›
›

Giáo trình Thông tin di động - Phần 1: Tổng quan về Hệ thống thông tin di động

pdf 120 trang huongle 3030
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thông tin di động - Phần 1: Tổng quan về Hệ thống thông tin di động", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_thong_tin_di_dong_phan_1_tong_quan_ve_he_thong_th.pdf

Nội dung text: Giáo trình Thông tin di động - Phần 1: Tổng quan về Hệ thống thông tin di động

  1. Thông tin di độ ng
  2. Nộ i dung môn h ọ c  Phầ n 1: T ổ ng quan v ề h ệ th ố ng TTDD  Phầ n 2: H ệ th ố ng GSM  Phầ n 3: 3G và UMTS/WCDMA  Phầ n 4: Các kênh và l ớ p giao th ứ c WCDMA
  3. Tài liệ u tham kh ả o  Thông tin di độ ng s ố , Ericsson, 1996  www.wikipedia.org  Tính toán mạ ng thông tin di đ ộ ng s ố cellular, Thầ y Vũ Đ ứ c Th ọ  GSM, CdmaOne and 3G Systems, Raymond Steele, Chin-Chun Lee, Peter Gould  GSM, Switching, Services and Protocols, John Wiley & Sons  Website củ a t ạ p chí b ư u chính vi ễ n thông, đ ị a ch ỉ :  
  4. Phầ n 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
  5. Nộ i dung  Lị ch s ử phát tri ể n  Cấ u trúc h ệ th ố ng  Tế bào  Đa truy nhậ p
  6. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n Giớ i thi ệ u chung:  Hệ th ố ng thông tin di đ ộ ng t ế bào s ố (Digital Cellular mobile communication systems) hay còn gọ i là h ệ th ố ng thông tin di độ ng (mobile systems) là hệ th ố ng liên l ạ c vớ i nhi ề u đi ể m truy nh ậ p khác nhau (access points, or base stations) trên mộ t vùng đ ị a lý hay còn goi là các cell.  Nguờ i s ử d ụ ng có th ể di chuy ể n trong vùng ph ủ sóng củ a các tr ạ m (base station)
  7. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Ra đờ i vào nh ữ ng năm 1920 ( là các ph ươ ng ti ệ n thông tin giữ a các đ ơ n v ị c ả nh sát M ỹ )  1982 sử d ụ ng k ỹ thu ậ t TDMA là Nhóm đ ặ c trách di đông GSM (Group Special Mobile) sau này đượ c đ ổ i thành H ệ thố ng di đ ộ ng toàn c ầ u (Global System for Mobile communications  Việ t Nam s ử d ụ ng GSM t ừ 1993  1991 Qualcomm triể n khai h ệ th ố ng di đ ộ ng trên công ngh ệ CDMA chuẩ n IS-95A (Interim Standard-95A)  Viêt Nam triể n khai h ệ th ố ng di đ ộ ng theo công ngh ệ CDMA và đư a vào s ử d ụ ng tháng 7/2003
  8. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n Các thế h ệ :  Thế h ệ th ứ nh ấ t (1G)  Thế h ệ th ứ hai (2G)  Thế h ệ th ứ ba (3G)  Thế h ệ th ứ b ố n (4G)
  9. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  First Generation (1G)  Hệố th ng thông tin di đ ộươựửụ ng t ng t s d ng ph ươ ng th ứ c đa truy nhậ p phân chia theo t ầ n s ố FDMA và đi ề u ch ế t ầ n số FM.  Đặ c đi ể m:  Phươ ng th ứ c truy nh ậ p: FDMA  Dị ch v ụ đ ơ n thu ầ n là tho ạ i  Chấ t l ượ ng th ấ p  Bả o m ậ t kém
  10. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Mộ t s ố h ệ th ố ng đi ể n hình:  NMT: Nordic Mobile Telephone sử d ụ ng băng t ầ n 450 MHz. Triể n khai t ạ i các n ướ c B ắ c Âu vào năm 1981 (Scandinavia)  TACS: Total Access Communication System triể n khai t ạ i Anh vào năm 1985.  AMPS: Advanced Mobile Phone System triể n khai t ạ i B ắ c Mỹ vào năm 1978 t ạ i băng t ầ n 800 MHz.
  11. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Second Generation (2G)  Hệ th ố ng di đ ộ ng s ố t ế bào:  Dung lượ ng tăng  Chấ t l ượ ng tho ạ i t ố t h ơ n  Hỗ tr ợ các d ị ch v ụ s ố li ệ u (data)  Phươ ng th ứ c truy nh ậ p:  TDMA, CDMA băng hẹ p (NarrowBand)  Chuyể n m ạ ch: chuy ể n m ạ ch kênh (Circuit Switching).
