Häc viÖn c«ng nghÖ b−u chÝnh viÔn th«ng
Trung t©m ®μo t¹o b−u chÝnh viÔn th«ng I

HÖ thèng
th«ng tin di ®éng w-CDMA
(Tμi liÖu dμnh cho c¸c kho¸ båi d−ìng)

Biªn so¹n: KS. NguyÔn V¨n ThuËn

Hμ Néi 12/2004

CuuDuongThanCong.com

/>

Đề cơng bI giảng
hệ thống thông tin di động W-CDMA
1. Mục tiêu:
Theo định hớng phát triển mạng thế hệ sau (NGN) của VNPT, hệ thống thông tin
di động thế hệ thứ 3 (3G) sẽ đợc triển khai, cụ thể là sẽ phát triển theo lộ trình từ hệ
thống GSM hiện tại lên hệ thống W-CDMA nh trong hợp chuẩn IMT-2000. Xuất phát
từ định hớng này, tài liệu giảng dạy về Hệ thống thông tin di động W-CDMA
đợc biên soạn nhằm cung cấp cho học viên những kiến thức cơ bản về hợp chuẩn
IMT-2000, công nghệ W-CDMA và hệ thống thông tin di động W-CDMA.
2. Đối tợng:
Tài liệu không chỉ để sử dụng cho các khoá bồi dỡng ngắn hạn mà còn có thể sử
dụng cho các cán bộ kỹ thuật đang công tác trên mạng lới của VNPT và các sinh viên
ngành Điện tử -Viễn thông .
3. Độ dI của tI liệu : Khoảng 150 trang ( dự kiến)
4. Nội dung:
Chơng 1:Tổng quan về thông tin di động thế hệ thứ 3 và hợp chuẩn IMT-2000

(10 trang)
1.1 Quá trình phát triển các thế hệ thông tin di động
1.2 Hợp chuẩn IMT- 2000
Chơng 2: Các công nghệ truyền dẫn vô tuyến trong W-CDMA (40 trang)
2.1 Công nghệ trải phổ W-CDMA (IMT-2000 CDMA-DS)
2.2 Các công nghệ truyền dẫn cơ bản trong W- CDMA
2.3 Các công nghệ để tăng dung lợng đờng truyền
Chơng 3: Mạng truy nhập vô tuyến trong hệ thống thông tin di động W-CDMA
(50 trang)
3.1 Các yêu cầu và mục tiêu thiết kế đối với hệ thống vô tuyến W-CDMA
3.2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến
3.3 Các kênh vô tuyến
3.4 Các thiết bị mạng truy nhập vô tuyến
1
CuuDuongThanCong.com

/>

3.5 Các thiết bị đầu cuối di động
Chơng 4: Các kỹ thuật xử lý đa phơng tiện (40 trang)
4.1 Tổng quan
4.2 Các kỹ thuật xử lý tín hiệu đa phơng tiện ( hình ảnh, âm thanh và thoại)
4.3 Các kỹ thuật xử lý đối với dịch vụ internet di động
4.4 Kỹ thuật xử lý tin nhắn đa phơng tiện
Chơng 5: Viễn cảnh công nghệ của hệ thống thông tin di động W-CDMA (10 trang)
5.1 Viễn cảnh về các công nghệ vô tuyến
5.2 Viễn cảnh về các công nghệ mạng
5.3 Viễn cảnh về các công nghệ xử lý tín hiệu
5. Giáo viên biên soạn v hiệu chỉnh
- Biên soạn: Nhóm giáo viên Vô tuyến của Trung tâmĐào tạo Bu chính Viễn thông 1

- Hiệu chỉnh: Các Giảng viên của Học viện BCVT và Chuyên viên của VNPT (dự kiến)

2
CuuDuongThanCong.com

/>

Lời nói đầu

Nhu cầu trao đổi thông tin là nhu cầu thiết yếu trong xã hội hiện đại. Các
hệ thống thông tin di động với khả năng giúp con ngời trao đổi thông tin mọi
lúc, mọi nơi đã phát triển rất nhanh và đang trở thành không thể thiếu đợc trong
xã hội thông tin ngày nay. Bắt đầu từ các hệ thống thông tin di động thế hệ đầu
tiên ra đời vào năm 1946, thông tin di động đã liên tục phát triển và đến nay các
hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) đã đợc đa vào khai thác thơng
mại ở nhiều nớc trên thế giới. ở Việt Nam, các hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ ba cũng đã và sẽ đợc nhanh chóng triển khai. Đối với các nhà khai thác
mạng di động GSM thì cái đích 3G là các hệ thống thông tin di động CDMA
băng rộng (W-CDMA) theo chuẩn IMT-2000. Xuất phát từ định hớng này, tài
liệu giảng dạy về Hệ thống thông tin di động W-CDMA đợc biên soạn
nhằm cung cấp cho học viên những kiến thức cơ bản về hợp chuẩn IMT-2000,
công nghệ W-CDMA và hệ thống thông tin di động W-CDMA. Tài liệu không
chỉ để sử dụng cho các khoá bồi dỡng ngắn hạn mà còn có thể sử dụng làm tài
liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật đang công tác trên mạng lới của VNPT
và các sinh viên ngành Điện tử -Viễn thông .
Tài liệu đợc chia làm 5 chơng. Chơng 1 giới thiệu tổng quan về quá
trình phát triển của các hệ thống thông tin di động, so sánh lộ trình phát triển lên
thông tin di động thế hệ thứ 3 từ cdmaOne và GSM, sau cùng là phần khái quát
về hợp chuẩn IMT-2000. Chơng 2 đề cập đến các công nghệ truyền dẫn vô
tuyến trong W-CDMA nh công nghệ trải phổ trực tiếp, các công nghệ để tăng

dung lợng đờng truyền. Chơng 3 tập trung mô tả mạng truy nhập vô tuyến
trong hệ thống thông tin di động W-CDMA với các thiết bị mạng truy nhập và
thiết bị đầu cuối di động. Chơng 4 đề cập đến các nội dung sâu hơn về hệ thống
W-CDMA đó là các kỹ thuật xử lý đa phơng tiện nh xử lý hình ảnh, Internet di
động, tin nhắn đa phơng tiện. Cuối cùng, chơng 5 giới thiệu đến bạn đọc
những viễn cảnh công nghệ của hệ thống thông tin di động W-CDMA.
Mặc dù đã hết sức cố gắng và đã nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp quí báu
từ các chuyên gia và các đồng nghiệp, nhng cuốn sách chắc chắn vẫn không

CuuDuongThanCong.com

/>

tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi rất mong nhận đợc ý kiến đóng góp của
bạn đọc để cuốn sách đợc hoàn chỉnh hơn.
Mọi đóng góp xin gửi về Trung tâm Đào tạo Bu chính Viễn thông 1, Thị
xã Hà đông, Tỉnh Hà tây.
Điện thoại: 048549607.

