Download miễn phí Khóa luận Nghiên cứu cấu trúc HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3G
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, thông tin di động đã trở thành một ngành công nghiệp viến thông phát triển nhanh nhất và phục vụ con người hữu hiệu nhất. Để đáp ứng nhu cầu về chất lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao, thông tin di động càng không ngừng được cải tiến.
Tiền thân của 3G là hệ thống điện thoại 2G, như GSM, CDMA, PDC, PHS . GSM sau đó được nâng cấp lên thành GPRS, hay còn gọi là thế hệ 2,5G. GPRS hỗ trợ tốc độ 140,8 Kb/giây dù tỷ lệ thường gặp chỉ là 56 Kb/giây. E-GPRS, hay EDGE, là một bước tiến đáng kể từ GPRS với khả năng truyền dữ liệu 180 Kb/giây và được xếp vào hệ thống 2,75G.
Năm 2006, mạng UMTS tại Nhật đã nâng cấp lên HSDPA (High Speed Downlink Packet Access - Truy cập gói dữ đường xuống tốc độ cao) - là một chức năng mới được đề cập trong các phiên bản R5 của 3GPP cho hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA/UTRA-FDD và được xem như là một trong những công nghệ tiên tiến cho hệ thống thông tin di động 3.5G. HSDPA bao gồm một tập các chức năng mới kết hợp chặt chẽ với nhau cải thiện dung lượng mạng và tăng tốc dữ liệu đỉnh đối với dung lượng gói đường xuống. Những cải tiến về mặt kỹ thuật cho phép các nhà khai thác có thể đưa ra nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện QoS của các dịch vụ hiện có, và đạt chi phí thấp nhất. Khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu và tính di động của WCDMA/HSDPA là chưa từng có trong các phiên bản trước đây của 3GPP.
Trong khuôn khổ khoá luận này, tác giả đi vào nghiên cứu cấu trúc HSDPA và ứng dụng vào mạng di động thế hệ thứ 3G. Đồng thời đưa ra phương pháp luận cho các nhà khai thác mạng về tính hiệu quả của công nghệ này.
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 7
DANH MỤC CÁC BẢNG 8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 9
1.1 Mở đầu 9
1.2 Các tiêu chuẩn xây dựng mạng 3G 13
1.3 Các tham số của mạng chính của mạng WCDMA 14
1.4 Các kênh cơ bản của WCDMA 16
1.4.1 Kênh logic 17
1.4.1.1 Kênh điều khiển 18
1.4.1.2 Kênh lưu lượng 18
1.4.2 Kênh truyền tải 19
1.4.2.1 Kênh truyền tải riêng 19
1.4.2.2 Kênh truyền tải chung 19
1.4.3 Kênh vật lý 20
1.4.3.1 Kênh đường lên 20
1.4.3.2 Kênh đường xuống 21
1.5 Các bước cải tiến của công nghệ WCDMA 24
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA 27
2.1 Tổng quan về HSDPA 27
2.2 Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA 29
2.3 Nguyên lý hoạt động của HSDPA 31
2.4 Cấu trúc HSDPA 33
2.4.1 Mô hình giao thức HSDPA 33
2.4.2 Cấu trúc kênh 35
2.4.2.1 Kênh HS-PDSCH 35
2.4.2.2 Kênh HS-DPCCH 39
2.5 Kỹ thuật sử dụng trong HSDPA 41
2.5.1 Điều chế và mã hoá thích ứng 41
2.5.2 Kỹ thuật H-ARQ 44
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA 47
3.1 VoIP song công toàn phần và thúc đầy trò chuyện 47
3.2 Trò chuyện với thời gian thực 48
3.3 Luồng TV di động 48
3.4 Email 49
KẾT LUẬN 52
PHỤ LỤC 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/25/khoa_luan_nghien_cuu_cau_truc_hsdpa_va_ung_dung_va.MDlbICUvqz.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-31181/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
tải chung bao gồm 6 kênh: BCH, FACH, PCH, RACH, CPCH và DSCH.
- Kênh BCH - kênh quảng bá, là kênh truyền tải đường xuống, sử dụng để quảng bá những thông tin trong hệ thống hay trong 1 tế bào.
- Kênh FACH- Kênh truy cập gọi đi, cũng là kênh truyền tải đường xuống. Có thể hoạt động trong toàn bộ hay một phần tế bào. Việc gửi kênh này được thực hiện sau khi BS nhận được bản tin truy nhập ngẫu nhiên.
