Đồ án Công nghệ W-CDMA và giải pháp nâng cấp mạng GSM lên W-CDMA

Nội dung text: Đồ án Công nghệ W-CDMA và giải pháp nâng cấp mạng GSM lên W-CDMA

1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Home KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT NGÀNH ĐIỆN TỬ-TIN HỌC Đề tài CÔNG NGHỆ W-CDMA VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CẤP MẠNG GSM LÊN W-CDMA Giáo viên hướng dẫn: Th.s. Phạm Vĩnh Minh Sinh viên thực hiện : Tạ Danh Thắng Lớp: OOSK
2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI Nội dung đề tài Nội dung đề tài Chương I : Tổng quan về thông tin di động số Chương II : Giải pháp GPRS trên mạng GSM  Chương III: Công nghệ W-CDMA  Kết luận
3.  Chương I: Tổng quan về thông tin di động số CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ Tổng quan ChươngI Từ khi ra đời đến nay thông tin di động đã trải qua ba thế hệ: thế:Tổng hệ thứ quan nhất, thế hệ thứ hai và hiện nay là thế hệ thứ ba đang được triển khai. AMPS IS-95 Mỹ IS-136 I Châu Âu M NMT45 U M T T 2 NMT900 GSM S 0 Nhật Bản 0 NTT PDC 0 JTACS
4.  Chương I: Tổng quan về thông tin di động số Mạng GSM Mạng Kiến trúc mạng GSM Hệ thống GSM được chia thành các phân hệ sau :  Phân hệ trạm gốc (BSS)  Phân hệ chuyển mạch (SS)  Phân hệ khai thác và hỗ trợ (OSS) ISDN ss AUC PSPDN VLR HLR EIR CSPD MSC OSS N PSTN BSS BSC PLMN BTS MS
5.  Chương I :Tổng quan về thông tin di động số Kiến trúc địa lý Về mặt địa lý, mạng GSM được phân thành 4 vùng cơ bản sau : Kiến trúc địa lý Ø Vùng mạng PLMN Ø Vùng phục vụ MSC/VLR Ø Vùng định vị LA Ø Cell LA2 VLR MSC LA1 LA3 LA4 Cell Phương pháp điều chế sử dụng trong GSM là GMSK Mạng GSM sử dụng kết hợp hai phương pháp đa truy cập là TDMA và FDMA
6.  Chương I: Tổng quan về thông tin di động số Gới thiệu công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA GiớI thiệu W- W-CDMA (Wideband CDMA) là công nghệ thông tin di động thếCDMA hệ ba và giúp giải tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM. Nó có các tính năng sau:pháp ü Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz. ü Lớp vật lý mềm dẻo. ü Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1. ü Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến. Các giải pháp nâng cấp mạng GSM lên W-CDMA TACS GSM(900) GSM(1800 GPRS NMT(900) ) GSM(1900) IS-136(900) GPRS WCDMA IS-95(1900) (J-STD-008) AMPS IS-136 CDMA EDGE (800) 1G 2G 2.5G 3G
7.  Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM CHƯƠNG II : GIẢI PHÁP GPRS TRÊN MẠNG GSM Tổng quan Dịch vụ vô tuyến gói đa năng GPRS là một chuẩn của viện định chuẩnChương châu II : GPRS&EDGE Âu ETSI. Nó cung cấp dịch vụ dữ liệu gói bên trong mạng PLMN và giao tiếp với mạng ngoài qua cổng đấu nối trực tiếp như TCP/IP, X.25 Kiến trúc mạng GPRS BTS MSC/VLR SOG A bis A AUC Um SMS-SC BTS PCU HLR Gs MS Frame Relay Gr Gb Gb TCP/IP SGSN Gi Gn BGw Backbone X.25 Gi Gn Gn GGSN GGSN Gp GGSN Another PLMN
8.  Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM Node GSN ü Các node GSN thường là các Router có dung lượng lớn. Node GSN ü Khả năng tính cước đa dạng như : tính cước theo lượng dữ liệu, theo thời gian cuộc gọi, theo kiểu dịch vụ, theo đích đến ü Khả năng cấp phát động địa chỉ IP. ü Cung cấp các chức năng bảo mật trong GSN thông qua các thủ tục xác nhận có chọn lọc. ü Quản lý lưu lượng. BTS BSC MSC BTS BSC MSC Mạng Backbone SGSN SGSN Inter – backbone Intra – backbone BG BG Intra – backbone Network Network Network GGSN GGSN Data Network Router Local Area HOST Network
