ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ
HÌNH KHUẾCH ĐẠI VÀ CHUYỂN TIẾP
BÁN SONG CÔNG
i
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 1/74
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...........................................................................................3
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................................6
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................................7
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ĐỀ TÀI.......................................................................................9
1.1. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI:..............................................................................................9
1.2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI:......................................................................................9
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI:.....................................................................................10
1.4. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:...........................................................................10
CHƯƠNG 2. SƠ LƯỢC VỀ CÁC THẾ HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ MÔ HÌNH
HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC.................................................................11
2.1. KHÁI QUÁT VỀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG:........................11
2.2. MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG QUA CÁC THẾ HỆ:............................................................13
2.2.1. Mạng di động thế hệ đầu tiên (1G):.....................................................................13
2.2.2. Mạng di động thế hệ thứ 2 (2G)...........................................................................14
2.2.3. Mạng di động thế hệ thứ 3 (3G):..........................................................................16
2.2.4. Mạng di động thế hệ thứ 4 (4G)...........................................................................18
2.2.5. Mạng di động thế hệ thứ 5 (5G)...........................................................................19
2.3. HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC..........................................................................21
2.3.1. Định nghĩa về giao thức giao tiếp........................................................................21
2.3.2. Các vấn đề về giao thức mạng.............................................................................21
2.3.3. Khái niệm truyền thông hợp tác vô tuyến............................................................22
2.3.4. Phương pháp truyền thông đơn chặng và đa chặng:...........................................22
CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH HỆ THỐNG...........................................................................25
3.1. MÔ HÌNH BÁN SONG CÔNG:.........................................................................................25
3.2. GIỚI THIỆU VỀ KĨ THUẬT CHUYỂN TIẾP:......................................................................25
3.2.1 Kỹ thuật chuyển tiếp:............................................................................................25
3.2.2 Các nhân tố chính ảnh hưởng chất lượng kênh truyền:........................................30
3.2.3 Các kênh cơ bản:...................................................................................................31
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 2/74
3.3. VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CHUYỂN TIẾP:......................................................................31
3.3.1 Các kĩ thuật chuyển tiếp dựa theo hướng truyền:.................................................31
3.3.2 Các phương pháp chuyển tiếp:.............................................................................32
3.3. MÔ HÌNH CỦA GIAO THỨC CHUYỂN TIẾP:....................................................................34
3.3.1 MÔ HÌNH PSR:.......................................................................................................34
3.3.2. MÔ HÌNH HỆ THỐNG TSR:.....................................................................................40
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT..............................................44
4.1. SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT CỦA ĐỀ TÀI:..................................................................................44
4.2. NHẬN XÉT CHUNG VỀ MÔ HÌNH:..................................................................................45
