intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tìm hiểu công nghệ CDMA

Chia sẻ: Trangngoc Mvthtbtn | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:49

Thêm vào BST
Báo xấu
140
lượt xem 26
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm vừa qua, nhu cầu trao đổi thông tin ngày một cao, nó không chỉ nằm trong giới hạn của một quốc gia, mà là trên phạm vi thế giới. Sự phát triển rất nhanh của công nghệ điện tử, tin học, công nghệ viễn thông cung cấp ngày càng nhiều các loại hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, chất lượng cao đáp ứng ngày càng tốt các yêu cầu của khách hàng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tìm hiểu công nghệ CDMA

  1. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng Đề tài Tìm hiểu công nghệ CDMA Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 1
  2. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm vừa qua, nhu cầu trao đổi thông tin ngày một cao, nó không chỉ nằm trong giới hạn của một quốc gia, mà là trên phạm vi thế giới. Sự phát triển rất nhanh của công nghệ điện tử, tin học, công nghệ viễn thông cung cấp ngày càng nhiều các loại hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, chất lượng cao đáp ứng ngày càng tốt các yêu cầu của khách hàng. Hiện nay, mạng thông tin di động ở Việt Nam đang sử dụng công nghệ GSM là chủ yếu. Tuy nhiên, trong tương lai mạng thông tin di động này sẽ không đáp ứng được các nhu cầu về thông tin di động. Bởi vì, nhu cầu thông tin di động không chỉ là thoại mà còn là truyền dữ liệu, hình ảnh, âm thanh ... với tốc độ cao, các yêu cầu về chất lượng, bảo mật cũng được đặt ra. Điều này đã thúc đẩy các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động phải tìm kiếm một phương thức thông tin mới. Và công nghệ CDMA đã trở thành mục tiêu hướng tới của lĩnh vực thông tin di động trên toàn thế giới. Công nghệ CDMA dựa trên nguyên lý trải phổ đã đạt được hiệu quả sử dụng dải thông lớn hơn so với các công nghệ tương tự hoặc số khác do đó số lượng thuê bao đã truy nhập lớn hơn nhiều. Nhờ dãn rộng phổ tín hiệu mà có thể chống lại được các tác động gây nhiễu và bảo mật tín hiệu. Các mạng thông tin di động sử dụng công nghệ CDMA có thể đáp ứng được các nhu cầu về thông tin di động trong tương lai. Do đó, việc nghiên cứu và triển khai mạng thông tin di động CDMA là một điều tất yếu. Xuất phát từ những suy nghĩ như vậy nên em đã chọn đề tài: “ Tìm hiểu về công nghệ CDMA”. Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp mặc dù em đã rất cố gắng nhưng do thời gian hạn chế, trình độ và kinh nghiệm còn có hạn nên nội dung của luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự phê bình, hướngdẫn và sự giúp đỡ của thầy, cô và các bạn. Mục Lục Chương I - Tổng quan về mạng thông tin di động Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 2
  3. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng 1.1 - Những đặc thù của thông tin di động 1.2 - Lịch sử phát triển của thông tin di động 1.2.1 - Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất 1.2.2 - Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai 1.2.3 - Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba 1.2.4 - Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất sang thế hệ thứ ba 1.3. Các phương pháp đa truy nhập trong thông tin di động 1.4. Xu thế phát triển của thông tin di động Chương II - Tìm hiểu về công nghệ CDMA 2.1 - Tổng quan 2.2 - Các hệ thống thông tin trải phổ 2.2.1 - Hệ thống DS/SS 2.2.2 - Hệ thống FH/SS 2.2.3 - Hệ thống TH/SS 2.2.4 - So sánh các hệ thống SS 2.3 - Các đặc tính của CDMA 2.3.1- Tính