- Kênh PCH – Kênh tìm gọi, là kênh mang dữ liệu cần thiết cho các thủ tục tin nhắn, đó là khi hệ thống muốn kết nối lien lạc với thuê bao.
- Kênh RACH – Kênh truy cập ngẫu nhiên, là kênh mang thông tin điều khiển từ thuê bao, như yêu cầu thiết lập một kết nối.
- Kênh CPCH – Kênh dữ liệu gói chung, là kênh mở rộng của kênh RACH, được sử dụng để truyền dữ liệu user dạng gói trên hướng lên. Đi cặp với kênh này, ở hướng xuống dữ liệu gói được truyền trên kênh FACH.
- Kênh DSCH – Kênh chia sẻ đường xuống, là kênh mang các thông tin dữ liệu hay thông tin điều khiển của người dùng.
Hình 4: Ánh xạ giữa kênh logic và kênh giao vận
Kênh vật lý
Các kênh truyền tải được xử lý tiếp theo bằng cách ghép vào các kênh vật lý. Kênh vật lý được quản lý và xử lý tại lớp vật lý. Việc xử lý ở đây thực hiện những kỹ thuật biến đổi cần thiết nhằm tương thích đặc tính truyền dẫn vô tuyến và đảm bảo chất lượng tín hiệu cao nhất.
Kênh đường lên
Hai kênh dành riêng:
- DPDCH (truyền dữ liệu) :
- DPCCH (truyền báo hiệu)
- Một kênh truy cập chung RACH.
Hầu hết các trường hợp mỗi cuộc gọi chỉ được cấp một kênh DPDCH cho các dịch vụ chia sẻ thời gian. Cũng có thể cấp nhiều kênh, chẳng hạn để có hệ số trải phổ lớn khi truyền dữ liệu tốc độ cao.
Hình 5: Tốc độ truyền WCDMA đường lên
- Kênh DPDCH dùng để:
+ Truyền pilot cho thu tương can.
+ Truyền bit điều khiển công suất.
+ Truyền tin tức về tốc độ.
Kênh đường xuống
- Kênh vật lý điều khiên chung (sơ cấp và thứ cấp) CCPCH mang: BCCH, PCH, PACH.
- Kênh SCH cung cấp định thời và MS đo lường SCH phục vụ chuyển giao.
- Kênh dành riêng (DPDCH và DPCCH) ghép kênh theo thời gian. Kí hiệu pilot được ghép kênh trên BCCH(theo thời gian) để phục vụ thu tương quan. Vì các kí hiệu pilot là dành riêng cho mỗi kết nối nên nó được dùng để đánh giá sự hoạt động thích ứng của anten, hỗ trợ điều khiển công suất nhanh ở hướng xuống. CCPCH sơ cấp mang BCCH và kênh pilot chung được ghép kênh theo thời gian. CCPCH có mã như nhau trong tất cả các cell.
Hình 6: Cấu trúc của kênh dành riêng
- CCPCH thứ cấp ghép kênh theo thời gian PCH với PACH trong cấu trúc siêu khung. Tốc độ bản tin CCPCH là khả biến từ cell này sang cell khác.
Hình 7: Cấu trúc kênh CCPCH
- Kênh SCH- kênh đồng bộ, sử dụng cho thủ tục đồng bộ mạng. Dùng khi thực hiện thủ tục định vị và đồng bộ mạng.
Hình 8: Cấu trúc của kênh đồng bộ SCH
- SCH sơ cấp không điều chế cung cấp định thời xác định SCH thứ cấp mà SCH thứ cấp có điều chế cung cấp tin tức xác mã PN của BS. SCH sơ cấp sử dụng mã 256 bits không điều chế, phát mỗi lần 1 khe. SCH thứ cấp mã 256 bits cố điều chế, phát song song với SCH sơ cấp. SCH thứ cấp được điều chế với chuỗi nhị phân 16 bits (có lặp cho mỗi khung). Chuỗi điều chế giống nhau với tất cả BS có độ tự tương quan tốt.
- Kênh PRACH – Kênh vật lý truy xuất ngẫu nhiên, được sử dụng ở hướng lên mang thông tin truy xuất mạng. Trong một vài trường hợp dùng phát thông tin số liệu gói. Hình 9 cho ta cái nhìn sơ bộ về chất lượng khe thời gian truy cập của kênh RACH.