Tháng 12 năm 2004
Trung tâm Đo tạo Bu chính Viễn thông 1

CuuDuongThanCong.com

/>

Mục lục
Chơng 1: Tổng quan về thông tin di động thế hệ thứ 3 và hợp
chuẩn IMT-2000...................................................................................4
1.1 Quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động.....................................4

1. 2. Tổng quan về IMT-2000 .................................................................................9
1.2.1 Mục tiêu của IMT-2000.................................................................................9
1.2.2 Chuẩn hóa IMT-2000...................................................................................11
1.2.3 Băng tần IMT-2000......................................................................................13
chơng 2: Các công nghệ truyền dẫn vô tuyến W- CDMA ............15
2.1 Công nghệ trải phổ W- CDMA ......................................................................15
2.1.1 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA)..........................................15
2.1.2 Mã trải phổ và đồng bộ mã trải phổ.............................................................17
2.1.3 Cấu hình chức năng của máy phát và máy thu vô tuyến..............................18
2.1.4 ứng dụng u điểm của công nghệ W-CDMA trong thông tin di động........19
2.2 Các công nghệ truyền dẫn cơ bản trong W- CDMA...................................22
2.2.1 ấn định mã trải phổ hai lớp và điều chế trải phổ .........................................23
2.2.2 Tìm nhận ô ...................................................................................................26
2.2.3 Truy nhập ngẫu nhiên ..................................................................................30
2.2.4 Các công nghệ để thoả mãn các yêu cầu về chất lợng khác nhau trong
truyền dẫn đa tốc độ.....................................................................................31
2.2.5 Phân tập đa dạng .........................................................................................44
2.3 Các công nghệ để tăng dung lợng đờng truyền trong W- CDMA ..........52
2.3.1 Thiết bị triệt nhiễu........................................................................................53
2.3.2 Phân tập dàn anten thích ứng .......................................................................59
chơng 3: Mạng truy nhập vô tuyến ........................................................66
3.1 Các yêu cầu và mục tiêu thiết kế đối với hệ thống vô tuyến W-CDMA ....66
3.2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến................................................................67
3.2.1 Các đặc điểm của W-CDMA .......................................................................67
3.2.2 Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của W-CDMA ...............................................69

1
CuuDuongThanCong.com

/>


3.2.3 Cấu trúc của mạng truy nhập vô tuyến ........................................................72
3.2.4 Các công nghệ then chốt trong W-CDMA ..................................................73
3.2.5 Kỹ thuật thu phát song công (hai chiều) phân chia theo thời gian (TDD) và
Kỹ thuật thu phát song công phân chia theo tần số (FDD) ..........................77
3.3 Các kênh vô tuyến ...........................................................................................77
3.3.1 Các kênh lôgíc..............................................................................................80
3.3.2 Các kênh truyền tải .....................................................................................80
3.3.3 Các kênh kênh vật lý...................................................................................82
3.4 Các thiết bị mạng truy nhập vô tuyến ...........................................................85
3.4.1 Tổng quan về cấu hình hệ thống thiết bị truy nhập vô tuyến.......................85
3.4.2 BTS..............................................................................................................86
3.4.3 RNC .............................................................................................................91
3.4.4 MPE .............................................................................................................92
3.4.5 Anten BS ......................................................................................................94
3.5 Các thiết bị đầu cuối di động........................................................................100
3.5.1 Triển khai các thiết bị đầu cuối di động ....................................................100
3.5.2 Các đặc tính kỹ thuật truy nhập vô tuyến và các công nghệ phần cứng ....103
3.5.3 UIM............................................................................................................109
3.5.4 Các công nghệ thiết bị hiển thị ..................................................................112
3.5.5 Giao diện ngoài ..........................................................................................114
3.5.6 Viễn cảnh tơng lai của các thiết bị đầu cuối di động...............................119
Chơng 4: Các kỹ thuật xử lý đa phơng tiện ...................................121
4.1 Tổng quan ......................................................................................................121
4.2 Các kỹ thuật xử lý tín hiệu đa phơng tiện .................................................121
4.2.1 Xử lý hình ảnh............................................................................................121
4.2.2 Xử lý âm thanh và thoại .............................................................................128
4.2.3 Các hệ thống xử lý tín hiệu đa phơng tiện ...............................................133
4.3 Các kỹ thuật xử lý đối với dịch vụ Internet di dộng...................................139
4.3.1 Các dịch vụ ISP di động .............................................................................139

4.3.2 Các kỹ thuật phát tán thông tin đa phơng tiện .........................................144
4.3.3 Các ngôn ngữ đánh dấu nội dung ..............................................................148

2
CuuDuongThanCong.com

/>

4.3.4 Chuẩn hóa Internet di động (WAP) ...........................................................151
4.4 Các kỹ thuật xử lý tin nhắn đa phơng tiện................................................155
4.4.1 Tổng quan ..................................................................................................155
4.4.2 Các xu hớng tiêu chuẩn hóa.....................................................................156
4.4.3 Mô hình nguyên lý.....................................................................................156
4.4.4 Mô hình triển khai .....................................................................................157
4.4.5 Kỹ thuật phát tin quảng bá.........................................................................158
Chơng

5: Viễn cảnh công nghệ của các hệ thống
thông tin di động W-CDMA.....................................................159

5.1. Tổng quan .....................................................................................................159
5.2. Viễn cảnh về các công nghệ vô tuyến..........................................................160
5.2.1 Phơng thức TDD ......................................................................................160
5.2.2 Truy nhập gói đờng xuống tốc độ cao (HSPDA) .....................................163
5.3 Viễn cảnh về các công nghệ mạng................................................................165
5.3.1 Thông tin gói IP trong các mạng thông tin di động ...................................165
5.3.2 Xu hớng công nghệ trong các mạng IP...................................................166
5.3.3 Triển khai và cấu hình mạng IP hoá hoàn toàn..........................................168
5.4 Viễn cảnh về các công nghệ xử lý tín hiệu...................................................169
5.4.1 Công nghệ tránh kết nối chuyển tiếp ........................................................170

5.4.2 Công nghệ mã hoá đa tốc độ thích ứng băng rộng (AMR-WB) ................171
5.4.3 Truyền thông đa phơng tiện theo gói .......................................................172
Các từ viết tắt ...................................................................................................175
Tài liệu tham khảo ..........................................................................................178

