Bài giảng Thông tin di động Phần 2: ThS. Hà Duy Hưng (Chi tiết)

ế ợ ậ ậ ỹ 4. K thu t phân t p và K t h p

ế ợ K t h p: • Phân t p:ậ

Selective combining ậ Phân t p không gian

Switched combining ậ ầ ố Phân t p t n s

Maximal ratio ự ậ Phân t p phân c c,

combining g cố

Equal gain combining ậ ờ Phân t p th i gian

Base band combining ườ ậ Phân t p đa đ ng

ậ ặ • Phân t p không gian (dùng 2 anten thu đ t cách xa nhau)

ể ươ ả ộ ả Kho ng cách đ t ng quan biên đ gi m ½ là:

l 0.18

l 9 p 16

D (cid:0) (cid:0) Δd ≥ 0.5(cid:0)

ớ ệ ố ộ ườ ộ ươ ng đánh giá đ t ng quan thông

h =

antenna height antenna separation

h d

V i h th ng di đ ng thì th qua h sệ ố

ể ộ ươ Đ đ t ỏ ơ ng quan nh h n 0.7 thì η = 11

• Selective combining • Switched combining

Rx Rx

Measure Compare

SNR

Receiver Threshold

Measure

Level Receiver

• Maximal Ratio combining • Equal Gain Combining

Rx Rx

Φ Detect

Detect Phase

Measure r/N

Phase

Receiver

ệ ố

5. H th ng GSM ậ ử ụ ộ ố ỹ ệ ố ộ • M t s k thu t s d ng trong h th ng di đ ng s : ố

ế ậ ồ ỹ K thu t mã hoá ti ng (speech coding – mã hoá ngu n)

ố ư ượ ẫ ả ả + T i u mã (it bit ma l ng tin v n đ m b o)

ử Mã hoá kênh – mã s a sai (error correction, channel coding)

ậ ỹ ữ ỗ ụ K thu t ghép xen (interleaving)  s a l i c m

ỹ ậ ế ố ề

ọ ề K thu t đi u ch s (digital modulation) (SV tu đ c v PSK, GMSK)

ổ ẹ + Ph h p

ỗ ỏ + Có t ỷ ệ l bit l i (BER – Bit Error Rate) nh

ự ệ ổ ộ + S thay đ i biên đ tín hi u bé

ứ ể ể

ạ ượ ặ ấ ế ạ ẩ ộ • Năm 1982 CEPT (Conference of Europe Posts and Telegraphs) hình thành nhóm nhiên c u GSM (Group Spécial Mobile) đ phát tri n m ng di đ ng t bào m t đ t và đ t đ ể c các ti u chu n:

ệ ổ ả ử ụ Hi u qu s d ng ph cao

ấ ượ ế Ch t l ng mã hoá ti ng cao

ụ ả ầ ố ị Đ u cu i và giá d ch v gi m

ầ ạ ố Đ u cu i đa d ng

ổ ợ ố ế H tr roaming qu c t

ổ ợ ị ụ ớ ề H tr nhi u d ch v m i

ươ ệ ố ớ T ng thích v i ISDN và các h th ng khác

ệ ố

H th ng GSM – Global System for Mobile communication

AuC

Authentication Center

VLR

Visitor Location Register

HLR

Home Location Register

EIR

Identity

Equipment Register

MSC

Mobile services Switching Center

GMSC Gateway MSC

BTS

Base Transceiver Station

BSC

Base Station Controller

Mobile Station

OMC

Operation and Maintenance Center

ủ ệ ố ấ • C u trúc c a h th ng GSM

NMC

Network Management Center

• SS Switching Subsystem

• OSS Operation and Support Subsystem

• BSS Base Station Subsystem

ụ ụ ủ ạ ố

ệ ố ộ ạ ề ệ ẫ • BSS H th ng con tr m g c: t o vùng ph sóng ph c v cho thuê bao di đ ng và truy n d n tín hi u

MS (Mobile Station)

+ ME (Mobile Equipment) IMEI

+ SIM (Subscriber Identity Module)

# IMSI (International Mobile Subscriber Identity)

# TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)

# LAI (Location Area Identity)

# Khoá Ki

ủ ạ BTS (Base Transceiver Station) t o vùng ph sóng – cell

ể ề ề

ả ầ ế ể BSC ( Base Station Controller) đi u khi n nhi u BTS (tài nguyên vô tuy n, nh y t n, chuy n giao,…có TRAU)

ộ ọ ệ ố ử ể ả

• SS H th ng con chuy n m ch: x lý cu c g i và qu n lý ạ thuê bao di đ ng ộ

ể ả ạ ướ MSC là trung tâm chuy n m ch và tham gia qu n lý c c

ế ạ ớ GMSC là gateway giao ti p v i m ng bên ngoài

i, VLR hi n ệ

ữ ủ

ơ ư ụ ị HLR là n i l u tr data c a thuê bao (IMSI, K ạ t i, các d ch v , MSRN – Mobile Subscriber Roaming Number )

ơ ư ữ ủ ạ

ệ ạ i, TMSI – Temporary Mobile Subscriber Identity,

ự ậ VLR là n i l u tr data c a thuê bao (tr ng thái thuê bao, ố s LAI hi n t MSRN ,..thông tin nh n th c)