4.2. MÔ PHỎNG THU ĐƯỢC:................................................................................................46
4.3. NHẬN XÉT VỀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:............................................................................53
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI......................56
5.1. KẾT LUẬN CHUNG.......................................................................................................56
5.2. ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN:...........................................................................57
5.2.1. ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI:................................................................................................57
5.2.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN:.............................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................59
PHỤ LỤC A……………………………………………………………………………..62
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 3/74
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 2-1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG...............11
HÌNH 2-2: THỐNG KÊ THUÊ BAO VÀ THỊ PHẦN CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG
TRÊN
TOÀN
CẦU……………………………………………………………………………...12
HÌNH 2-3: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG Ở VIỆT NAM ĐẾN
2011………………………………………………………………………………………13
HÌNH 2-4: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG MẠNG DI DỘNG 1G...............................................14
HÌNH 2-5: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG MẠNG DI ĐỘNG 2G...............................................15
HÌNH 2-6: SƠ ĐỒ TIÊU CHÍ CỦA MẠNG 2G VÀ 2.5G...........................................15
HÌNH 2-7: CÁC TRẠNG THÁI CỦA ĐIỆN THOẠI Ở MẠNG 2G..........................16
HÌNH 2-8: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG MẠNG DI ĐỘNG 3G...............................................17
HÌNH 2-9: SƠ ĐỒ TIÊU CHÍ CỦA MẠNG 3G...........................................................17
HÌNH 2-10: SO SÁNH MẠNG 3G VÀ 4G QUA CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ
DI ĐỘNG………………………………………………………………………………...18
HÌNH 2-11: MỤC TIÊU BĂNG RỘNG CỦA MẠNG 5G...........................................19
HÌNH 2-12: DỰ ĐOÁN SỐ LƯỢNG NGƯỜI DÙNG HƯỚNG ĐẾN 2030...............20
HÌNH 2-13: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MẠNG 5G HƯỚNG ĐẾN
2021………………………………………………………………………………………21
HÌNH 2-14: MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC...............................................22
HÌNH 2-15: MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG ĐƠN CHẶNG........................................23
HÌNH 2-16: MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG ĐA CHẶNG.....................23
HÌNH 2-17: NĂNG LƯỢNG RELAY CHUYỂN TIẾP SỬ DỤNG............................24
HÌNH 3-1: MÔ HÌNH HỆ THỐNG BÁN SONG CÔNG............................................25
HÌNH 3-2: MINH HOẠ TRONG KĨ THUẬT CHUYỂN TIẾP..................................26
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 4/74
HÌNH 3-3: MÔ HÌNH CHUYỂN TIẾP.........................................................................28
HÌNH 3-4: LOẠI HÌNH CHUYỂN TIẾP......................................................................29
HÌNH 3-5: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG TRUYỀN TRỰC
TIẾP VÀ CHUYỂN GIAO NHIỀU CHẶNG...............................................................29
HÌNH 3-6: HIỆN TƯỢNG ĐA ĐƯỜNG.......................................................................30
HÌNH 3-7: CHUYỂN TIẾP MỘT CHIỀU....................................................................31
HÌNH 3-8: CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU......................................................................31
HÌNH 3-9: PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN TIẾP AF.......................................................32
HÌNH 3-10: PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN TIẾP DF.....................................................33
HÌNH 3-11: CÁC NODE VÀ HƯỚNG TRUYỀN TRONG MÔ HÌNH CHUYỂN
TIẾP
ĐIỂN
HÌNH……………………………………………………………………………..34
HÌNH 3-12: PHÂN BỐ THỜI GIAN THU HOẠCH NĂNG LƯỢNG VÀ CHUYỂN
GIAO THÔNG TIN TRONG MỘT CHU KỲ T VỚI GIAO THỨC PSR................34
HÌNH 3-13: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA TÍN HIỆU RELAY NHẬN ĐƯỢC TRONG GIAO
THỨC PSR………………………………………………………………………………36
HÌNH 3-14: MÔ HÌNH CHUNG HỆ THỐNG.............................................................40
HÌNH 3-15: PHÂN BỐ THỜI GIAN THU HOẠCH NĂNG LƯỢNG VÀ CHUYỂN
GIAO THÔNG TIN TRONG MỘT CHU KỲ T VỚI GIAO THỨC PSR................40
HÌNH 3-16: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA TÍN HIỆU RELAY NHẬN ĐƯỢC TRONG GIAO
THỨC TSR……………………………………………………………………………...41
HÌNH 4-1: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT...............................................................................44
HÌNH 4-2: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG VẼ THEO GIÁ TRỊ Η VỚI P S/N0=30
(DB), R=3, N =1, λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.3, α =0.3............................................................47
HÌNH 4-3: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG VẼ THEO GIÁ TRỊ Ρ CỦA PSR VÀ Α
CỦA TSR VỚI PS/N0=30 (DB), R=3, N=1, λh=0.5, λg=0.5, η=0.8.............................48
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 5/74
HÌNH 4-4: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG DÙNG DELAY-LIMITED THEO GIÁ
TRỊ PS/N0 VỚI R=3, N=1, λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.3, α=0.5,η=0.8................................49
HÌNH 4-5: XÁC SUẤT DỪNG HỆ THỐNG DÙNG DELAY-LIMITED THEO GIÁ
TRỊ PS/N0 VỚI R=3, N=1, λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.3, α=0.5,η=0.8................................49
HÌNH 4-6: DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG DÙNG DELAY-TOLERANT THEO GIÁ
TRỊ PS/N0 VỚI R=3, N=1, λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.5, α=0.5,η=0.8................................50
HÌNH 4-7: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG DÙNG DELAY-TOLERANT THEO GIÁ
TRỊ PS/N0 VỚI R=3, N=1, ΛH=0.5, ΛG=0.5, Ρ=0.5, Α=0.5, Η=0.8.................................50
HÌNH 4-8: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG AF THEO GIÁ TRỊ P S/N0 VỚI R=3, N=1,
λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.5, α=0.5,η=0.8.............................................................................51
HÌNH 4-9: XÁC SUẤT DỪNG HỆ THỐNG AF CỦA GIAO THỨC PSR THEO GIÁ
TRỊ
PS/N0
KHẢO
SÁT
R
VỚI
N=1,
λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.5, α=0.5,η=0.8
…………………................................................................................................................51
HÌNH 4-10: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG AF CỦA GIAO THỨC PSR THEO GIÁ
TRỊ PS/N0 KHẢO SÁT R VỚI R=3, N=1, λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.5, α=0.5,η=0.8
……………. 52
HÌNH 4-11: XÁC SUẤT DỪNG HỆ THỐNG AF CỦA GIAO THỨC TSR THEO
GIÁ TRỊ PS/N0 KHẢO SÁT R VỚI N=1, λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.5, α=0.5,η=0.8
…………..
52
HÌNH 4-12: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG AF CỦA GIAO THỨC TSR THEO GIÁ
TRỊ PS/N0 KHẢO SÁT R VỚI R=3, N=1, λh=0.5, λg=0.5, ρ=0.5, α=0.5,η=0.8
…………..
53
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 6/74
DANH MỤC BẢNG BIỂU
BẢNG 4-1: CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG ĐỀ TÀI…………………………20
BẢNG 4-2: SO SÁNH THÔNG LƯỢNG GIAO THỨC PSR VÀ TSR TRONG
DELAY-LIMITTED……………………………………………………………..55
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 7/74
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1G
First Generation
2G
Second Generation
3G
Third Generation
3 GPP
3rd Generation Partnership Project
4G
Fourth Generation
5G
Fifth Generation
AF
Amplifi and Forward
AMPS
Advanced Mobile Phone Service
AWGN
Additive White Gaussian Noise
BTS
Base Transceiver Station
CDF
Cumulative Distribution Function
CDMA
Code Division Multiple Access
CF
Conpress-and-Forward
CSI
Channel State Information
D2D
Device to Device
DF
Decode and Forward
EDGE
Enhanced Data Rate for GSM for Evolution
EH
Energy Harvesting
FDMA
Frequency Division Multiple Access
FM
Frequency Modulation
GPRS
General Packet Radio Service
GSM
Global Systems for Mobile
HD
Half-Duplex
HSPA
High-Speed Packet Access
IoT
Internet of Things
ITU
International Telecommunication Union
IS-95
Interim Standard-95
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 8/74
LTE
Long-Term-Evolution
MIMO
Multiple-Input and Multiple-Output
NMT
Nordic Mobile Telephone
PDF
Probability Density Function
PSR
Power Splitting Base Relaying Protocol
RF
Radio-Frequency
RX
Receiver
SMS
Short Message Service
SNR
Signal to Noise Ratio
TACS
Total Access Communications System
TDMA
Time Division Multiple Access
TD-SCDMA
Time Division Synchronous Code Division Multiple
Access
TSR
Time Switching Base Relaying Protocol
TX
Transmitter
UMTS
Universal Mobile Telecommunication System
WCDMA
Wideband Code Division Mulple Access
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 9/74
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ĐỀ TÀI
1.1. Lý do lựa chọn đề tài:
Mạng di động ra đời và mang đến nhiều giá trị tích cực cho đời sống con người.
Nó không chỉ giúp chúng ta giải quyết công việc một cách dễ dàng mà nó còn phục
vụ nhu cầu vui chơi giải trí, đồng thời giúp kết nối bạn bè, kết nối thế giới. Từ cuối
thế kỷ XX, mạng di động thế hệ đầu (1G) tiên được phát minh và đưa vào sử dụng ở
các nước phát triển như Châu Âu, Mỹ và Nga, trở thành một phát minh gây bức phá
lớn trong phương thức giao tiếp truyền tin giữa người với người mà không bị phụ
thuộc bởi khoảng cách địa lý.
Chỉ sau hơn 4 thập kỷ hình thành và phát triển, mạng di động đã tiến hóa không
ngừng và đã lên đến thế hệ thứ 5 (5G), với mục đích nâng cấp và phục vụ tốt nhất
cho người dùng, mang đến những chất lượng tối ưu nhất về tốc độ truyền, dung
lượng truyền, dữ liệu truyền, các chức năng mở rộng tin nhắn thoại, âm thanh, hình
ảnh ưu việt so với bước ban đầu. Tuy nhiên, vấn đề khó tránh khỏi là khi số lượng
người dùng ngày càng tăng lên, làm cho hệ thống mạng di động trở nên quá tải mặc
dù trên lãnh thổ Việt Nam có hơn 96.000 trạm BTS trên tổng diện tích với kinh phí
đầu tư với hơn 30.000 tỷ. Bởi thế, việc nghiên cứu và phát triển đưa ra các giải pháp
như việc sử dụng các nút mạng di động đóng vai trò là những anten trung gian thu
phát tín hiệu từ BTS đến người dùng khi thiết bị di chuyển ra ngoài tầm phủ sóng
của BTS từ đó việc trao đổi thông tin luôn diễn ra liên tục và đảm bảo chất lượng
dịch vụ.
1.2. Cơ sở khoa học của đề tài:
Tín hiệu bắt đầu từ node nguồn sẽ được phát đi đến node relay trước khi
được truyền tới node đích. Thực tế thì relay thường được cung cấp năng lượng từ bộ
nguồn, tuy nhiên để giải quyết vần đề về năng lượng là cái đề các thế hệ sau cần
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 10/74
nghiên cứu sao cho tối ưu nhất về chất lượng lẫn chi phí vận hành. Vì thế việc lợi
dụng năng lượng có trong tín hiệu phát đi để cung cấp cho chính Relay trung gian
đã trở thành bài toán cần được giải quyết để giúp Relay hoạt động ổn định trong
mọi điều kiện mà không bị vướng bận vấn đề nguồn cấp.
1.3. Phạm vi nghiên cứu đề tài:
Trong đề tài ta sẽ xét kỹ thuật khuếch đại và chuyển tiếp (AF) là một trong
những kĩ thuật đang được các nhà nghiên cứu thực nghiệm từ lý thuyết đi đến thực
tế. Trong hệ thống AF, năng lượng sẽ được thu hoạch (EH) từ trong sóng vô tuyến
(RF) và tận dụng năng lượng đó để chuyển tiếp mang thông tin từ nguồn đến đích.
Hệ thống này gồm hai giao thức: dựa trên thời gian chuyển đổi (TSR) và cấu trúc
phân tách công suất (PSR). Hai giao thức này sẽ có những đặc điểm riêng ta sẽ đi
sâu vào tìm hiểu ở Chương 2.
1.4. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Tìm hiểu về kỹ thuật chuyển tiếp AF.
Tìm hiểu mô hình nút chuyển tiếp.
Tìm hiểu mô hình mạng truyền thông bán song công.
Cơ sở việc nghiên cứu về AF.
Đánh giá hiệu quả của kỹ thuật AF.
Đánh giá hai giao thức TSR và PSR trong hệ thống AF trên các tiêu chí dung
lượng và thông lượng.
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 11/74
CHƯƠNG 2. SƠ LƯỢC VỀ CÁC THẾ HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ
MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC.