3
CuuDuongThanCong.com

/>

Chơng 1
Tổng quan về thông tin di động thế hệ thứ 3
v hợp chuẩn IMT-2000

1.1 Quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động

Thông tin di động đã đợc đa vào sử dụng đầu tiên ở Mỹ năm 1946, khi đó nó
chỉ đợc sử dụng ở phạm vi thành phố, hệ thống này có 6 kênh sử dụng cấu trúc ô
rộng với tần số 150 MHz. Mặc dù các khái niệm tế bào, các khái niệm trải phổ, điều
chế số và các công nghệ hiện đại khác đợc biết đến hơn 50 năm trớc đây, nhng cho
đến đầu những năm 1960 dịch vụ điện thoại di động tế bào mới xuất hiện trong các
dạng ứng dụng và khi đó nó chỉ là các sửa đổi thích ứng của các hệ thống điều vận. Các
hệ thống di động đầu tiên này có ít tiện lợi và có dung lợng rất thấp.Vào những năm
1980, hệ thống điện thoại di động tế bào điều tần song công sử dụng kỹ thuật đa truy
nhập phân chia theo tần số xuất hiện, đây là hệ thống tơng tự hay còn gọi là hệ thống
thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G). Cỏc h thng thụng tin di động t bo tng t
nổi tiếng nhất là: hệ thống di ng tiờn tin (AMPS), hệ thống di động tiên tiến băng
hẹp (NAMPS), hệ thống thông tin truy nhập toàn diện (TACS) v H thng NTT. Hạn
chế của các hệ thống này là: phân bố tần số hạn chế, dung lợng thấp, tiếng ồn khó
chịu, không đáp ứng đợc các dịch vụ mới hấp dẫn với khách hàng v.v...

Giải pháp để loại bỏ các hạn chế trên là chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin
số sử dụng các dịch vụ đa truy nhập mới. Hệ thống đa truy nhập TDMA đầu tiên ra đời
trên thế giới là GSM. GSM đợc phát triển từ năm 1982, CEPT quy định việc ấn định
tần số dịch vụ viễn thông Châu âu ở băng tần 900MHz. ở Việt Nam hệ thống thông tin
di động đợc đa vào hoạt động vào năm 1993, hiện đang đợc hai công ty VMS và
GPC khai thác rất hiệu quả, mới đây Viettel là công ty thứ ba đa vào khai thác hệ
thống GSM trên thị trờng thông tin di động Việt nam. Song song với sự phát triển của
các hệ thống thông tin di động tế bào nói trên, các hệ thống thông tin di động hạn chế
cho mạng nội hạt sử dụng máy cầm tay không dây số cũng đợc nghiên cứu phát triển.
Hai hệ thống điển hình cho loại thông tin này là: DECT (Digital Enhanced cordless
Telecoms) của châu Âu và PHS của Nhật cũng đã đợc đa vào khai thác. Ngoài kỹ

4
CuuDuongThanCong.com

/>

thuật TDMA, đến năm 1995, CDMA đợc đa vào sử dụng ở một số nớc. Các hệ
thống thông tin di động kỹ thuật số nói trên, sử dụng phơng pháp truy nhập TDMA
nh GSM (Châu Âu), PDC ( Nhật) hoặc phơng pháp truy nhập CDMA theo chuẩn
năm 1995 ( CDMA-IS95) đều thuộc hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2( 2G).
Cỏc h thng thụng tin t bo s cú nhiu im ni bt nh cht lng thụng tin
c ci tin nh cỏc cụng ngh x lý tớn hiu s khỏc nhau, nhiều dch v mi (VD:
cỏc dch v phi thoi), kỹ thuật mó húa c ci tin, tng thớch tt hn vi cỏc mng
s v phỏt huy hiu qu di ph vụ tuyn. Bng 1.1 mụ t cỏc thụng s c bn ca cỏc
tiêu chun cho các h thng thụng tin t bo s ca Nht Bn, M v Chõu u. Ngoi
chun IS-95 dựa trên công nghệ CDMA, tt c cỏc chun khỏc u da trờn cụng ngh
TDMA.
Bng 1.1 Cỏc thụng s c bn ca H thng thụng tin t bo s
PDC

(Nht Bn)
Bng tần

Bc M
IS-54

800MHz/1,5 GHz

Khong cỏch
tn s

50 kHz
(xen kẽ 25kHz )

C ch truy
nhp

TDMA/FDD

C ch mó
húa thoi

11,2 kbit/giõy
VSELP
5,6 kbit/giõy
PSI-CELPP

Phơng pháp
iu ch


QPSK

IS-95
800 MHz

50 kHz
(xen kẽ
25 kHz )
TDMA/FDD

1,25 MHz
DSCDMA/FDD

Chõu u GSM
900 MHz
400 kHz
( xen kẽ
200 kHz )
TDMA/FDD

13 kbit/ giõy
VSELP

8,5 kbit/ giõy
QCELP
tc bin
thiên 4 nấc

22,8 kbit/ giõy
RPE-LTP-LPC

11,4 kbit/giõy
EVSI

QPSK

Hng xung: GMSK
QPSK
Hng
lờn:
OQPSK

* Chỳ thớch: RPE: Mó húa d bỏo kớch thớch xung u
LTP: Mó húa d bỏo di hn
LPC: Mó d bỏo tuyn tính; FDD: Song cụng chia tn s; v
PSI-CELP: D bỏo tuyn tính kớch thớch mó - i ng b âm.
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng, hệ thống thông tin di động
thế hệ thứ ba -IMT 2000 đang đợc nghiên cứu sử dụng. Khác với các hệ thống thông
tin di động thế hệ thứ nhất (tơng tự) và thứ 2 ( số), hệ thống thông tin di động thế hệ

5
CuuDuongThanCong.com

/>

thứ 3 (3G) có xu thế chuẩn hoá toàn cầu và khả năng cung cấp các dịch vụ ở tốc độ bít
lên tới 2 Mb/s( có thể sử dụng truy cập Internet, truyền hình và thêm nhiều dịch vụ mới
khác). Để phân biệt với hệ thống thông tin di động băng hẹp hiện nay, hệ thống thông
tin di động thế hệ thứ 3 còn đợc gọi là hệ thống thông tin di động băng rộng. Từ năm
2001, các hệ thống IMT-2000 sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng
rộng (W-CDMA) bắt đầu đợc đa vào khai thác. Lộ trình phát triển của các hệ thống

thông tin di động lên 3G đợc minh hoạ ở hình 1.1.

cdmaOne
IS-95B
cdma One
IS-95A

Mạng lõi IS -41

cdma2000 1X
cdma2000
1x EV-DV

TDMA

EDGE
GSM

cdma2000
1x EV-DO

W-CDMA

GPRS

Mạng lõi GSM
2G

3G


2,5G

* cdma2000 1xEV-DO : cdma2000 1xEV-Data Only ( cdma 2000 1X phát triển lên Chỉ dành cho số liệu)
** cdma2000 1xEV-DV : cdma2000 1xEV-Data/Voice ( cdma 2000 1X phát triển lên
- Dành cho cả số liệu và thoại)

Hình 1.1 Lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin di động lên 3G

Các bảng dới đây giới thiệu tổng quan về các hệ thống ở thế hệ 2,5G và 3G và
những đặc điểm khi phát triển lên 3G theo hai hớng chính trong IMT-2000: Từ GSM
lên 3G và từ cdmaOne lên 3G.