ơ ư ậ ạ ế ị EIR là n i l u tr data nh n d ng thi ữ t b MS

ấ ớ ế t

ế ợ ượ ề AuC k t h p v i HLR cung c p thông tin cho VLR bi thuê bao có đ ậ c quy n truy c p hay không,… 10

ả ưỡ ạ ả • OSS đi u hành, b o d ề ộ ng m ng di đ ng và qu n lý

ả ưỡ ề OMC đi u hành và b o d ng

ả ạ ấ + Qu n lý c u hình m ng

ệ ủ ả ạ + Qu n lý quá trình làm vi c c a m ng

ả ả ậ + Qu n lý b o m t

ả NMC qu n lý và giám sát các OMC

ự ố ả + Giám sát các s c , c nh báo

ộ ố ự ố ử + X lý m t s s c

ướ ấ ớ • GSM d ứ i c u trúc l p và các giao th c

MS BTS BSC MSC

ề ệ Tx (Transmission layer) truy n data và báo hi u qua kênh vô tuy n ế

ế ậ ủ ế ố RR (Radio Resource management) thi t l p, h y k t n i MS và MSC

ả MM (Mobility Management) qu n lý vi trí, đăng nh p và b o m t ậ ả

ậ 12

ế ậ CM (Communication Management) thi ủ ế ố t l p, duy trì và h y k t n i

ệ ố ả ầ • D i t n trong h th ng GSM

ả ầ ệ ố

ượ ọ c g i ề kênh t n ầ ộ ầ ầ ố ồ

ộ ầ ố ướ ố ớ ộ ng xu ng v i đ rông kênh là ng lên và m t t n s h

ử ụ H th ng GSM s d ng hai d i t n 900 MHz và 1800MHz đ ỗ ả ầ ượ c chia thành nhi u là GSM900 và DCS1800. M i d i t n đ số (RFC – Radio Frequency Channel), m i kênh t n s g m m t t n ỗ ố ướ s h 200kHz.

ả ầ ệ ượ ố c phân b

915 MHz

935 MHz

960 MHz

890 MHz

GSM900 làm vi c trong d i t n 890 – 960MHz và đ nh sauư

ướ H ng lên 25 MHz

ướ H ng xu ngố 25 MHz

45 MHz

GSM900 có 124 kênh t n sầ ố

ả ầ ệ ượ c phân

1710MHz

1785MHz

1805MHz

1880MHz

DCS1800 làm vi c trong d i t n 1710 – 1880MHz và đ ố ư b nh sau

ướ H ng lên 75 MHz

ướ H ng xu ngố 75 MHz

95 MHz

890

906.7

915

935

943.3

951.7

960

898.3

Vinafone

Viettel

Mobifone

1710

1735

1760

1785

1805

1830

1855

1880

DCS1800 có 374 kênh t n sầ ố

ậ • Kênh v t lý (Physical Channel)

ầ ố ượ ấ ử ụ c c p phát cho các MS s d ng chung theo

ớ ỗ ươ ạ ờ ng pháp phân chia theo th i gian t o thành các khung TDMA v i

ờ ỗ

ề ờ ề ỗ µs  m i khe ỗ ượ ọ c g i là kênh

M i kênh t n s đ ph 8 khe th i gian. M i khung TDMA có chi u dài 4615 ờ µs. M i khe th i gian này đ th i gian có chi u dài 577 v t lýậ

TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7

Khung TDMA (4615µs)

ờ ậ ộ µs (m t kênh v t

Khe th i gian 577 lý) ầ ố ậ ộ M t kênh t n s có 8 kênh v t lý

ộ

ượ

ề

ậ

c truy n trên kênh v t lý mà ta

• Kênh logic: tùy theo n i dung đ có các kênh logic khác nhau

ư ượ

Kênh l u l

ư ượ

ố

ng toàn t c TCH/F (Traffic Channel/Full rate) 22.8kbps

+ Kênh l u l (TCH/FS, TCH/F9.6, TCH/F4.8, TCH/F2.4)

ư ượ

ố

ng bán t c TCH/H (Traffic Channel/Half rate) 11.4kbps

+ Kênh l u l (TCH/HS, TCH/H4.8, TCH/H2.4)

ề

Kênh đi u khi n ể

ả

ướ

ố ng xu ng,

ủ

ế

ả

+ Kênh qu ng bá BCH (Broadcast Channel) dùng cho h mang thông tin qu ng bá c a cell đ n các MS.

ề

ể ướ

ể

+ Kênh đi u khi n chung CCCH (Common Control Channel) dùng cho ề ướ h

ng lên đ truy n thông tin cho các MS.

ố ng xu ng, và h

ề

ể

ộ

ố ng xu ng và h ề ữ ệ

ể + Kênh đi u khi n riêng DCCH (Dedicated Control Channel) dùng cho ệ ướ ướ ng lên đ báo hi u đi u khi n cho riêng m t MS (gi h ữ sát truy n d li u gi a MS và BTS)

ám

+ Nhóm kênh BCH (FCCH, SCH, BCCH):

ỉ

ầ ố ỉ

ầ ố

ệ

Kênh hi u ch nh t n s FCCH (Frequency Correction Channel), ướ h

ệ ố , hi u ch nh t n s cho các MS.

ng xu ng

ồ

ộ

ướ

ng xu ng

ố , mang

ộ

Kênh đ ng b SCH (Synchronization Channel), ồ thông tin tram BTS và đ ng b khung cho MS.