2.1. Khái quát về quá trình hình thành mạng thông tin di động:
Hệ thống thông tin di động (hay hệ thống tế bào số) là một hệ thống dùng liên
liên lạc thông qua sóng điện, có thể vừa liên lạc vừa di chuyển được trong vùng phủ
sóng của các trạm. Các dịch vụ của điện thoại di động đầu tiên cho đến cuối những
năm 1970 mới xuất hiện, những hệ thống điện thoại di động này chưa thực sự tiện
lợi và có dung lượng rất thấp vì vậy sự phát triển của hệ thống này là không ngừng
để tiếp tục cải thiện, nâng cao chất lượng dịch vụ cho người dùng.
Hình 2-1: Quá trình phát triển mạng thông tin di động
Thực tế ra đời từ 1920 dùng cho các cảnh sát Mỹ trao đổi thông với nhau. Nhưng
đến những năm 1970 thì một hệ thống di động AMPS (advanced mobile phone
service) do nhóm Bell LaBST triển khai. Tiếp đó đến 1982 Bưu chính viễn thông
của liên minh châu âu sáng lập nhóm phụ trách về di động là GSM (Group Special
Mobile) để chuẩn hóa thống nhất cho các hệ thống thông tin di động trên toàn châu
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 12/74
âu. Đến năm 1991 thì hãng Qualcom bắt đầu triển khai công nghệ CDMA trên các
hệ thống thông tin di động theo chuẩn IS-95 (Interim Standard-95A).
Hình 2-2: Thống kê thuê bao và thị phần công nghệ di động trên toàn cầu
Tại Việt Nam thì mãi đến năm 1992 thì hệ thống thông tin di động đầu tiên ra đời
với tầm 5000 thuê bao. Từ đó lần lượt các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động
lần lượt ra đời:
Năm 1993 nhà mạng Mobifone được thành lập là sự liên doanh giữa công ty
bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT) và tập đoàn COMVIK của Thụy
Điển.
Đến 1996 thì VNPT tiếp tục lập ra Vinafone.
Năm 2002, Tập đoàn TELECOM của Hàn Quốc xâm nhập thị trường Việt
Nam với tên là Sfone nhưng hoạt động được vài năm do không phù hợp nên
sớm bị khai tử.
6/2004, Công ty viễn thông quân đội với tên là Viettel hình thành và không
ngừng lớn mạnh mang tầm quốc tế.
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 13/74
Hình 2-3: Lịch sử phát triển thông tin di động ở Việt Nam đến 2011
2.2. Mạng thông tin di động qua các thế hệ:
2.2.1. Mạng di động thế hệ đầu tiên (1G):
Từ cuối năm 1979 thì 1G mới bắt đầu thương mại hóa nhưng chưa rộng rãi là
mạng di động vô tuyến xuất hiện trong thời kì đầu tiên trên thế giới nên còn khá đơn
giản và còn nhiều nhược điểm. Sau thời kì đó cuộc cách mạng về mạng di động mở
ra mỗi 10 năm là một công nghệ mạng di động mới ra đời. Mạng di động 1G là hệ
thống giao tiếp thông tin qua tín hiệu analog.
Mạng di động 1G sử dụng các anten thu và phát sóng gắn ngoài thiết bị,
được kết nối theo tín hiệu tương tự truyền đến các trạm thu phát sóng để nhận tín và
hiệu xử lý thoại qua các module gắn bên trong thiết bị di động. Vì thế lí do mà các
thế hệ mạng di động đầu tiên trên thế giới có kích thước lớn và cồng kềnh do vừa
tích hợp cùng lúc 2 module phát (TX) và thu tín hiệu (RX).
Tần số chỉ từ 150MHz nhưng có rất nhiều chuẩn kết nối tùy theo vùng: NMT
(Nordic Mobile Telephone) do Bắc Âu và Nga dùng, AMPS (Advanced Mobile
Phone System) là chuẩn Mỹ, TACS (Total Access Communications System) là
chuẩn Anh, JTAGS là của Nhật Bản, C-Netz của Tây Đức, Radiocom cho Pháp,
RTMI chuẩn Ý…Công nghệ sử dụng cho 1G là FDMA và điều chế tần số (FM).