6
CuuDuongThanCong.com

/>

Bảng 1.2 Từ GSM lên 3G
Yêu cầu
thiết bị
truyền số
liệu gói
Các máy
di động
cầm tay

Cơ sở hạ
tầng thiết
bị


Nền tảng
công nghệ

EDGE (Các
tốc độ số liệu
bậc cao để
phát triển
GSM )
Các máy di Các máy di Các máy di
động đơn mốt động cầm tay động cầm tay
mới
(một chế độ mới
hoạt
động)
không có khả
năng xử lý số
liệu gói
Các máy di
động cầm tay Các máy cầm
GPRS
cho tay EDGE sẽ
phép làm việc làm việc ở tốc
trên
mạng độ lên tới 384
GPRS*
và Kbit/s** trên
mạng
trên
mạng các
và

GSM ở tốc độ EDGE
số liệu 9,6 GPRS và ở tốc
Kbit/s, đây là độ 9,6 Kbit/s
mạng
các máy CSD trên
GSMđây
là
hai chế độ
các máy CSD
hoạt động.
ba chế độ hoạt
động.
Không có khả Cần lắp thêm Cần thay đổi cơ
năng xử lý số các mô đun sở hạ tầng
liệu gói
xử lý số liệu mạng nhiều
gói mới trên hơn
nền
mạng
chuyển mạch
kênh
Công
nghệ Nền
GSM Cần sửa đổi
GSM TDMA TDMA
bổ nền tảng GSM
hiện có
xung phần xử TDMA
lý số liệu gói.
GSM CSD

(GSM số liệu
chuyển mạch
kênh)

GPRS (Dịch
vụ vô tuyến
gói chung)

IMT-2000
CDMA DS
(W-CDMA)

Các máy di
động cầm tay
mới.

Các máy cầm
tay
CDMA
DS sẽ làm
việc ở tốc độ
lên
tới
2Mbit/s***
trên các mạng
3G. Các máy
này có bốn
chế độ hoạt
động


Cơ sở hạ tầng
mới kết nối
với mạng hiện
có

Cơ sở hạ tầng
CDMA mới

*: Tốc độ cao nhất trên lý thuyết đối với GPRS là 171,2 Kbit/s, tuy nhiên, trên thực tế
hiện nay cha đạt đợc tốc độ này mà điển hình chỉ đạt tốc độ trên dới 50Kbit/s .
**: Tốc độ cao nhất trên lý thuyết đối với EDGE là 384 Kbit/s, tuy nhiên, trên thực tế
hiện nay chỉ đạt đợc tốc độ tối đa là 144 Kbit/s.

7
CuuDuongThanCong.com

/>

***: Tốc độ cao nhất trên lý thuyết đối với W-CDMA là 2Mbit/s, tuy nhiên, trên thực
tế hiện nay chỉ đạt đợc tốc độ tối đa là 384 Kbit/s.
Bảng 1.3 Từ cdmaOne lên 3G
Yêu cầu
thiết bị
truyền số
liệu gói

cdmaOne
IS-95 A

Các máy Tiêu chuẩn

di động
cầm tay
Các máy di
động cầm tay
theo chuẩn IS95A sẽ làm việc
trên tất cả các
mạng tơng lai:
IS-95B, 1X và
3X ở tốc độ
14,4
Kbit/sđây là các máy
một chế độ hoạt
động.

Cơ sở hạ Tiêu chuẩn
tầng thiết
bị

cdmaOne
IS-95 B

IMT-2000
IMT-2000
CDMA đa sóng CDMA đa sóng
mang 3X
mang 1X
(MC 3X)
(MC 1X)

Các máy di Các máy di

động
theo động theo
chuẩn
năm chuẩn 1X năm
2001
1999
Các máy di
động cầm tay
theo chuẩn IS95B sẽ làm việc
trên mạng IS95A ở tốc độ
14,4Kbit/s và
trên các mạng
IS-95B, 1X và
3X ở tốc độ lên
tới 114 kbit/s* đây là các máy
một chế độ hoạt
động.

Đa thêm phần
mềm mới vào
BSC

Các máy di
động cầm tay
mới.

Các máy di
động cầm tay
3X sẽ làm việc
trên mạng IS95A ở tốc độ

14,4Kbit/s, trên
mạng IS-95B ở
tốc độ lên tới
114 Kbit/s, trên
mạng 1X ở tốc
độ lên tới 307
kbit/s và trên
mạng 3X ở tốc
độ
lên
tới
2 Mbit/s*** đây là các máy
một chế độ hoạt
động.
1X yêu cầu phần Cần sửa đổi cấu
mềm mới trong trúc mạng chính
và bổ xung các
mạng chính và
card kênh mới
các card kênh
tại trạm gốc
mới tại trạm
gốc.
Các máy di
động cầm tay
1X sẽ làm việc
trên mạng IS95A ở tốc độ
14,4Kbit/s, trên
mạng IS-95B ở
tốc độ lên tới

114 Kbit/s, trên
mạng 1X và 3X
ở tốc độ lên tới
307
kbit/s**đây là các máy
một chế độ hoạt
động.

Nền tảng CDMA
CDMA
CDMA
CDMA
công
nghệ
*: Tốc độ cao nhất trên lý thuyết đối với IS-95B là 114 Kbit/s, tuy nhiên, trên thực tế
hiện nay mới đạt tốc độ 64 Kbit/s .

8
CuuDuongThanCong.com

/>

**: Tốc độ cao nhất trên lý thuyết đối với cdma2000 1X là 307 Kbit/s, tuy nhiên, trên
thực tế hiện nay chỉ đạt đợc tốc độ tối đa là 144 Kbit/s.
***: Nh đã giới thiệu trong các hình 8.16 và 8.17, cdma2000 3X bao gồm cdma2000
1xEV-DO và cdma2000 1xEV-DV. Trong đó, cdma2000 1xEV-DO có tốc độ cao
nhất trên lý thuyết lên tới 2,4 Mbit/s trên một sóng mang 1,25 MHz riêng biệt và
cdma2000 1xEV-DV tích hợp thoại và số liệu trên cùng một sóng mang 1,25 MHz
có tốc độ cao nhất trên lý thuyết lên tới 4,8 Mbit/s.
1. 2. Tổng quan về IMT-2000


