Đồ án Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba UMTS

MỤC LỤC 1. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i 2. DANH MỤC CÁC BẢNG viii 3. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3 1.1 Giới thiệu chương 3 1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 3 1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 4 1.3.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 5 1.3.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 6 1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 8 1.5 Hệ thống thông tin di động thế hệ tiếp theo 10 1.6 Kết luận chương 11 CHƯƠNG 2:TÌM HIỂU MẠNG 3G WCDMA UMTS 12 2.1 Giới thiệu chung 12 2.1.1 Mục đích chương 12 2.1.2 Các chủ đề được trình bày trong chương 12 2.2 Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 3G 12 2.3 Chuyển mạch kênh (CS), chuyển mạch gói (PS), dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ chuyển mạch gói. 14 2.4 Các loại lưu lượng và dịch vụ được 3G WCDMA UMTS hỗ trợ 18 2.5 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3 21 2.5.1 Thiết bị người sử dụng (UE) 22 2.5.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS 24 2.5.3 Mạng lõi 26 2.5.4 Các mạng ngoài 30 2.5.5 Các giao diện 30 2.6 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R4 31 2.7 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R5 và R6 33 2.8 Chiến lược dịch chuyển từ GSM sang UMTS 36 2.8.1 3GR1 : Kiến trúc mạng UMTS chồng lấn 37 2.8.2 3GR2 : Tích hợp các mạng UMTS và GSM 38 2.8.3 3GR3 : Kiến trúc RAN thống nhất 39 2.9 Cấu hình địa lý của hệ thống thông tin di động 3G 40 2.9.1 Phân chia theo vùng mạng 40 2.9.2 Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR và SGSN 41 2.9.3 Phân chia theo vùng định vị và vùng định tuyến 41 2.9.4 Phân chia theo ô 42 2.9.5 Mẫu ô 43 2.9.6 Tổng kết phân chia vùng địa lý trong các hệ thống thông tin di động 3G 44 2.10 TỔNG KẾT 45 CHƯƠNG 3:ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA UMTS 46 3.1 Giới thiệu chương 46 3.2 Ý nghĩa của điều khiển công suất 46 3.3 Điều khiển công suất vòng hở trong UMTS 48 3.3.1 Giới thiệu 48 3.3.2 Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường lên 48 3.3.3 Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường xuống 49 3.4 Điều khiển công suất vòng kín trong UMTS 50 3.4.1 Giới thiệu 50 3.4.2 Các thủ tục điều khiển công suất vòng trong 53 3.4.3 Điều khiển công suất vòng ngoài 61 3.5 Điều khiển công suất ở các kênh chung đường xuống 65 3.6 Phương pháp điều khiển công suất theo bước động DSSPC 67 3.6.1 Khái niệm và lợi ích của độ dự trữ, cửa sổ công suất 67 3.6.2 Sự hoạt động của mạng 68 3.6.3 Sự hoạt động của trạm di động 70 3.6.4 Các công thức tính toán 73 3.7 Phương pháp điều khiển công suất phân tán DPC 75 3.7.1 Tổng quan 75 3.7.2 Mô hình hệ thống 77 3.7.3 Thuật toán điều khiển công suất phân tán DPC 77 3.8 Kết luận chương 80 CHƯƠNG 4:KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG 81 4.1 Giới thiệu chương 81 4.2 Quỹ đường truyền vô tuyến tham khảo cho hệ thống UMTS 81 4.3 Phương pháp tính toán cụ thể 83 4.4 Kết quả mô phỏng 85 4.5 Kết luận chương 90 KẾT LUẬN CHUNG 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO I PHỤ LỤC III DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT Từ viết tắt  Nghĩa tiếng Anh  Nghĩa tiếng Việt   2G  Second Generation  Thế hệ thứ 2   3G  Third Generation  Thế hệ thứ ba   3GPP  3ird Genaration Partnership Project  Đề án các đối tác thế hệ thứ ba   3GPP2  3ird Generation Patnership Project 2  Đề án đối tác thế hệ thứ ba 2   AC  Admission Cotrol  Điều khiển cho phép   APAICH  Access Preamble Acquisition Indicator Channel  Kênh chỉ thị bắt tiền tố truy nhập   AMPS  Automatic Message Processing System  Hệ thống xử lý bản tin tự động   ATM  Asynchronous Transfer Mode  Chế độ truyền dị bộ   AuC  Authentication Center  Trung tâm nhận thực   AV  Authetication Vector  Vector nhận thực   BER  Bit Error Ratio  Tỷ số bit lỗi   BICC  Bearer Independent Call Control  Điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang   BSC  Base Station Controller  Bộ điều khiển trạm gốc   BTS  Base Transceiver Station  Trạm thu phát gốc   BSIC  Base Station Identity Code  Mã nhận dạng trạm thu phát gốc   CDMA  Code Division Multiple Access  Đa truy cập chia theo mã   CRNC  Control RNC  Điều khiển RNC   CSCF  Connection State Control Function  Chức năng kiểm tra trạng thái kết nối   CPCH  Common Packet Chanel  Kênh gói chung   CS  Circuit Switch  chuyển mạch kênh   CN  Core Network  Mạng lõi   DSSPC  Dynamic step-size Power Control  Điều khiển công suất phân tán   DPC  Distributed Power Control  Điều khiển công suất phân tán   DRNC  Drift Radio Network Controller  Bộ điều khiển mạng vô tuyến trôi   EDGE  Enhanced Data rate for GSM Evolution.  