Đồ án Quy hoạch và tối ưu mạng WCDMA

Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống hằng ngày. Các kĩ thuật không ngừng được hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giới GSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn, hỗ trợ tối đa các dịch vụ như Internet, truyền . W-CDMA là một bước đột phá của ngành di động, bởi vì nó cung cấp băng thông rộng hơn cho người sử dụng. Điều đó có nghĩa sẽ có các dịch vụ mới và nhiều thuận tiện hơn trong dịch vụ thoại và sử dụng các ứng dụng dữ liệu như truyền thông hữu ích như điện thoại truyền , định vị và tìm kiếm thông tin, truy cập Internet, truyền tải dữ liệu dung lượng lớn, nghe nhạc và xem video chất lượng cao, Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu công nghệ W-CDMA và mạng W-CDMA em đã chọn đề tài: “ Quy hoạch và tối ưu mạng W-CDMA”làm đồ án tốt nghiệp. Nội dung đề tài chia làm 4 chương: Chương 1: Công nghệ WCDMA Chương này trình bày tổng quan về quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trong tiến trình lên 3G. Cấu trúc mạng lõi, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN trong WCDMA. Đồng thời trình bày, các thủ tục liên quan đến giao diện vô tuyến bao gồm điều khiển công suất và cấu trúc các kênh vô tuyến sử dụng trong mạng WCDMA. Chương 2: Quy hoạch mạng WCDMA Chương này trình bày quá trình quy hoạch mạng WCDMA bao gồm khởi tạo quy hoạch, quy hoạch chi tiết mạng, vận hành, các công thức tính toán, hai mô truyền dẫn Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami là phương tiện cơ bản để tính suy hao đường truyền. Chương 3: Các giải pháp tối ưu mạng WCDMA Giới thiệu về thuật toán tối ưu. Đưa ra 2 giải pháp tối ưu là bài toán dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy để đưa ra các giải pháp tối ưu kịp thời và phân tập dàn anten thích ứng để tăng dung lượng mạng. Chương 4: Phần mô phỏng quy hoạch mạng WCDMA Trong phần này sẽ giới thiệu lưu đồ thuật toán mô phỏng - tính toán các bước quy hoạch mạng W-CDMA và cùng các cửa sổ giao diện chương trình mô phỏng viết bằng ngôn ngữ Visual Basic 6. Và cuối cùng là kết luận và hướng phát triển của đề tài.

doc109 trang | Chia sẻ: tuandn | Ngày: 03/05/2013 | Lượt xem: 2031 | Lượt tải: 15download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Quy hoạch và tối ưu mạng WCDMA, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: QUY HOẠCH VÀ TỐI ƯU MẠNG WCDMA Giáo viên hướng dẫn : ThS.Hồ Văn Phi Sinh viên thực hiện : NguyễnViệt Vương Lớp : ĐTVT - K28 Quy Nhơn, 6/2010   TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: QUY HOẠCH VÀ TỐI ƯU MẠNG WCDMA Giáo viên hướng dẫn : ThS.Hồ Văn Phi Sinh viên thực hiện : Nguyễn Việt Vương Lớp : ĐTVT - K28 Quy Nhơn, 6/2010   MỤC LỤC Trang BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC HÌNH VẼ xi CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ WCDMA 1 1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1 1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 1 1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 2 1.1.2.1. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 3 1.1.2.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 4 1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA (3G - THE THIRD GENERATION) 6 1.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA 7 1.4. SỰ KHÁC NHAU CƠ BẢN GIỮA WCDMA VÀ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN THẾ HỆ THỨ 2 11 1.5. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MẠNG WCDMA 12 1.5.1. Mô cấu trúc mạng WCDMA 13 1.5.2. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN: 16 1.5.2.1. Đặc trưng của UTRAN 16 1.5.2.2. Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN 17 1.5.2.3. Node B 18 1.5.3. Giao diện vô tuyến 18 1.5.3.1. Giao diện UTRAN – CN, IU 18 1.5.3.2. Giao diện RNC – RNC, IUr 19 1.5.3.3. Giao diện RNC – Node B, IUb 20 1.6. CÁC LOẠI KÊNH TRONG UTRAN 20 1.6.1. Các kênh lôgic 20 1.6.2. Các kênh vật lý 21 1.6.3. Các kênh truyền tải 22 1.6.3.1. Kênh truyền tải riêng 22 1.6.3.2. Các kênh truyền tải chung 23 1.7. KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG WCDMA 25 1.8. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG WCDMA 26 1.8.1. Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) 27 1.8.2. Điều khiển công suất vòng kín (CLPC) 28 1.8.3. Các trường hợp điều khiển công suất đặc biệt 29 CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẠNG WCDMA 40 2.1. KHỞI TẠO QUY HOẠCH (ĐỊNH CỠ MẠNG) 41 2.1.1. Sơ đồ khối quá trình định cỡ mạng 42 2.1.2. Phân tích quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến 43 2.1.2.1. Quỹ năng lượng đường lên 44 2.1.2.2. Quỹ năng lượng đường xuống 47 2.1.2.3. Độ nhạy máy thu 51 2.1.2.4. Độ lợi chuyển giao mềm và giới hạn hiệu ứng che tối 52 2.1.3. Xác định bán kính và vùng phủ sóng cell 53 2.1.4. Quy hoạch dung lượng và vùng phủ - lặp tối ưu 54 2.1.5. Định cỡ RNC(Radio network Control) 56 2.2. QUY HOẠCH CHI TIẾT 58 2.2.1. Phân tích suy hao đường truyền và các mô truyền dẫn 59 2.2.2. Các mô truyền dẫn cơ bản 59 2.2.2.1. Mô Hata-Okumura 59 2.2.2.2. Mô Walfisch - Ikegami 61 2.2.3. Lặp đường lên và đường xuống 64 2.2.4. Hậu xử lý - Dự báo vùng phủ mạng và phân tích kênh chung 65 2.3. TỐI ƯU MẠNG 65 CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU MẠNG W-CDMA 68 3.1. MÔ TẢ TOÁN HỌC CỦA VẤN ĐỀ TỐI ƯU HOÁ 68 3.2.TỐI ƯU TRONG QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO LƯU LƯỢNG 69 3.2.1. Quy trình dự báo lưu lượng 69 3.2.2. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy tuyến tính 70 3.2.3. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy đàn hồi 72 3.3. CÁC CÔNG NGHỆ ĐỂ TĂNG DUNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN TRONG W-CDMA 75 3.3.1. Phân tập dàn anten thích ứng 75 3.3.2. Cấu phân tập dàn anten thích ứng 77 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BÀI TOÁN TÍNH BÁN KÍNH CELL VÀ TỔNG LƯU LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG WCDMA 81 4.1. LƯU ĐỒ TÍNH TOÁN 81 4.1.1. Lưu đồ thuật toán tổng quát: 81 4.1.2. Lưu đồ thuật toán chi tiết 82 4.2. KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH 84 4.2.1 Giao diện chính: 84 4.2.2.Tính suy hao đường truyền 84 4.2.3. Tính kích thước Cell 85 4.2.4. Tính dung lượng kênh 85 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC A1 BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu  Tiếng Anh  Tiếng Việt   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   AI  Acquisition Indicator  Chỉ thị bắt   AMPS  Advanced Mobile Phone System  Hệ thống điện thoại di động tiên tiến   ARQ  Automatic Repeat Request  Yêu cầu lặp lại tự động   AS  Access Stratum  Tầng truy nhập   BCCH  Broadcast Control Channel  Kênh quảng bá điều khiển   BCH  Broadcast Channel  Kênh quảng bá   BER  Bit Error Ratio  Tỷ số bit lỗi   BSC  Base Station Controler  Bộ điều khiển trạm gốc   BSS  Base Station Subsystem  Phân hệ trạm gốc   BTS  Base Tranceiver Station  Trạm vô tuyến gốc   BPSK  Binary Phase Shift Keying  Khóa dịch pha nhị phân   CCCH  Common Control Channel  Kênh điều khiển chung.   CDMA  Code Division Multiple Access  Đa truy cập chia theo mã   C/I  Carrier to Interference ratio  Tỷ số sóng mang trên nhiễu   CCCH  Common Control Chanel  Kênh điều khiển chung   CCPCH  Common Control Physical Chanel  Kênh vật lý điều khiển chung   CLPC  Closed Loop Power Control  Điều khiển công suất vòng kín   CN  Core Network  Mạng lõi   CPCC  Common Power Control Chanel  Kênh điều khiển công suất chung   CPCH  Common Packet Chanel.  