Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o PhÝ thÞ thu h»ng Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi -----o0o----- LuËn v¨n th¹c sü khoa häc ®iÖn tö viÔn th«ng Nghiªn cøu m¹ng th«ng tin di ®éng CDMA - vÊn ®Ò quy ho¹ch vµ øng dông m¹ng PhÝ thÞ thu h»ng 2003 – 2005 Hµ Néi – 11/2005 17057204941621000000 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi -----o0o----- LuËn v¨n th¹c sü khoa häc Nghiªn cøu m¹ng th«ng tin di ®éng CDMA - vÊn ®Ò quy ho¹ch vµ øng dông m¹ng ngµnh : ®iÖn tö viÔn th«ng PhÝ thÞ thu h»ng Ng−êi h−íng dÉn khoa häc PGS Ph−¬ng xu©n nhµn Hµ Néi – 11/2005 LuËn v¨n tèt nghiÖp Môc lôc Trang Môc lôc Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t Danh môc c¸c b¶ng biÓu Danh môc c¸c h×nh vÏ, ®å thÞ Lêi giíi thiÖu. 1 Ch−¬ng 1 : Tæng quan vÒ kü thuËt tr¶i phæ vµ c«ng nghÖ CDMA.1 Giíi thiÖu chung .1 LÞch sö ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ CDMA .2 ¦u ®iÓm cña c«ng nghÖ CDMA .2 C«ng nghÖ CDMA .1 Thu ph¸t tÝn hiÖu trong CDMA.2 §Æc ®iÓm cña hÖ thèng CDMA.3 Kü thuËt tr¶i phæ.1 Giíi thiÖu chung vÒ hÖ thèng tr¶i phæ.2 Tr¶i phæ trùc tiÕp.3 Kh¸i niÖm hÖ thèng tr¶i phæ .4 §Æc tÝnh hÖ thèng tr¶i phæ trùc tiÕp .5 Chuçi gi¶ ngÉu nhiªn .4 M· ho¸ tho¹i vµ m· ho¸ kªnh. 37 Ch−¬ng 2 : C«ng nghÖ CDMA 2000 1x.1 Giíi thiÖu c«ng nghÖ CDMA2000 1x.1 Gi¶i ph¸p hiÖu qu¶ ®Ó sö dông tÇn sè .2 Hç trî tho¹i vµ d÷ liÖu tèc ®é cao .3 ChÊt l−îng cuéc gäi trong CDMA 2000 1x:.2 KiÕn tróc m¹ng CDMA2000 1x .1 S¬ ®å kiÕn tróc m¹ng CDMA2000 1x. 41 PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp 2.2 NhiÖm vô chøc n¨ng c¸c thµnh phÇn .2 M¹ng truy cËp v« tuyÕn – RAN.3 M¹ng d÷ liÖu gãi – PDN (Packet Data Network) .4 Gi¶i ph¸p qu¶n lý m¹ng .3 CÊu tróc ®Þa lý hÖ thèng th«ng tin di ®éng CDMA2000 1x .3 §−êng truyÒn v« tuyÕn vµ thiÕt kª quy m« m¹ng .1 ThiÕt kÕ ®−êng truyÒn v« tuyÕn .2 TÝnh to¸n dung l−îng « .3 LËp kÕ ho¹ch phñ sãng.4 C¸c m« h×nh truyÒn sãng .1 M« h×nh Hata – Okumura .2 M« h×nh Walficsh_Ikegami (COST 231).4 C¸c dÞch vô cung cÊp .2 C¸c dÞch vô gia t¨ng gi¸ trÞ kh¸c.
55 Ch−¬ng 3 : C«ng nghÖ CDMA 2000 1x EV-DO .1 H−íng ph¸t triÓn.2 C¸c ®Æc ®iÓm míi cña CDMA2000 1xEV-DO .1 VÊn ®Ò t¨ng tèc côm d÷ liÖu .2 C¬ chÕ thÝch øng tèc ®é cña EV-DO .3 M« h×nh ®iÒu chÕ vµ m· ho¸ tiªn tiÕn.4 Ph©n cùc marco qua viÖc lùa chän v« tuyÕn .5 GhÐp kªnh hiÖu qu¶ khi sö dông ph©n cùc ®a ng−êi dïng .6 C¸c tÝnh n¨ng kh¸c cña EV-DO. 62 Ch−¬ng 4 : Ph−¬ng ph¸p quy ho¹ch m¹ng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ 3 CDMA 2000 1x – øng dông t¹i ViÖt