  12. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Mộ t s ố h ệ th ố ng đi ể n hình:  GSM: (Global System for Mobile Phone) - TDMA. Triể n khai tạ i Châu Âu.  D-AMPS (IS-136 - Digital Advanced Mobile Phone System) – TDMA. Triể n khai t ạ i M ỹ  IS-95 (CDMA one) - CDMA. Triể n khai t ạ i M ỹ và Hàn Quố c.  PDC (Personal Digital Cellular) – TDMA, Triể n khai t ạ i Nh ậ t Bả n.
  13. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Evolved Second Generation (2.5 G)  Các dchị v ụ s ố li ệ u c ả i ti ế n :  Tố c đ ộ bit data cao hơ n.  Hỗ tr ợ k ế t n ố i Internet.  Phươ ng th ứ c chuy ể n m ạ ch:  Chuyể n m ạ ch gói - Packet Switching Ví dụ :  GPRS - General Packet Radio Services: Nâng cấ p t ừ m ạ ng GSM nh ằ m h ỗ tr ợ chuyể n m ạ ch gói (172 kbps).  EDGE - Enhance Data rate for GSM Evolution  Hỗ tr ợ t ố c đ ộ bit cao h ơ n GPRS trên n ề n GSM (384 kbps)
  14. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Third Generation (3G)  Hỗ tr ợ các d ị ch v ụ s ố li ệ u gói t ố c đ ộ cao:  Di chuyể n trên các ph ươ ng ti ệ n (Vehicles): 144 kbps - Macro Cell  Đi bộ , di chuy ể n ch ậ m (Pedestrians): 384 kbps – Micro cell  Văn phòng ( Indoor, stationary users) 2 Mbps - Pico cell  Dị ch v ụ đa ph ươ ng ti ệ n, k ế t n ố i qua Internet, ví d ụ nh ư :  Video Streaming, video conference, web browsing, email, navigational maps . .
  15. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Third Generation (3G)  Hai hướ ng tiêu chu ẩ n cho m ạ ng 3G:  W-CDMA: UTMS:  Phát triể n t ừ h ệ th ố ng GSM, GPRS  CDMA 2000 1xEVDO:  Phát triể n t ừ h ệ th ố ng CDMA IS-95
  16. Cost of moving from GSM to cdmaOne overrides the benefit of the CDMA migration path Source: U.S. Bancorp Piper Jaffray
  17. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Fourth Generation (4G)  Hiệ n nay đang xây d ự ng chu ẩ n.  Cả i ti ế n v ề d ị ch v ụ d ữ li ệ u:  Tố c đ ộ bit: 20 – 100 Mb/s.  Phươ ng th ứ c đi ề u ch ế :  OFDM, MC-CDMA  Xu hướ ng k ế t h ợ p: m ạ ng lõi IP + m ạ ng truy nh ậ p di đ ộ ng (3G) và truy nhậ p vô tuy ế n Wimax & Wi-Fi !
  18. Distribution of GSM Subscribers  GSM is used by 70% of subscribers worldwide  564 M subs / 800 M subs in July 2001  Most GSM deployments in Europe (59%) and Asia (33%)  ATT & Cingular deploying GSM in US today Number of subscribers in the world (Jul 2001) PDC CDMA 7% 12% US TDMA 10% GSM 71% Source: EMC World Cellular / GSM Association
  19. ξ1. Lịch s ử phát tri ể n  Fourth Generation (4G)  Hiệ n nay đang xây d ự ng chu ẩ n.  Cả i ti ế n v ề d ị ch v ụ d ữ li ệ u:  Tố c đ ộ bit: 20 – 100 Mb/s.  Phươ ng th ứ c đi ề u ch ế :  OFDM, MC-CDMA  Xu hướ ng k ế t h ợ p: m ạ ng lõi IP + m ạ ng truy nh ậ p di đ ộ ng (3G) và truy nhậ p vô tuy ế n Wimax & Wi-Fi !