ể

ệ ố

ả ả

ủ

ả

Kênh đi u khi n qu ng bá BCCH (Broadcast Control Channel), ướ h

ề ố , phát qu ng bá các b n tin h th ng, b n tin c a cell.

ng xu ng

+ Nhóm kênh CCCH (PCH, RACH, AGCH):

ọ

ướ

ng xu ng

ố , tìm MS khi thuê

ị ọ

Kênh tìm g i PCH (Paging Channel), bao b g i.

ấ

ướ

ẫ ố

ầ

ộ

Kênh truy xu t ng u nhiên RACH (Random Access Channel), lên, dùng khi MS mu n yêu c u m t kênh SDCCH.

ấ

ướ

ể ỉ

ộ

ị

Kênh cho phép truy xu t AGCH (Access Grant Channel), xu ngố , đ ch đ nh m t kênh SDCCH.

+ Nhóm kênh DCCH (SDCCH, SACCH):

ể ẩ

ướ ng lên và h ng xu ng

ố , dùng dành bào ộ ướ ủ ụ ậ ế ậ ậ t l p cu c

ấ ị ề Kênh đi u khi n riêng chu n SDCCH (Standalone Dedicated Control Channel), h ộ ệ hi u riêng cho m t MS cho các th t c c p nh t, thi ọ ướ g i tr c khi n đ nh kênh TCH

ể ế ợ

ướ ướ ng lên và h ng xu ng

ố , dùng k t h p v i ườ ề ể ớ ế ợ ng, đi u

ộ ể ấ Kênh đi u khi n k t h p ch m SACCH (Slow Associated ậ ề Control Channel), h m t kênh TCH hay SDCCH đ mang thông tin đo l khi n công su t,…

ể ế ợ

ướ ng xu ng

ng lên và h ể ầ ế ợ ấ ố , mang các thông ớ ượ c dùng k t h p v i

ộ ố ằ ớ Kênh đi u khi n k t h p nhanh FACCH (Fast Associated ề ướ Control Channel), h ư tin c p bách nh yêu c u chuy n giao, đ ấ TCH b ng cách l y b t m t s bit

ấ

• C u trúc khung và đa khung trong GSM ỗ ề ữ ệ ộ ờ

ượ ổ ứ ớ ụ ề + T ch c c m (burst), m i user truy n d li u trong m t khe th i ạ ch c v i nhi u d ng c m khác nhau gian và đ ổ ứ ụ c t

58 encrypted bits

3 Start bits

26Training bits

3 Stop bits

8.25 Guard Period

Normal Burst

142 fixed bits of zeroes

3 Start bits

3 Stop bits

8.25 Guard Period

FCCH Burst

39 encrypted bits

3 Start bits

64Training bits

3 Stop bits

8.25 Guard Period

SCH Burst

36 encrypted bits

3 Start bits

41 synchronization bits

3 Stop bits

68.25 bits extended Guard Period

RACH Burst

3 Start bits

58 mixed bits

26Training bits

58 mixed bits

8.25 Guard Period

3 Stop 19 bits

Dummy Burst

1 time slot = 156.25 bit durations

ấ + C u trúc đa khung

1 Hyperframe = 2048 Superframes

1 Superframe = 51 Multiframes

1 Multiframe = 26 Frames

58 encrypted bits

3 Start bits

3 Stop bits

8.25 Guard Period

1 Frame = 8 time slots

1 time slot 26Training bits

ế • Kênh ti ng trong GSM (speech channel)

ằ ế ượ

ộ c mã hoá b ng b mã hoá ti ng ả RPELTP “Regular Pulse Excitation with Long ố ộ

ấ ồ ọ

ượ ồ ơ

ố

ớ ớ ố ộ ạ ớ

ẽ

ậ ự c m t mã và sau

ổ ứ ụ ế ề ế Kênh ti ng TCH/FS trong GSM đ ậ ớ Vocoder v i thu t gi ủ ộ Term Prediction linear predictive coder”. T c đ mã hóa c a b ượ c chia CODEC là 260 bits/20ms = 13kbps. Các bits trong 260 bits đ ồ thành 3 nhóm: nhóm Ia g m 50bits quan tr ng nh t, nhóm Ib g m c mã hoá 132bits it quan trong h n, nhóm II g m 78bits. Nhóm Ia đ kh i (50,53) cùng v i nhóm Ib và công 4 bits đuôi (tail bits) sau đó mã ậ hoá ch p v i t c đ mã ½ t o thành 378 bits. Cùng v i 78 bits nhóm II ố ượ có đ c 456 bits. Các bit này s chia thành các kh i con 57 bits và th c ượ ố ệ hi n ghép xen thành 4 kh i 114 bits. Các bits này đ ch c c m và truy n trên kênh vô tuy n. đó t

ạ ầ ự ệ ượ ớ ạ c v i l i quá trình t ạ ướ i h ng

T i đ u thu quá trình th c hi n ng phát.