Nam.2 Quy ho¹ch dung l−îng m¹ng. 68 PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp 4.3 CÊp dÞch vô.4 Mét sè kh¸i niÖm kh¸c .1 NhgÏn mÒm trong hÖ thèng .2 NghÏn cøng trong hÖ thèng.5 Dung l−îng hÖ thèng.1 Dung l−îng tuyÕn lªn (MS -> BTS) .2 Dung l−îng tuyÕn xuèng (BTS -> MS) .3 Quy ho¹ch vïng phñ sãng .1 Quü ®−êng truyÒn .2 Vïng phñ sãng ®−êng lªn (Reverse Link, Up Link).3 Vïng phñ sãng ®−êng xuèng (Forward Link, Down Link) .4 Quy ho¹ch ®é lÖch ®Þnh thêi .1 Chuçi PN ng¾n .2 Cïng ®Ö lÖch ®Þnh thêi (Co-PN Offset).3 §é lÖch PN cËn kÒ (Adjacent PN offset) .5 Tèi −u ho¸ hÖ thèng .1 Kü thuËt tèi −u ho¸ m¹ng.2 Kü thuËt gi¸m s¸t kªnh .3 Tham sè ®iÒu khiÓn c«ng suÊt.4 KÝch th−íc cöa sæ t×m kiÕm .1 Cöa sæ t×m kiÕm Cöa sæ t×m kiÕm A (SRCH_WIN_A) .5 Tèi −u tr−êng.1 C−êng ®é lÖch pha .3 Vïng phñ sãng tuyÕn xuèng .4 NhiÔu tuyÕn xuèng. 96 PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp 4.5 Vïng phñ sãng tuyÕn lªn .6 M¹ng th«ng tin di ®éng CDMA triÓn khai t¹i ViÖt Nam.1 Giíi thiÖu m¹ng S-fone .3 Ph©n hÖ m¹ng lâi.1 Trung t©m chuyÓn m¹ch MSC .2 Khèi chøc n¨ng VMS.3 Khèi chøc n¨ng nh¾n tin SMSC .4 HÖ thèng tr¶ tiÒn tr−íc PPS .5 Khèi ®¨ng ký thuª bao th−êng tró VLR .6 Trung t©m tÝnh c−íc vµ ch¨m sãc kh¸ch hµng CSBS.7 PhÇn truyÒn b¸o hiÖu sè 7 .4 Ph©n hÖ m¹ng truy nhËp.5 Ph©n hÖ m¹ng truyÒn d÷ liÖu gãi.1 Nót chuyÓn m¹ch d÷ liÖu gãi PDSN .2 Trung t©m nhËn thùc d÷ liÖu AAA .3 M¹ng lâi d÷ liÖu DCN.4 T¸c tö chÝnh HA.6 C¸c dÞch vô cung cÊp .1 C¸c dÞch vô hÖ thèng.2 Nhãm c¸c dÞch vô S-WAP .3 C¸c dÞch vô kh¸c .7 Khu vùc phñ sãng.7 Mét sè kiÕn nghÞ vµ ®Ò xuÊt.
112 C¸c tµi liÖu tham kh¶o. 113 PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t A Active Kªnh ho¹t ho¸ Authentication, Authorization AAA Trung t©m nhËn thùc thuª bao & Accounting AC Authentication Center Trung t©m nhËn thùc thuª bao Adaptive Differential Pulse ADPCM §iÒu xung m· vi sai thÝch øng Code Modulation ATM Asyschronous Transfer Mode KiÓu truyÒn dÉn kh«ng ®ång bé ARQ Automatic Repeat Request Yªu cÇu lÆp tù ®éng Additive White Gaussian AWGN NhiÔu tr¾ng céng dõng Noise BER Bit Error Rate Tû lÖ lçi bÝt BMS Base Management Station Tr¹m qu¶n lý c¸c BSC BPSK Binary Phase Shift Keying §iÒu chÕ kho¸ dÞch pha nhÞ ph©n BSC Base Station Controller HÖ ®iÒu khiÓn tr¹m gèc BSS Base Station Subsystem Ph©n hÖ tr¹m gèc BTS Base Transceiver Station Tr¹m thu ph¸t gèc M¹ng chuyÓn m¹ch ATM trung CAN Central ATM Network t©m Code Devision Multiple CDMA §a truy nhËp ph©n chia theo m· Access Code-Excited Linear Dù ®o¸n tuyÕn tÝnh kÝch