  20. ξ2. Cấu trúc h ệ th ố ng
  21. ξ2. Cấu trúc h ệ th ố ng Trong đó:  HLR: Home Location Register: bộ đăng ký đ ị nh v ị th ườ ng trú  VLR: Visited Location Register: bộ đăng ký đ ị nh v ị t ạ m trú  AuC: Authentication Center: Trung tâm nhậ n th ự c  MSC: Mobile Switching Center: Trung tâm chuyể n m ạ ch di độ ng
  22. ξ3. Khái niệ m t ế bào  Cell – tế bào hay ô: là đ ơ n v ị c ơ s ở c ủ a m ạ ng, t ạ i đó tr ạ m di độ ng MS ti ế n hành trao đ ổ i thông tin v ớ i m ạ ng qua tr ạ m thu phát gố c BTS (BS).  Trong đó:  MS: Mobile Station - trạ m di đ ộ ng.  BTS (BS): Base Tranceiver Station (Base Station)
  23. ξ3. Khái niệ m t ế bào Trạm thu phát gốc BTS – Base Transceiver Station Tế b bào ­ cell
  24. ξ3. Khái niệ m t ế bào  Phươ ng th ứ c ph ủ sóng:  an ten vô hướ ng và có h ướ ng  1 hoặ c 3 anten  Độ nh ạ y thu - Receive Sensitivity:  Mứ c công su ấ t t ố i thi ể u mà t ạ i đó máy thu v ẫ n nh ậ n đượ c tín hi ệ u.  Đơ n v ị : [dBm]  VD: Card mạ ng WLAN theo chu ẩ n 802.11 có đ ộ nh ạ y thu là -96 dBm
  25. ξ4. Các phươ ng th ứ c đa truy nh ậ p  FDMA: Frequency Division Multiple Access đa truy nhâp phân chia theo tầ n s ố  TDMA: Time Division Multiple Access đa truy nhâp phân chia theo thờ i gian  CDMA: Code Division Multiple Access đa truy nhâp phân chia theo mã
  26. Băng tầ n c ủ a h ệ th ố ng  Mỗ i h ệ th ố ng thông tin di đ ộ ng đ ượ c c ấ p phát m ộ t ho ặ c nhi ề u băng tầ n xác đ ị nh.  Trong mỗ i băng t ầ n, các kênh vô tuy ế n c ủ a h ệ th ố ng s ẽ đ ượ c ấ n đị nh.  Ví dụ : Băng t ầ n GSM 900 đ ượ c c ấ p phát là - UL: 890 MHz – 915 MHz - DL: 935 MHz – 960 MHz
  27. Phầ n 2 HỆ THỐNG GSM
  28. Nộ i dung  Cấ u trúc h ệ th ố ng  Phân cấ p vùng ph ụ c v ụ  Các giao diệ n  Các giao thứ c  Sử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố  Chu trình cuộ c g ọ i và chuy ể n giao
  29. ξ2.1. Cấu trúc h ệ th ố ng GSM  Mạ ng thông tin di đ ộ ng m ặ t đ ấ t công c ộ ng PLMN (Public Land Mobile Network) theo chuẩ n GSM đ ượ c chia thành 3 (4) phân h ệ chính sau:  Phân hệ chuy ể n m ạ ch - NSS  Network Switching Subsystem.  Phân hệ vô tuy ế n - RSS = BSS + MS  Radio SubSystem  Phân hệ v ậ n hành và b ả o d ưỡ ng - OMS  Operation and Maintenance Subsystem
  30. ξ2.1. Cấu trúc h ệ th ố ng GSM Data NetwoRK NSS BSS vlr iwf trau bsc auc hlr msc ec bts bts bts eir pstn omc S I E M E N S N IX D O R F ms Omc­ s Me sim Omc­ r IWF: InterWorking Function ­ Khối tương tác mạng EC: Echo Canceler ­ Khối triệt tiếng vọng Kết nối mang thông tin báo hiệu /điều khiển Kết nối mang thông tin người sử dụng và báo hiệu
  31. 1. Trạ m di đ ộ ng MS - Mobile Station  Trạ m di đ ộ ng MS = ME + SIM  ME : Mobile Equipment - thiế t b ị di đ ộ ng  SIM: Subscriber Indentity Module Module nhậ n d ạ ng thuê bao.  ME = hardware + software  ME  IMEI = Assigned at the factory 6 digits 2 digits 6 digits 1 digit Type Approval Final Assembly Serial Number Sp Code Code IMEI
  32. Trạ m di đ ộ ng MS - Mobile Stattion  SIM: lư u gi ữ các thông tin nh ậ n th ự c thuê bao và m ậ t mã hóa/giả i m ậ t mã hóa.  Các thông tin lư u gi ữ trong SIM:  Các số nh ậ n d ạ ng IMSI, TMSI  Khóa nhậ n th ự c Ki  Số hi ệ u nh ậ n d ạ ng vùng đ ị nh v ị LAI: (Location Area ID)  Khóa mậ t mã Kc  Danh sách các tầ n s ố lân c ậ n
  33. Phân hệ tr ạ m g ố c BSS  BSS: Base Station Subsystem  BSS = TRAU + BSC + BTS  TRAU (XCDR): Bộ chuy ể n đ ổ i mã và ph ố i h ợ p t ố c đ ộ .  BSC: Bộ đi ề u khi ể n tr ạ m g ố c.  BTS: trạ m thu phát g ố c.  BSS kế t n ố i v ớ i NSS qua lu ồ ng PCM c ơ s ở 2 Mbps.
