Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G

- DƯ THỊ THU HUYỀN NGHIÊN CỨU VỀ QUẢN LÝ DI ĐỘNG VÀ CHUYỂN GIAO TRONG MẠNG DI ĐỘNG 3G LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành : ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS.
- Phạm Hải Đăng Hà Nội – 2011 Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 1 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.
- TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS/WCDMA.14 1.1 Giới thiệu chương Lịch sử và xu thế phát triển của thông tin di động Hệ thống thông tin di động 3G UMTS/WCDMA Giới thiệu công nghệ WCDMA Dịch vụ của hệ thống WCDMA Cấu trúc của hệ thống UMTS/WCDMA Cấu trúc của mạng lõi (Core Network Phần chuyển mạch kênh Phần chuyển mạch gói.
- Phần dùng chung Cấu trúc địa lý của mạng 3G UMTS/WCDMA Các loại mã hóa được sử dụng trong hệ thống 3G WCDMA Mã Spreading (mã trải phổ Mã Scrambling (mã xáo trộn Giao diện vô tuyến của hệ thống UMTS/ WCDMA Kiến trúc giao thức của giao diện vô tuyến Các kênh logic Các kênh truyền tải Các kênh vật lý Chuyển đổi các kênh truyền Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 2 1.5 Kết luận chương CHƯƠNG 2.
- GIỚI THIỆU CHUNG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG HỆ THỐNG WCDMA Mục đích chung của quản lý tài nguyên vô tuyến Các chức năng của quản lý tài nguyên vô tuyến RRM Điều khiển công suất Điều khiển chuyển giao Điều khiển thu nạp Điều khiển tải (điểu khiển nghẽn CHƯƠNG 3.
- ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT Giới thiệu chung Điều khiển công suất vòng mở (Open-loop power control Điều khiển công suất vòng kín Điều khiển công suất vòng bên ngoài Điều khiển công suất nhanh Độ lợi của điều khiển công suất nhanh Phân tập và điều khiển công suất Điều khiển công suất trong chuyển giao mềm Sự trôi công suất đường xuống Độ tin cậy của các lệnh điều khiển công suất đường lên Cải thiện chất lượng báo hiệu điều khiển công suất Điều khiển công suất vòng ngoài Độ lợi của điều khiển công suất vòng ngoài Tính toán chất lượng thu Thuật toán điều khiển công suất vòng ngoài Các dịch vụ chất lượng cao Giới hạn biến động điều khiển công suất Đa dịch vụ Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống CHƯƠNG 4.
- QUẢN LÝ DI ĐỘNG VÀ CHUYỂN GIAO TRONG MẠNG UMTS..63 4.1 Quản lý di động trong UMTS Quá trình cập nhật vị trí TMSI Roaming Location Area (LA Khái quát về chuyển giao trong các hệ thống thông tin di động Các kiểu chuyển giao trong các hệ thống WCDMA 3G Các mục đích của chuyển giao Các thủ tục và phép đo đạc chuyển giao Chuyển giao trong cùng tần số Chuyển giao mềm Nguyên lý chuyển giao mềm Các thuật toán của chuyển giao mềm Các đặc điểm của chuyển giao mềm Lợi ích liên kết chuyển giao mềm Tổng phí của chuyển giao mềm Độ lợi dung lượng mạng của chuyển giao mềm Chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM Chuyển giao giữa các tần số trong WCDMA Tổng kết chuyển giao KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 4 LỜI CAM ĐOAN Tôi là Dư Thị Thu Huyền, tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ đề tài “Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G” do chính tôi nghiên cứu và thực hiện.
- Hà Nội, ngày 21 tháng 9 năm 2011 Học viên Dư Thị Thu Huyền Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 5 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1.
- Sơ đồ tóm lược quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động tế bào...15 Hình 1.2.
- Các dịch vụ cơ bản của hệ thống 2G và 3G Hình 1.5.
- Kiểu lắp đồng hướng Hình 1.10.
- Kiểu lắp xen kẽ (nhìn từ trên xuống Hình 1.11.
- Sơ đồ quá trình trải phổ và giải trải phổ trong mạng 3G WCDMA Hình 1.12.
- Phân khung của mã sambling code cơ bản Hình 1.13.
- Cấu trúc giao thức vô tuyến của hệ thống WCDMA Hình 1.14.
- Cấu trúc đóng gói khung trong hệ thống UMTS Hình 1.15.
- Cấu trúc khung tổng quát của kênh vật lý Hình 1.16.
- Tổng kết các loại kênh vật lý Hình 1.17.
- Kênh logic, kênh truyền tải và sự chuyển đổi giữa chúng Hình 1.18.
- Sự chuyển đổi của kênh truyền tải với kênh vật lý đường xuống Hình 1.19.
- Các vị trí điển hình của các chức năng RRM trong mạng WCDMA Hình 2.2.
- Hiệu ứng gần-xa (điều khiển công suất trên đường lên Hình 3.2.
- Bù nhiễu bên trong cell (điều khiển công suất ở đường xuống Hình 3.3.