ho¹t CELP Predictor theo m· CRC Circle Redundency Check KiÓm tra chÊt l−îng cña khung Customer Care Service & Trung t©m tÝnh c−íc vµ ch¨m sãc CSBS Billing System kh¸ch hµng CS Control Subsystem Ph©n hÖ ®iÒu khiÓn Direct Sequence Spread DSSS Tr¶i phæ d·y trùc tiÕp Spectrum Enhanced Data Rates for N©ng cÊp tèc ®é d÷ liÖu cho sù EDGE GSM Evolution ph¸t triÓn GSM EIP External Interface Procesor Bé xö lý giao tiÕp bªn ngoµi PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp Enhanced Variable Rate EVRC M· ho¸ n©ng cao tèc ®é biÕn ®æi Codec EV-DO Evolution Data Only DÞch vô tèc ®é cao EV-DV Evolution Data & Voice DÞch vô tèc ®é cao vµ tho¹i FA Frequency Allocation TÇn sè sö dông FAF Floor Attennuation Factor HÖ sè suy hao tÇng Frequency Division Multiplex FDMA Truy nhËp ph©n kªnh theo tÇn sè Access FER Frame Erase Rate Tû lÖ mÊt khung Frequency Hopping Spread FHSS Tr¶i phæ nh¶y tÇn sè System GMSC Gateway MSC Cæng MSC Global System for Mobile HÖ thèng th«ng tin di ®éng toµn GSM Communications cÇu GPRS General Packet Radio Service DÞch vô hç trî d÷ liÖu gãi GoS Grade of Service Tæn thÊt dÞch vô HA Home Agent T¸c tö chÝnh HLR Home Location Register Khèi ®¨ng ký ®Þnh vÞ th−êng tró IP Internet Protocal Giao thøc Internet Intergrated Services Digital ISDN M¹ng sè ®a dÞch vô Network IS InterWorking Function Ph©n hÖ chuyÓn m¹ch m¹ng IMT- International Mobile HÖ thèng th«ng tin di ®éng quèc 2000 Communication 2000 tÕ n¨m 2000 International ITU-T Telecommunication Union – HiÖp héi viÔn th«ng quèc tÕ Telecommunication Sector LPC Linear Prediction Code M· dù ®o¸n tuyÕn tÝnh LSP Linear Spectrial Pairs CÆp phæ tuyÕn tÝnh MS Mobile Station Tr¹m di ®éng, thuª bao MSC Mobile Switching Center Trung t©m chuyÓn m¹ch di ®éng MIP Moblie IP Thuª bao dïng dÞch vô IP NTS Network Terminal Server M¸y chñ ®Çu cuèi m¹ng PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp Operations, Administration & OA&M VËn hµnh, qu¶n lý vµ b¶o d−ìng Maintenance Operation & Maintenance Trung t©m vËn hµnh vµ b¶o OMC Center d−ìng PAM Pulse Amplitude Modulation §iÒu biªn xung PCM Pulse Code Modulation §iÒu xung m· PDN Packet Data Network M¹ng d÷ liÖu gãi PDSN Packet Data Switch Node Nót chuyÓn m¹ch gãi PN Pseudo Noise M· gi¶ ngÉu nhiªn PPS Prepaid Service DÞch vô tr¶ tiÒn tr−íc PSK Phase Shift Keying §iÒu chÕ kho¸ dÞch pha Public Switched Telephone PSTN M¹ng ®iÖn tho¹i c«ng céng Network Qualcomm Code-Excited Dù ®o¸n tuyÕn tÝnh kÝch ho¹t QCELP Linear Predictor theo m· Qualcomm QoS Quanlity of Service ChÊt l−îng dÞch