  34. Bộ đi ề u khi ể n tr ạ m g ố c BSC  BSC: Base Station Controller  Bộ đi ề u khi ể n tr ạ m g ố c BSC th ự c h ị ên các ch ứ c năng sau:  Điề u khi ể n m ộ t s ố tr ạ m BTS: x ử lý các b ả n tin báo hi ệ u, điề u khi ể n,v ậ n hành & b ả o d ưỡ ng đi/đ ế n BTS.  Khở i t ạ o k ế t n ố i.  Điề u khi ể n chuy ể n giao:Intra & Inter BTS HO  Kế t n ố i đ ế n MSC, BTS và OMC.
  35. BSS’s components BSS MSC trau bsc bts bts bts BSS = TRAU + BSC + BTSBSS = TRAU + BSC + BTS
  36. Trạ m thu phát g ố c BTS  BTS: Base Tranceiver Station hoặ c BS: Base Station  Trạ m thu phát g ố c BTS th ự c h ị ên các ch ứ c năng sau:  Thu phát vô tuyế n (Radio Carrier Tx and Rx)  Ánh xạ kênh logic vào kênh v ậ t lý ( Logical to physical Ch Mapping )  Mã hóa/giả i mã hóa (Coding/Decoding)  Mậ t mã hóa/gi ả i m ậ t mã hóa(Ciphering/Deciphering)  Điề u ch ế / gi ả i đi ề u ch ế (Modulating/ Demodulating)
  37. Cấ u hình BSS 5 2 BTS BTS BTS 1 BTS 4 BSC 3 BTS 6 BTS 7 * Vị trí của BTS so với BSC: BTS BTS đặt gần: co­located BTS: * Cấu hình kết nối các BTS: BTS ở xa: remote BTS:  ÷ Hình sao: star ­ ,, Hình chuỗi: chain ­ ,,, Mạch vòng: loop ­ ,, , , ,,
  38. Bộ TRAU (XCDR) TRAU: Transcoding and Rate Adaption Unit hoặ c XCDR : TransCoDeR LPC: 13 Kbps + header: 3 Kbps PCM: 64 Kbps 1 TS (64kbps) 1  4 kênh (16kbps) chuyển 2 MSC đổi 3 BSC MUX mã 4  1 TS 1 kênh Tốc độ 1 kênh Ghép kênh: thoại: 64 kbps thoại: 16 Kbps 4*(3+13) = 64 Kbps
  39. 2. Phân hệ chuy ể n m ạ ch NSS
  40. Tổ ng đài di đ ộ ng MSC Chứ c năng: • Xử lý cu ộ c g ọ i (call procesing). • Điề u khi ể n chuy ể n giao (Handover control). • Quả n lý di đ ộ ng (mobility management). • Xử lý tính c ướ c (billing). • Tươ ng tác m ạ ng (interworking function):GatewayMSC GMSC
  41. Bộ đ ị nh v ị th ườ ng trú HLR “HLR là cơ s ở d ữ li ệ u tham chi ế u l ư u gi ữ lâu dài các thông tin v ề thuê bao”. • Các số nh ậ n d ạ ng: IMSI, MSISDN. • Các thông tin về thuê bao • Danh sách dị ch v ụ MS đ ượ c/h ạ n ch ế s ử d ụ ng. • Số hi ệ u VLR đang ph ụ c v ụ MS HLR: Home Location Register
  42. Bộ đ ị nh v ị t ạ m trú VLR “VLR là cơ s ở d ữ li ệ u trung gian l ư u gi ữ t ạ m th ờ i thông tin về thuê bao trong vùng ph ụ c v ụ MSC/VLR đượ c tham chi ế u t ừ c ơ s ở d ữ li ệ u HLR”. • Các số nh ậ n d ạ ng: IMSI, MSISDN,TMSI. • Số hi ệ u nh ậ n d ạ ng vùng đ ị nh v ị đang ph ụ c v ụ MS. • Danh sách dị ch v ụ MS đ ượ c/h ạ n ch ế s ử d ụ ng • Trạ ng thái c ủ a MS (b ậ n: busy; r ỗ i : idle) VLR: Visitor Location Register
  43. Trung tâm nhậ n th ự c AuC “AuC (AC) là cơ s ở d ữ li ệ u l ư u gi ữ mã khóa cá nhân Ki củ a các thuê bao và t ạ o ra b ộ ba tham s ố nh ậ n thự c ‘triple: RAND, Kc,SRES’ khi HLR yêu c ầ u để ti ế n hành quá trình nh ậ n th ự c thuê bao”. AuC: Aunthentication Center