1.2.1 Mục tiêu của IMT-2000
Nhng n lc trong nghiờn cu v phỏt trin ó c thc hin cho IMT-2000
vi mc ớch cung cp cỏc dch v a phng tin cú cht lng cao, tc cao, khai
thỏc mt di rng cỏc ni dung bao gm thoi, s liu v video trong mụi trng di
ng. H thng IMT-2000 cú cỏc mc tiờu sau :
(1) Cỏc dch v thụng tin cỏc nhõn nhờ nõng cao hiu suất ph (Cỏ nhõn húa)
S nõng cao hn na hiu qu s dng tn s v ti thiu húa u cui s cho
phộp thc hin thụng tin gia "ngi vi mỏy" v "mỏy vi mỏy ".
(2) Cỏc dch v thụng tin xuyờn sut ton cu (Ton cu húa)
Ngi s dng s cú th thụng tin v nhn cỏc dch v ng nht bt c âu
trờn th gii ch vi mt u cui duy nht.
(3) Cỏc dch v a phng tin qua h thng truyn dn cú tc v cht lng cao
(a phng tin)
Vic s dng bng thụng rng hn cho phộp truyn vi cht lng v tc cao
mt dung lng ln s liu, hỡnh nh tnh v video bờn cnh cỏc kt ni thoi.
Liờn minh Vin thụng Chõu u (ITU) ó t ra cỏc yờu cu i vi h thng
truyn dn vụ tuyn IMT-2000 cung cp cỏc dch v a phng tin trong nhiu
mụi trng khỏc nhau nh mụ t trong Bng 1.2. Tc truyn yờu cu l 144
kbit/giõy trong mụi trng di chuyn tc cao, 384 kbit/giõy khi di chuyn cỏc tc
thp v 2Mbit/giõy trong mụi trng trong nh.
Hỡnh 1.2 th hin cỏc dch v a phng tin trong thông tin di ng do IMT2000 cung cp trong cỏc lnh vc kinh doanh, cụng cng v cỏ nhõn.

9
CuuDuongThanCong.com

/>

(1) Lĩnh vực kinh doanh
Các dịch vụ thông tin di động đã được rất nhiều doanh nhân sử dụng ngay từ khi

mới ra đời. Trong lĩnh vực kinh doanh, ngoài thông tin dữ liệu văn bản, IMT-2000 còn
được sử dụng cho thông tin hình ảnh. Người ta rất trông đợi rằng các dịch vụ này sẽ
giúp người sử dụng có thể thu nhận được một lượng lớn số liệu kinh doanh một cách
kịp thời cũng như trao đổi thông tin một cách dễ dàng mọi nơi, mọi lúc.
(2) Lĩnh vực công cộng
Một ví dụ điển hình về các ứng dụng được sử dụng trong lĩnh vực công cộng là
dịch vụ thông tin khẩn cấp đã sử dụng triệt để giá trị tiện lợi của các hệ thống di động
trong việc giải quyết các trường hợp thảm họa. Các ứng dụng giám sát từ xa với vai trò
hiện thực hóa việc thông tin liên lạc " từ máy đến máy " cũng được xem xét sử dụng
rộng rãi trong lĩnh vực công cộng.
Bảng 1.4 Các yêu cầu đối với Hệ thống truyền dẫn vô tuyến IMT-2000
Trong nhà
Tốc độ truyền (kbit/giây)

2048

Người di bộ

Trong xe ô tô

384

144

Các dịch vụ tiềm năng khác bao gồm các dịch vụ như sử dụng hệ thống di động
như một phần của hệ thống giao thông vận tải thông minh (IST), sử dụng

i-mode cho

lái xe an toàn, các hệ thống phương tiện đường thủy dựa trên các mạng thông tin và

các hệ thống cho người đi bộ.
(3) Lĩnh vực cá nhân
Lĩnh vực cá nhân đã trở thành một lÜnh vùc quan trọng ®èi víi hệ thống thông tin
di động trong những năm gần đây. Với sự ra đời của IMT-2000, các hình thức tiên tiến
của các dịch vụ Internet di dộng như i-mode dự kiến sẽ trở thành một phần cuả các
ứng dụng cá nhân. Trong thông tin hình ảnh, điện thoại video đã xuất hiện, cùng lúc
trong lĩnh vực thư tín, thư đa phương tiện đang được trông đợi cho phép người sử
dụng có thể gửi kèm theo thư điện tử các bản tin hình ảnh và thoại. Còn đối với dịch
vụ cung cấp thông tin, người ta đang hy vọng các dịch vụ cung cấp âm nhạc và hình
ảnh sẽ được chấp nhận rộng rãi trên thị trường.

10
CuuDuongThanCong.com

/>

Lĩnh vực kinh
doanh

Lĩnh vực
công cộng

Điện thoại video

Truyền hình hội nghị

Hệ thống tìm
thông tin định vị

Thơng mại

điện tử

Trung tâm
dữ liệu
Lĩnh vực cá
nhân

Thơng mại
điện tử

Cơ sở dữ liệu
dịch vụthông tin

Hệ thống cho
ngời cao tuổi và
y tế từ xa

Mạng thông tin di
động đa phơng tiện

Hệ thống thông tin
khẩn cấp

Nhạc theo
yêu cầu
Hệ thống y T.V và Video
tế từ xa theo yêu cầu
Sách, báo điện tử
T.V tơng tác Hệ thống tự học tại gia


Hệ thống giám sát từ xa

Game tơng tác

Hình 1.2 Các dịch vụ đa phơng tiện trong thông tin di động
1.2.2 Chuẩn hóa IMT-2000
Nghiờn cu v IMT-2000 ó c B phn thụng tin vụ tuyn của ITU
(ITU-R) bt u thc hin t nm 1985, ban u cú tờn l H thng Vin thụng di
ng mt t cụng cng tng lai (FPLMTS) nhm t c nhng mc tiờu ó k
trờn. Cựng vi nghiờn cu ny, B phn chun húa Vin thụng của ITU (ITU-T) ó coi
vic nghiờn cu IMT-2000 l mt nhim v quan trng v ó tin hnh cỏc nghiờn cu
v cỏc giao thc bỏo hiu lp trờn, cỏc nhn dng, cỏc dch v, mó húa thoi/hỡnh nh,
v.vTip theo cỏc nghiờn cu ny l cỏc nghiờn cu v cỏc thụng s k thut chi tit
do D ỏn i tỏc th h 3 (3GPP) thc hin v nhng n lc nhm xõy dng s thng
nht chung gia cỏc t chc hng ti s phỏt trin ca mt giao din vụ tuyn c
chun húa.
Cỏc hot ng chun húa IMT-2000 trong ITU-R ban u cú tờn l FPLMTS.
ITU-R bt u cỏc nghiờn cu vi vic lm rừ khỏi nim h thng IMT-2000, bao gm