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 14/74
Hình 2-4: Sơ đồ hệ thống mạng di dộng 1G
Các mặt hạn chế của thế hệ mạng di động 1G:
Tính bảo mật hạn chế do thuật toán mã hóa kém nên còn đơn giản.
Dễ bị biến dạng tín hiệu do xử lý nhiễu chưa tốt, vấn đề công nghệ.
Không thể sử dụng thích hợp với các tiêu chuẩn thông tin mới.
Thiết bị di dộng quá cồng kềnh.
Lãng phí về nguồn tài nguyên tần số.
Không đáp ứng được khối lượng người dùng lớn.
2.2.2. Mạng di động thế hệ thứ 2 (2G)
Là thế hệ mạng thông tin di động mang tính cải cải tiến đột phát cũng như
khác biệt hoàn toàn so với thế hệ mạng di động đầu tiên (1G). Mạng thông tin di
động 2G sử dụng công nghệ di dộng số với các tín hiệu kỹ thuật số digital thay cho
tín hiệu analog của thế hệ 1G trước đó và được tung ra mở rộng toàn cầu với chuẩn
GSM được sử dụng lần đầu tiên tại Phần Lan trong năm 1991.
Mạng di động 2G giúp cho người sử dụng di động với 3 lợi ích tiến bộ trong
suốt một thời gian dài: phạm vi kết nối khá rộng, mã hoá dữ liệu theo dạng số, và sự
xuất hiện dịch vụ tin nhắn - SMS. Các tín hiệu voice khi được thu nhận sẽ đuợc mã
hoá thành các tín hiệu digital dưới nhiều dạng mã hiệu nên bảo mật cao, giúp cho
nhiều gói mã thoại được lưu chuyển trên cùng một dãy băng thông, tiết kiệm được
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 15/74
thời gian và chi phí. Hơn thế nữa mạng 2G sử dụng ít năng lượng, yêu cầu phần
cứng thiết bị nhỏ gọn hơn thiết bị mạng 1G…
Hình 2-5: Sơ đồ hệ thống mạng di động 2G
Mạng di động 2G được chia làm 2 nhánh: TDMA (Time Division Multiple
Access) và CDMA cùng có nhiều dạng kết nối mạng khác nhau phụ thuộc yêu cầu
sử dụng của từng thiết bị di động cũng như hạ tầng mạng di động của từng quốc gia.
Hình 2-6: Sơ đồ tiêu chí của mạng 2G và 2.5G
Mạng 2.5G là sự giao thoa giữa 2 thế hệ mạng 2G và 3G. Xét về chức năng
thì mạng 2.5G cung cấp một số lợi ích tương tự với mạng 3G và có thể dùng cơ sở
hạ tầng sẵn có của các nhà mạng từ 2G trong các mạng GSM và CDMA. Và điểm
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 16/74
nổi bật hơn cả của mạng 2.5G đó chính là cộng nghệ GPRS - công nghệ kết nối trực
tuyến, để lưu chuyển data được dùng bởi những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông
GSM.
Tuy nhiên mạng di động 2G chưa đáp ứng hoàn toàn được nhu cầu truy cặp
mạng Internet và về tốc độ nên do đó mạng di động thế hệ 3 tiếp tục ra đời.
Hình 2-7: Các trạng thái của điện thoại ở mạng 2G
Mặt hạn chế mạng 2G:
Tín hiệu digital còn yếu.
Đường cong bị phân rã góc.
Phạm vi truyền nhận âm thanh kém phụ thuộc khoảng cách cùng phủ.
Chưa thực nhiều ứng dụng mở rộng dành cho người dùng
2.2.3. Mạng di động thế hệ thứ 3 (3G):
Là mạng di động mang đến cho chúng ta nhiều tiện ích hơn ngoài dữ liệu
thoại mà còn các dữ liệu ngoài thoại (tin nhắn nhanh, gửi email, âm thanh, tải dữ
liệu, video clips, hình ảnh...)