9.  Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM Cấu trúc BSC trong GPRS Để nâng cấp mạng GSM lên GPRS, ngoài việc nâng cấp phần mềm Cấuta trúc cần BSC trong GPRS bổ sung vào trong BSC một phần cứng gọi là khối kiểm soát gói (PCU). PCU có nhiệm vụ xử lý việc truyền dữ liệu gói giữa máy đầu cuối và SGSN trong mạng GPRS. GMSC GGSN MSC SGSN Gb BSC PCU MS
10.  Chương II : Giải GPRS trên mạng GSM Tổ chức dữ liệu GPRS Tổ chức dữ liệu Network Layer Control Compression Data Compression Segmented SNDCP Layer LLC Layer RLC/MAC Layer Chamel Coding Interleaving Burst Formating Physical Layer Giải pháp EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution)
11.  Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA Chương CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMAIII:Mạng W- CDMA Cấu trúc mạng W-CDMA UU Node B IU CS RNC MSC/VLR USIM Node B RNS CU Iub Iur USIM Node B RNC GGSN UE I PS Node B U RNS CN UTRAN
12.  Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA Giao diện vô tuyến Cấu trúc giao diện được xây dựng trên nguyên tắc là các lớp ngang và các Giao diện vô tuyến mặt đứng. Lớp mạng vô tuyến Giao thức Luồng ứng dụng số liệu Lớp mạng Phía điều Phía người sử truyền tải Phía người sử dụng mạng khiển mạng dụng mạng truyền tải truyền tải truyền tải ALCAP Mạng Mạng Mạng báo hiệu báo hiệu số liệu Lớp vật lý
13.  Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA Trải phổ trong W-CDMA Trong W-CDMA để tăng tốc độ truyền dữ liệu, phương pháp đa truy cập kết hợp TDMA và FDMA trong GSM được thay thế bằng phương pháp đa truy cập CDMATrải phổ trong W-CDMA hoạt động ở băng tần rộng (5MHz) gọi là hệ thống thông tin trải phổ. Trong mạng W-CDMA chỉ sử dụng phương pháp trảI phổ dãy trực tiếp (DSSS). Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS : Direct Sequence Spreading Spectrum) : Thực hiện trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip cao hơn rất nhiều so với tốc độ bit
14.  Chương III : Công nghệ di động thế hệ ba W-CDMA Lưu đồ quy hoạch mạng W-CDMA Đầu vào Quy hoạch Suy hao đường • Các yêu cầu vùng truyền cho phép phủ Đầu ra • Yêu cầu dung - Sơ bộ số trạm gốc lượng Định cỡ - Cấu hình đài trạm. • Kiểu vùng, mô hình truyền sóng vô tuyến Quy hoạch dung - Chọn đài trạm. lượng và vùng phủ - Chọn cấu hình BS. - Các thông số RRM. - Phân tích chất lượng phục vụ Hiển thị hiệu năng mạng Kết quả đo hiệu Tối ưu hoá Điều chỉnh thông số năng mạng RRM
15.  Chương trình mô phỏng Mô phỏng CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG
16. Kết luận Kết luận Kết ü Với nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng thì công nghệ GSM đang luận phát triển để có thể hỗ trợ và đáp ứng. ü Tốc độ mạng GSM vẫn còn quá chậm. ü Việc đưa hệ thống chuyển mạch kênh thì tăng tốc độ mạng GSM nhưng chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. ü Giải pháp GPRS, EDGE trên mạng GSM và sau đó nâng cấp lên W-CDMA là giải pháp có tính khả thi, phù hợp với điều kiện của đất nước. ü GPRS vẫn hạn chế về tốc độ do sử dụng kỹ thuật điều chế GMSK. ü EDGE đã tăng được tốc độ do thay điều chế GMSK bằng 8PSK nhưng khó khăn về kỹ thuật vô tuyến ở máy đầu cuốI. ü Giải pháp đưa ra là nâng cấp lên hệ thống W-CDMA. ü Hướng phát triển của đề tài: Ø Các giải pháp về công nghệ mới như anten thông minh. Ø Khi 3G không đáp ứng được yêu cầu thì nâng cấp lên 4G.