11
CuuDuongThanCong.com

/>

cả các hệ thống vệ tinh và mặt đất. ITU-R đã thống nhất các kiến nghị liên quan đến
các nguyên tắc và khái niệm cơ bản, tiếp theo là các kiến nghị về khung chung và các
yêu cầu của IMT-2000. Sau đó, ITU-R bắt đầu chuẩn bị một kiến nghị về giao diện vô
tuyến nhằm đáp ứng những yêu cầu đặt ra trong các kiến nghị này.
Trước hết, ITU-R làm rõ những yêu cầu tối thiểu đối với giao diện vô tuyến
IMT-2000. Bảng 1.4 mô tả những yêu cầu này. Đáp lại, các quốc gia và tổ chức được

yêu cầu đề xuất một giao diện vô tuyến có thể thoả mãn các yêu cầu này vào tháng
6/1998.
Ngoài ITU, cßn cã các quốc gia, khu vực và các tổ chức cũng tiến hành các
nghiên cứu như ARIB của Nhật và ETSI. Kết quả là 10 hệ thống thông tin mặt đất và
06 hệ thống vệ tinh đã được đề xuất lên ITU-R, tất cả các đề xuất này sau đó đã được
đánh giá bởi một nhóm đánh giá gồm nhiều nước và tổ chức khác nhau. Sau khi các hệ
thống này được xác nhận là thỏa mãn yêu cầu của IMT-2000, các đặc tính chủ yếu của
giao diện vô tuyến được cải tiến trên cơ sở xem xét các đặc tính tần số vô tuyến (RF)
và các đặc tính băng gốc quan trọng. Những nỗ lực đồng thời xảy ra nhằm tạo dựng
®−îc sự thống nhất giữa những người chủ trương xây dựng một giao diện vô tuyến
chuẩn, được thể hiện trong bản kiến nghị về các thông số cơ bản tháng 3/1999. Tại
cuộc họp cuối cùng tháng 11/1999, ITU TG8/1 đã đạt được một thỏa thuận về kiến
nghị đối với các thông số kỹ thuật chi tiết của giao diện vô tuyến, bao gồm các thông
số liên quan đến các lớp cao hơn. Bản kiến nghị dự thảo này đã được chính thức thông
qua như một bản kiến nghị của ITU tại Hội nghị RA-2000 tổ chức vào tháng 5/2000.
Như mô tả trong hình 1.3 và 1.4, bản kiến nghị đã đưa ra các nội dung liên quan đến
giao diện vô tuyến IMT-2000 như sau:
1. Chuẩn giao diện vô tuyến bao gồm các công nghệ CDMA và TDMA
2. CDMA bao gồm phương thức tr¶i phæ trực tiếp song công phân chia theo
tần số (FDD), phương thức đa sóng mang FDD và phương thức song công
phân chia theo thời gian (TDD). Tốc độ chip t−¬ng øng của phương thức
tr¶i phæ trực tiếp FDD và đa sóng mang FDD là 3,84 Mc/s và 3,6864 Mc/s.
3. Nhóm TDMA bao gồm phương thức sóng mang đơn FDD và phương thức
đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) / TDMA.

12
CuuDuongThanCong.com

/>


4. Mi cụng ngh vụ tuyn ny phi cú th hot ng trờn hai mng lừi 3G
chớnh [ Vớ d : phiờn bn ca GSM v ANSI-41 (Vin tiờu chun quc gia
M)]
Các khuyến ngh nờu cỏc thụng s k thut ca mi phng thc; trong ú
phng thc trải phổ trc tip c gi l W-CDMA.
CDMA
Giao din vụ
tuyn mt t
IMT-2000

IMT-2000 CDMA Trải phổ trc tip (3,84 Mc/s)
IMT -2000 CDMA a súng mang (3,6864 Mc/s)
IMT-2000 CDMA TDD

TDMA

IMT-2000 Súng mang n
IMT-2000 FDMA/TDMA

Hỡnh 1.3 Cu hỡnh giao din vụ tuyn IMT-2000

Giao din
vụ tuyn

IMT-2000
CDMA tri
ph trc tip

IMT-2000
CDMA a

súng mang

IMT-2000
CDMA
TDD

IMT-2000
súng mang
n

IMT-2000
FDMA/
TDMA

Kt ni linh hot
gia giao din vụ
tuyn v mng lừi

Mng lừi

GSM MAP
tng cng

ANSI-41
tng cng

C s IP

Hình 1.4 Kết nối giữa các giao diện vô tuyến và các mạng lõi
1.2.3 Băng tần IMT-2000

Băng tần cho IMT-2000 đã đợc qui định tại Hội nghị quản lý vô tuyến thế giới 92 (WARC-92) vào năm 1992. Một dải phổ 230 MHz trong băng tần 2 GHz (18852025 MHz, 2110-2200 MHz) đã đợc phân chia cho IMT-2000. Tuy nhiên, sự bùng nổ

13
CuuDuongThanCong.com

/>

nhu cầu đối với thông tin di động và các xu hớng đa phơng tiện trong thông tin di
động đã khiến cho ITU-R dự đoán vào giữa năm 1999 và 2000 rằng băng tần IMT2000 sẽ trở nên không đủ trong tơng lai gần. Đặc biệt, ITU-R dự báo số thuê bao
IMT-2000 sẽ đạt con số 200 triệu thuê bao trên toàn thế giới vào năm 2010, đồng thời,
ITU-R cũng nhận thấy cần phải đảm bảo một băng tần chung toàn cầu để đạt đợc giá
thành thấp hơn nhờ việc sử dụng chung các thiết bị đầu cuối IMT-2000 trên phạm vi
toàn cầu và phát triển các chỉ tiêu kỹ thuật chung cho các thiết bị đầu cuối. ITU-R ớc
tính rằng vào năm 2010 sẽ thiếu băng thông khoảng 160MHz cho các hệ thống thông
tin mặt đất và 2 x 67 MHz cho các hệ thống thông tin vệ tinh trên thế giới. Để đáp ứng
dự báo này, Hội nghị thông tin vô tuyến thế giới 2000 (WRC-2000) đã đề xuất dành
các băng tần 800 MHz

( 806-960 MHz), 1,7 GHz ( 1710-1885 MHz) và 2,5 GHz

(2500-2690 MHz) để sử dụng cho IMT-2000 trên thế giới trong tơng lai, còn việc
phân chia thích hợp các tần số trong các băng tần này bởi mỗi quốc gia sẽ theo nhu cầu
trong nớc và các ứng dụng thơng mại khác.