đa dạng phân tập 2.3.2 - Đặc tính tái sử dụng tần số chung 2.3.3 - Điều khiển công suất 2.3.4 - Chuyển vùng mềm 2.3.5 - Công suất phát thấp 2.3.6 - Dung lượng mềm 2.3.7 - Bảo mật cuộc gọi 2.3.8 - Giá trị E/N thấp và bảo vệ lỗi 2.3.9 - Tách tín hiệu thoại 2.4 - Ưu điểm của CDMA 2.4.1 - Dung lượng tăng cao 2.4.2 - Cải thiện chất lượng cuộc gọi 2.4.3 - Đơn giản hóa quy hoạch hệ thống 2.4.4 - Tăng cường bảo mật 2.4.5 - Vùng phủ sóng 2.4.6 - Tiết kiệm năng lượng 2.4.7 - Cấp phát tài nguyên mềm dẻo 2.5 - Công nghệ W-CDMA Chương III - Công nghệ CDMA trong thông tin di động 3.1 - Cuộc cách mạng số và tình hình phát triển Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 3
  4. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng 3.2 - CdmaOne hỗ trợ truyền thông di động 2G đi vào quên lãng 3.3 - Cdma2000 thế chỗ CdmaOne 3.4 - Công nghệ CDMA2000 1X và CDMA2000 1xEV 3.5 - Sự phát triển của mạng thông tin di động CDMA vào Việt Nam 3.5.1 - 2006: Năm của công nghệ CDMA 3.5.2 - Những nỗ lực thúc đẩy CDMA 3.5.3 - Đối diện với khó khăn Chương IV - Một số công nghệ mạng khác 4.1 - Công nghệ GSM 4.2 - Công nghệ TDMA 4.3 - Công nghệ PDC 4.4 - Công nghệ GPRS 4.5 - Công nghệ PCS Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 4
  5. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 - Những đặc thù của thông tin di động. Nói đến thông tin di động là nói đến việc liên lạc thông qua sóng điện từ (vì vừa như vậy mới liên lạc vừa di chuyển được, và cho tới ngày nay loài người chưa phát hiện ra môi tường thông tin đặc biệt nào khác ưu việt hơn sóng điện từ). Mỗi một cuộc liên lạc giữa hai người cần một đường truyền độc lập (gọi là kênh truyền vô tuyến ), mỗi kênh giả sử chỉ có dải thông 3KHz ( tức là 3.103Hz ứng với dải thông tiếng nói, trên thực tế phải cần nhiều hơn thế nữa) thì dải tần số vô tuyến từ 0 – 3 GHz ( 3.109 ) chỉ cho phép truyền 3.109 3.103 = 106 tức là một triệu cuộc liên lạc một lúc. Vậy thì làm thế nào để hàng trục triệu người có thể cùng sử dụng máy di động cùng một lúc đấy là chưa kể dải tần số vô tuyến còn phải dành cho rất nhiều công việc khác (như quốc phòng , hàng không, nghiên cứu khoa học….), dải tần số dành cho thông tin di động chỉ là phần nhỏ. Giải pháp duy nhất để giải quyết vấn đề nhiều người dùng độc lập trên một dải tần số vô tuyến hạn chế là sử dụng lại tần số miễn hai cuộc liên lạc phải đủ xa nhau về khoảng cách vật lý để sóng truyền đến nhau nhỏ hơn sóng truyền của hai người trong cuộc, để không gây nhiễu cho nhau. Do vậy một địa bàn có dịch vụ thông tin di động phải được chia thành các phần nhỏ, gọi là tế bào, hai cuộc liên lạc ở hai tế bào dù ở xa nhau có thể sử dụng cùng một dải tần số sóng điện từ thông qua việc quản lý của một trạm trung tâm tế bào. Về lý thuyết, nếu kích cỡ của tế bào là rất nhỏ, công suất thu phát liên lạc được khống chế trong đó( để không làm “phiền” đến tế bào khác) thì có thể phục vụ được vô số cuộc gọi di động cùng một lúc mà chỉ cần một dải tần sóng vô tuyến hạn chế. Phương pháp này gọi là phương pháp sử dụng lại tần số. Điều này kéo theo một loạt hệ quả tất yếu khác như: • Chống nhiễu đồng kênh và nhiễu kênh lân cận • Kỹ thuật chuyển giao Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 5
  6. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng • Quản lý kênh truyền (khi có yêu cầu sử dụng hoặc giải phóng kênh) • Đăng ký vị trí (mới biết người liên lạc ở tế bào nào để tìm gọi) … Ngoài ra các yêu cầu khác của người sử dụng như kích thước nhỏ nhẹ của thiết bị cầm tay đồng thời lại tiết kiệm năng lượng (để phục vụ cuộc liên lạc được lâu)... Những yêu cầu này luôn đòi hỏi rất cao về công nghệ điện tử và các kỹ thuật xử lý tín hiệu mà những tiến bộ cách đây 20 năm không thể đáp ứng nổi. Chính vì vậy phải đợi đến khi những tiến bộ của công nghệ điện tử vào cuối thập kỷ 80 của thế kỷ 20 thông tin di động mới thâm nhập vào đời sống xã hội rộng rãi bằng những sản phẩm thương mại hấp dẫn. Sau đó phát triển với tốc độ nhảy vọt trong thập kỷ tiếp theo khi đưa ra nhiều dịch vụ đa năng với chất lượng dịch vụ ngày càng cao. Tóm lại, đặc thù cơ bản của thông tin di động là mâu thuẫn giữa số lượng người dùng đông đảo và dải tần hạn chế, dẫn đến vùng dịch vụ được chia thành các tế bào kèm theo tất cả các kỹ thuật hệ thống khi xây dựng hệ thống tế bào này. Điều này làm cho hệ thống thông tin di động khác rất nhiều so với hệ thông tin cố định ( hữu tuyến hoặc vô tuyến). [Tài liệu tham khảo - TLTK] 1.2 - Lịch sử phát triển của thông tin di động Để có bức tranh toàn cảnh, ngắn gọn về thông tin di động ta điểm lại những mốc phát triển quan trọng trong lịch sử. Có thể chọn lịch sử phát triển thông tin di động của nước Mỹ làm điển hình: - Năm 1946: Dịch vụ điện thoại di động công cộng lần đầu tiên được giới thiệu ở 25 thành phố của Mỹ. Mỗi hệ thống dùng bộ ăng ten công suất lớn đặt cao phủ sóng toàn thành phố (bán kính 50km), kỹ thuật FM, truyền bán song công (Pust-to talk), ở băng tần 150MHz, độ rộng kênh truyền là 120kHz. Đây chưa phải hệ thống tế bào, tần số chưa được dùng lặp lại nên số người được phục vụ rất ít. - Năm 1950: Độ rộng kênh thu hẹp lại còn 60kHz, dẫn đến số kênh sử dụng tăng gấp đôi. Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 6
  7. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng - Năm 1960: Độ rộng kênh chỉ còn 30kHz, hiệu suất phổ tần tăng gấp 4 lần. - Năm 1950-> 1960: Xuất hiện tổng đài tự động, dịch vụ IMTS ( sóng cộng, tự động quay số, tự động chọn kênh ). Tuy nhiên nhanh chóng bị bão hoà bởi nhu cầu người sử dụng do dịch vụ chất lượng kém và hay bị bận. Dịch vụ IMTS hiện vẫn còn ở Mỹ, song hiệu suất sử dụng phổ kém so với điện thoại tế bào hiện nay. Cũng trong thời gian này, lý thuyết mạng tế bào ra đời (AT&T đưa ra dự án điện thoại năm 1968). Tuy nhiên công nghệ điện tử lúc đó chưa đáp ứng được. Cũng trong thời gian này, lý thuyết mạng tế bào ra đời (AT&T đưa ra dự án điện thoại năm 1968). Tuy nhiên công nghệ điện tử lúc đó chưa đáp ứng được. - Năm 1983: Ra đời hệ thống thông tin di động tiên tiến AMPS ( Advanced Mobile Phone System ). Đánh dấu sự ra đời điện thoại tế bào thế hệ 1. Ủy ban viễn thông liên bang Mỹ (FCC) đã phân cho dịch vụ này 1 dải tần 40MHz trên khoảng tần số 800MHz ( ứng với 660 kênh sóng cộng rộng 2x30kHz= 60kHz). Phổ tần này được phân đều cho 2 nhà cung cấp để tạo sự cạnh tranh. - Năm 1989: Trước yêu cầu tăng trưởng mạnh mẽ số người sử dụng FCC phân thêm cho dịch vụ này 10MHz phổ nữa (ứng với 166 kênh song công). Hệ thống điện thoại tế bào này hoạt động trong môi trường hạn chế giao thoa, sử dụng lại tần số, kĩ thuật đa truy cập theo tần số (FDMA) - Năm 1991: Ra đời hệ thống tế bào số (USDC) theo chuẩn IS-54 trên cơ sở hạ tầng AMPS. Hỗ trợ 3 người sử dụng trên 1 kênh 30kHz, kĩ thuật điều chế (π/4 DQPSK). Khi kĩ thuật nén tiếng nói và xử lý tín hiệu phát triển có thể tăng dung lượng lên 6 lần (kết hợp với kĩ thuật đa truy cập theo thời gian TDMA và tồn tại song song với AMPS trên cùng cơ sở hạ tầng). Đây là thời điểm đánh dấu sự ra đời của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 (ở Châu Âu là hệ GSM). Cũng trong năm 1991, hệ thống dựa trên kĩ thuật trải phổ phát triển bởi công ty QUALCOM theo chuẩn IS-95 hỗ trợ nhiều người sử dụng trên một dải tần 1.25MHz, sử dụng kĩ thuật đa truy cập phân chia theo mã CDMA. Có nhiều ưu điểm hơn AMPS về dung lượng, Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 7
  8. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng yêu cầu về tỉ số SNR thấp hơn, về giá thành có tính cạnh tranh cao. Vấn đề tích hợp nhiều mạng khác nhau trong một cơ sở hạ tầng cũng được đặt ra từ những năm 90. - Năm 1995: Chính phủ mỹ đã cấp giấy phép trên dải tần 1800->2100MHz, hứa hẹn sự phát triển mới cho các dịch vụ thông tin cá nhân (PCS). - Năm 2000: Tổ chức viễn thông quốc tế (ITU) đã tiến hành tiêu chuẩn hoá cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000_hệ thống thông tin di động thứ 3. [TLTK] 1.2.1 - Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất Khái niệm về cellular bắt đầu từ cuối những năm 40 tại phòng thí nghiệm Bell của AT&T. Nhưng đến đầu những năm 70 AT&T mới đưa ra dự án điện thoại tế bào. Và cho đến năm 1983, ra đời dịch vụ AMPS do AT&T và MOTOLAR của Mỹ. Đánh dấu sự ra đời hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất. Với kỹ thuật tương tự, phương pháp điều tần FM để điều chế tiếng nói trên băng tần 800MHz với độ rộng phổ là 40MHz. Để sử dụng hiệu quả hơn nguồn tần số có giới hạn thì toàn bộ vùng dịch vụ được chia thành các miền nhỏ kề nhau gọi là tế bào (cell). Mỗi tế bào được dịch vụ cung cấp một tần số nhất định và có một anten trung tâm, với công suất phát phù hợp để quản lý các di động trong tế bào mà không gây nhiễu sang các tế bao khác. Khi các cell ở cách nhau đủ xa thì có thể sử dụng lại tần số. Hình 1. Lặp lại nhóm tế bào trong vùng dịch vụ Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 8
  9. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất đã bao gồm hàng loạt các hệ thống ở các nước khác nhau như: NMT phát triển ở Châu Âu, NTT ở Nhật, TACS ở Anh… Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ truy cập FDMA có sơ đồ khái quát như sau: Hình 2. Sơ đồ khối hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất Chú thích : - MSC ( Mobile service Switching Center): Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động - AuC ( Authentication Center ): Trung tâm nhận thực - HLR ( Home Location Register ): Bộ ghi định vị thường trú - VLR ( Visitor Location Register ): Bộ ghi định vị tạm trú - BS ( Base Station ): Trạm gốc - SS7 ( Common channel Signaling System no.7 ): Báo hiệu kênh chung số 7 - PSTN ( Public Switched Telephone Network ) : Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Tuy nhiên các hệ thống này không thoả mãn được nhu cầu ngày càng tăng mà trước hết là về dung lượng. Mặt khác các tiêu chuẩn của các hệ thống không tương thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ rộng (việc liên lạc ngoài biên giới là không thể). Do sử dụng kỹ thuật truyền tiếng nói tương tự nên hiệu suất sử dụng phổ tần không cao và chất lượng kém. Những vấn đề này đặt ra cho hệ thống thông tin di động hế hệ 2 phải lựa chọn giải pháp kỹ thuật tương tự hay số. Và kỹ thuật số đã được lựa chọn , trước hết là sự bảo đảm chất lượng cao hơn, khả năng tiềm tàng về một dung lượng lớn hơn. Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 9