ệ ố ử ế ể ượ ể c th

ệ Quá trình x lý kênh ti ng trong h th ng GSM có th đ hi n trong hình sau

50/53 encode

Input

RPELTP Encoding

Burst

4 tail bits and ½ conv. encode

Speech

Encryption

Inter leaving

assembly

MOD

VAD

Comf

Noise

DEMOD

50/53 decode

Output

RPELTP Decoding

Burst

4 tail bits and ½ conv. decode

Speech

Decryption

Deinter leaving

disassembly

ộ ằ ế ượ

ậ ế c mã hoá b ng b mã hoá ả VSELP “Vector Sum Excited Linear i

ớ ố ộ

ấ ớ

ớ ố ộ ượ

ượ ắ ớ i

ệ c b o v (không

c mã hoá) t o thành 228 bits/20ms = 11.4kbps = TCH/HS. Các

ổ ứ ụ ẽ ượ ớ ạ ậ c ghép xen, m t mã và sau đó t ch c c m và

ế Kênh ti ng TCH/HS trong GSM đ ti ng Vocoder v i thu t gi ủ ộ Prediction”. T c đ mã hóa c a b CODEC là 112 bits/20ms = 5.6 ồ ượ c chia thành 2 nhóm: nhóm I g m kbps. Các bits trong 112 bits đ ồ ọ 95 bits quan tr ng nh t, nhóm II g m 17 bits ít quan trong h n. ạ Nhóm I 95 bits cùng v i 3 bit mã CRC và 6bits đuôi (tail bits) t o ậ c mã hoá ch p v i t c đ mã 1/3 thành 104 bits, các bits này đ ạ ạ t o thành 312 bits và đ c c t xén b t 101 bits (punctured) còn l ượ ả 211 bits. Cùng v i 17 bits nhóm II không đ ượ đ bit này s đ ề truy n trên kênh vô tuy n.

ự ệ ạ ượ ớ ạ c v i l i quá trình t i

ạ ầ ng phát.

T i đ u thu quá trình th c hi n ng ướ h

95+3CRC +6 tail bits mux

Input

VSELP Encoding

Burst

1/3 conv. Encode and punctured

Speech

Encryption

Inter leaving

assembly

MOD

VAD

Comf

Noise

DEMOD

95 +3CRC 6 tail bits demux

Output

VSELP Decoding

Burst

Speech

1/3 conv. with punctured Decode

Decryption

Deinter leaving

disassembly

Speech Coders

Waveform Coders

Source Coders

Frequency domain

Time domain

LPC

Vocoders

LPC – Linear Predictive Coder

Nondifferential

Differential

DELTA

ADPCM

SBC

ATC

PCM

DPCM – Differential PCM

CVSDM – Continuously Variable Slope Delta Modulation

APC– adaptive Predictive Coding

CVSDM

APC

25 SBC – SubBand Coding

ATP – Adaptive Transform Coding

ậ ỹ • K thu t mã hoá ti ng (speech coding) ế

ỹ ậ ế ệ i

ố ủ ộ ế ầ ề

ợ ạ ộ ố • K thu t mã hoá ti ng Vocoders: Phân tích tín hi u ti ng t ạ máy phát và truy n các thông s c a b phân tích đi, đ u thu ổ t n h p l i các th ng s này

Channel Vocoders

Formant Vocoders

Cepstrum Vocoders

VoiceExcited Vocoders

LPC (Linear Predictive Coders

+ LPC Vocoders

+ MultiPulse Excited LPC

+ Code Excited LPC

+ Residual Excited LPC

LPC

Decoder

Encoder

Filter

Input

Decoder

Buffer

Encoder

Voice/un voiced Decision

L E N N A H C

R E Z I S E H T N Y S

Pitch

Decoder

Encoder

Analysis

ậ ỹ • K thu t mã hoá LPC

Excita

ọ ủ ặ c ch n c a tín hi u l i:

tion

ượ Truy n các đ c tính đ ố Đ l ệ ỗ ề ộ ợ ộ ọ i b l c, thông s voiced và unvoiced, pitch

ủ ệ ậ

ạ ầ ộ ọ ổ ệ ợ ể T i đ u thu nh n thông tin c a tín hi u sai đ ạ t o tín hi u kích thích cho b l c t ng h p

ậ ỹ • K thu t mã hoá kênh (channel coding)

= C B

log 1 2

S � � � � N � �

P N B 0

� log 1 � 2 �

� = � �

C B

bE R b N B 0

� +� log 1 2 �

� � �

ị Đ nh lý Shannon (1948)

ố Mã kh i (Block codes)

ố ứ ử ế ả ơ ỗ + Tuy n tính, đ i x ng, đ n gi n, s a ít bit l i

ậ Mã tích ch p (Convolutional codes)

ệ ơ ả ử ỗ ố ơ i t

ể t h n và có th 28 ả + Ph c t p h n, hi u qu s a l gi ứ ạ ề i mã m m

ề

ượ c thêm

• Mã kh i:ố mã có các t ừ mã có cùng chi u dài, k bits thông tin mãừ ượ (code work), nk bits đ c mã hoá thành n bits đ t ỷ ệ ữ ệ ể vào đ phát hi n sai và s a sai, t l mã k/n

