Bài giảng Thông tin di động: Chương 1 - Lê Tùng Hoa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thông tin di động" Chương 1: Tổng quan thông tin di động, cung cấp cho người học những kiến thức như giới thiệu chung; Quá trình phát triển thông tin di động; Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động; Chuyển mạch kênh (CS), chuyển mạch gói (PS), Dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ chuyển mạch gói; Kiến trúc GSM; Kiến trúc GPRS; Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3; Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R4; Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R5;...mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thông tin di động: Chương 1 - Lê Tùng Hoa

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN THÔNG TIN DI ĐỘNG Giảng viên: Lê Tùng Hoa E-mail: hoalt@ptit.edu.vn Bộ môn: Vô tuyến – Khoa Viễn thông 1 Hà Nội
▪ Tên học phần: • Thông tin di động (Mobile communication) ▪ Tổng lượng kiến thức: • 40 tiết (4 đvht, 3 tín chỉ) + Lý thuyết: 32 tiết + Bài tập: 8 tiết + Thực hành: 4 tiết ▪ Mục tiêu học phần: • Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về các vấn đề chung của thông tin di động và các hệ thống thông tin di động. • Kỹ năng: Hiểu rõ về các hệ thống thông tin di động; quy hoach mạng di động và đo các thông số của MS. • Về thái độ, chuyên cần: Tham gia đầy đủ các giờ lý thuyết, bài tập, thảo luận nhóm, thực hành. Hoàn thanh đầy đủ các bài tập được giao. Trang 2
▪ Sách giáo khoa: • TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động, Bài giảng, Học viện công nghệ BCVT, 11/2012 ▪ Tài liệu tham khảo: • [1] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động, NXB Bưu điện, 2002. • [2] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động thế hệ ba, NXB Bưu điện, 2004. • [3] Nguyễn Phạm Anh Dũng, cdmaOne and cdma2000, NXB Bưu điện, 2005. • [4] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến, NXB Bưu điện, 2005 ▪ Đánh giá • Tham gia học tập trên lớp : 10 % • Thực hành/Thí nghiệm : 10% • Bài tập/Thảo luận : 10 % • Kiểm tra giữa kỳ : 10 % • Kiểm tra cuối kỳ : 60 % Trang 3
Điểm chuyên cần THÁNG Th 12/12 Th 01/13 Th 02/13 Th 03/13 Th 04/13 TUẦN 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 NGÀY 24 31 7 14 21 28 4 11 18 25 4 11 18 25 1 8 15 22 29 Kíp 1 Nghỉ tết dương lịch THI HỌC KỲ 2 THỨ HAI Kíp 2 Kíp 3 Kíp 4 B B B B B B B B B B B B B B B Kíp 5 C.1 C.3 C.4 C.5 BT KTGK C.9 C.9 C.10 C.10 BT C.11 C.11 C.12 BT Kíp 1 Kíp 2 Nghỉ tết dương lịch THỨ BA Kíp 3 Nghỉ 30/4 và 1/5 Kíp 4 D D D D D D D D D D D D D D D Kíp 5 C C C C C C C C C C C C D NGHỈ TẾT NGUYÊN ĐÁN NGHỈ TẾT NGUYÊN ĐÁN Kíp 1 Kíp 2 THỨ TƯ Kíp 3 C.1 C.3 BT C.4 C.8 Kíp 4 H H H H H H Kíp 5 Kíp 1 THỨ NĂM Kíp 2 Điểm bài tập thảo luận Kíp 3 THI HỌC KỲ 2 Kíp 4 H H H H H H H H H H H H H H H H Kíp 5 B B B B B D D D D D D Kíp 1 THỨ SÁU Nghỉ giỗ tổ Kíp 2 Kíp 3 Kíp 4 F F F F F F F I I I I I I I Kíp 5 G G G G G G G G G G G G G G G Trang 4
THÁNG Th 12/12 Th 01/13 Th 02/13 Th 03/13 Th 04/13 Th 05/13 TUẦN 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 NGÀY 24 31 7 14 21 28 4 11 18 25 4 11 18 25 1 8 15 22 29 6 13 Thi học kỳ 2 THỨ HAI Ca 1 Nghỉ tết dương lịch Ca 2 Ca 3 Ca 1 A A A A A THỨ BA Nghỉ 30/4 và 1/5 Ca 2 B B B Ca 3 Thi học kỳ 2 Thi học kỳ 2 NGHỈ TẾT NGUYÊN ĐÁN Ca 1 THỨ TƯ Ca 2 A A A A A D D Ca 3 THỨ SÁU THỨ NĂM Ca 1 Ca 2 Thi học kỳ 2 Ca 3 Nghỉ giỗ tổ Ca 1 Ca 2 B B B D D D D Ca 3 Ca 1 C C C THỨ BẨY Ca 2 C C C NHẬT Ca 1 CHỦ Ca 2 KH Số tiết Số tín Nhóm môn Tên môn học/học phần KH giảng dạy Tự Giảng viên giảng dạy chỉ TS LT BT TH TH học học A D09VT4 3 60 5 Lê Tùng Hoa Thông tin di động 32 8 4 16 Trang 5
Nội dung học phần: Chương 1: Tổng quan thông tin di động Chương 2: Các sơ đồ xử lý tín hiệu đa phương tiện và dịch vụ trong di động Chương 3: Hệ thống thông tin di động GSM/ GPRS Chương 4: Giao diện vô tuyến của WCDMA UMTS Tự đọc Chương 5: Miền chuyển mạch gói của UMTS Chương 6: Giao diện vô tuyến của cdma2000 1x và 1xEVDO Chương 7: Miền chuyển mạch gói của cdma2000 1x Chương 8: Giao diện vô tuyến 3G+ HSPA Chương 9: Giao diện vô tuyến LTE Chương 10: LTE Advanced Chương 11: Kiến trúc mạng và các giao thức của 4G LTE Chương 12: Hệ thống khai thác và bảo dưỡng Trang 6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG Trang 7
NỘI DUNG 1.1. Giới thiệu chung 1.2. Quá trình phát triển thông tin di động 1.3. Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 1.4. Chuyển mạch kênh (CS), chuyển mạch gói (PS), Dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ chuyển mạch gói 1.5. Kiến trúc GSM 1.6. Kiến trúc GPRS 1.7. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3 1.8. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R4 1.9. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R5 1.10. Kiến trúc 3G cdma2000 1.11. Đánh địa chỉ IP 1.12. Truyền tunnel IP trong IP 1.13. IP di động (MIP) 1.14. Kiến trúc mạng 4G LTE/SAE 1.15. Cấu hình địa lý của hệ thống thông tin di động Trang 8
1.1. Giới thiệu chung Đặc tính cơ bản của hệ thống TTDĐ ①Sử dụng hiệu quả băng tần được cấp phát ②Đảm bảo chất lượng truyền dẫn yêu cầu. ③Đảm bảo an toàn thông tin tốt nhất. ④Giảm tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển từ vùng phủ này sang vùng phủ khác. ⑤Cho phép phát triển các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ phi thoại. ⑥Để mang tính toàn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế (International Roaming). ⑦Các thiết bị cầm tay phải gọn nhẹ và tiêu tốn ít năng lượng. Trang 9
1.2. Quá trình phát triển TTDĐ Xu thế phát triển của hệ thống TTDĐ 1G 2G 2,5G 3G TACS GSM(900) +GPRS ETSI UMTS/WCDMA NMT WCDMA/HSDA (900) TDSCDMA WCDMA/TDD GSM(1800) WCDMA/FDD GSM +GPRS (1900) EDGE tăng cường IS-136 (1900) EDGE IS-95 CDMA (J-STD-008) (1900) IS-136 TDMA (800) cdma 2000 1x CDMA 2000 3x AMPS cdma1x EVDO cdma200 1x EV-DV IS-95 CDMA (800) NTT PDC/PDC-P ARIB WCDMA (Nhật) 1985 1989 1995 2001 2003 2004+ Trang 10
1.2. Quá trình phát triển TTDĐ Xu thế phát triển của hệ thống TTDĐ Các thế hệ 1G 2G 2.5 G 3G Thí dụ hệ thống NMT, TDMA IS-136, GPRS, cdma2000-3X, TACS, GSM, CDMA2000-1X, cdma2000-1X EV-DV, AMPS, CDMA IS-95, EDGE, UMTS, NTT HSCSD, cdma20001xEVDO Enhanced EDGE PDC Công nghệ thoại/số Thoại CS*, Thoại CS, Thoại CS, Thoại CS/PS, liệu Số liệu quay Số liệu quay số Số liệu PS* (các dịch số liệu CS và số liệu PS số CS CS vụ IP, Internet) tốc độ cao (đa phương tiện và các tất cả các tùy chọn IP) Tốc độ số liệu lý 2.4–9.6 9.6 -19.2 Kbps 9.6 -144 Kbps; 70–473 144 Kbps -2 Mbps; 144 thuyết Kbps 28.8 Kbps Kbps Kbps-2 Mbps; 256 Kbps -2.4 Mbps Thông lượng số liệu 2.0–9.0 9.0–19.0 Kbps 9.0–300 Kbps; 60–1000 Mbps; trung bình kỳ Kbps vọng Công nghệ truy FDMA TDMA, CDMA TDMA, CDMA TDMA, CDMA, W-CDMA, nhập vô tuyến TD-SCDMA Trang 11
1.2. Quá trình phát triển TTDĐ Xu thế phát triển của hệ thống TTDĐ Khả năng di động 1985 1995 2000 2005 2010 2015 Thời gian HSPA 1xEVDO LTE GSM IMT-Advanced Cao cdmaOne E3G Triển khai 4G 3G + LTE 2G 3G 1G Trung bình WCDMA AMPS cdma20001x WiMAX/ IEEE TACS 802.16e Thấp WIFI/ IEEE802.11 Tốc độ số liệu
1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống TTDĐ Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS RAN: Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến BTS: Base Transceiver Station: trạm thu phát gốc BSC: Base Station Controller: bộ điều khiển trạm gốc RNC: Rado Network Controller: bộ điều khiển trạm gốc CS: Circuit Switch: chuyển mạch kênh PS: Packet Switch: chuyển mạch gói SMS: Short Message Servive: dịch vụ nhắn tin Server: máy chủ PSTN: Public Switched Telephone Network: mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PLMN: Public Land Mobile Network: mang di động công cộng mặt đất Trang 13
1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống TTDĐ Mô hình tham OS IWF M ¹ ng ngoµi khảo PDN O L MS MT0 Tr¹ m gèc A MSC PSTN MT1 BTS A-bis BSC TE1 Sm Um E B ISDN TE2 Rm TAp F C MSC TE2 Rm MT2 HLR D VLR PLMN H G EIR AUC C¸ c bé qu¶n lý di ®éng C¸ c VLR kh¸ c Trang 14
1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống TTDĐ Mô hình tham OS IWF M ¹ ng ngoµi khảo PDN O L MS MT0 Tr¹ m gèc A MSC PSTN MT1 BTS A-bis BSC TE1 Sm Um E B ISDN TE2 Rm TAp F C MSC TE2 Rm MT2 HLR D VLR PLMN H G EIR AUC C¸ c bé qu¶n lý di ®éng C¸ c VLR kh¸ c Trạm di động (Mobile station) •Thiết bị đầu cuối (Terminal Equipment) •Kết cuối trạm di động (MobileTermination) •Bộ thích ứng đầu cuối (Terminal Adaption Function) •SIM ( Subscriber Identity Module) Trang 15