Hình 9: Chất lượng khe thời gian truy cập của kênh RACH
Các bước cải tiến của công nghệ WCDMA
Các dịch vụ di động 3G giúp người tiêu dùng và các nhà chuyên nghiệp trải nghiệm chất lượng thoại ưu hạng, cùng với rất nhiều dịch vụ dữ liệu hấp dẫn như:
• Kết nối Internet di động • Email di động • Các dịch vụ đa phương tiện, như ảnh kỹ thuật số và phim được thu và chia sẻ qua các thiết bị cầm tay di động. • Download các ứng dụng di động • Video-theo-yêu cầu • Chơi game online • Các dịch vụ khẩn cấp và định vị nâng cao • Các dịch vụ nhắn tin bấm-để-nói và bấm-để-xem video có thời gian chờ thấp.
Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA và CDMA2000 đang được triển khai rộng khắp trên toàn thế giới. Tính đến thời điểm tháng 12 năm 2005 đã có hơn 160 hệ thống 3G được đưa vào sử dụng trên phạm vi 75 quốc gia với tổng số thuê bao lên đến 230 triệu. Tuy ở phiên bản đầu tiên R99, dung lượng và tốc độ truyền dẫn dữ liệu được cải thiện đáng kể. Luồng tốc số liệu có thể đạt đến tốc độ 2 Mbps. Nhưng khi các dịch vụ số liệu được đưa vào triển khai trên các mạng thương mại thì dung lượng, tốc độ vẫn là những đòi hỏi cần được giải quyết. Do đó, bước cải tiến đầu tiên đối với WCDMA được đánh dấu bởi sự ra đời của kênh truyền tải mới HS-DSCH ở R5 được hoàn thành vào đầu năm 2002. Những cải tiến trong R5 này thường được nhắc đến với một tên gọi "HSDPA- Kênh truy nhập gói đường xuống tốc độ cao". Sự ra đời của HSDPA nhằm hỗ trợ mạnh mẽ các dịch vụ số liệu yêu cầu tốc độc truyền dẫn lớn như các dịch vụ tương tác, dịch vụ nền, dịch vụ streaming. Truy nhập dữ liệu kênh đường xuống tốc độ cao HSDPA có khả năng cung cấp dung lượng cao hơn 50% so với kênh DCH/DSCH trong R99 với trường hợp Marcrocell và 100% đối với Microcell, tốc độ truyền dẫn tối đa có thể lên đến 14 Mbps. Qua thực tế triển khai các mạng di động 3G cho thấy có rất nhiều dịch vụ số liệu phổ biến yêu cầu tốc độ truyền dẫn trên hai hướng từ MS đến Node B và ngược lại có tốc độ tương đương nhau như các dịch vụ real-time gaming và các dịch vụ trên nền TCP/IP. Trong khi đó, R5 mới chỉ đưa ra giải pháp để hỗ trợ mạnh mẽ việc truyền dẫn bất đối xứng với tốc độ truyền dẫn trên kênh đường xuống cao hơn rất nhiều so với kênh đường lên. Nhược điểm này của R5 được khắc phục trong R6 được hoàn thành vào đầu năm 2005 với tên gọi cải tiến kênh đường lên và là bước cải tiến thứ 2 đối với chuẩn mạng truy nhập vô tuyến WCDMA. Những cải tiến trong R6 đã nâng tốc độ truyền dẫn trên kênh đường lên đạt đến tốc độ 5.76 Mbps dung lượng kênh tăng lên gấp 2 lần so với kênh truyền tải đường lên trong R99. Ba mục tiêu chính của hai bước cải tiến trong R5 và R6 đó là:
Nâng cao tốc độ truyền dẫn trên cả hai hướng.
Tăng dung lượng của mạng trên một đơn vị tài nguyên vô tuyến định trước.
Giảm trễ truyền dẫn cho cả hai hướng.
Mục tiêu thứ 3 được thực hiện thông qua việc đưa một số chức năng lớp MAC đến gần hơn với giao diện vô tuyến. Ví dụ như chuyển chức năng truyền dẫn lại từ RNC đến Node B. Hơn thế nữa giảm thời gian của khung truyền dẫn cũng là một giải pháp để giảm trễ. Cụ thể khung thời gian truyền dẫn TTI của kênh DCH trong R99 là từ 10-80 ms trong khi đó khoảng thời gian này được giảm xuống còn 2 ms trong HS-DSCH của R5. hay như với kênh đường lên cải tiến trong R6, ngoài hỗ trợ khung truyền dẫn 10 ms ở phiên bản trước, khun...
