành bốn vùng với tốc độ bit Rb phục vụ như sau :
Vùng 1 : trong nhà, ô pico, RbĠ 2 Mbps
Vùng 2 : thành phố, ô micro, RbĠ 384 Mbps
Vùng 3 : ngoại ô, ô macro, RbĠ 144 Kbps
Vùng 4 : toàn cầu, Rb = 9,6 Kbps
Hiện nay hai tiêu chuẩn đã được chấp thuận cho IMT- 2000 là :
WCDMA được xây dựng trên cơ sở cộng tác của Châu Âu và Nhật Bản
Cdma2000 do Mỹ xây dựng
Công nghệ WCDMA
WCDMA (Wideband CDMA) là công nghệ thông tin di động thế hệ ba giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA. Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì WCDMA nhận được sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình.
WCDMA có các đặc điểm cơ bản sau :
Là hệ thống đa truy cập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp, có tốc độ bit lên cao (lên đến 2 Mbps).
Tốc độ chip 3,84 Mcps với độ rộng sóng mang 5 MHz, do đó hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao đem lại nhiều lợi ích như độ lợi đa phân tập.
Hỗ trợ tốc độ người sử dụng thay đổi liên tục. Mỗi người sử dụng cung cấp một khung, trong khung đó tốc độ dữ liệu giữ cố định nhưng tốc độ có thể thay đổi từ khung này đến khung khác.
Hỗ trợ hai mô hình vô tuyến FDD và TDD. Trong mô hình FDD sóng mang 5 MHz sử dụng cho đường lên và đường xuống, còn trong mô hình TDD sóng mang 5 MHz chia xẻ theo thời gian giữa đường lên và đường xuống.
WCDMA hỗ trợ hoạt động không đồng bộ của các trạm gốc, do đó dễ dàng phát triển các trạm gốc vừa và nhỏ.
WCDMA sử dụng tách sóng có tham chiếu đến sóng mang dựa trên kênh hoa tiêu, do đó có thể nâng cao dung lượng và vùng phủ.
WCDMA được thiết kế dễ dàng nâng cấp hơn các hệ thống CDMA như tách sóng đa người sử dụng, sử dụng anten thông minh để nâng cao dung lượng và vùng phủ.
WCDMA được thiết kế tương thích với GSM để mở rộng vùng phủ sóng và dung lượng của mạng.
Lớp vật lý mềm dẻo dễ thích hợp được tất cả thông tin trên một sóng mang.
Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1
Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến.
Nhược điểm chính của W_CDMA là hệ thống không cho phép trong băng TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu các môi trường làm việc khác nhau.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba WCDMA có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit lên đến 2 Mbps. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dễ dàng các dịch vụ mới như: điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa phương tiện khác.
1.4 Hệ thống UMTS
1.4.1 Tổng quan
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 được xây dựng với mục đích cung cấp cho một mạng di động toàn cầu với các dịch vụ phong phú bao gồm thoại, nhắn tin, Internet và dữ liệu băng rộng. Tại Châu Âu hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 đã được tiêu chuẩn hoá bởi học viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI: European Telecommunications Standard Institute) phù hợp với tiêu chuẩn IMT- 2000 của ITU (International Telecommunication Union). Hệ thống có tên là UMTS (hệ thống di động viễn thông toàn cầu). UMTS được xem là hệ thống kế thừa của hệ thống 2G GSM (Global System for Mobile Communication), nhằm đáp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ di động và ứng dụng Internet với tốc độ truyền dẫn lên tới 2 Mbps và cung cấp một tiêu chuẩn chuyển vùng toàn cầu.
UMTS được phát triển bởi Third Generation Partnership Project (3GPP) là dự án phát triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn hoá (SDO) như : ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC (Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và CWTS (Trung Quốc).
Hội nghị vô tuyến thế giới năm 1992 đã đưa ra các phổ tần số dùng cho hệ thống UMTS:
1920 ÷ 1980 MHz và 2110 ÷ 2170 MHz dành cho các ứng dụng FDD (Frequency Division Duplex: ghép kênh theo tần số) đường lên và đường xuống, khoảng cách kênh là 5 MHz.
Hình 1.1: Các phổ tần dùng cho hệ thống UMTS
1900 MHz ÷ 1902 MHz và 2010 ÷ 2025 MHz dành cho các ứng dụng TDD – TD/CMDA, khoảng cách kênh là 5 MHz.
1980 MHz ÷ 2010 MHz và 2170 MHz ÷ 2200 MHz dành cho đường xuống và đường lên vệ tinh.
Năm 1998 3GPP đã đưa ra 4 tiêu chuẩn chính của UMTS:
- Dịch vụ
- Mạng lõi
- Mạng truy nhập vô tuyến
- Thiết bị đầu cuối
- Cấu trúc hệ thống
1.4.2 Dịch vụ của hệ thống UMTS
3 GPP đã xây dựng tiêu chuẩn cho các dịch vụ của hệ thống UMTS nhằm đáp ứng :
- Định nghĩa và các đặc điểm yêu cầu của dịch vụ
- Phát triển dung lượng và cấu trúc dịch vụ cho các ứng dụng mạng tổ ong, mạng cố định và mạng di động
- Thuê bao và tính cước
UMTS cung cấp các loại dịch vụ xa (teleservices) như thoại hay bản tin ngắn (SMS) và các loại dịch vụ mang (bearer services: một dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng truyền tín hiệu giữa hai giao diện người sử dụng–mạng). Các mạng có các tham số Q0S (Quality of Service: chất lư