  10. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng 1.2.2 - Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai Ra đời vào đầu những năm 1990: Chuẩn GSM của Châu Âu và IS-54 (tồn tại song song với AMPS) của Mỹ và ngay sau đó là chuẩn IS-95 cho phương pháp đa truy nhập CDMA. Hệ thống thông tin di động thế hệ hai dựa trên kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA và kỹ thuật đa truy cập phân chia theo mã CDMA, truyền dẫn song công theo tần số TDD, điều chế QPSK, FSK… Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai theo chuẩn IS-95 được phát triển ở Mỹ. Hệ thống này sử dụng lại băng tần 824MHz - 849MHz cho tuyến lên và 869MHz – 894MHz cho tuyến xuống, dùng 20 kênh có độ rộng mỗi kênh là 1,25MHz. Hệ thống thông tin di động GSM ra đời và sử dụng rộng rãi ở Châu Âu, băng tần sử dụng gồm hai dải tần: 890MHz – 915MHz cho tuyến lên và 935MHz – 960MHz cho tuyến xuống. Dải tần này lại được chia nhỏ ra thành các dải con rộng 200KHz (gọi là kênh tần số vô tuyến tuyệt đối ARFCN hay kênh vật lý). Mỗi kênh vật lý chia thành 8 khe thời gian (Time Slot) ứng với 8 kênh dịch vụ. Về lý thuyết số kênh vật lý trên dải tần 25MHz là 25000/200=125 kênh. Tổng số kênh lưu lượng là 125x8=1000 kênh, nghĩa là phục vụ đồng thời 1000 thuê bao mà chưa sử dụng lại tần số. Dưới đây là sơ đồ khối của hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM( Global System for Mobile communication) Hình 3. Mô hình cấu trúc mạng thông tin di động GSM Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 10
  11. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng SS Switching System Hệ thống chuyển mạch AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú EIR Equipment Identify Register Thanh ghi nhận dạng thiết bị MSC Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc BSC Base Station Controller Đài điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc MS Mobile Station Trạm di động OSS Operation & Support System Hệ thống khai thác và hỗ trợ NSS Network Switching System Hệ thống chuyển mạch mạng ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số đa dịch vụ tích hợp PSPDN Packet Switched Mạng số liệu công cộng Public Data Network chuyển mạch gói CSPDN Circuit Switched Mạng số liệu công cộng Public Data Network chuyển mạch kênh PSTN Public Switched Mạng điện thoại chuyển mạch Telephone Network công cộng PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng Ưu điểm của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai : Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ra đời nhằm giải quyết những hạn chế của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất. Do sử dụng kĩ thuật số mà có những ưu điểm sau: - Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn. - Mã hoá tín hiệu thoại với tốc độ bít càng thấp cho phép ghép nhiều kênh Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 11
  12. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng vào dòng bít tốc độ chuẩn. - Áp dụng kỹ thuật mã hoá kênh và mã hoá nguồn của kỹ thuật truyền dẫn số. - Hệ thống số chống nhiễu kênh chung CCI (Common Channel Interference) và chống nhiễu kênh kề ACI (Adjacent Channel Interference) hiệu quả hơn sẽ làm tăng dung lượng hệ thống. - Điều khiển động việc cấp phát kênh mộ cách liên tụcnên làm cho việc sử dụng tần số hiệu quả hơn. - Điều khiển truy nhập và chuyển giao hoàn hảo hơn, dung lượng tăng, báo hiệu dễ dàng xử lý băng phương pháp số. - Có nhiều dịch vụ mới nhận thực hơn (kết nối với ISDN). Nhược điểm : Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai cũng tồn tại một số nhược điểm như sau: - Độ rộng dải thông băng tần của hệ thống là hạn chế nên các dịch vụ ứng dụng cũng bị hạn chế ( không thể đáp ứng được các yêu cầu phát triển cho các dịch vụ thông tin di động đa phương tiện cho tương lai). - Tiêu chuẩn cho các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai là không thống nhất. Do Mỹ và Nhật sử dụng TDMA băng hẹp còn Châu Âu sử dụng TDMA băng rộng, mặc dù cả hai hệ thống này đều có thể coi như là sự tổ hợp của FDMA - TDMA vì người sử dụng thực tế dùng các kênh được ấn định cả về tần số và các khe thời gian trong băng tần. Do đó việc chuyển giao toàn cầu chưa thực hiện được. 1.2.3 - Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba Ra đời vào những năm cuối của thập niên 90 nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin di động gia tăng. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba sử dụng các kỹ thuật đa truy nhập: đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA một sóng mang và đa sóng mang DECT, CDMA đa sóng mang(CDMA2000 hay IS2000), CDMA băng rộng Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 12
  13. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng theo thời gian (WCDMA-TDD) và theo tần số (WCDMA- FDD). Nó có dải thông khá rộng là 1885MHz-2025MHz và 2110MHz – 2200MHz trên toàn thế giới theo tiêu chuẩn IMT-2000. So với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất và thứ hai thì hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba là hệ thống đa dịch vụ và đa phương tiện được phủ sóng khắp toàn cầu. Nó có thể chuyển mạng, hoạt động mọi nơi, mọi lúc. Nó có thể thực hiện các dịch vụ thông tin dữ liệu tốc độ cao và thông tin đa phương tiện băng rộng như: hộp thư thoại, truyền Fax, truyền dữ liệu, Wap(Wiless Applycation Protocal) là giao thức ứng dụng không dây cho phép truy cập vào mang Internet đọc tin tức, tra cứu thông tin, hình ảnh…Do đặc điểm băng tần rộng nên nó còn có thể cung cấp các dịch vụ truyền hình ảnh, âm thanh, các dich vụ điện thoại thấy hình…Hệ thống này ngày càng phát triển khắp toàn cầu với những mục tiêu cơ bản sau: • Tiêu chuẩn thống nhất toàn cầu • Có khả năng truyền tải đa phương tiện • Tăng dịch vụ chuyển mạch gói: Hệ thống thông tin di động thế hệ hai chỉ có phương thức chuyển mạch gói, hiệu suất kênh tương đối thấp. Trong khi hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba tồn tại đồng thời cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. • Tăng phương thức truyền tải không đối xứng. Do các dịch vụ số liệu mới WWW (Word Wide Web) có đặc tính không đối xứng: truyền tải đường lên thường chỉ cỡ vài Kbit/s, còn đường xuống cỡ vài trăm Kbit/s. Trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai thì chỉ hỗ trợ truyền tải đối xứng. • Tăng cường dịch vụ số liệu WWW và khả năng truyền số liệu. • Chất lượng thoại tương đương với chất lượng thoại hữu tuyến. • Hiệu suất phổ tần cao hơn. • Tính bảo mật cao. Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 13
  14. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng 1.2.4 - Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất sang thế hệ thứ ba Hình 4. Sự phát triển của hệ thống thông tin di động từ thế hệ 1 đến 3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ra đời đã khắc phục được nhiều nhược điểm của thế hệ một. Song với sự phát triển mạnh mẽ của xã hội và nhu cầu tăng vọt của khách hàng sử dụng mạng di động, cùng những đòi hỏi về chất lượng làm cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai không đáp ứng nổi. Những nhu cầu này chính là động lực để phát triển hệ thống thông tin di động tốc độ cao nhằm phát triển truyền thông đa phương tiện và đa dịch vụ. Do vậy thế hệ 2,5 dã ra đời và trở thành kỹ thuật trung gian quá độ sang hệ thống thông tin thế hệ thứ ba. Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 14