ọ Tr ng s Hamming ố

ả Kho ng cách Hamming

ừ T sai (error codework)

ệ Mã phát hi n sai

ả ừ  phát hi n các t

ấ ệ ượ ừ ộ ố ọ sai có tr ng s ố sai có tr ng s Hamming là sai có c các t

ầ ọ ố Kho ng cách b mã d ệ ộ ộ ừ Hamming ≤ (d1) và có ít nh t m t t d b mã không phát hi n đ tr ng s Hamming ≤ ph n nguyên c a ọ ữ ượ c. Bô mã này s a đ ủ [(d1)/2]

ử Nguyên lý s a sai

ủ ế ộ ổ ừ ộ ộ mã thu c b mã là

ộ ộ ộ ừ Mã tuy n tính là b mã sao cho t ng c a 2 t m t t mã thu c b mã

ố ả

ề ộ mã trong b mã

ộ ựơ c mã hoá, n ượ ạ ừ c t o t ma ộ mã trong b mã C

ừ ớ Mã kh i tuy n tính C(n,k), k là chi u dài b n tin đ ố ừ ề |C|=2k, và đ là chi u dài t ừ trân sinh Gkxn ma tr n có k dòng và n c t. Các t ấ ỳ ả × G v i u là b n tin b t k . là các t ế ừ mã, s t ậ mã {v} sao cho v = u

ậ ươ ươ ng đ ng dòng

ủ ộ ậ ủ ộ ậ Gk×n là ma trân sinh c a b mã C thì ma tr n t ủ c a ma tr n G cũng là ma tr n sinh c a b mã C

ậ ậ ượ ượ ạ ừ c t o t ma tr n sinh G đ c

ộ

=

n×(nk) có n dòng và nk c t sao cho: 0

(cid:0) (cid:0) Ma tr n th c a b mã C(n,k) đ ử ủ ộ ậ ị đ nh nghĩa là là ma tr n H = G H H G

Hay:

vH =

0

k×(nk) là

ế ậ ị ạ G = [I X], Ik là ma tr n đ n v , X

ơ ẽ ậ ậ ộ ậ N u ma tr n G có d ng ấ ỳ ma tr n b t k có k dòng và nk c t thì ma tr n H s là

n k

(

)

(cid:0) -

n k

X � = � I �

� � �

ằ

ậ ố ộ ả mã

Ứ

ớ ừ ế c ượ w) n u thu đ ượ c ượ ọ c g i là S = wH đ ộ ừ ủ ừ ả w. ng v i m i syndrome có m t t sai mã thu đ ộ sai này c ng v i t ượ ị c b

ừ mã đúng

 e + w = v ị ộ ừ

ộ ộ ả ấ ỳ mã b t k ể mã thu c b mã. Mã vòng có th

ể ơ ệ ể ằ ậ ả

ộ ộ ễ ể ằ ễ ứ ạ ọ ) ử v phát và thu đ Gi i mã b ng ma tr n th : (  b sai. Tính ừ ị t w không thu c b mã C ỗ ớ syndrome c a t m ấ ừ ệ e) và l y t ươ ứ t ng ng (ký hi u ẽ sai s cho ra t ế Mã vòng (cyclic code). N u d ch trái hay ph i m t t ộ ừ thu c b mã thì cho ra m t t ử bi u di n b ng ma tr n sinh và th , tuy nhi n đ đ n gi n thì bi u di n b ng đa th c t o mã ( đ c thêm

ắ

ớ ố ố ồ

ố ụ ượ ụ ở ọ ộ c bi n đ i thành chu i bit liên t c

ổ ộ ấ

ế ế ể ể ả ạ ị i mã l

• Mã tích ch pậ (convolutional code) còn g i là mã xo n. Không ổ gi ng v i mã kh i là nhóm các bit thành m t kh i r i mã mà chu i ổ ngõ ra bit thông tin liên t c đ ấ ị ổ ủ ộ c a b mã hoá. Quá trình bi n đ i này có m t c u trúc nh t đ nh ổ i chu i bit (dùng các thanh ghi d ch) đ bên thu có th gi ban đ uầ

N stages

k bits

1 k 1 k 1 k

n 2

1 ẽ ượ ỷ ệ c mã hoá (mapping) thành n bit  t l mã

k bit thông tin s đ k/n

ụ ấ Ví d c u trúc mã xo n ½ và 2/3

(0) 2

(0) y 1

(0) y 0

ắ y ,

ổ

(

L )

x x x , 2 1 0

x ổ

x x x , 0 1 2 + chu i bit sau mã hoá:

(

L )

(0) y 0

(1) y 0

(0) y 1

(1) y 1

(0) 2

(1) 2

(1) y 1

(1) y 0

(0) x 2

(0) x 1

(0) x 0

(0) 2

(0) y 1

(0) y 0

(1) 2

(1) y 1

(1) y 0

(1) x 2

(1) x 1

(1) x 0

(2) y 1

(2) y 0

(2) 2 33

+ chu i bit vào: =

(

L )

(0) x 0

(1) x 0

(0) x 1

(1) x 1

(0) x 2

(1) x 2

ổ + chu i bit vào: =

+ chu i bit sau mã hoá:

(

L )

(0) y 0

(1) y 0

(2) y 0

(0) y 1

(1) y 1

(2) y 1

(0) 2

(1) 2

(2) 2

ổ =

ầ ử ự ế ợ ượ

ổ trong trong chu i ra ầ ử ủ y đã đ ổ c a chu i ngõ vào c ghép xen là s k t h p x(0),x(1),…,x(k1).

+ +

(0) x 0

(1) y 0

ỗ ế ụ M i ph n t ủ ủ tuy n tính c a c a các ph n t ộ Ví d trong b mã ½

=

+

(1) y i

(0) x i

(0) x i 1

(0) x i 3

0 0 +

(0) x 1

(0) x 0

(1) y 1

(1) 2

(1)

(0) x 2 (0) x 3

(0) x 0

(0) x 1 (0) x 2

(1) y 3

- -

y

+ D D

= + 1

(0) x 4

(0) x 1

(0) x 3

(1) 4

y M

ể ệ D th hi n toán t ử ể tr

(0)

ự ươ T ng t

y ể ệ

ệ ữ ỗ

(0)

= +

(1011) 1

(1)

= +

+ 2 D D + 3 D D

(1101) 1

ứ ạ ườ ệ ứ ấ cho nhánh th nh t + = + 2 D D 1 ố ứ M i đa th c th hi n cho m i quan h gi a 1 input và 1 ư output. Ngoài ra ng i ta còn ký hi u đa th c t o mã nh sau

ộ ươ ự ứ ạ ộ M t cách t ng t

(0) 0

= ta có đa th c t o mã cho b mã 2/3 = g

(1) 0

(0) g 1 (1) g 1

= = (0001) ( ) (1110) ( ) g 0110 1010

(2) 0

(2) g 1

Nhánh vào (0) Nhánh vào (1)

35 Nhánh ra (1)

= = g (1100) (0100)

ượ ị ấ ủ

= +

ị ả ộ ớ ở ấ ỳ ưở ở ề c đ nh nghĩa là chi u dài l n nh t c a ng b i b t k bit nào

m 1 max i i

Constrain length K đ ủ ổ chu i bit c a m t ngõ ra còn b nh h ngõ vào K ầ ử ớ ủ nh c a nhánh

ồ ạ ườ ố mi là s ph n t ith i ta d a trên gi n đ tr ng thái (state

ự ồ ắ ồ ả ả Phân tích mã xo n ng ả diagram) và gi n đ trellis (gi n đ hình cây)

ầ ử ủ

ứ ộ ố ồ ạ ớ ụ

nh (ph thu c s ph n t ớ ớ ạ nh và tr ng thái c a các ấ ủ ớ ớ nh l n nh t c a m t nhánh ộ ậ ầ ử ế Gi n đ tr ng thái ch a các ph n t ả ầ ử ph n t ấ b t ký) v i các bit ngõ ra khi bi ộ t m t t p các bit ngõ vào.

ụ ộ

ạ ầ ử ủ ế ớ

ấ ả thi ị

ể ệ ạ ầ ử ớ  có Ví d b mã hoá ½ ta có nhánh dài nh t có 3 ph n t nh ặ 0 = 000, t ta đ t là S nh này, gi 8 tr ng thái c a 3 ph n t ỗ S1=100, S2=010, S3=110, …, S7=111 theo nh phân. Trên m i nhánh ớ ố n i 2 tr ng thái th hi n X/YY v i X là bit vào và YY là bit ngõ ra

ả ồ ạ Gi n đ tr ng thái

1/10

S1 S3

0/01 1/01 1/00 1/11

1/01 0/11

0/00 1/00 1/11

S0 S2 S5 S7 0/10

0/10 0/11 0/00 1/10

0/01

S6 37

ả ồ Gi n đ Trellis (hình cây)

ả ả i mã theo thu t gi i Viterbi – Maximun Likelihood (soft

ọ ườ ố ậ Gi decoder and hard decoder)  ch n đ ấ ng gi ng nh t

Pano’s sequential decoding

Stack algorithm

Feedback decoding

ậ ỹ • K thu t ghép xen (interleaving)

ỹ ậ ậ ậ ể ượ ự

ỹ

ả ượ

Read out

m+1

ề ỗ ụ ờ ễ ả

m rows

Read in

n columns

K thu t ghép xen đ nh n đ c s phân t p không gian mà ể ậ ấ ỳ không thêm b t k thông tin overhead nào. K thu t này dùng đ ế ấ c phân tán i quy t v n đ l gi i c m (bursty errors), các bit đ ụ ị ỗ ồ i đ ng th i khi x y ra fading sâu hay c m nhi u nên không b l (bursty noise) Có hai c u ấ trúc ghép xen ố là kh i (block) tích ch p ậ và (convolutional)

original

1.a

1.b

1.c

1.d

2.a

2.b

2.c

2.d

3.a

3.b

3.c

3.d

4.a

4.b

4.c

4.d

interleaved

1.a

2.a

3.a

4.a

1.b

2.b

3.b

4.b

1.c

2.c

3.c

4.c

1.d

2.d

3.d

4.d

air - medium

received

1.a

2.a

3.a

4.a

1.b

2.b

3.b

4.b

1.c

2.c

3.c

4.c

1.d

2.d

3.d

4.d

de-interleaved

1.a

1.b

1.c

1.d

2.a

2.b

2.c

2.d

3.a

3.b

3.c

3.d

4.a

4.b

4.c

4.d

Error blocks

ụ Ví d ghép xen

ậ ằ ỹ • K thu t cân b ng (equalizer and adaptive equalizer)

