Bài giảng môn TTDĐ: Giao diện vô tuyến của WCDMA UMTS và HSPA - Nguyễn Viết Đảm

Chia sẻ: Codon_01 Codon_01 | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:125

Thêm vào BST

Báo xấu

216
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Thông tin di động: Giao diện vô tuyến của WCDMA UMTS và HSPA - Nguyễn Viết Đảm với mục đích giúp sinh viên hiểu giao diện vô tuyến của WCDMA/FDD; hiểu được sơ đồ kênh vật lý; hiểu được cấu trúc khung kênh DPCH; hiểu được điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn TTDĐ: Giao diện vô tuyến của WCDMA UMTS và HSPA - Nguyễn Viết Đảm

4.1. GIỚI THIỆU CHUNG MỤC ĐÍCH  Hiểu giao diện vô tuyến của WCDMA/FDD  Hiểu được sơ đồ kênh vật lý  Hiểu được cấu trúc khung kênh DPCH  Hiểu được điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý  Hiểu được giao diện vô tuyến HSPA  Hiểu được các kỹ thuât phân tập phát NỘI DUNG  Kiến trúc hệ thống 3G UMTS  Kiến trúc giao diện vô tuyến của WCDMA/FDD  Các kênh của WCDMA/FDD  Sơ đồ kênh vật lý WCDMA/FDD  Sơ đồ trải phổ định kênh, ngẫu nhiên hóa và điều chế  Cấu trúc khung DPCH  Điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý  Truy nhập gói tốc độ cao (HSPA)  Các kỹ thuật phân tập phát
KIẾN TRÚC GSM NSS BSS E PSTN Abis A PSTN B BSC C MS MSC GMSC D BTS VLR SS7 H HLR AuC BSS — Base Station System NSS — Network Sub-System BTS — Base Transceiver Station MSC — Mobile-service Switching Controller BSC — Base Station Controller VLR — Visitor Location Register MS — Mobile Station HLR — Home Location Register GSM — Global System for Mobile communication AuC — Authentication Server GMSC — Gateway MSC
KIẾN TRÚC 2,5G 2G MS (voice only) NSS BSS E PSTN Abis A PSTN B BSC C MS MSC GMSC D BTS VLR Gs SS7 H Gb 2G+ MS (voice & data) Gr HLR AuC Gc Gn Gi PSDN SGSN IP GGSN BSS — Base Station System NSS — Network Sub-System SGSN — Serving GPRS Support Node BTS — Base Transceiver Station MSC — Mobile-service Switching Controller GGSN — Gateway GPRS Support Node BSC — Base Station Controller VLR — Visitor Location Register HLR — Home Location Register GPRS — General Packet Radio Service AuC — Authentication Server GMSC — Gateway MSC
KIẾN TRÚC 3G UMTS (R99) — 3G Radios 2G MS (voice only) CN BSS E PSTN Abis A PSTN B BSC C MSC GMSC Gb D BTS VLR Gs SS7 H 2G+ MS (voice & data) IuCS RNS Gr HLR AuC ATM Gc Iub IuPS Gn Gi PSDN RNC IP SGSN GGSN Node B 3G UE (voice & data) BSS — Base Station System CN — Core Network SGSN — Serving GPRS Support Node BTS — Base Transceiver Station MSC — Mobile-service Switching Controller GGSN — Gateway GPRS Support Node BSC — Base Station Controller VLR — Visitor Location Register HLR — Home Location Register UMTS — Universal Mobile Telecommunication System RNS — Radio Network System AuC — Authentication Server RNC — Radio Network Controller GMSC — Gateway MSC
