Lời mở đầu 1 Chương 1: Sự phát triển của các hệ thống thông tin di động 3

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

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, I_u 24

2.2.2.2 Giao diện RNC – RNC, I_Ur 25

2.2.2.3 Giao diện RNC – Node B, I_Ub 26

2.3 Kết luận chương 2: 26

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

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

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

DANH SÁCH HÌNH VẼ

----o00o----

Số hiệu hình	Tên hình	Trang
1.1	Hệ thống điện thoại di động	3
1.2	Khái niệm về hệ thống FDMA	5
1.3	Khái niệm về hệ thống TDMA	7
1.4	Khái niệm về hệ thống CDMA	9
1.5	Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động lên 3G	10
2.1	Cấu trúc mạng WCDMA	18
2.2	Cấu trúc của UMTS	22
2.3	Mô hình tổng quát các giao diện vô tuyến của UTRAN	24
3.1	Mạch mã hóa vòng với đa thức sinh g(x) = 1 + g1x + g2x2 + ...+ gn-k-1xn-k-1 + xn-k	28
3.2	Quá trình trải phổ và giải trải phổ	32
3.3	Mã OVSF	33
3.4	Mạch thanh ghi dịch tạo chuỗi PN	36
3.5	Đặc trưng của một phiên dịch vụ gói	42
3.6	Lưu đồ tìm nhận ô theo 3 bước	45
3.7	Thuật toán tìm nhận ô tốc độ cao theo chế độ rỗi	47
3.8	Các loại phân tận trong WCDMA	49
3.9	Máy thu quét (Rake receiver)	51
3.10	Cấu trúc khung vô tuyến của DPDCH/DPCCH đường lên	53
3.11	Số thứ tự các khe truy nhập RACH và khoảng cách giữa chúng	56
3.12	Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên	56
3.13	Cấu trúc khung vô tuyến phần bản tin RACH	57
3.14	Cấu trúc phát đa truy nhập ngẫu nhiên CPCH	58
3.15	Cấu trúc khung của DPCH đường xuống	59
3.16	Cấu trúc khung của kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp	60
3.17	Cấu trúc khung của S-CCPCH	61
3.18	Cấu trúc khung kênh đồng bộ	62
3.19	Cấu trúc khung của PDSCH	63
3.20	Cấu trúc kênh chỉ thị bắt AICH	63
3.21	Cấu trúc kênh chỉ thị tìm gọi	64
3.22	Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý	66
3.23	Chuyển giao mềm 2 đường	68
3.24	Chuyển giao mềm 3 đường	69
3.25	Chuyển giao mềm hơn	70
3.26	Chuyển giao mềm –mềm hơn	71
3.27	Chuyển giao cứng cùng tần số	72
3.28	Chuyển giao cứng khác tần số	73
3.29	Quá trình chuyển giao	75
3.30	Vòng điều khiển trong và vòng điều khiển ngoài	79
3.31	Điều chỉnh công suất đường truyền lên được thực hiện bởi trạm gốc	81
3.32	Điều chỉnh công suất đường truyền lên được thực hiện bởi máy di động	82
3.33	Dự trữ SIR đối với các chất lượng dịch vụ khác nhau	83
3.34	Thuật toán tạo lập TPC trong DSSPC	85
3.35	Mô hình chung của DSSPC đối với điều khiển công suất đường lên	87
4.1	Module Các giải pháp kỹ thuật sử dụng trong WCDMA-HSDPA	92
4.2	Module Cấu trúc mạng WCDMA	93
4.3	Module Road to 3G	94
4.4	Module Thủ tục thực hiện cuộc gọi	95
4.5	Module Quá trình chuyển giao mềm	96
5.1	Biểu đồ cột so sánh thời gian download của các công nghệ	99
5.2	Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với WCDMA	100
5.3	Nguyên lý hoạt động cơ bản của HSDPA	102
5.4	Kiến trúc giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-DSCH	104
5.5	Giao diện vô tuyến của HSDPA	105
5.6	Thời gian và bộ mã được chia sẻ trong HS-DSCH	106
5.7	Trạng thái kênh của các user	107
5.8	Hệ thống trong trường hợp 1 kênh HS-SCCH và phân chia đa thời gian	109
5.9	Cấu trúc kênh HS-DPCCH	109
5.10	Hoạt động của giao thức SAW 4 kênh	114
5.11	Quá trình truyền lại khối dữ liệu IR	115

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

----o00o----

Số hiệu bảng	Tên bảng	Trang
1.1	Từ GSM lên 3G	11
1.2	Từ CDMAOne lên 3G	12
1.3	Bảng so sánh các công nghệ di động và tốc độ truyền dữ liệu	13
2.1	Các thông số chính của WCDMA	17
3.1	Bảng tạo ra mã ngẫu nhiên với đa thức tạo mã G(x) =	38
3.2	Bảng tra cứu ứng dụng DSSPC	54
3.3	Cấu trúc các trường của DPDCH	55
3.4	Các trường số liệu của phần bản tin RACH	57
3.5	Trường điều khiển phần bản tin RACH	57
3.6	Bảng tra cứu ứng dụng DSSPC	87
5.1	Lược đồ mã hoá điều chế của HSDPA và tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi mã	113

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.

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

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.

The content of 1^st 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 2^nd 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

The content of this chapter studies about Technical Solutions in WCDMA with unique advantages compared with previous mobile generations: coding technique, access package…and special is Direct Sequence Spreading Spectrum technique and handover, power control

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

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

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

1G 1 Generation

Thế hệ di động thứ 1

Thế hệ di động thứ 2

Thế hệ di động thứ 3

Thế hệ di động thứ 3.5

Điều chế và mã hóa thích ứng

Hệ thống điện thoại di động tiên tiến

Yêu cầu lặp lại tự động.

Kênh quảng bá điều khiển

Tỷ số bit lỗi.

Khóa dịch pha nhị phân.

Trạm gốc

Bộ điều khiển trạm gốc

Trạm vô tuyến gốc.

Kênh điều khiển chung

Kênh điều khiển chung

Kênh truyền tải chung

Đa truy cập chia theo mã

Mạng lõi

Kênh vật lý điều khiển chung.

Kênh hoa tiêu chung.

Chỉ thị chất lượng kênh

Chuyển mạch kênh

Kênh lưu lượng chung