14
CuuDuongThanCong.com

/>

chơng 2

Các công nghệ truyền dẫn vô tuyến W- CDMA

2.1 Công nghệ trải phổ W- CDMA

2.1.1 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA)
Trải phổ chuỗi trực tiếp (DS) đợc sử dụng cho hệ thống di động CDMA thế hệ
thứ hai của Mỹ, hệ thống CDMA-WLL của Nhật và hiện đang đợc sử dụng trong các
hệ thống di động thế hệ thứ ba W-CDMA.
Trong các hệ thống trải phổ DS, một số liệu băng gốc dạng nhị phân lỡng cực
điển hình có tốc độ ký hiệu (1/Ts) sẽ đợc nhân với một chuỗi nhị phân lỡng cực giả
ngẫu nhiên có tốc độ "chip " (1/Tc) lớn hơn nhiều so với tốc độ ký hiệu (TS = NTc). Nh
minh hoạ khái quát trong hình 2.1, hiệu quả của quá trình này là trải rộng độ rộng băng
tức thời của dạng sóng theo hệ số N, với cùng một mức công suất tín hiệu làm cho mật
độ phổ công suất của tín hiệu trở nên khá thấp và " giống nh tạp âm ". Trong hình
2.3, trình bày một phổ RF đơn biên, công suất tín hiệu đợc biểu thị là PS = A1W =
A0B, chứng tỏ rằng mật độ phổ công suất của tín hiệu trải phổ giảm đi một hệ số A1/A0
= B/W =1/ N so với mức khi không trải phổ. Tại phía máy thu, "quá trình giải trải phổ"
(nhân với cùng một chuỗi nhị phân đợc dùng để trải phổ ở phía máy phát) và giải điều
chế sẽ khôi phục lại đợc số liệu băng gốc nguyên thuỷ, cho phép máy thu lọc bỏ phần
lớn nhiễu băng rộng. Giả sử rằng bộ lọc đầu vào máy thu nhận tín hiệu cần thu có độ
rộng băng W Hz ( nh hình 2.3), thì máy thu cũng thu cả các nhiễu trong độ rộng
băng này. Trong hình này, giả thiết rằng mức nhiễu là No có thể tơng đối lớn so với
mức thu làm cho tỷ số SNR của tín hiệu RF là (SNR)RF = A1 /No < 1. Nhng sau khi
trải phổ, độ rộng băng của tín hiệu cần thu giảm đến giá trị ban đầu B, trong khi độ
rộng băng của nhiễu vẫn là W. Nh vậy, quá trình lọc đối với độ rộng băng tần tín hiệu
có thể đợc sử dụng để loại bỏ công suất nhiễu trong SNR của số liệu băng gốc.
A0 B A0
A
W
=

= N . 1 = .( SNR) RF
N0
B
(SNR)Băng gốc = N 0 B N 0

15
CuuDuongThanCong.com

/>
(2.1)


Phổ RF

Điều chế
sóng mang

Dạng sóng
số liệu
Dạng sóng
trải phổ

a. Phía phát của hệ thống

Giải trải phổ và
giải điều chế

Lọc

Nhiễu


Dạng sóng số liệu đã
đợc khôi phục
Phổ tín hiệu sau giải
điều chế

b. Phía thu của hệ thống

Hình 2.1 Hệ thống trải phổ DS-CDMA

16
CuuDuongThanCong.com

/>

Một độ lợi xử lý N = W/B = tỷ số của tốc độ chíp / tốc độ ký hiệu và còn đợc gọi
là hệ số trải phổ (SF) thể hiện mức độ chống nhiễu băng rộng sẽ đạt đợc nhờ sử dụng
quá trình trộn (nhân) và lọc (tơng quan). Nếu thu đợc một bản sao bị trễ của tín hiệu
cần thu (tức là một thành phần sóng trong hiệu ứng nhiều tia ), quá trình trộn bởi các
sóng trải phổ ở máy thu không làm giảm độ rộng băng tần của tín hiệu này nếu hàm
tơng quan của dạng sóng trải phổ có các thuộc tính mong muốn nhất định thoả mãn
bởi các chuỗi giả ngẫu nhiên. Nh vậy, hệ thống trải phổ DS thu đợc một độ lợi xử lý
chống nhiễu do hiện tợng nhiều tia từ tín hiệu cần thu cũng nh chống hiện tợng
jamming hoặc nhiễu từ những thuê bao khác. Khả năng này của hệ thống trải phổ DS
để tách ra tín hiệu cần thu và khử nhiễu do hiện tợng nhiều tia đã đợc khai thác bởi
một kỹ thuật thu gọi là " rake", kỹ thuật này sẽ thu các tia sóng đến máy thu qua nhiều
đờng khác nhau (multipath) sử dụng các mạch phát chuỗi PN có các thời gian trễ
khác nhau, sắp xếp lại các tia sóng này theo thời gian và sau đó kết hợp chúng để thu
đợc một độ lợi phân tập ( kỹ thuật thu rake sẽ đợc đề cập đến ở phần sau).
2.1.2 Mã trải phổ và đồng bộ mã trải phổ

Có một số yêu cầu nhất định đối với các mã trải phổ, trong đó đặc biệt quan trọng
là yêu cầu: đỉnh tự tơng quan phải nhọn (đạt cực đại tại một điểm) khi đồng bộ (dịch
thời = 0) và phải đạt cực tiểu tại các điểm khác ( khi dịch thời khác 0 và khi xét mối
tơng quan giữa các mã khác nhau ở mọi thời điểm). Một loại mã đáp ứng đợc yêu
cầu này là mã Gold, cấu trúc của bộ mã này đợc trình bày trong hình 2.3, đây cũng
chính là cấu trúc bộ mã ngẫu nhiên đợc sử dụng ở đờng xuống của W-CDMA. Các
chuỗi mã này có chu kỳ bằng hàm mũ 2n ( n >= 3), trong đó các số 0 sẽ đợc thay bằng
các số "-1" và đợc gọi là các mã Gold trực giao. Có một loại mã khác cũng là mã trực
giao đó là mã Walsh, mã này đợc tạo ra bởi các ma trận Hadamard ( tham khảo tài
liệu công nghệ CDMA của dự án JICA-PTTC1 ). Số các từ mã Walsh và các từ mã
Gold trực giao bằng với độ dài của mỗi từ mã và bằng với hệ số trải phổ (SF) của loại
mã đó. Do đó, số các mã trải phổ có thể đợc sử dụng trong một ô sẽ bị giới hạn và
không thể mở rộng dung lợng hệ thống. Để có thể sử dụng cùng các chuỗi mã trực
giao lặp lại trong mỗi ô, hai lớp mã trải phổ đợc sử dụng bằng việc kết hợp trải phổ
bằng các mã trực giao với trải phổ bằng các mã ngẫu nhiên (có độ dài lớn hơn).