KIẾN TRÚC 3G UMTS (R4)— Soft Switching 2G MS (voice only) CN CS-MGW Nb BSS CS-MGW A Abis Nc PSTN PSTN Mc Mc B BSC C MSC Server GMSC server Gb D BTS VLR Gs SS7 H 2G+ MS (voice & data) IuCS RNS IP/ATM Gr HLR AuC ATM Gc Iub IuPS Gn Gi PSDN RNC SGSN GGSN Node B 3G UE (voice & data) BSS — Base Station System CN — Core Network SGSN — Serving GPRS Support Node BTS — Base Transceiver Station MSC — Mobile-service Switching Controller GGSN — Gateway GPRS Support Node BSC — Base Station Controller VLR — Visitor Location Register MGW- Media Gateway HLR — Home Location Register RNS — Radio Network System AuC — Authentication Server RNC — Radio Network Controller GMSC — Gateway MSC
4.2. MỞ ĐẦU WCDMA UMTS ? là một trong các tiêu chuẩn của IMT2000 nhằm phát triển GSM để cung cấp các khả năng cho thế hệ ba. Mạng lõi được phát triển từ GSM/GPRS bằng cách nâng cấp các phần tử của GSM/GPRS như: MSC, HLR, SGSN, GGSN, hỗ trợ đồng thời WCDMA và GSM. Sử dụng mạng đa truy nhập vô tuyến trên cơ sở W CDMA/FDD & WCDMA/TDD, chúng đều dùng DSCDMA với tốc độ chip Rc=3,84Mcps. WCDMA/FDD:  Độ rộng băng tần kênh : 5 MHz  Khoảng cách song công : 190 MHz  Băng tần đường lên : 1920 MHz1980 MHz.  Băng tần đường xuống : 2110 MHz2170 MHz.  Có thể chọn độ rộng băng từ 4,4 MHz5 MHz với nấc tăng là 200 KHz. Chọn độ rộng băng hợp lý tránh được nhiễu giao thoa đặc biệt khi khối 5 MHz tiếp theo thuộc nhà khai thác khác.
4.2. MỞ ĐẦU  WCDMA/TDD: Sử dụng dải 19001920 MHz và 2010 MHz2025 MHz.  Giao diện vô tuyến của WCDMA hoàn toàn khác với GSM/GPRS => Hạn chế khả năng tái sử dụng BTS và BSC của GSM.  Giao diện vô tuyến của WCDMA/FDD được xây dựng trên ba kiểu kênh: Kênh logic, được hình thành trên cơ sở đóng gói thông tin từ lớp cao trước khi sắp xếp vào kênh truyền tải. Kênh truyền tải, nhiều kênh truyền tải được ghép vào kênh vật lý. Kênh vật lý, được xây dựng trên công nghệ đa truy nhập CDMA kết hợp với FDMA/FDD. Mỗi kênh vật lý được đặc trưng bởi: một cặp tần số, một mã trải phổ và mã ngẫu nhiên, góc pha (với đường lên).
4.2. MỞ ĐẦU Thông số cơ bản của WCDMA Phương pháp đa truy nhập DSCDMA Phương pháp song công FDD/TDD Đồng bộ trạm gốc BS Cận đồng bộ Tốc độ chip 3,84 Mcps Độ dài khung 10 ms Ghép dịch vụ Đa dịch vụ với các yêu cầu QoS khác nhau được ghép trên một kết nối Khái niệm đa tốc độ Hệ số trải phổ khá biến và đa mã Tách sóng Nhất quán dùng ký hiệu hoa tiêu hoặc hoa tiêu chung. Tách sóng đa người dùng, anten Được hỗ trợ bởi tiêu chuẩn mang thông minh tính tùy chọn
4.2. MỞ ĐẦU Khác nhau cơ bản giữa giao diện vô tuyến của WCDMA và GSM WCDMA GSM Khoảng cách sóng mang 5 MHz 200 kHz Hệ số tái sử dụng tần số 1 1–18 Tần suất điều khiển công 1500 Hz 2 Hz hoặc thấp hơn suất Điều khiển chất lượng Giải thuật quản lý tài Quy hoạch mạng (quy nguyên vô tuyến hoạch tần số) Phân tập tần số Độ rộng băng tần 5 MHz mang lại phân tập đa Nhẩy tần đường với máy thu Rake Dữ liệu gói Lập lịch gói dựa vừo tải Lập lịch dựa vào khe thời gian với GPRS Được hỗ trợ để cải thiện Không được hỗ trợ Phân tập phát đường xuống dung lượng đường xuống bởi tiêu chuẩn, nhưng có thể được áp dụng.