Kênh gói chung   CPICH  Common Pilot Chanel  Kênh hoa tiêu chung   CR  Chip Rate  Tốc độ chip (tương đương với tốc độ trải phổ của kênh)   CS  Circuit Switch  Chuyển mạch kênh   DCA  Dynamic Chanel Allocation  Phân bổ kênh động   DCCH  Dedicated Control Channel  Kênh điều khiển dành riêng   DPCCH  Dedicated Physical Control Chanel  Kênh điều khiển vật lý riêng   DPCH  Dedicated Physical Chanel  Kênh vật lý riêng   DPDCH  Dedicated Physical Data Chanel  Kênh số liệu vật lý riêng   DTCH  Dedicated Traffic Chanel  Kênh lưu lượng riêng   DTE  Data Terminal Equipment  Thiết bị đầu cuối số liệu   DSCH  Downlink Shared Chanel  Kênh dùng chung đường xuống   DSSS  Direct Sequence Spread Spectrum  Trải phổ chuỗi trực tiếp   EDGE  Enhanced Data rate for GSM Evolution  Tăng tốc độ truyền dẫn   ETSI  European Telecommunications Standards Institute  Viện Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu   FACCH  Fast Associated Control Channel  Kênh điều khiển liên kết nhanh   FACH  Forward Access Chanel  Kênh truy nhập đường xuống   FAUSCH  Fast Uplink Signalling Chanel  Kênh báo hiệu đường lên nhanh   FCCCH  Forward Common Control Chanel  Kênh điều khiển chung đường xuống   FCCH  Frequency Correction Channel  Kênh hiệu chỉnh tần số   FDD  Frequency Division Duplex  Ghép kênh song công phân chia theo tần số   FDMA  Frequence Division Multiple Access  Đa truy cập phân chia theo tần số   FDCCH  Forward Dedicated Control Chanel  Kênh điều khiển riêng đường xuống   FSK  Frequency Shift Keying  Khoá điều chế dịch tần   GOS  Grade Of Service  Cấp độ phục vụ.   GSM  Global System for Mobile Communication  Thông tin di động toàn cầu   GPS  Global Position System  Hệ thống định vị toàn cầu   GPRS  General Packet Radio Services  Dịch vụ vô tuyến gói chung    Handover  Chuyển giao   HH  Hard Handoff  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 tế   IS-54  Interim Standard 54  Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA của Mỹ (do AT&T đề xuất)   IS-136  Interim Standard 136  Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ (AT&T)   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   ITU-R  International Mobile Telecommunication Union Radio Sector  Liên minh viễn thông quốc tế bộ phận vô tuyến   IWF  InterWorking Function  Chức năng tương tác mạng   LAC  Link Access Control  Điều khiển truy nhập liên kết   LAI  Location Area Indentify  Nhận dạng vùng vị trí   LLC  Logical Link Control  Điều khiển liên kết logic   LR  Location Registration  Đăng ký vị trí   MAI  Multipe acess Interference  Nhiễu đa truy cập   ME  Mobile Equipment  Thiết bị di động   MS  Mobile Station  Trạm di động   MTP  Message Transfer Part  Phần truyền bản tin   MSC  Mobile Service Switching Center  Tổng đài di động   NAS  Non-Access Stratum  Tầng không truy nhập   Node B  Là nút logic kết cuối giao diện IuB với RNC    NSS  Network and Switching Subsystem  Hệ thống chuyển mạch   ODMA  Opportunity Driven Multiplex Access  Đa truy cập theo cơ hội   OM  Operation and Management  Khai thác và bảo dưỡng   PAGCH  Paging and Access  Kênh chấp nhận truy cập và nhắn tin   PCCC  Parallel Concatenated Convolutional Code  Mã xoắn móc nối song song   PCCH  Paging Control Chanel  Kênh điều khiển tìm gọi   PCH  Paging Channel  Kênh nhắn tin   PCPCH  Physical Common Packet Chanel .  Kênh gói chung vật lý   PCS  Personal Communication Services  Dịch vụ thông tin cá nhân   PLMN  Public Land Mobile Network  Mạng di động mặt đất công cộng   PSTN  Public Switched Telephone Network  Mạng chuyển mạch thoại công cộng   QPSK  Khóa dịch pha vuông góc    RACH  Random Access Channel  Kênh truy cập ngẫu nhiên   RLB  Radio Link Budgets  Quỹ năng lượng đường truyền   RNC  Radio Network Control  Bộ điều khiển mạng vô tuyến   RRC  Radio Resource Control  Điều khiển tài nguyên vô tuyến   SCH  Synchronization Channel  Kênh đồng bộ   SDCCH  Stand alone Dedicated Control Channel  Kênh điều khiển dành riêng   SDMA  Space Division Multiple Access  Đa truy cập phân chia theo không gian   SNR  Signal - to - Noise Ratio  Tỷ số tín hiệu trên tạp âm   SIR  Signal - to - Interference Ratio  Tỷ số tín hiệu trên xuyên nhiễu   TACH  Traffic and Associated Channel  Lênh lưu lượng và liên kết   TCH  Traffic Channel  Kênh lưu lượng   TDMA  Time Division Multiple Acces  Đa truy cập phân chia