Tăng tốc độ truyền dữ liệu cho tiến triển GSM   EIR  Equipment dentity Register  Bộ ghi nhận dạng thiết bị   FACCH  Fast Associated Control Channel  Kênh điều khiển liên kết nhanh.   FACH  Forward Access Channel  Kênh truy nhập đường xuống   FDMA  Frequence Division Multiple Access  Đa truy cập phân chia theo tần số   GERAN  GSM EDGE Radio Access Network GSM  Mạng truy nhập vô tuyến EDGE   GSM  Global System for Mobile Communications  Hệ thống thông tin di động toàn cầu   GPRS  General Packet Radio Services  Dịch vụ vô tuyến gói chung.   GTP  General Telemetry Processor  Bộ xử lý đo xa mục đích chung   GGSN  Gateway GPRS Support Node  Nút hỗ trợ GPRS cổng   GMSC  Gateway Mobile Services Switching Centre  Tổng đài cổng các dịch vụ di động   HDLA  History Data Logic Analyzer  Bộ phân tích dữ liệu gốc   HLR  Home Location Register  Bộ ghi định vị thường trú   HSS  Home Subscriber Server  Thuê bao máy chủ thường trú   HO  Hand Over  Chuyển giao   HSDPA  High Speed Downlink Packet Access  Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao   ITU  International Telecomunication Union  Liên minh viễn thông quốc tế   IMT-2000  International Mobile Telecommunication 2000  Thông tin di động quốc tế 2000   IP  Internet Protocol  Giao thức Internet   IMS  IP Multimedia Subsystem  Phân hệ đa phương tiện IP   IMSI  International Mobile Subsscriber Identity  Nhận dạng thuê bao di động quốc tế   IMEI  International Mobile Equipment Identity  Nhận dạng thiết bị di động quốc tế   LA  Location Area  Vùng định vị   MAI  Multiple Access Interference  Nhiễu đa truy cập   MDC  Macro Diversity Combiner  Bộ phối hợp đa dạng vĩ mô   MEGACO  Media Gateway Control protocol  Giao thức điều khiển cổng phương tiện truyền thông   MGW  Media Gateway  Cổng phương tiện truyền thông   MGC  Media Gateway Control Function  Chức năng điều khiển cổng phương tiện   MS  Mobile Station  Trạm di động   MSC  Mobile Service Switching Center  Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động   MIP  Mobile IP  IP di động   MSISDN  Mobile Station ISDN  Trạm di động ISDN   MRF  Multimedia Resource Function  Chức năng Tài nguyên Đa phương tiện   MRC  Maximum Ratio Combining  Bộ kết hợp vô tuyến được điều chỉnh   NMT  Nordic Mobile Telephony  Điện thoại di động Bắc Âu   NTT  Nippon Telephone and Telegraph  Điện báo và điện thoại Nhật Bản   OFDM  Orthogonal Frequency Division Multiple  Đa phân chia theo tần số trực giao   OMC  Operations and Maintenance Centre  Trung tâm khai thác và bảo dưỡng   PC  Power Control  Điều khiển công suất   PS  Packet Switch  Chuyển mạch gói   PSTN  Public Switched Telephone Network  Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng   PLMN  Public Land Mobile Network  Mạng di động công cộng mặt đất   P-TMSI  Packet- Temporary Mobile Subscriber Identity  Gói nhận dạng thuê bao di động tạm thời   PDP  Packet Data Protocol  Giao thức dữ liệu gói   PICH  Paging Indication Channel  Kênh chỉ thị tìm gọi   PN  Project Number  Số dự án   QoS  Quality of Service  Chất lượng dịch vụ   RACH  Random Access Channel  Kênh truy nhập ngẫu nhiên   RA  Routing Area  Vùng định tuyến   RAN  Radio Access Network  Mạng truy nhập vô tuyến   RNC  Radio Network Controller  Bộ điều khiển mạng vô tuyến   RTP  Real Time Protocol  Giao thức thời gian thực   RSPC  Received Signal Code Power  Công suất mã tín hiệu nhận được   RRC  Radio Resource Control  Điều khiển tài nguyên vô tuyến   RNS  Radio Network System  Hệ thống mạng vô tuyến   R-SGW  Roaming Signalling Gateway  Cổng báo hiệu chuyển vùng   SF  Spreading factor  Hệ số trải phổ   SGSN  Serving GPRS Support Node  Nút hỗ trợ GPRS phục vụ   SHO  Soft Handover  Chuyển giao mềm   SIR  Signal to Interference Ratio  Tỉ số tín hiệu trên nhiễu   SIP  Session Initiation Protocol  Giao thức khởi tạo phiên   SRNC  Serving RNC  Phục vụ bộ điều khiển mạng vô tuyến   SMS  Short Message Servive  Dịch vụ nhắn tin   SNR  Signal Noise Ratio  Tỷ số tín hiệu trên nhiễu   TPC  Transmit Power Command  Điều khiển công suất phát   TDMA  Time Division Multiple Access  Đa truy cập phân chia theo thời gian   TACS  Total Access Communications Systems  Toàn bộ các hệ thống phương tiện truy nhập   T-SGW  Transport Signalling Gateway  Cổng báo hiệu vận chuyển