4.2. MỞ ĐẦU Phân bổ độ rộng băng tần ở WCDMA trong không gian thời giantần sốmã
4.2. MỞ ĐẦU M· ®Þnh kªnh 1 Luång 1 M· ®Þnh kªnh 2 Trải Luång 2 I phổ M· ®Þnh kªnh 3 và Luång 3 Slong,n hay Sshort,n ngẫu I+jQ nhiên M· ®Þnh kªnh 4 hoá ở Luång 4 các kênh M· ®Þnh kªnh 5 Luång 5 vật lý Q Luång 6 Luång 6 j Tr¶i phævµ ®Þnh kªnh NgÉu nhiªn ho¸ vµ nhËn d¹ng nguån
4.2. MỞ ĐẦU Trải phổ và ngẫu nhiên hoá ở các kênh vật lý Chức năng của mã định kênh và mã ngẫu nghiên hóa Mã định kênh Mã ngẫu nhiên hóa Đường lên: Phân biệt kênh vật lý số liệu DPDCH và Kênh vật lý điều khiển DPCCH từ Đường lên: Phân biệt UE Ứng một UE dụng Đường xuống: Phân biệt các kết nối đường xuống với những người dùng khác nhau trong Đường xuống: Phân biệt Ô (đoạn Ô) một Ô 4256 chip (1,066,7 s) Đường lên: 10ms = 38400 chip hay Độ dài Đường xuống có cả 512 chip (66,7 s = 256 chip) Đường xuống: 10ms= 38400 chip Số mã Số mã trên một mã ngẫu nhiên hoá = hệ số trải Đường lên: Hàng triệu phổ Đường xuống: 512 Họ mã Hệ số trải phổ trực giao khả biến OVSF Mã dài 10ms: Mã Gold Mã ngắn: Họ mã S(2) mở rộng Trải phổ Có, tăng độ rộng truyền dẫn Không, không ảnh hưởng độ rộng truyền dẫn
4.3. KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN WCDMA/FDD MÆt ng êi sö dông U MÆ t®iÒu khiÓn C ph¼ ng U Uation § iÒu khiÓn Kiến Lí p 3RRC trúc (§ iÒu khiÓn tµi nguyªn VT) L2/PDCP PDCP (Giao thøc héi giao PDCP tô sè liÖu gãi) § /khiÓn § /khiÓn § /khiÓn thức BMC L2/BMC (§ iÒu khiÓn qu¶ng của b¸/® a ph ¬ng) giao RLC RLC L2/RLC RLC diện RLC RLC RLC ((§ iÒu khiÓn RLC RLC ®o¹n VT) vô C¸c kªnh tuyế logic MAC n L2/MAC WCDMA C¸c kªnh truyÒn t¶i PHY L1 /
4.3. KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN WCDMA/FDD Kiến trúc giao thức của giao diện vô tuyến WCDMA/FDD
4.3. KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN WCDMA/FDD  Giao diện vô tuyến được phân thành 3 lớp giao thức: Lớp vật lý (L1): + Lớp vật lý được sử dụng để truyền dẫn ở giao diện vô tuyến. + Kênh vật lý: • Truyền thông tin của các lớp cao trên giao diện vô tuyến. • Được xác định bằng một tổ hợp tần số, mã định kênh & mã ngẫu nhiên hoá, và pha (chỉ cho đường lên). Lớp liên kết nối số liệu (L2) được chia thành các lớp con: + L2/MAC: Điều khiển truy nhập môi trường MAC + L2/RLC: Điều khiển liên kết vô tuyến RLC + L2/BMC: Điều khiển quảng bá/đa phương BMC. + L2/PDCP: Giao thức hội tụ số liệu gói PDCP
