CHƯƠNG 1

GiỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Giới thiệu tổng quan

Thông tin di động

• Tổng thể tất cả hệ thống truyền tin có yếu tố di chuyển

• Mạng di động tế bào

• Mạng ad-hoc

Mạng điện thoại di động mặt đất: GSM, CDMA 1, UTMS, LTE, …

Nhiệm vụ: -Đặc tính mạng di động-Nguyên lý cơ bản của các mạng di động-Hoạt động báo hiệu và truyền tin

Khái quát lịch sử phát triển

1862, do James Clerk Maxwell ⇒ Lý thuyết điện từ

Chiến tranh ⇒ Thúc đẩy phát triển các kỹ thuật mới

1946 ⇒ Mạng MTS ra đời ở Mỹ

Đánh dấu cho các nghiên cứu và triển khai mạng hoàn chình của Bell Lap, Nokia, …

Thập kỷ 80 bắt đầu phát triển các mạng di động cho từng vùng miền khác nhau: IMPS (Improved Mobile Telephone System) sử dụng dãi tần 450MHz ⇒ AMPS của Bell Lap phát triển

Ngoài ra còn NMT450, NMT900, TACS của Nhật và Châu Âu.

Sự ra đời của GSM

1982, theo đề xuất của Cty Nordic Telecom ⇒ Group Special Mobil (GSM).

1987 Xây dựng chuyển GSM (Global System for Mobile Communication)

Các kỹ thuật sử dụng trong mạng GSM

Mã hóa âm thanh theo nguyên lý PRE-LPC

Phân chia tài nguyên theo phương pháp FDD/TDMA

Điều chế bằng kỹ thuật GMSK

Thông tin được truyền theo cụm.

Có các dãi thông đa dạng: 800-9000; dãi 1800 hoặc 2700

Sự phát triển các mạng di động

Hiện nay song song với hệ thống điện thoại di động tế bào GSM thì còn có một công nghệ mới, trước đây chỉ sử dụng cho mục đích quân sự là CDMA và được đưa ra thương mại bởi hãnh Qualcomm IS-95 (Interim Standard – 95A) với tên gọi là CDMA-ONE vào năm 1991. IS-95 sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) là nền tảng cho sự mở rộng dung lượng thuê bao, hạn chế công suất phát để chống nhiễu và nâng cao hiệu suất sử dụng dãi tần hạn chế. Công nghệ CDMA ra đời hứa hẹn sự đột phá mới trong sự phát triển của hệ thống thông tin di động bởi khả năng chống nhiễu và tốc độ truyền tin cao đáp ứng cho các yêu cầu dịch vụ đa phương tiện.

Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 được nghiên cứu để phát triển các dịch vụ mới cũng như cải thiện chất lượng các dịch vụ truyền thống và nâng cao tính hiệu quả sử dụng băng tần vô tuyến. Trong rất nhiều hệ thống thế hệ ba thì nổi bật nhất là: Hệ thống thông tin di động đa năng UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) do CEPT đề xuất; và hệ thống thông tin di động mặt đất công cộng tương lai - FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication Systems) do ITU-R phát triển.

Và hiện nay các nghiên cứu cho di động đang tiến đến chuẩn hóa mạng thế hệ thứ 4 (4G) với công nghệ OFDM, lúc này sẽ cho phép truyền tin di động số đa dịch vụ kết hợp với tốc độ rất cao (56Mbps).

1.1.2. Cấu trúc hệ thống

Cấu trúc hệ thống IS95A

Cấu trúc cơ bản mạng 3G

TỔ CHỨC TẾ BÀO Tổ chức mạng tối ưu cho việc phủ sóng rộng, sử

dụng tài nguyên hiệu quả: công suất phát, ngưỡn thu, nhiễu tác động …

Phân chia vùng phục vụ và tái sử dụng tài nguyên mạng

⇒ Cấu trúc tế bàoTế bào: là một vùng địa lý cơ sở được phủ sóng của

mạng di động bằng một trạm thu phát, mà trong vùng địa lý đó tất cả các thuê bao có thể kết nối với mạng một cách ổn định.

Kết hợp nhiều tế bào hình thành nên cluster

TỔ CHỨC TẾ BÀO (tt)

3.D R k=

( )( ) 2

13.

6. 66 3

C R Rk

I D R k

γ γ γ

γγ

− −

−−= = =

Tối ưu kích thước tế bào

( )2 2 2

m in, 0

1m in . 3.

6i jk i i j j CIR k

γ

≥

= + + ≤

( ) 2

m in

13. 63,1 6,5 hay 7

6

Ck k k

I

γ ≥ = ⇒ ≥ = m in m in

1 0lg 1 8 63,1C C

dBI I

= ⇔ =

.

tF

c

Bn

B k=

nF là số lượng tần số cấp phát trên một tế bào.Bt là băng thông tổng cộng của hệ thống mạng tế bàoBc là băng thông của một kênhNếu sử dụng TDMA : n = m. nF

( )m ax m ax, mA f B n Tλ= =

0

!

!

n

n i

i

AnBAi

=

=∑

Phân lớp chức năng trong mạng

CM

MM

RR

MM

LAPDm

radio

LAPDm

radio

LAPD

PCM

RR’ BTSM

CM

LAPD

PCM

RR’BTSM

16/64 kbit/s

Um Abis A

SS7

PCM

SS7

PCM

64 kbit/s /2.048 Mbit/s

MS BTS BSC MSC

BSSAP BSSAP