  44. Khố i nh ậ n d ạ ng thi ế t b ị EIR “EIR là cơởữệ s d li u thông tin v ề tính h ợệủếị p l c a thi t b ME qua s ố IMEI”. • Mộ t thi ế t b ị s ẽ có s ố IMEI thu ộ c 1 trong 3 danh sách: + Danh sách trắ ng (white list) -> valid ME + Danh sách đen (black list) -> stolen ME + Danh sách xám (gray list) -> ME is fauly or do not meet curent GSM specifications EIR: Equipment Identity Register
  45. 3. Phân hệ v ậ n hành và b ả o d ưỡ ng OMS OMS: Operation and Maintenance Subsystem
  46. Trung tâm vậ n hành và b ả o d ưỡ ng OMC OMC: Operation and Maintenance Center
  47. Trung tâm vậ n hành và b ả o d ưỡ ng OMC
  48. Cấ u trúc m ạ ng GSM
  49. Vùng phủ sóng - Vinaphone Miền Bắc Vùng 1 KV1: Hà Nội và các tỉnh phía Bắc đến Quảng Bình
  50. Vùng phủ sóng - Vinaphone Vùng 3 KV1: Các tỉnh miền Trung từ Quảng trị đến Khánh hòa và tỉnh Tây nguyên
  51. Vùng phủ sóng - Vinaphone Vùng 2 KV2: TP. Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam từ Ninh thuận đến Cà mau
  52. ξ2.2. Phân cấ p vùng ph ụ c v ụ GSM Service Area
  53. Vùng phụ c v ụ PLMN
  54. Vùng đị nh v ị LAI và vùng phụ c v ụ MSC/VLR
  55. Số nhận dạng vùng định vị LAI 3 digits 2 digits 2 Bytes Mobile country Mobile Location Area Network Code Code (MCC) (MNC) Code (LAC) Số LAI: Location Area Identity => Số nh ậ n d ạ ng vùng đ ị nh v ị 3 digits 2 digits 2 Bytes 2 Bytes Mobile country Mobile Network Location Area Cell Code (MCC) Code (MNC) Code (LAC) Identity (CI) Số nh ậ n d ạ ng ô toàn c ầ u GCI: GCI = MCC + MNC + LAC + CI = LAI + CI
  56. ξ2.3. Các giao diện trong mạng GSM
  57. Khái niệ m  Giao diệ n - Interface: ”Là ranh giớ i gi ữ a các th ự c th ể ch ứ c năng (functional entities) tạ i đó khuôn d ạ ng d ữ li ệ u (protocols) và quá trình trao đổ i thông tin (procedure) đượ c chu ẩ n hóa”
  58. GSM’s interfaces
  59. Quá trình xử lý tín hi ệ u tho ạ i GSM transmitter Speech Channel Encry- Inter- Burst Modu- coding Coding ption leaving assembly lator T Mã hóa Mã hóa Mậ t mã Ghép Tạ o Điề u C nguồ n kênh hóa xen cụ m chế H thoạ i Channel Burst Speech Decry- Deinter- Demod- De- disasse- decoding ption leaving ulator Coding mbly receiver
  60. Phân cấ p c ấ u trúc khung - Frame hierarchy 1 hyperframe = 2048 superframes = 2715648 TDMA frames 0 1 2 3 2044 2045 2046 2047 3 h 28 min 53.76 s 1 superframe = 51 (26 Frames) multiframes OR 26 (51 Frames) multiframes 6.12 s 0 1 2 3 . 47 48 49 50 0 1 . 24 25 26 * 51 = 1326 TDMA Frames 1 trafic multiframe = 26TDMA frames 1 control multiframe = 51TDMA frames T0 T1 T1 S T1 T2 I T0 T4 T4 T5 1 2 4 T1 T2 T3 . 8 9 0 120 ms 235.4 ms 0 1 6 7 4.615 ms slot 577 µs TDMA Frame burst
  61. Kênh lư u l ượ ng - TCH
  62. Kênh điề u khi ể n - CCH
  63. ξ2.5. Sử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố  Khái niệ m:  Số kênh t ầ n s ố là h ữ u h ạ n  Sử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố là vi ệ c c ấ p phát cùng m ộ t nhóm t ầ n s ố vô tuyế n t ạ i các v ị trí đ ị a lý khác nhau trong m ạ ng mà không làm ả nh hưởếấượếốạ ng đ n ch t l ng k t n i t i giao di ệ n vô tuy ế n do nhi ễ u đồ ng kênh và nhi ễ u kênh lân c ậ n gây nên.