  15. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng 1.3 - Các phương pháp đa truy nhập trong thông tin di động Để làm tăng dung lượng của dải vô tuyến dùng trong hệ thống thông tin di động người ta sử dụng các kỹ thuật ghép kênh. Trong mỗi hệ thống ghép kênh đều sử dụng khái niệm đa truy cập, điều này có nghĩa là các kênh vô tuyến được nhiêù thuê bao dùng chung tài nguyên tần số hoặc khe thời gian hoặc cả hai. Hiện nay có 5 hình thức đa truy nhập cơ bản là: - FDMA: Đa truy nhập phân chia theo tần số, phục vụ các cuộc gọi theo kênh tần số khác nhau. - TDMA: Đa truy nhập phân chia theo thời gian, phục vụ các cuộc gọi theo các khe thời gian khác nhau. - CDMA: Đa truy nhập phân chia theo mã, phục vụ các cuộc gọi theo chuỗi mã khác nhau. - PDMA: Đa truy cập phân chia theo thuộc tính, phục vụ các cuộc gọi theo sự phân cực khác nhau của sóng vô tuyến. - SDMA: Đa truy cập phân chia theo không gian, phục vụ các cuộc gọi theo các Ăng-ten định hướng búp sóng hẹp 1.4 - Xu thế phát triển của thông tin di động Hiện nay thông tin di dộng vẫn đang trong giai đoạn phát triển như vũ bão, đáp ứng nhu cầu không ngừng tăng của khách hàng cả về số lượng, chất lượng và loại hình dịch vụ. Về cơ bản có thể chia thành các hướng phát triển như sau: - Phát triển theo chuẩn IMT-2000, được quyết địng bởi ITU, nhằm thống nhất các hệ thống di động đa năng thế hệ thứ ba ở các khu vực trên thế giới. - Xu hướng phát triển mạng vô tuyến trong nhà dùng cho các trụ sở, công ty lớn (trên tần số cao 18GHz) - Từ những năm 1990 đã có những nghiên cứu rộng lớn trên thế giới nhằm phát triển hệ thống vô tuyến cá nhân: Kết hợp sự thông minh của mạng PSTN, xử lý tín hiệu số hiện đại và công nghệ RF. Các kỹ thuật chung cho điều chế, đa truy cập và kỹ thuật mạng cũng được lựa chọn nhằm đem dich vụ đến tận cá nhân người sử dụng như PCS (Person Communication Servise) (ví dụ cụ thể như mạng Cityphone). Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 15
  16. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng PCN (Person Communication Network ) là khái niệm mạng mà người dùng có thể thu và tiến hành cuộc gọi ở bất cứ đâu dùng thiết bị cá nhân nhỏ nhẹ. - Phát triển viễn thông kết hợp vệ tinh: Cùng với sự phát triển của công nghệ vũ trụ , hệ thông tin vệ tinh phối hợp với hệ di động mặt đất tạo nên hệ viễn thông kết nối toàn cầu thích hợp cho mọi địa hình và mọi loại hình. - Hiện nay các quốc gia phát triển sau có cơ hội đi nhanh vào các kỹ thuật tiên tiến nhất và lựa chọn các mô hình thích hợp với phát triển của tương lai. [TLTK] Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 16
  17. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ CDMA 2.1 - Tổng quan CDMA dựa trên công nghệ trải phổ (SS – spread spectrum ),trong đó tín hiệu gốc ban đầu được phát trong một tín hiệu vô tuyến có băng thông rất lớn so với băng thông tối thiểu ban đầu.Chúng ta nói tín hiệu ban đầu đã được trải phổ. Nguyên tắc chính của CDMA là sử dụng một chuỗi tín hiệu có tốc độ rất cao (gọi là chuỗi giả ngẫu nhiên - PN – pseudorandom noise) để chuyển đổi tín hiệu có băng hẹp ban đầu thành một tín hiệu tương tự nhiễu có băng thông rộng , đỉnh công suất bé và phát đi . Mỗi người sử dụng sẽ có một chuỗi tín hiệu PN khác nhau gọi là mã. Mã này là cơ sở mã hóa tín hiệu và phân biệt người sử dụng này với người sử dụng khác .Ở máy thu sẽ sử dụng một chuỗi mã ngẫu nhiên giống như đầu phát để giải mã và thu được tín hiệu chính xác. Đối với người sử dụng không biết chuỗi mã thì tín hiệu thu được ở máy thu sẽ tương tự như các tín hiệu nhiễu .Vì vậy hệ thống có tính bảo mật cao.Trải phổ theo kiểu CDMA là trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS (direct sequence spread spectrum ). Ngoài phương pháp trải phổ trực tiếp (DSSS),kỹ thuật đa truy nhập dựa trên công nghệ trải phổ còn một số kỹ thuật khác gọi là trải phổ nhảy tần (FHSS – frequency hopping SS) và trải phổ nhảy thời gian (THSS – time hopping SS )nhưng không đạt hiệu quả cao như DSSS. Hệ thống CDMA chỉ sử dụng kỹ thuật trải phổ DSSS. Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 17