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 17/74
Hình 2-8: Sơ đồ hệ thống mạng di động 3G
Mạng di động thế hệ 3 hình thành như là một chuẩncó tên IMT-2000 của Tổ
chức Viễn thông Thế giới (ITU) sáng lập. Ban đầu 3G sẽ được kế hoạch là chỉ có
một chuẩn chung trên thế giới, nhưng thực tế 3G được bị chia thành 4 phần:
TD-SCDMA
CDMA 2000
UMTS (WCDMA)
Hình 2-9: Sơ đồ tiêu chí của mạng 3G
Hạn chế mạng di động thế hệ 3:
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 18/74
Tốn nhiều băng, sử dung băng tần cao.
Chi phí cho bản quyền tần số lớn.
Các tính năng nổi bật của mạng 3G:
Có GPS để định vị toàn cầu.
Cải thiện được dịch vụ nhận/gửi email với dung lượng lớn.
Video call.
Tốc độ để truy cập website cao hơn các thế hệ trước đó.
2.2.4. Mạng di động thế hệ thứ 4 (4G)
Công nghệ mạng di động thế hệ 4 (4G) là một công nghệ mạng di động tiên
tiến cho phép người sử dụng mạng với tốc độ truyền dữ liệu cao xem được những
video clip với độ nét có thể Ultra HD gấp 4 gần Full HD hoặc nghe được âm thanh
với chất lượng cao thông qua nền tảng giao thức internet end-to-end. Hiệu năng của
mạng di động 4G nhanh hơn mạng di động 3G hiện tại từ 3 đến 10 lần.
Hình 2-10: So sánh mạng 3G và 4G qua các hoạt động của thiết bị di động
Yêu cầu kỹ thuật của mạng 4G gồm có một kênh với băng thông mở rộng lên
tới 40MHz và mạng chuyển mạch gói tin (Packet Switching) dựa vào địa chỉ IP.
Công nghệ mạng 4G gồm có: TD-SCDMA, SDR, UMTS, OFDM, WiMaX,
MIMO.
Mặt hạn chế mạng di động thế hệ 4G:
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 19/74
Tiêu phí nhiều năng lượng cho thiết bị vì thế tuổi thọ pin kém và bộ vi
xử lý của thiết bị di động phải được thay đổi thường xuyên.
Kết nối có sự giới hạn chỉ trong nội vi thành phố lớn hoặc khu đô thị
trung tâm.
Các tính năng nổi bật mạng di động thế hệ 4G:
Hệ thống sử dụng phổ tần số rất hiệu quả.
Tính bảo mật cao.
Có dung lượng mạng cao hơn các mạng thế hệ trước đó.
Cung cấp thêm nhiều dịch vụ có chất lượng cao.
Có tỷ lệ chuyển giao các dữ liệu lớn hơn.
2.2.5. Mạng di động thế hệ thứ 5 (5G)
Theo các nhà nghiên cứu thì mạng di động thế hệ 5 (5G) sẽ có thể đạt tốc độ
nhanh hơn 100 lần so với mạng thế hệ 4 (4G) đang được sử dụng nước ta hiện nay.
Nhờ vậy, xe hơi tự lái có thể đưa ra nhanh chóng những quyết định quan trọng tùy
thuộc theo hoàn cảnh và thời gian. Các tính năng video call sẽ có chất lượng hình
ảnh tốt hơn, giúp cho chúng ta cảm giác như đang sử dụng một mạng nội bộ.
Hình 2-11: Mục tiêu băng rộng của mạng 5G
Mạng di động thế hệ 5 (5G) sử dụng sóng milimet. Sóng milimet đặc trưng
cho phổ tín hiệu RF giữa khoảng các tần số 20GHz và 300GHz có bước sóng từ 1
ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO MÔ HÌNH KHUẾCH ĐẠI
VÀ CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG
- Xem thêm -