  64. Trong mạ ng GSM, m ỗ i tr ạ m BTS đ ượ c c ấ p phát mộ t nhóm t ầ n s ố vô tuy ế n. Các trạ m thu phát g ố c BTS lân c ậ n đ ượ c c ấ p phát các nhóm kênh vô tuyế n không trùng v ớ i các kênh củ a BTS li ề n k ề .
  65. Khái niệ m Các cell cùng tên đượ c c ấ p phát cùng mộ t nhóm t ầ n s ố vô BB tuy n. GG CC ế AA FF DD EE BB BB GG CC GG CC M t c m - cluster có kích AA ộ ụ AA FF DD cỡ N cell, đ ượ c lăp l ạ i t ạ i FF DD EE các vị trí đ ị a lý khác nhau EE trong toàn bộ vùng ph ủ sóng.
  66. Khoảng cách giữa hai cell lân cận 2μ
  67. Khoả ng cách s ử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố D
  68. Khoả ng cách s ử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố D
  69. D = khoảng cách giữa hai cell đồng kênh
  70. Khoảng cách sử dụng lại tần số D
  71. Mẫ u s ử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố  Ký hiệ u t ổ ng quát : mẫ u N/M Trong đó: N = tổ ng s ố site / cluster M = tổ ng s ố cell / cluster  Hệ s ố s ử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố : 1/M
  72. Mẫ u s ử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố Vớ i site phân cung 1200 thì : SiteSite AA M = 3N ⇒3 mẫ u chu ẩ n hóa: A1A1 A2A2 A3A3 Mẫ u 3/9, 4/12 và 7/21 CellCell 120120 0
  73. Mẫ u s ử d ụ ng l ạ i t ầ n s ố 3/9 A1A1 A1A1 Cluste A2A2 A2A2 r A3A3 B1B1 A3A3 B1B1 B2B2 B2B2 C1C1 B3B3 C1C1 B3B3 C2C2 C2C2 C3C3 A1A1 C3C3 A2A2 B1B1 A3A3 B1B1 B2B2 B2B2 B3B3 B3B3
  74. ξξ5. Chu tr5. Chu trìình cunh cuộộc gc gọọi vi vàà chuy chuyểển giaon giao
  75. Chu trình cuộ c g ọ i  Cuộ c g ọ i k ế t thúc t ạ i MS MTC - Mobile Terminating Call ví dụ : Cu ộ c g ọ i t ừ PSTN đ ế n PLMN  Cuộ c g ọ i kh ở i t ạ o t ừ MS MOC - Mobile Originating Call  Trạ ng thái c ủ a MS:  MS tắ t máy (detached)  MS bậ t máy (atached): - rỗ i (idle). - bậ n (busy).
  76. Call sequence: MTCChu trình cuộ c g ọ i 0912345678 0912345678
  77. Mobile Terminating Call (1) HCM TP. Ha Noi
  78. Mobile Terminating Call (2)
  79. Mobile Terminating Call (3)
  80. Mobile Terminating Call (4)
  81. Chuyể n giao cu ộ c g ọ i – HO (Hand Over)
  82. Phân loại chuyển giao theo cấp điều khiển 1 2 3 4 MS MS MS MS BTS BTS BTS BTS BSC BSC BSC MSC MSC
  83. ξ2.9. GPRS General Packet Radio Service Dịch v ụ vô tuy ế n gói chung
  84. Cấ u trúc c ủ a GSM Base Station Network Subsystem Mobile Station Subsystem Other Networks PSTN MSC/ GMSC BSC VLR BTS ME SIM PLMN EIR HLR AUC Internet SD + Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.
  85. Cấu trúc hệ thống GPRS Base Station Network Subsystem Mobile Station Subsystem Other Networks MSC/ GMSC BSC VLR PSTN BTS ME SIM PLMN EIR HLR AUC GGSN SGSN Internet SD + Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.