theo thời gian   TDD  Time Division Duplex  Ghép song công phân chia thời gian   UTRAN  Universal Terrestrial Radio Access Network  Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu   UMTS  Universal Mobile Telecommunnication System  Hệ thống viễn thông di động toàn cầu   VA  Voice Activity factor  Hệ số tích cực thoại   VBR  Variable Bit Rate  Tốc độ bít khả biến   WCDMA  Wideband Code Division Multiplex Access  Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng   DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu  Tên bảng  Trang   1.1  Phân loại các dịch vụ ở IMT-2000.  9   1.2  Những điểm khác biệt chính giữa WCDMA và GSM.  11   2.1  Ví dụ tính toán năng lượng truyền sóng đường lên  53   2.2  Các giá trị K sử dụng cho tính toán vùng phủ sóng.  54   2.3  Ví dụ về dung lượng của một RNC.  57   2.4  So sánh tổn hao đường truyền từ mô hình Hata và Walfisch-Ikegami.  64   3.1  Số liệu thực tế.  71   3.2  Tính toán.  71   3.3  Tính giá trị thuê bao.  72   3.4  Số liệu thực tế  72   3.5  Tính toán  73   3.6  Tính giá trị dự báo  74   DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu  Tên hình vẽ  Trang   1.1  Cấu trúc khung TDMA điển .  4   1.2  Giản đồ truy nhập theo mã.  5   1.3  Lộ trình phát triển từ 2G đến 3G.  7   1.4  Các khu vực dịch vụ của IMT-2000.  8   1.5  Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba.  13   1.6  Cấu trúc của UMTS.  14   1.7  Mô tổng quát các giao diện vô tuyến của UTRAN  17   1.8  Các loại kênh trong UTRAN.  20   1.9  Các kênh vật lý đường lên.  21   1.10  Các kênh vật lý đường xuống.  22   1.11  Kênh truyền tải đường lên và đường xuống.  24   1.12  Tín hiệu trải phổ.  25   1.13  Các cơ chế điều khiển công suất của WCDMA.  27   1.14  OLPC đường lên  28   1.15  Cơ chế điều khiển công suất CLPC.  28   1.16  Điều khiển công suất kết hợp với chuyển giao mềm.  29   2.1  Các bước thực hiện quy hoạch mạng.  41   2.2  Các tham số đầu vào và đầu ra trong quá trình định cỡ mạng WCDMA.  42   2.3  Lược đồ quá trình định cỡ mạng vô tuyến WCDMA.  43   2.4  Các thành phần nhiễu tại trạm gốc.  44   2.5  Các thành phần nhiễu tại thuê bao di động.  47   2.6  Tổng quan mô phỏng tĩnh.  58   2.7  Các thành phần của mô truyền sóng.  59   2.8  Các tham số trong mô Walfisch-Ikegami  61   3.1  Nguyên lý của phương pháp phân tập dàn anten thích nghi  76   3.2  Sơ đồ khối tổng quát hệ thống phân tập dàn anten thích nghi.  78   4.1  Lưu đồ thuật toán tổng quát.  81   4.2  Lưu đồ thuật toán chi tiết.  83   4.3  Chương trình chính.  84   4.4  Giao diện tính suy hao đường truyền.  85   4.5  Giao diện tính kích thước Cell.  86   4.6  Giao diện tính dung lượng kênh.  87   LỜI NÓI ĐẦU Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống hằng ngày. Các kĩ thuật không ngừng được hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giới GSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn, hỗ trợ tối đa các dịch vụ như Internet, truyền ... W-CDMA là một bước đột phá của ngành di động, bởi vì nó cung cấp băng thông rộng hơn cho người sử dụng. Điều đó có nghĩa sẽ có các dịch vụ mới và nhiều thuận tiện hơn trong dịch vụ thoại và sử dụng các ứng dụng dữ liệu như truyền thông hữu ích như điện thoại truyền , định vị và tìm kiếm thông tin, truy cập Internet, truyền tải dữ liệu dung lượng lớn, nghe nhạc và xem video chất lượng cao,… Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu công nghệ W-CDMA và mạng W-CDMA em đã chọn đề tài: “ Quy hoạch và tối ưu mạng W-CDMA”làm đồ án tốt nghiệp. Nội dung đề tài chia làm 4 chương: Chương 1: Công nghệ WCDMA Chương này trình bày tổng quan về quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trong tiến trình lên 3G. Cấu trúc mạng lõi, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN trong WCDMA. Đồng thời trình bày, các thủ tục liên quan đến giao diện vô tuyến bao gồm điều khiển công suất và cấu trúc các kênh vô tuyến sử dụng trong mạng WCDMA. Chương 2: Quy hoạch mạng