ậ ậ ạ

ể ườ ỹ ề ượ ủ ả ả ưở ủ

ệ ằ ộ

ể ệ ỉ

ậ ọ ỹ ằ c c a kênh ề ạ ả ng i nh h ổ ng ISI. Kênh trong thông tin di đ ng là kênh bi n đ i  ph i bám theo các thay đ i c a kênh đ hi u ch nh ổ ủ ả ằ ượ c g i là k thu t cân b ng thích nghi (adaptive

ỹ K thu t cân b ng là k thu t t o ra tính hi u ng ng c a kênh truy n nh m gi m nh h truy n đ bù l ế ượ ệ ủ c a hi n th ờ i gian theo gi ằ ộ b cân b ng và đ equalization).

ỹ ổ ằ ườ

ế ẫ ể

ỉ ượ ạ

ườ

ả i mà không bi ế ướ t tr

ậ

ư 42 ề

ậ ng (traing K thu t cân b ng thích nghi dùng chu i d n đ ơ ệ ề ổ c truy n đ n n i thu đ tính tóan hi u sequence), chu i này đ  có th th c hi n ệ ở ể ự ọ ạ ệ ố ủ i máy thu ch nh các h s c a m ch l c t ổ ự ộ ng các các b equalizer d a vào chu i Baseband hay IF. Thông th ộ ệ ố ủ ộ ọ ể ẫ ng đ tính tóan các h s c a b l c, ngòai ra còn có các b d n đ ự ậ c kênh equalizer tính tóan d a trên các thu t gi ả truy n (các thu t gi i mù – Blind Algorithm) nh CMA (Constant Modulus Algorothm) hay SCORE (Spectral COherence REstoral algorithm)

ơ ả ủ ộ ứ ấ ằ Hình sau là c u trúc c b n c a b cân b ng thích ng

yk yk1 yk2 ykN z1 z1 z1

w0k w1k w2k wNk

ďk

∑

Adaptive algorithm that update each weight wnk

Error ek ∑

A known property of transmitted signal

dk +

DFE: Decision Feedback Equalization MLSE: Maximum Likelihood Sequence Estimation LMS: Least Mean Squares RLS: Recursive Least Squares

Equalizer

Linear

Types

Nonlinear

DFE

MLSE

ML Symbol Detector

Structures

Transversal

Lattice

Transversal

Lattice

Transversal Channel Est.

Algorithms

Gradient RLS

LMS RLS Fast RLS Sq. Root RLS

Zero forcing LMS RLS Fast RLS Rq. Root RLS

ả ậ • B o m t trong GSM

ả ườ B o m t phía ng ậ i dùng

ố

ầ ẽ + Dùng mã PIN (Personal Identity Number), 4 8 s , sai 3 l n s khóa SIM

ầ ẽ ữ ố + PUK (PIN Unclocking Key), 8 ch s , 10 l n s khóa SIM

ệ ạ ượ + IMEI hi n t i không đ ể c tri n khai

ậ ở ạ ả B o m t ậ m ng truy c p

ứ ượ ậ c m t mã, ít

ả ườ ố + S IMSI ề ượ c truy n trên đ đ  các b n tin báo hi u ch a IMSI đ ệ ế ng vô tuy n

ố Temporary Mobile Subscriber Identity) mang tính

ớ ẽ ế ớ ớ

ề + S TMSI ( ụ ộ ế ợ c c b , k t h p v i LAI, đ n vùng m i s có TMSI m i và ậ ượ đ c m t mã khi truy n.

ậ ở ạ ậ m ng truy c p

B o m t ả (tt)

i, truy n ề

ả ự

ậ ự + Nh n th c thuê bao ậ ề + Qu n lý khóa nh n th c K ề và không truy n v MSC/VLR

ạ

ề ố

ế

o M ng truy n s ng u nhiên RAND đ n ẫ MS.

ử ụ

ứ ớ

ằ ị

ề o Không truy n khóa K i

o MS tính đáp ng SRES b ng cách s d ng ậ thu t toán A3 v i các giá tr ngõ vào là RAND và Ki.

ế

ề

ế

ạ

o MS truy n k t qu SRES đ n m ng. ả

ẽ ể

ủ

ạ

o M ng s ki m tra tính chính xác c a SRES.