  86.  SGSN: Serving GPRS Support Node Nút hỗ tr ợ d ị ch v ụ GPRS - Quả n lý di đ ộ ng - Mậ t mã và nén - Đóng gói và truyề n d ẫ n gói  GGSN: Gateway GPRS Support Node Nút hỗ tr ợ c ổ ng GPRS - Liên kế t gi ữ a các m ạ ng - Đị nh tuy ế n d ữ li ệ u
  87. Phầ n 3 3G and UMTS/WCDMA
  88. Mụ c tiêu  Mô tả các yêu c ầ u chính c ủ a UMTS/WCDMA  Liệ t kê các phiên b ả n chính c ủ a chu ẩ n UMTS và cái mà phiên bả n đó h ỗ tr ợ  Liệ t kê các thành ph ầ n chính trong m ạ ng UMTS và các ch ứ c năng củ a chúng  Mô tả các giao th ứ c ở giao di ệ n vô tuy ế n UMTS và các kênh
  89. Tài liệ u tham kh ả o  Christophe Chevallier, Christopher Brunner, Andrea Garavaglia, Kevin P. Murray, and Kenneth R. Baker, editors. WCDMA (UMTS) Deployment Handbook, Wiley & Sons, Ltd., 2006. (ISBN 13: 978-0-470-03326-5) (ISBN 10: 0-470-03326-6)  Juha Korhonen, Introduction to 3G Mobile Communications, Artech House, 2001 (ISBN 10: 158053287X)  3rd Generation Partnership Project Technical Specifications,
  90. Từ GSM đ ế n UMTS
  91. 3G hay IMT-2000 là gì?  Tổ ch ứ c ITU (International Telecommunication Union) đ ị nh nghĩa các yêu cầ u tr ọ ng y ế u cho các d ị ch v ụ vi ễ n thông di đ ộ ng qu ố c t ế (International Mobile Telecommunications 2000 / IMT-2000), thườ ng đ ượ c bi ế t đ ế n như 3G ITU thông qua họ chu ẩ n th ỏ a mãn đ ượ c tiêu chí c ủ a IMT-2000  Các yêu cầ u 3G o Khả năng h ệ th ố ng c ả i thi ệ n, t ươ ng thích v ớ i h ệ th ố ng 2G, h ỗ tr ợ đa phươ ng ti ệ n, các d ị ch v ụ d ữ li ệ u gói t ố c đ ộ cao th ỏ a mãn các tiêu chí sau: − 2 Mb/s trong môi trườ ng c ố đ ị nh ho ặ c trong tòa nhà − 384kb/s trong môi trườ ng thành ph ố ho ặ c v ớ i ng ườ i đi b ộ − 144kb/s trong môi trườ ng di đ ộ ng di ệ n r ộ ng
  92. UMTS là gì ?  Universal Mobile Telecommunications System – UMTS  Là mộ t chu ẩ n IMT-2000 - gi ả i pháp vô tuy ế n di đ ộ ng 3G  Đượ c thi ếếể t k đ có th ểượể đ c tri n khai s ửụạầớ d ng l i ph n l n mạ ng lõi GSM/GPRS  UMTS sử d ụ ng công ngh ệ truy nh ậ p vô tuy ế n d ự a vào CDMA hoàn toàn mớ i trong d ạ ng WCDMA  Hỗợ tr đa d ịụ ch v , phân bi ệấượịụốơ t ch t l ng d ch v t t h n và t ố c độ d ữ li ệ u cao h ơ n ( t ớ i 14Mb/s)
  93. WCDMA là gì?  WCDMA = wideband code division multiple access  WCDMA (còn đượ c bi ế t đ ế n nh ư UTRA-FDD) có các kênh riêng rẽ m ỗ i kênh r ộ ng 5MHz đ ượ c dành cho liên l ạ c ở c ả uplink và downlink  WCDMA là công nghệ m ạ ng truy nh ậ p vô tuy ế n (radio access network –RAN) trong chuẩ n UMTS  Rấ t nhi ề u ng ườ i s ử d ụ ng t ừ UMTS nh ư WCDMA  Bài giả ng này dùng t ừ WCDMA đ ể ch ỉ t ớ i công ngh ệ t ạ i giao diệ n vô tuy ế n s ử d ụ ng trong UMTS, và UMTS đ ể ch ỉ t ớ i m ộ t hệ th ố ng hoàn ch ỉ nh
