MỤC LỤC

MỤC LỤC . 1

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1. MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM . 5

I. Giới thiệu chung về GSM . 5

. 1. Giới thiệu về GSM 5

. 2. Lịch sử mạng GSM . 5

. 3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM . 5

. 4. Băng tần sử dụng trong mạng GSM 6

. 5. Phương pháp truy nhập trong mạng GSM . 7

II. Cấu trúc của hệ thống thông tin di động GSM . 8

. 1. Cấu trúc của hệ thống 8

. 2. Chức năng của các phần tử trong hệ thống . 9

2.1. Hệ thống con chuyển mạch SS 9

2.2. Hệ thống con trạm gốc BSS 10

2.3. Hệ thống con khai thác OSS 11

2.4. Trạm di động MS . 12

III. Quá trình xử lý các tín hiệu số và biến đổi vào sóng vô tuyến 12

. 1. Chuyển đổi A/D 13

. 2. Mã hóa tiếng 13

. 3. Mã hóa kênh 13

. 4. Ghép xen 14

. 5. Mật mã hóa 14

. 6. Điều chế . 15

. 7. Cân bằng Viterbi . 15

. 8. Chuyển đổi D/A 16

IV. Giao diện vô tuyến Um 16

. 1. Kênh vật lý 16

. 2. Kênh logic 19

2.1. Kênh lưu lượng TCH . 19

2.2. Kênh báo hiệu điều khiển 19

V. Các trường hợp thông tin 20

. 1. Các trạng thái của máy di động MS . 20

. 2. Thủ tục nhập mạng . 20

. 3. Lưu động và cập nhật vị trí . 20

. 4. Thủ tục rời mạng . 21

. 5. Các trường hợp cuộc gọi 21

5.1. Trạm di động MS thực hiện cuộc gọi 21

5.2. Trạm di động MS nhận cuộc gọi . 23

. 6. Các trường hợp chuyển giao (Handover) 25

VI. Các dịch vụ trong GSM . 25

VII. Bảo mật trong GSM . 26

. 1. Đánh số nhận dạng thuê bao và các vùng mạng 26

. 2. Nhận thực thuê bao 27

CHƯƠNG 2. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ GSM LÊN 3G . 28

I. Giới thiệu . 28

II. Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G . 28

. 1. Công nghệ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD 29

. 2. Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS . 31

2.1. Giới thiệu GPRS . 31

2.2. Các đặc điểm của mạng GPRS . 31

2.3. Cấu trúc của mạng GPRS 33

2.4. Giao thức trong mạng GPRS 36

2.5. Giao diện vô tuyến 37

a. Lớp vật lý của GPRS . 37

b. RLC/MAC của GPRS 38

c. Lớp điều khiển đường truyền logic LLC . 38

2.6. Các chức năng của GPRS . 39

2.7. Nhập mạng GPRS 47

2.8. Khả năng phát triển của GPRS lên 3G 48

. 3. Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM (EDGE) . 49

3.1. Kỹ thuật điều chế trong EDGE 49

3.2. Giao tiếp vô tuyến . 50

CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ W-CDMA . 52

I. Giới thiệu . 52

II. Các đặc điểm của W-CDMA 52

III. Các đặc tính cơ bản của W-CDMA . 53

IV. Cấu trúc mạng W-CDMA . 54

V. Các dịch vụ trong mạng W-CDMA 58

VI. Giao diện vô tuyến 58

1. Các kênh logic . 60

. 2. Các kênh truyền tải 60

. 3. Các kênh vật lý . 61

3.1. Các kênh vật lý đường lên 61

3.2. Các kênh vật lý đường xuống 62

VII. Các giải pháp kỹ thuật trong W-CDMA 63

1. Thiết bị thu phát vô tuyến trong hệ thống TTDĐ thế hệ 3 63

a. Máy phát 63

b. Máy thu 63

2. Mã hóa và đan xen . 64

2.1. Mã vòng 64

2.2. Mã xoắn 65

2.3. Mã Turbo 66

2.4. Đan xen trong W-CDMA 66

3. Điều chế BPSK và QPSK . 67

3.1. Điều chế BPSK . 67

3.2. Điều chế QPSK 68

4. Điều khiển công suất và chuyển giao 69

4.1. Điều khiển công suất 69

a. Điều khiển công suất vòng hở OLPC . 70

b. Điều khiển công suất vòng kín CLPC 70

4.2. Chuyển giao . 71

a. Chuyển giao mềm . 71

b. Chuyển giao mềm hơn . 72

c. Chuyển giao cứng . 72

VIII. Kỹ thuật trải phổ trong W-CDMA 72

1. Giới thiệu . 72

2. Nguyên lý trải phổ DSSS . 74

3. Mã trải phổ 74

4. Các hệ thống DSSS – BPSK . 76

4.1. Máy phát DSSS – BPSK 76

4.2. Máy thu DSSS – BPSK 77

5. Các hệ thống DSSS – QPSK 79

5.1. Máy phát DSSS – QPSK . 79

5.2. Máy thu DSSS – QPSK . 80

IX. Thiết lập một cuộc gọi trong W-CDMA UMTS . 81

KẾT LUẬN 85

BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT . 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 92

LỜI NÓI ĐẦU

Từ xưa tới nay, thông tin liên lạc luôn là một lĩnh vực quan trọng của đời sống xã hội. Đặc biệt là ngày nay khi mà mạng thông tin di động đang ngày càng phát triển mạnh mẽ thì nhu cầu của con người không chỉ dừng lại ở đó. Công nghệ GSM có những đặc tính nổi bật như dung lượng lớn, tính bảo mật cao, Tuy nhiên vì là hệ thống băng thông hẹp, sử dụng công nghệ chuyển mạch kênh nên GSM chỉ có thể hỗ trợ truyền số liệu với tốc độ tối đa là 9,6 kbit/s, không đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng về các dịch vụ mới như truyền số liệu tốc độ cao, điện thoại có hình, truy cập Internet tốc độ cao từ máy di động và các dịch vụ truyền thông đa phương tiện khác. Vì những lí do trên, các nhà khai thác GSM đang từng bước nâng cấp mạng GSM. Tuy nhiên việc loại bỏ hẳn công nghệ đang dùng để tiếp cận ngay mạng 3G là rất tốn kém về mặt kinh tế. Vì vậy họ phải chọn giải pháp nâng cấp mạng GSM qua bước trung gian 2,5G để tạm thời đáp ứng nhu cầu của người sử dụng cũng như chuẩn bị cơ sở hạ tầng kỹ thuật sau đó mới tiến lên 3G.

Để có thể nắm vững các kỹ thuật sử dụng trong quá trình nâng cấp GSM lên 3G cũng như tìm hiểu về công nghệ W-CDMA, em đã chọn đề tài “ Công nghệ GSM và quá trình phát triển GSM lên 3G ” .

Nội dung trình bày trong bản đồ án:

Chương 1: Mạng thông tin di động GSM

Chương 2: Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G

Chương 3: Công nghệ W-CDMA

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Quốc Trung đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công Nghệ trường Đại Học Vinh đã chỉ bảo cho em trong suốt thời gian qua