Bài giảng Thông tin di động: Chương 4 - Lê Tùng Hoa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thông tin di động" Chương 4: Giao diện vô tuyến của WCDMA UMTS, cung cấp cho người học những kiến thức như: mở đầu; kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD; các kênh của WCDMA; sơ đồ kênh vật lý WCDMA/FDD; sơ đồ trải phổ, ngẫu nhiên hóa và điều chế;...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 4 - Lê Tùng Hoa

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN THÔNG TIN DI ĐỘNG Giảng viên: Lê Tùng Hoa Bộ môn: Vô tuyến – Khoa Viễn thông 1 Hà Nội
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 2
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 3
CHƯƠNG 4 GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CỦA W-CDMA UMTS Trang 4
NỘI DUNG (4) 4.2. Mở đầu 4.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD 4.4. Các kênh của WCDMA 4.5. Sơ đồ kênh vật lý WCDMA/FDD 4.6. Sơ đồ trải phổ, ngẫu nhiên hóa và điều chế 4.7. Sơ đồ xử lý tín hiệu số 4.8. Cấu trúc khung kênh DPCH 4.9. Điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý 4.10. Phân tập phát Trang 5
NỘI DUNG (4) 4.2. Mở đầu 4.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD 4.4. Các kênh của WCDMA 4.5. Sơ đồ kênh vật lý WCDMA/FDD 4.6. Sơ đồ trải phổ, ngẫu nhiên hóa và điều chế 4.7. Sơ đồ xử lý tín hiệu số 4.8. Cấu trúc khung kênh DPCH 4.9. Điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý 4.10. Phân tập phát Trang 6
Trang 7
4.2. Mở đầu Kiến trúc WCDMA UMTS R3 UE Uu UTRAN Iu CN Iub Miền CS PSTN E ISDN TE Nút B RNC MSC/VLR GMSC F D C R Nút B Iur EIR HE HLR/AuC MT Cu Nút B Gf Gc Gr Internet USIM Nút B RNC SGSN GGSN Gn Miền PS Gi UMTS R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói: đến 384 Mbps trong miền CS và 2Mbps trong miền PS. Các dịch vụ mới gồm: điện thọai có hình (Hội nghị video), âm thanh chất lượng cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối. Trang 8
4.2. Mở đầu Kiến trúc WCDMA UMTS R3 UE Uu UTRAN Iu CN Iub Miền CS PSTN E ISDN TE Nút B RNC MSC/VLR GMSC F D C R Nút B Iur EIR HE HLR/AuC MT Cu Nút B Gf Gc Gr Internet USIM Nút B RNC SGSN GGSN Gn Miền PS Gi UE (User Equipment) = ME + UICC ME (Mobile Equipment)= TE (Terminal Equipment) + MT (Mobile Termination) • TE: quản lý các thiết bị phần cứng (loa, mic, camera, màn hình hiển thị) và các ứng dụng của người sử dụng. • MT: thực hiện các chức năng như xử lý truyền dẫn, nhận thực và quản lý di động. UICC (UMTS IC Card) là một card thông minh chứa các module phần mềm ứng dụng và bao gồm cả ứng dụng tên USIM. USIM (UMTS Subscriber Identity Module) là modul nhận dạng thuê bao UMTS được cài như một ứng dụng trên UICC. USIM chứa các hàm và số liệu cần để nhận dạng và nhận thực thuê bao trong mạng UMTS. Nó có thể lưu cả bản sao hồ sơ của thuê bao. Trang 9
7.1. Kiến trúc mạng WCDMA UMTS Kiến trúc WCDMA UMTS R3 UE Uu UTRAN Iu CN Iub Miền CS PSTN E ISDN TE Nút B RNC MSC/VLR GMSC F D C R Nút B Iur EIR HE HLR/AuC MT Cu Nút B Gf Gc Gr Internet USIM Nút B RNC SGSN GGSN Gn Miền PS Gi UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) = RNC + NodeB • RNC (Radio Network Controller) ✓ chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng ✓ bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. • Node B (Nút B) ✓ nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. ✓ thực hiện một số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở như “điều khiển công suất vòng trong”. Trang 10
4.2. Mở đầu Kiến trúc WCDMA UMTS R3 UE Uu UTRAN Iu CN Iub Miền CS PSTN E ISDN TE Nút B RNC MSC/VLR GMSC F D C R Nút B Iur EIR HE HLR/AuC MT Cu Nút B Gf Gc Gr Internet USIM Nút B RNC SGSN GGSN Gn Miền PS Gi CN (Core Network) = CS + PS + HE • CS (Circuit Switching) • PS (Packet Switching) • HE (Home Environment) Trang 11