  18. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng 2.2 - Các hệ thống thông tin trải phổ : 2.2.1 - Hệ thống DS/SS : Thực hiện trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ tín hiệu (tốc độ chip ) cao hơn nhiều tốc độ bit của luồng số phát. Hình 5. Quá trình trải phổ DS/SS - BPSK Kỹ thuật DS/SS – QPSK: Cho phép giới hạn băng tần cao khi tốc độ mã cho trước. QPSK là phương pháp điều chế tổ hợp hai bit dữ liệu thành một ký hiệu điều chế. Do vậy mà phương pháp này làm tăng tốc độ truyền dữ liệu lên hai lần với băng cao tần RF cho trước (hay làm giảm băng RF yêu cầu tới một nửa khi tốc độ mã cho trước). Nhưng độ lợi xử lý giảm đi nhiều tương ứng với tỉ lệ lỗi bit cao hơn. Hình 6. Sơ đồ trải phổ DS/SS – QPSK Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 18
  19. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng 2.2.2 - Hệ thống FH/SS : Kỹ thuật trải phổ nhảy tần FH/SS là sự chuyển dịch sóng mang có tần số được chọn theo mã trong một tập hợp các tần số. Độ rộng toàn bộ băng tần được chia nhỏ thành các khe tần số không lấn lên nhau. Chuỗi mã PN sẽ xác định khe tần số nào được dùng để truyền tin trong một khoảng thời gian nhất định. Khác với trải phổ chuỗi trực tiếp, ở trải phổ nhảy tần mã trải phổ không trực tiếp điều chế tín hiệu mà được dùng để điều khiển bộ tổ hợp tần số tạo ra các tần số khác nhau. Tốc độ nhảy tần có thể nhanh hơn hay chậm hơn tốc độ số liệu. Tương ứng có hai trường hợp là: nhảy tần nhanh và nhảy tần chậm. Hình 7. Sơ đồ khối của hệ thống trải phổ FH Bản tin nhị phân b(t) cần phát có tốc độ Rb= 1/Tb , được mã hoá NZR. Sau đó được điều chế một sóng mang mà tần số của nó fc(t) được điều khiển bởi một bộ tạo mã. Bộ tổng hợp tần số sẽ tạo ra các chip có tốc độ bit Rc. Do đó, tần số sóng Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 19
  20. T×m hiÓu c«ng nghÖ CDMA GVHD: §ç §×nh C­êng mang được xác định theo một tập hợp của log2N chip ( N là số lượng các tần số sóng mang có thể có). Mỗi lần nó thay đổi là mã đã tạo ra log2N chip liên tiếp. Như vậy, tần số sóng thay đổi theo các bước. Bước của tần số là RH=Rc/log2N. Tại máy thu, sóng mang được nhân với một sóng mang chưa điều chế được tạo ra giống hệt bên phát. Sóng mang này được tạo ra nhờ bộ tạo mã PN giống như bên phát điều khiển bộ tổ hợp tần số để tạo ra tần một tần số thích hợp. Như vậy, Sự chuyển dịch tần số giả ngẫu nhiên ở bên phát sẽ được loại bỏ tại nơi thu. Điều chế FSK thường sử dụng cho các hệ thống này. Giải điều chế là không kết hợp do tần số sóng mang luôn thay đổi trong quá trình truyền tin. 2.2.3 - Hệ thống FH/SS nhanh Ở hệ thống FH/SS nhanh, có ít nhất một lần nhảy với một bít số liệu. Với T là chu kỳ của tín hiệu, Th là thời gian của một đoạn nhảy tần thì T/Th ≥ 1. Trong khoảng thời gian Th giây của mỗi lần nhảy tần, một trong số j tần số { f0, f0+∆f , f0+2∆f , …,f0+(j-1)∆f } được phát. Trong đó ∆f là khoảng cách giữa các tần số lân cận, thường được chọn bằng 1/Th . Biểu đồ tần số cho hệ thống FH với tốc độ nhảy tần bằng 3 lần tốc độ số liệu như sau: Hình 8. Biểu đồ tần số của hệ thống FH/SS nhanh với T=3Th Sinh viªn thùc hiÖn: DƯƠNG văn nam 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng
172 tài liệu
837 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
8=>2