1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống TTDĐ Mô hình tham OS IWF M ¹ ng ngoµi khảo PDN O L MS MT0 Tr¹ m gèc A MSC PSTN MT1 BTS A-bis BSC TE1 Sm Um E B ISDN TE2 Rm TAp F C MSC TE2 Rm MT2 HLR D VLR PLMN H G EIR AUC C¸ c bé qu¶n lý di ®éng C¸ c VLR kh¸ c Trạm gốc (Base station) •Trạm thu phát gốc (Base station Transceiver Station) Gồm các thiết bị phát thu, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến. Chứa khối TRAU (Transcoder and Rate Adaption Unit) •Bộ điều khiển trạm gốc (Base Station Controller) quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao Trang 16
1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống TTDĐ Mô hình tham OS IWF M ¹ ng ngoµi khảo PDN O L MS MT0 Tr¹ m gèc A MSC PSTN MT1 BTS A-bis BSC TE1 Sm Um E B ISDN TE2 Rm TAp F C MSC TE2 Rm MT2 HLR D VLR PLMN H G EIR AUC C¸ c bé qu¶n lý di ®éng C¸ c VLR kh¸ c Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (Mobile Services Switching Center) •Thực hiện chức năng chuyển mạch chính •Điều phối thiết lập cuộc gọi giữa những người sử dụng mạng TTDĐ •Chứa IWF (Interworking Function) Trang 17
1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống TTDĐ Mô hình tham OS IWF M ¹ ng ngoµi khảo PDN O L MS MT0 Tr¹ m gèc A MSC PSTN MT1 BTS A-bis BSC TE1 Sm Um E B ISDN TE2 Rm TAp F C MSC TE2 Rm MT2 HLR D VLR PLMN H G EIR AUC C¸ c bé qu¶n lý di ®éng C¸ c VLR kh¸ c Các bộ quản lý di động •HLR (Home Location Register) Cơ sở dữ liệu chứa các thông tin liên quan đến vị trí hiện thời của thuê bao •VLR (Visiter Location Register) lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tươ ng ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR. •AUC (Authetication Center) •EIR (Equipment Identity Register) Trang 18
1.4. CS, PS, dịch vụ CS và dịch vụ PS Chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switch) thiết bị chuyển mạch thực hiện các cuộc truyền tin bằng cách thiết lập kết nối chiếm một tài nguyên mạng nhất định trong toàn bộ cuộc truyền tin. Kết nối này là tạm thời, liên tục và dành riêng. Chuyển mạch gói (PS: Packet Switch) phân chia số liệu của một kết nối thành các gói có độ dài nhất định và chuyển mạch các gói này theo thông tin về nơi nhận được gắn với từng gói và ở PS tài nguyên mạng chỉ bị chiếm dụng khi có gói cần truyền. Các công nghệ sử dụng cho chuyển mạch gói có thể là Frame Relay, ATM hoặc IP. Dịch vụ chuyển mạch kênh (CS Service) mỗi đầu cuối được cấp phát một kênh riêng và nó toàn quyển sử dụng tài nguyên của kênh này trong thời gian cuộc gọi tuy nhiên phải trả tiền cho toàn bộ thời gian này dù có truyền tin hay không. Dịch vụ chuyển mạch kênh có thể được thực hiện trên chuyển mạch kênh (CS) hoặc chuyển mạch gói (PS). Dịch vụ chuyển mạch gói (PS Service) là dịch vụ trong đó nhiều đầu cuối cùng chia sẻ một kênh và mỗi đầu cuối chỉ chiếm dụng tài nguyên của kênh này khi có thông tin cần truyền và nó chỉ phải trả tiền theo lượng tin được truyền trên kênh. Dịch vụ chuyển mạch gói chỉ có thể được thực hiện trên chuyển mạch gói (PS). Trang 19
1.16. Cấu hình địa lý của hệ thống TTDĐ Cấu trúc địa lý ① Phân chia theo vùng mạng ② Phân chia theo vùng phục vụ ③ Phân chia theo vùng định vị ④ Phân chia theo ô Trang 20