4.2. Mở đầu Kiến trúc WCDMA UMTS R4 HSS/ Sniffer Server mo ni to rin g/ana lysi s HLR SS7 GW MSC Server GMSC Server Sniffer Server mo ni to rin g/ana lysi s SS7 GW IP Iu-cs (§ iÒu RNC khiÓ n) SS7 H248/IP H248/IP Iur Nót B Iu-cs Iub (VË mang) t Sniffer Server mo ni to rin g/ana lysi s RTP/IP Sniffer Server mo ni to rin g/ana lysi s PCM PSTN MGW MGW RNC Iub Gn Gi Iu-ps Internet Nót B (GTP/IP) (IP) SGSN GGSN Sự khác nhau cơ bản giữa R3 và R4 là ở chỗ khi này mạng lõi là mạng phân bố và chuyển mạch mềm. Thay cho việc có các MSC chuyển mạch kênh truyền thống như ở kiến trúc trước, kiến trúc chuyển mạch phân bố và chuyển mạch mềm được đưa vào. Ma trận chuyển mạch nằm trong MGW được MSC Server điều khiển và có thể đặt xa MSC Server. Trang 12
4.2. Mở đầu CSCF Kiến trúc WCDMA UMTS R5 R-SGW SS7 Sniffer Server monitoring/analysis Chøc n¨ ng ® u khiÓ iÒ n Chøc n¨ ng ® u khiÓ iÒ n tr¹ ng th¸ i cuéc gäi cæ m«i tr- êng ng Cả tiếng và số liệu được xử lý giống Cx (CSCF) (MGCF) nhau trên toàn bộ đường truyền từ đầu cuối của người sử dụng đến Mg nơi nhận cuối cùng. Sniffer Server monitoring/analysis RNC Cx HSS/ T-SGW HLR Mr SS7 Iur Sniffer Server monitoring/analysis Node B Gr MRF Mc Iub Gi Iu Gn Gi Sniffer Server monitoring/analysis PCM PSTN Iub MGW RNC Node B SGSN GGSN Gi Internet 1. Chức năng điều khiển trạng thái kết nối (CSCF:Connection State Control Function) quản lý việc thiết lập, duy trì và giải phóng các phiên đa phương tiện đến và từ người sử dụng. 2. Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF: Multimedia Resource Function) là chức năng lập cầu hội nghị được sử dụng để hỗ trợ các tính năng như tổ chức cuộc gọi nhiều phía và dịch vụ hội nghị . 3. Cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW:Transport Signalling Gateway) là một cổng báo hiệu SS7 để đảm bảo tương tác SS7 với các mạng tiêu chuẩn ngoài như PSTN. 4. Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW: Roaming Signalling Gateway) là một nút đảm bảo tương tác báo hiệu với các mạng di động hiện có sử dụng SS7 tiêu chuẩn. 5. MGW được điều khiển bởi Chức năng cổng điều khiển các phương tiện (MGCF:Media Gateway Control Function). Trang 13
4.2. Mở đầu WCDMA UMTS ? ➢ là một trong các tiêu chuẩn của IMT-2000 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 & W- CDMA/TDD, đều dùng DS-CDMA với tốc độ chip Rc=3,84Mcps. ➢ W-CDMA/FDD: ✓ Độ rộng băng tần kênh : 5 MHz ✓ Khoảng cách song công : 190 MHz ✓ Băng tần đường lên : 1920 MHz-1980 MHz. ✓ Băng tần đường xuống : 2110 MHz-2170 MHz. ✓ Có thể chọn độ rộng băng từ 4,4 MHz-5 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. Trang 14
4.2. Mở đầu WCDMA UMTS ? ➢ W-CDMA/TDD: Sử dụng dải 1900-1920 MHz và 2010 MHz-2025 MHz. ➢ Giao diện vô tuyến của W-CDMA 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). Trang 15
NỘI DUNG (4) 4.2. Mở đầu 4.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD 4.4. Các kênh của WCDMA 4.5. Sơ đồ kênh vật lý WCDMA/FDD 4.6. Sơ đồ trải phổ, ngẫu nhiên hóa và điều chế 4.7. Sơ đồ xử lý tín hiệu số 4.8. Cấu trúc khung kênh DPCH 4.9. Điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý 4.10. Phân tập phát Trang 16
4.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD Kiến trúc giao thức của giao diện vô tuyến WCDMA. Trang 17
C-plane signalling U-plane information GC Nt DC Duplication avoidance GC Nt DC UuS boundary L3 control RRC L3/RRC PDCP con con concon PDCP L2/PDCP trol trol trol trol BMC L2/BMC RLC RLC L2/RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC Logical Channels MAC L2/MAC Transport Channels PHY L1 Trang 18
4.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD Kiến trúc giao thức của giao diện vô tuyến WCDMA. ➢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 ➢Lớp mạng (L3): Chứa 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 19 Trang
NỘI DUNG (4) 4.2. Mở đầu 4.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA/FDD 4.4. Các kênh của WCDMA 4.5. Sơ đồ kênh vật lý WCDMA/FDD 4.6. Sơ đồ trải phổ, ngẫu nhiên hóa và điều chế 4.7. Sơ đồ xử lý tín hiệu số 4.8. Cấu trúc khung kênh DPCH 4.9. Điều khiển tài nguyên vô tuyến và các thủ tục lớp vật lý 4.10. Phân tập phát Trang 20