17
CuuDuongThanCong.com

/>

Để lấy ra đợc các số liệu tin tức, thuê di động đích cần thực hiện việc đồng bộ
mã trải phổ với hai quá trình là tìm nhận và bám đồng bộ, trong đó quá trình bám đồng
bộ duy trì định thời đồng bộ trong khoảng 1 chip so với đồng bộ tìm nhận đợc. Bộ
giải trải phổ có thể là một bộ tơng quan trợt. Trong W-CDMA, bộ tơng quan trợt
thờng đợc sử dụng, trong khi MF thờng đợc sử dụng trong bớc đầu tiên của quá
trình tìm nhận ô ba bớc đợc đề cập ở phần 2.2.2. Để bám đồng bộ, vòng khoá trễ
(DLL) thờng đợc sử dụng, trong đó việc xác định lỗi định thời ( đờng cong S) theo
tham chiếu tới đỉnh tơng quan đợc thực hiện bằng cách dịch định thời đồng bộ của
các mã trải phổ bằng ( thông thờng, = 1/2 độ dài chip) và điều chỉnh định thời

của bản sao mã trải phổ để giảm thiểu lỗi định thời. Trong môi trờng thông tin di
động đa đờng, công suất thu và thời gian trễ thay đổi rất khác nhau trong mỗi đờng
truyền. ở môi trờng nh vậy, việc tìm nhận đờng truyền thờng dựa trên thông tin về
độ trễ công suất tín hiệu .
2.1.3 Cấu hình chức năng của máy phát và máy thu vô tuyến
2.1.3.1 Các chức năng phần phát
Các chức năng của phần phát đợc mô tả dới đây. Sau khi mã hoá, gắn các mã
sửa lỗi và xử lý đan xen, tín hiệu thoại và số liệu đợc điều chế ở phần trải phổ. Sau đó
tín hiệu đợc điều chế trực giao và gửi đi trên sóng mang phát đến máy phát vô tuyến.

Số liệu
phát

Mã hoá

Gắn các mã
sửa lỗi
Đan xen

Điều chế
trải phổ

Điều chế
trực giao

Máy phát
RF

Hình 2.2 Các chức năng phần phát trong hệ thống DS-CDMA


18
CuuDuongThanCong.com

/>

2.1.3.2 Các chức năng phần thu
Tín hiệu thu đợc giải điều chế trực giao sau khi biến đổi tần số và loại bỏ tạp
âm. Tiếp theo, tín hiệu thu đợc đa đến phần xử lý tổng hợp quét (rake synthesizing),
sửa lỗi và giải xen kẽ, sau đó đến phần giải mã kênh để thu lại tín hiệu ban đầu.
Số liệu thu
(từ máy
thu vô
tuyến )

Giải
điều chế
trực
giao

Giải
trải
phổ

Kết hợp tín hiệu
thu Rake
Sửa lỗi
Giải đan xen

Giải
mã

kênh

Hình 2.3 Các chức năng phần thu trong hệ thống DS-CDMA
2.1.4 ứng dụng các u điểm của công nghệ W-CDMA trong các hệ thống di động
(i) Điều chỉnh công suất phát (TPC)
Hệ thống W-CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất hai chiều, chiều
đi(từ BS tới máy di động ) và chiều về ( từ máy di động tới BS ) để nâng cao dung
lợng, đảm bảo dịch vụ thoại chất lợng cao và các lợi ích khác. Mục đích của việc
điều khiển công suất phát ở máy di động là điều khiển công suất phát sao cho tín hiệu
phát của tất cả các máy di động trong cùng một vùng phục vụ có thể đợc thu với một
cờng độ (công suất) danh định tại máy thu của BS. Khi công suất phát của tất cả các
máy di động trong vùng phục vụ đợc điều khiển nh vậy thì tổng công suất thu tại
máy thu của BS bằng công suất thu danh định nhân với số máy di động.
Cần phải tối u hoá các lợi ích của hệ thống W-CDMA bằng cách tăng số lợng
các cuộc gọi đồng thời trong một băng tần cho trớc. Dung lợng hệ thống đợc tăng
lên tối đa khi tín hiệu phát của máy di động đợc thu bởi BS có tỷ số tín hiệu trên nhiễu
ở mức yêu cầu tối thiểu nhờ việc điều khiển công suất phát ở máy di động. Chất lợng
thông tin của máy di động sẽ giảm nếu tín hiệu của máy di động đợc thu bởi BS quá
yếu. Nếu tín hiệu của máy di động quá khoẻ thì chất lợng thông tin của máy di động
sẽ đợc cải thiện nhng nhiễu tới các máy di động khác cùng sử dụng một kênh sẽ tăng
lên làm cho chất lợng cuộc gọi của các thuê bao khác sẽ giảm nếu nh dung lợng tối
đa không giảm.

19
CuuDuongThanCong.com

/>

(ii) Khả năng tái sử dụng tần số
Tất cả các BS đều sử dụng lại (tái sử dụng) kênh băng rộng trong hệ thống

W-CDMA. Tổng lợng nhiễu trong tín hiệu của máy di động thu nhận từ BS là tổng
lợng nhiễu gây ra bởi các máy di động khác trong cùng BS và lợng nhiễu gây ra bởi
các máy di động ở các BS lân cận. Nói cách khác, mỗi tín hiệu của một máy di động
gây nhiễu tới tất cả các tín hiệu của các máy di động khác. Tổng lợng nhiễu từ tất cả
các máy di động trong các BS lân cận thì bằng một nửa tổng lợng nhiễu từ các máy di
động trong cùng một BS. Hiệu suất tái sử dụng tần số của BS vô hớng là khoảng 65%.
Hình 2.4 miêu tả nhiễu từ các BS lân cận theo %. Lợng nhiễu từ mỗi BS trong
vòng ngoại vi thứ nhất tơng ứng với 6% tổng lợng nhiễu.
Nh vậy tổng lợng nhiễu từ vòng ngoại vi thứ nhất là 6 lần 6%, tức là 36 %, tổng
lợng nhiễu do vòng thứ hai và các vòng ngoài là nhỏ hơn 4%. Trong trờng hợp anten
BS có định hớng ( tức là anten séc tơ 120o ) đợc sử dụng thì lợng nhiễu trung bình
giảm xuống 1/3 vì mỗi anten kiểm soát ít đi chỉ còn 1/3 số lợng máy di động trong
một BS. Do đó, dung lợng đợc cung cấp bởi toàn bộ hệ thống tăng lên xấp xỉ 3 lần.

Hình 2.4 Nhiễu từ các BS lân cận
(iii) Cung cấp linh hoạt các dịch vụ với tốc độ truyền dẫn thay đổi
Nhờ các kỹ thuật điều chỉnh công suất phát (TPC) và mã hóa nguồn đa tốc độ mà
hệ thống W-CDMA có một sự tơng quan linh hoạt giữa số thuê bao và cấp dịch vụ. Ví
dụ, ngời sử dụng hệ thống có thể tăng tổng số kênh khả dụng nếu chấp nhận tỷ số lỗi

20
CuuDuongThanCong.com

/>