  94. Mạ ng UMTS
  95. Dả i t ầ n đ ượ c c ấ p phát cho UMTS-WCDMA
  96. Băng thông UMTS-WCDMA
  97. Ai đị nh nghĩa các chu ẩ n UMTS/WCDMA ?
  98. Các phiên bả n và đ ặ c tính 3GPP Con đườ ng phát tri ể n băng r ộ ng di đ ộ ng đã đ ượ c hình thành thành công
  99. Mộ t s ố chu ẩ n UMTS Chủ đ ề Số specification series Hiệ u su ấ t RF 25.1xx Lớ p v ậ t lý 25.2xx Lớ p 2 và 3 25.3xx UTRAN 25.4xx Lớ p NAS (CC,SS, SMS,MM) 22.xxx, 23.xxx, 24.xxx Dị ch v ụ d ữ li ệ u chuy ể n m ạ ch gói 22.060, 23.060 Dị ch v ụ d ữ li ệ u chuy ể n m ạ ch kênh 23.910 Dị ch v ụ tho ạ i 26.Xxx USIM 31.xxx LTE 36.xxx
  100. Từ GSM đ ế n WCDMA – d ị ch v ụ d ữ li ệ u
  101. Từ GSM đ ế n WCDMA – s ự phát tri ể n c ủ a tố c đ ộ d ữ li ệ u
  102. Kiế n trúc m ạ ng UMTS
  103. Kiế n trúc m ạ ng UMTS
  104. Thiế t b ị ng ườ i dùng (UE)  Universal subscriber Indentity Module (USIM)  ứng d ụ ng đ ể qu ả n lý thông tin đăng ký hòa mạ ng c ủ a UE và các chứ c năng authentication  Thiế t b ị di đ ộ ng (Mobile Equipment)
  105. Mạ ng truy nh ậ p vô tuy ế n m ặ t đ ấ t toàn c ầ u (UTRAN)  UTRAN = Universal terrestrial radio access network
  106. Mạ ng lõi (CN- core network)
  107. Topology mạ ng UMTS – quy ho ạ ch m ạ ng
  108. Phầ n 4 Các kênh và lớ p giao th ứ c WCDMA
  109. Đố i t ượ ng h ọ c h ỏ i c ủ a ph ầ n  Mô tả gói giao th ứ c AS/NAS trong phiên b ả n 99 UMTS  Giả i thích s ự khác bi ệ t gi ữ a m ặ t ph ẳ ng ki ể m soát và m ặ t phẳ ng ng ườ i s ử d ụ ng  Mô tả các ch ứ c năng giao th ứ c c ủ a t ầ ng truy nh ậ p chính  Giả i thích các ch ứ c năng kênh c ủ a Rel99 chính và ánh x ạ c ủ a chúng
  110. Giao thứ c báo hi ệ u UMTS
  111. Gói giao thứ c báo hi ệ u UE
  112. Mặ t ph ẳ ng ki ể m soát chuy ể n m ạ ch kênh
  113. Mặ t ph ẳ ng ki ể m soát chuy ể n m ạ ch gói
  114. Mặ t ph ẳ ng ng ườ i dùng chuy ể n m ạ ch kênh
  115. Mặ t ph ẳ ng ng ườ i dùng chuy ể n m ạ ch gói
  116. Vỉ a truy nh ậ p
  117. Các giao thứ c v ỉ a truy nh ậ p  Lớ p 3 – ki ể m soát ngu ồ n vô tuy ế n (RRC – radio resource control)  Lớ p 2:  Giao thứ c h ộ i t ụ d ữ li ệ u gói ( PDCP – packet data convergence protocol)  Kiể m soát phát đa đi ể m/qu ả ng bá (BMC – broadcast/multicast control)  Kiể m soát liên k ế t vô tuy ế n (RLC – radio link control)  Kiể m soát truy nh ậ p môi tr ườ ng truy ề n d ẫ n ( MAC - medium access control)  Lớ p 1 – l ớ p v ậ t lý
  118. Lớ p 3 - Ki ể m soát ngu ồ n tài nguyên vô tuyế n RRC  Kiể m soát v ỉ a truy nh ậ p  Thông báo và nhắ n tin  Báo cáo và kiể m soát đo đ ạ c  Quả n lý k ế t n ố i RRC  Quả n lý bearer vô tuy ế n  Thông tin hệ th ố ng qu ả ng bá
  119. Lớ p 2 – PDCP và BMC  Giao thứ c h ộ i t ụ d ữ li ệ u gói (PDCP)  Nén header củ a gói IP  Không sử d ụ ng cho d ị ch v ụ chuy ể n m ạ ch kênh  Kiể m soát phát đa đi ể m/qu ả ng bá (BMC)  Hỗ tr ợ các b ả n tin phát qu ả ng bá trong t ế bào, bao g ồ m:  Việ c phát các b ả n tin BMC đ ế n UE  Chuyế n phát các b ả n tin qu ả ng bá trong t ế bào đ ế n l ớ p cao h ơ n (NAS)