vô Quadrature Phase Shift §iÒu chÕ kho¸ dÞch pha cÇu QPSK Keying ph−¬ng RAN Radio Access Network M¹ng truy cËp v« tuyÕn Residual Excited Linear M· ho¸ dù ®o¸n tuyÕn tÝnh kÝch RELP Prediction ho¹t phÇn d− RF Radio Frequency TÇn sè v« tuyÕn SCP Service Control Point §iÓm ®iÒu khiÓn dÞch vô SMS Short Message Service DÞch vô tin nh¾n tin ng¾n Short Message Switching SMSC Khèi chøc n¨ng nh¾n tin Center SNR Signal to Noise Ratio TØ sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu SS-F Subsystem IWF Ph©n hÖ giao tiÕp víi IWF Subsystem – Subscriber Ph©n hÖ giao tiÕp trung kÕ vµ SS-ST Trunk thuª bao SS-T Subsystem Trunk Ph©n hÖ giao tiÕp trung kÕ SS-V Subsystem VMS Ph©n hÖ giao tiÕp víi VMS SSP Service Switched Point §iÓm chuyÓn m¹ch dÞch vô PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp TCH Traffic Channel Kªnh l−u l−îng Time Division Multiplex Truy nhËp ph©n kªnh theo thêi TDMA Access gian Time Hopped Spread THSS Tr¶i phæ nh¶y thêi gian Spectrum VLR Visitor Location Register Bé ®¨ng ký ®Þnh vÞ t¹m tró VMS Voice Mail Service DÞch vô hép th− tho¹i WAP Wireless Application Protocal Giao thøc øng dông kh«ng d©y W- Wideband CDMA CDMA b¨ng réng CDMA WLL Wireless Local Loop M¹ch vßng v« tuyÕn néi h¹t PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp Danh môc c¸c b¶ng biÓu B¶ng 1.1 : So s¸nh dung l−îng tho¹i gi÷a c¸c c«ng nghÖ .2 : So s¸nh tèc ®é d÷ liÖu gi÷a c¸c c«ng nghÖ.3 : MÉu sö dông l¹i tÇn sè 4/12 .4 : B¶ng ph©n bæ tÇn sè cho mÉu 4/12 víi 40 tÇn sè.5 : Gi¸ trÞ chuçi ra t¹i bé ghi dÞch håi tiÕp tuyÕn tÝnh .1 : B¶ng so s¸nh tèc ®é truyÒn d÷ liÖu cña c¸c hÖ thèng .1 : So s¸nh th«ng l−îng gi÷a c¸c c«ng nghÖ.1: Tèc ®é sè liÖu cùc ®¹i 1x.2: Tèc ®é sè liÖu cùc ®¹i 1xEV-DO.3: C¸c kiÓu chuyÓn giao vµ hÖ sè mµo ®Çu t−¬ng øng. 77 PhÝ ThÞ Thu H»ng Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng LuËn v¨n tèt nghiÖp Danh môc c¸c h×nh vÏ, ®å thÞ Hình 1.1: C«ng nghÖ ph©n chia theo thêi gian vµ tÇn sè .2: Xu h−íng ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng .3: S¬ ®å khèi thu / ph¸t CDMA.4: C¸c qu¸ tr×nh ph©n tËp trong CDMA .5: §iÒu khiÓn c«ng suÊt trong CDMA.6: ChuyÓn vïng mÒm gi÷a hai BTS .7: Giao thoa tõ BTS bªn c¹nh .8: TÝn hiÖu tr¶i phæ trùc tiÕp DSSS .9: Tr¶i phæ trùc tiÕp sö dông ®iÒu chÕ BPSK.10: Tr¶i phæ trùc tiÕp sö dông ®iÒu chÕ QPSK .11: Bé ghi dÞch håi tiÕp tuyÕn tÝnh .12: M· ho¸ CELP cho LSP .13: M· ho¸ CELP cho c¸c gi¸ trÞ L, b, I, G.14: Gi¶i m· CELP cho tèc ®é 1, 1/2 vµ 1/4 .15: S¬ ®å chøc n¨ng m· ho¸ EVRC .16: S¬ ®å khèi m· ho¸ cuén .