WCDMA Chương này trình bày quá trình quy hoạch mạng WCDMA bao gồm khởi tạo quy hoạch, quy hoạch chi tiết mạng, vận hành, các công thức tính toán, hai mô truyền dẫn Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami là phương tiện cơ bản để tính suy hao đường truyền. Chương 3: Các giải pháp tối ưu mạng WCDMA Giới thiệu về thuật toán tối ưu. Đưa ra 2 giải pháp tối ưu là bài toán dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy để đưa ra các giải pháp tối ưu kịp thời và phân tập dàn anten thích ứng để tăng dung lượng mạng. Chương 4: Phần mô phỏng quy hoạch mạng WCDMA Trong phần này sẽ giới thiệu lưu đồ thuật toán mô phỏng - tính toán các bước quy hoạch mạng W-CDMA và cùng các cửa sổ giao diện chương trình mô phỏng viết bằng ngôn ngữ Visual Basic 6. Và cuối cùng là kết luận và hướng phát triển của đề tài. Trong quá trình làm đề tài, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức và tài liệu tham khảo hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp và sự giúp đỡ của các Thầy, Cô. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Hồ Văn Phi khoa Kỹ thuật & Công nghệ đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật & Công nghệ đã giảng dạy và giúp đỡ cho em trong suốt thời gian học tập tai trường. Quy Nhơn, ngày 10 tháng 6 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Việt Vương CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ WCDMA Trong những năm gần đây, công nghệ không dây là chủ đề được nhiều chuyên gia quan tâm trong lĩnh vực công nghệ máy tính và truyền thông. Ban đầu sử dụng thế hệ thông tin tương tự (dùng công nghệ đa truy cập phân chia theo tần số). Phát triển lên hệ thống thông tin tương tự, các hệ thống thông tin số thế hệ 2G ra đời với mục tiêu hỗ trợ dịch vụ và truyền số liệu tốc độ thấp. Hệ thống thông tin 2G sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian và phân chia theo mã. Cùng với thời gian, nhu cầu sử dụng dich vụ ngày càng tăng, hệ thống thông tin thế hệ 3G ra đời đáp ứng nhu cầu của con người về dịch vụ có tốc độ cao như: nhắn tin đa phương tiện, điện thoại thấy ,…Thế hệ 3G có tốc độ bit cao hơn, chất lượng gần với mạng cố định, đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó. 1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 Những hệ thống thông tin di động đầu tiên, nay được gọi là thế hệ thứ nhất (1G), sử dụng công nghệ analog gọi là đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) để truyền kênh thoại trên sóng vô tuyến đến thuê bao điện thoại di động. Với FDMA, người dùng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều vượt trội so với các kênh tần số có thể, thì một số người bị chặn lại không được truy cập. Đặc điểm: Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến. Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể. Trạm thu phát gốc BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS trong cellular. Hệ thống FDMA điển là hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMPS. Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản. Tuy nhiên hệ thống không thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về cả dung lượng và tốc độ. Những hạn chế của hệ thống thông tin di động thế hệ 1: Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lượng nhỏ. Tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi trường fading đa tia. Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng. Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi. Không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt ở châu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng được máy di động của mình ở các nước khác. Chất lượng thấp và vùng phủ sóng hẹp. Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là phải chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động cùng với kỹ thuật đa truy cập mới ưu điểm hơn về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp. Vì vậy đã xuất hiện hệ thống thông tin di động thế hệ 2.