ầ (MSC/VLR yêu c u khi c n) ầ 46

ậ ạ ả ẳ ư ạ ỗ i AuC (tính s n l u t i HLR, m i

ử ụ + Tính tóan thông tin b o m t t ầ ồ ặ c p dùng 1 l n r i xóa sau khi s d ng)

ậ ự ậ

ẫ ộ ự ử

+ Quá trình nh n th c: MSC/VLR ẽ ọ s ch n m t RAND ng u nhiên ể ử ế gi i đ n MS và ki m tra ế ề + Quá trình truy n khóa nh n ậ i và thu t tóan th c. HLR g i K A3 đ n MSC/VLR

ế ậ Thi t l p khóa Kc

• M t mã ậ

ậ Vi trí m t mã

ươ ậ Ph ng pháp m t mã

ự ề ậ ổ ậ T ng quát v nh n th c và m t mã

ủ ụ

• Các th t c trong GSM ủ ụ Các th t c khi MS ở ế ộ ỗ ch đ r i

ở ế ộ ọ ủ ụ Các th t c khi MS ch đ kích h at

ậ ị ậ C p nh t v trí

ầ ầ Đăng ký l n đ u

ờ ỏ R i b IMSI

ậ ạ Nh p l i IMSI

ị ỳ Đăng ký đ nh k

ế ậ ộ ọ ừ Thi t l p cu c g i t MS

ế ậ Thi ộ ọ ế t l p cu c g i đ n MS

ể ữ Chuy n giao gi a 2 cell cùng BSC

ể ữ Chuy n giao gi a 2 cell khác BSC

ể ữ Chuy n giao gi a 2 cell khác MSC

ệ ố

6. H th ng GPRS ủ ệ ố ặ ể • Đ c đi m c a h th ng GPRS

ệ ố ấ • C u trúc h th ng GPRS

ụ ả

• D ch v gói và d i thông s ử ị d ng ụ

• MS=TE+MT (class A, class B, Class C)

ộ • Tính di đ ng trong GPRS

ủ ấ • C u trúc bên trong c a GPRS

ổ ợ ị ụ • Nút h tr d ch v GPRS (SGSN)

ổ ợ ị ụ • Ch c năng nút h tr d ch v GPRS (SGSN)

ụ ụ ấ ả ự ạ ộ ứ Ph c v t t c các tr m di đ ng GPRS trong 1 khu v c nào đó

ả ự ậ ậ ạ ờ

ế Qu n lý tính di đ ng (đăng nh p, r i m ng, c p nh t khu v c ậ ộ ị đ nh tuy n và paging)

ữ ủ ấ ả ị ự ị ế

L u tr và duy trì thông tin thuê bao trong thanh ghi v trí SGSN t c các thuê bao đã đăng ký trong khu v c đ nh tuy n (SLR) c a t ộ ề thu c v SGSN đó

ả ạ ộ ạ

ế ố ớ ế ậ Qu n lý phiên (kích ho t ho c làm không ho t đ ng PDP – ặ ể Packet Data Protocol context đ thi t l p 1 k t n i t i GGSN)

ữ ệ ề ườ ừ i dùng t PCU sang GGSN

Đi u khi n gói (truy n d li u ng ể ề ượ ạ i) c l và ng

ậ ể ề ế ậ ị

ể ạ ậ ơ ớ ớ

Đi u khi n c p nh t khu v c đ nh tuy n interSGSN (SGSN ự m i n i thuê bao đã đăng ký liên l c v i SGSN cũ đ nh n các entry SLR – Subscriber Location Register)

ổ ợ ị ụ ứ • Ch c năng nút h tr d ch v GPRS (SGSN)

ề ể ế ố ự ế ớ i

ệ Đi u khi n SMS (trung tâm SMS có th k t n i tr c ti p t ể SGSN qua giao di n Gd)

ướ

ợ ể ừ ể ạ T p h p d li u tính c ậ ề truy n đ t ộ ữ ệ ồ ữ ệ c (g m các b d li u charging data đã ơ đó t o các file dùng đ tính hoá đ n)

ả ướ ả ề ợ ệ ử c (ghi n các account đã tr ti n cho vi c s

Đi u khi n tr tr ể ề ụ d ng GPRS)

ự ự ư ượ ể ả ủ ạ Qu n lý s th c thi (đ đo l u l ng trong vùng này c a m ng)

ả ể ề ệ ố ấ i (đ phát hi n các v n đ trong su t quá

ỗ ủ ụ ề Duy trì và qu n lý l trình truy n và các th t c)

ổ ợ ổ Nút h tr GPRS c ng

ổ ợ ổ Mô hình nút h tr GPRS c ng

ổ ợ ứ ổ • Ch c năng nút h tr GPRS c ng

ế ố ớ K t n i t ạ i m ng IP

ậ ả B o m t IP

ả ỗ ợ ủ ụ ả

Qu n lí phiên (GGSN h tr các th t c qu n lí phiên (đó là PDP context activation, deactivation, và modification).

ỗ ợ H tr tính ti n ề

ườ T ử ng l a

ứ

ạ ộ ư ộ ố ớ ử ạ ươ ể ạ

ữ

ớ i các PLMN.

Border Gateway: Ch c năng c a ngõ biên (border Gateway) ng ho t đ ng nh m t đi m đi vào m ng đ i v i các m ng x ố s ng IP bên trong Autonomous gi a các SGSN và GGSN và các ế ố k t n i bên ngoài t

Border Gateway

ấ C u trúc BSS

ữ ệ ữ Nh ng khác bi t gi a GPRS và GSM