4.3. KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN WCDMA/FDD  Lớp mạng (L3): Ch C ứa một giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến RRC, RRC thuộc mặt phẳng điều khiển, các giao thức lớp mạng khác như điều khiển cuộc gọi CC, quản lý tính di động MM, SMS,.. là trong suốt đến UTRAN  Lớp 3 và RLC được chia thành hai mặt phẳng: Mặt phẳng điều khiển C và mặt phẳng người sử dụng U, giao thức hội tụ số liệu gói PDCP và giao thức điều khiển quảng bá/đa phương BMC chỉ có ở mặt phẳng U. + Trong mặt phẳng C lớp 3 được chia thành các lớp con: “tránh lặp" (TBD) nằm ở tầng truy nhập nhưng kết cuối ở mạng lõi CN và lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến RRC. Báo hiệu ở các lớp cao hơn: quản lý tính di động MM và quản lý kết nối CC được coi là ở tầng không truy nhập. + Để truyền thông tin ở giao diện vô tuyến, các lớp cao phải chuyển các thông tin này qua lớp MAC đến lớp vật lý bằng cách sử dụng các kênh logic. MAC sắp xếp các kênh này lên các kênh truyền tải trước khi đưa đến lớp vật lý để lớp này sắp xếp chúng lên các kênh vật lý.
4.3. KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN WCDMA/FDD  Khái niệm về kênh: + Kênh vật lý: Được xác định bằng một tổ hợp tần số, mã ngẫu nhiên hoá (mã định kênh) và pha (chỉ cho đường lên), dữ liệu vật lý xác định chính xác đặc tính vật lý của kênh vô tuyến. + Kênh truyền tải: Được đặc trưng bởi lượng dữ liệu và dữ liệu đặc tính được truyền bởi lớp vật lý. + Kênh logic: Đ + Kênh logic: ặc đặc trưng bởi loại dữ liệu được truyền
4.3. KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN WCDMA/FDD Kiến trúc giao thức giao diện vô tuyến UTRA/FDD
4.4. CÁC KÊNH CỦA WCDMA  Kênh logic  Khái niệm: Kênh được đặc trưng bởi loại dữ liệu được truyền  Phân loại: Kênh điều khiển và kênh lưu lượng Nhóm Chức Kênh logic Ứng dụng kênh năng Kênh điều khiển quảng bá Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin BCCH ( CCH Broadcast Control Broadcast hệ thống Channel) Kênh Truyền Kênh điều khiển tìm gọi PCCH CCH Kênh đường xuống để phát quảng bá thông tin điều thông (Paging Control Channel) Paging tìm gọi khiển tin điều Kênh điều khiển chung CCCH CCH Kênh hai chiều để phát thông tin điều khiển CCH khiển (Common Control Channel) giữa mạng và các UE, được dùng khi không có (Control kết nối RRC hoặc khi truy nhập một ô mới. Channel) Kênh điều khiển riêng DCCH CCH Kênh hai chiều điểmđiểm để phát thông tin (Dedicated Control Channel) điều khiển riêng giữa UE và mạng. Được thiết lập bởi thiết lập kết nối của RRC. Kênh lưu lượng riêng DTCH TCH Kênh hai chiều điểmđiểm riêng cho một UE Kênh lưu Truyền (Dedicated Traffic Channel) để truyền thông tin của người sử dụng. DTCH lượng thông có thể tồn tại cả ở đường lên lẫn đường TCH tin của xuống (Traffic người Kênh một chiều đường xuống điểmđa điểm Channel) sử Kênh lưu lượng chung CTCH TCH để truyền thông tin của một người sử dụng cho dụng. (Common Traffic Channel) tất cả hay một nhóm người sử dụng quy định