- Công suất phát và thu trong 2 nhánh (công suất khoảng hở trung bình 0dB,- 10dB) Kênh phadinh Rayleigh tại 3km/h Hình 3.4.
- Công suất phát và thu trên 3 nhánh (công suất khoảng hở như nhau Kênh phadinh Rayleigh tại tốc độ 3km Hình 3.5.
- Công suất tăng trong kênh phadinh với điều khiển công suất nhanh Hình 3.6.
- Trôi công suất đường xuống trong chuyển giao mềm Hình 3.7.
- Kiểm tra độ tin cậy của điều khiển công suất đường lên tại UE trong chuyển giao mềm Bảng 3.4.
- Kết quả mô phỏng dịch vụ AMR , BLER= 1%, sử dụng điều khiển công suất vòng ngoài Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 6 Hình 3.8.
- Các kiểu chuyển giao khác nhau Hình 4.2.
- Sự so sánh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm Hình 4.3.
- Nguyên lý của chuyển giao mềm Hình 4.4.
- Thuật toán chuyển giao mềm IS-95A Hình 4.5.
- Thuật toán chuyển giao mềm trong WCDMA Hình 4.6.
- Sự suy giảm nhiễu do có chuyển giao mềm trong UL Hình 4.7.
- Độ lợi chuyển giao mềm của công suất phát đường lên(giá trị dương = độ lợi, giá trị âm = suy hao Hình 4.8.
- Độ lợi chuyển giao mềm trong công suất phát đường xuống (Giá trị dương =độ lợi, âm =suy hao Hình 4.9.
- Tổng phí chuyển giao mềm Hình 4.10.
- Chuyển giao giữa các hệ thống GSM và WCDMA Hình 4.11.
- Thủ tục chuyển giao giữa các hệ thống Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 7 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1.
- Phân loại các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 3G WDCMA UMTS 20 Bảng 1.2.
- Giá trị Eb/N0 yêu cầu trong trường hợp có và không có điều khiển công suất nhanh Bảng 3.2.
- Công suất phát tương đối yêu cầu trong trường hợp có và không có điều khiển công suất nhanh Bảng 3.3.
- Các mức tăng công suất được minh hoạ của kênh ITU Pedestrian A đa đường với phân tập anten Bảng 4.1.
- Các giá trị của cửa sổ Bảng 4.2.Tổng kết chuyển giao Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 8 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 1G First Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 2G Second Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 3G Third Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 ACCH Associated Control Channels Kênh điều khiển liên kết.
- AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến.
- BCCH Broadcast Control Channel Kênh quảng bá điều khiển.
- BLER BLock Error Rate Tỉ lệ lỗi khối BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc.
- CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung.
- CCCH Common Control Chanel Kênh điều khiển chung.
- CCPCH Common Control Physical Chanel Kênh vật lý điều khiển chung.
- CPCC Common Power Control Chanel Kênh điều khiển công suất chung.
- DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng.
- DPCCH Dedicated Physical Control Chanel Kênh điều khiển vật lý riêng.
- Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 9 DTCH Dedicated Traffic Chanel Kênh lưu lượng riêng.
- EDGE Enhanced Data rate for GSM Evolution Giải pháp cải thiện tăng tốc độ truyền dẫn EIR Equipment identity register Nhận dạng thiết bị FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh.
- FCCCH Forward Common Control Chanel Kênh điều khiển chung đường xuống.
- FDMA Frequence Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số FDCCH Forward Dedicated Control Chanel Kênh điều khiển riêng đường xuống.
- GGSN Gateway GPRS Support Node Cổng hỗ trợ truy nhập dịch vụ GPRSGSM Global System for Mobile Communication Thông tin di động toàn cầu GMSC Gateway MSC Cồng truy nhập vào trung tâm chuyển mạch GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu.
- GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung.
- HLR Home location register Bộ đăng kí thường trú HH Hard Handover Chuyển giao cứng.
- HSCSD Hight Speed Circuit Switched Data Hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao.
- IMT-2000 International Mobile Telecommunication Tiêu chuẩn thông tin di động toàn cầu.
- IMSI International Mobile Subscriber Identity Số nhận dạng thuê bao di động quốc Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 10 tế.
- IS-95A Interim Standard 95A Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ (Qualcomm) ISDN Integrated Servive Digital Network Mạng số đa dịch vụ.
- KPI Key Performance Indicator Chỉ số hoạt động LAC Link Access Control Điều khiển truy nhập liên kết.
- LC Load Control Điều khiển tải LR Location Registration Đăng ký vị trí.
- MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập mức trung.
- ME Mobile Equipment Thiết bị di động.
- MS Mobile Station Trạm di động.
- MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động.
- NSS Network and Switching Subsystem Hệ thống chuyển mạch PAGCH Paging and Access Kênh chấp nhận truy cập và nhắn tin.
- PCCH Paging Contrlo Chanel Kênh điều khiển tìm gọi.
- PCPCH Physical Common Packet Chanel Kênh gói chung vật lý PDCP Packet Data Convergence Tập trung dữ liệu gói PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng.
- Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 11 RA Routing Area Vùng định tuyến RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên.
- RAN Radio Access Network Mạng truy nhập sóng vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển sóng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến.
- SDCCH Stand alone Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng.
- SDMA Space Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo không gian SGSN Serving GPRS Support Node Điểm hỗ trợ dịch vụ GPRS SIR Signal Interference Ration Cường độ tín hiệu trên nhiễu SRNC Serving RNC Phục vụ RNC TACH Traffic and Associated Channel Kênh lưu lượng và liên kết.
- UMTS Universal Mobile Telecommunnication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu WCDMA Wideband Code Division Multiplex Access Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng.
- Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 12 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ.
- Với sự hình thành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mới đã tạo ra sự cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao giữa các nhà cung cấp dịch vụ.
- Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa ra các chính sách khuyến mại, giảm giá và đã thu hút được rất nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ.
- Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càng được nâng cao đã khiến cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến trong các năm gần đây và nhu cầu về các dịch vụ cao cấp hơn trên điện thoại như lướt web tốc độ cao, truyền data dung lượng lớn, video call cũng bắt đầu xuất hiện.
- Ngày 2/4/2009 đành dấu một bước ngoặt trong lĩnh vực thông tin di động của nước ta, bốn nhà khai thác dịch vụ di động: MobiFone, VinaPhone, Viettel và liên doanh Vietnamobile – EVN Telecom trúng tuyển giấy phép hoạt động mạng di động thế hệ thứ ba, gọi tắt là 3G, mạng 3G chính thức được bắt đầu triển khai tại Việt Nam.
- Luận văn “Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G” trình bày về quản lý tài lý nguyên vô tuyến trong mạng di động 3G để cải thiện việc sử dụng nguồn tài nguyên vô tuyến, điểu khiển công suất nguồn để tối ưu dung lượng của hệ thống nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao là một phần cần thiết cho việc xử lý sự di động của người sử dụng đầu cuối.
- Nó đảm bảo tính liên tục của các dịch vụ vô tuyến khi người sử dụng di động di chuyển từ qua ranh giới các ô tế bào.
- Luận văn được chia làm 4 chương: Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 13 • Chương 1: Tổng quan mạng thông tin di động 3G UMTS/WCDMA • Chương 2: Giới thiệu chung quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống WCDMA • Chương 3: Điều khiển công suất • Chương 4: Quản lý di động và chuyển giao trong mạng UMTS Do thời gian có hạn nên luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót.
- Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 14 CHƯƠNG 1.
- TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS/WCDMA 1.1 Giới thiệu chương Cùng với sự phát triển của các dịch vụ số liệu, ưu điểm vượt trội của dịch vụ số liệu chuyển mạch gói dựa trên nền tảng IP đặt ra các yêu cầu mới đối với hệ thống thông tin di động.
- Trước hoàn cảnh đó từ những thập niên 1990 hiệp hội viễn thông quốc tế ITU đã nghiên cứu và đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ ba với với tên gọi là IMT- 2000.
- Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được ra đời từ dự án 3GPP được gọi là hệ thống thông tin di động UMTS/WCDMA.
- Chương này sẽ tập trung trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba và một bộ phận quan trọng của nó là hệ thống UMTS mà cụ thể là công nghệ truy cập vô tuyến WCDMA (chế độ FDD) trong hệ thống UMTS thông qua tìm hiểu sơ bộ về cấu trúc mạng và các kênh vô tuyến trong hệ thống.
- 1.2 Lịch sử và xu thế phát triển của thông tin di động Trong hơn hai thập kỷ qua, sự phát triển của mạng thông tin di động và Internet đã làm thay đổi lối sống của con người từ cách họ liên lạc với nhau đến cách họ làm việc, vui chơi và giải trí.
- Mạng thông tin di động thế hệ đầu tiên 1G ra đời vào thập niên 80.
- Đây là thế hệ mạng thông tin di động dùng tín hiệu tương tự (analog).
- Để chứng kiến sự bùng nổ của mạng thông tin di động rộng khắp thế giới thì người ta phải đợi đến thế hệ thứ hai 2G, ra đời từ đầu những năm 90.
- Nghiên cứu về quản lý di động và chuyển giao trong mạng di động 3G Dư Thị Thu Huyền – CH2009 15 Đánh dấu điểm mốc bắt đầu của mạng 2G là sự ra đời của mạng D-AMPS (hay IS-136) dùng TDMA phổ biến ở Mỹ.
- Sự thành công của mạng 2G là do các dịch vụ và tiện ích mà nó mạng lại cho người dùng, tiêu biểu là chất lượng thoại và khả năng di động.
- Sơ đồ tóm lược quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động tế bào Tiếp nối thế hệ thứ 2, mạng thông tin di động thế hệ thứ ba 3G đã và đang được triển khai nhiều nơi trên thế giới.
- Sự cải tiến nổi bật nhất của mạng 3G so với mạng 2G là khả năng cung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai các dịch vụ truyền thông đa phương tiện

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt