ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ công nghệ và quy hoạch mạng W-CDMA
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ
1.1 Giới thiệu.
Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ.Thế hệ không dây thứ 1 là thế hệ thông tin tương tự sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA).Thế hệ thứ 2 sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA).Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gói là thế hệ đang được triển khai ở một số quốc gia trên thế giới.
Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới được thể hiện sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS : Cellular Mobile Telephone System) và nhắn tin (PS : Paging System) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu trong tương lai.
Hình 1.1: Hệ thống điện thoại di động
1.2. Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 1
Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần số . Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) và chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều chế tương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng .Với FDMA , khách hàng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người dùng . Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì một số người bị chặn lại không được truy cập.
Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụng được dãi tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiều đoạn .Phổ tần số quy định cho liên lạc di dộng được chia thành 2N dải tần số kế tiếp, và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ. Mỗi dải tần số được gán cho một kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống .
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 .
-BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS .
Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến (Advanced Mobile phone System - AMPS).
Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản. Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về cả dung lượng và tốc độ. Vì các khuyết điểm trên mà nguời ta đưa ra hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 ưu điểm hơn thế hệ 1 về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp.
1.3 . Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và chất lượng, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra để đáp ứng kịp thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số .
Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng điều chế số .Và chúng sử dụng 2 phương pháp đa truy cập :
- Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access -TDMA).
- Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access -CDMA).
1.3.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA.
Với phương pháp truy cập TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng mang và trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều người sử dụng sao cho không có sự chồng chéo.Phổ quy định cho liên lạc di động được chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung. Các thuê bao khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung .
Đặc điểm :
-Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số.
-Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy di động và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc. Việc phân chia tần như vậy cho phép các máy thu và máy phát có thể hoạt động cùng một lúc mà không sợ can nhiễu nhau.
-Giảm số máy thu phát ở BTS.
-Giảm nhiễu giao thoa.
Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile Communications - GSM).
Máy điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật FDMA. Hệ thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả năng xử lý không quá 106 lệnh trong 01 giây, còn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lý hơn 50x106 lệnh trên giây.
1.3.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.
Với phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người sử dụng nói trên được phân biệt với nhau nhờ dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai. Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN).
Đặc điểm của CDMA:
-Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
-Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
-Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA..
-Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn vấn đề, chuyển giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng cell rất linh hoạt.
1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ ba.
Công nghệ thông tin di động số thế hệ ba. Công nghệ này liên quan đến những cải tiến đang được thực hiện trong lĩnh vực truyền thông không dây cho điện thoại và dữ liệu thông qua bất kỳ chuẩn nào trong những chuẩn hiện nay. Đầu tiên là tăng tốc độ bit truyền từ 9.5Kbps lên 2Mbps. Khi số lượng thiết bị cầm tay được thiết kế để truy cập Internet gia tăng, yêu cầu đặt ra là phải có được công nghệ truyền thông không dây nhanh hơn và chất lượng hơn. Công nghệ này sẽ nâng cao chất lượng thoại, và dịch vụ dữ liệu sẽ hỗ trợ việc gửi nội dung video và multimedia đến các thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ 2.5G sang thế hệ 3 (3 - Generation). Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch vụ thông tin di động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang tiến hành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000. Ở châu Âu ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là UMTS (Universal Mobile Telecommunnication System). Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần 2GHz. Nó sẽ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ cao, video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của người sử dụng có thể lên đến 2Mbps. Người ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế hệ thứ tư có tốc độ lên đến 32Mbps.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được xây dựng trên cơ sở IMT – 2000 với các tiêu chí sau :
- Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz với đường lên có dải tần 1885-2025MHz và đường xuống có dải tần 2110-2200MHz.
- Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến, tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến, đồng thời tương tác với mọi loại dịch vụ viễn thông.
- Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng các môi trường khai thác khác nhau.
- Có thể hỗ trợ các dịch vụ như : Môi trường thông tin nhà ảo (VHE – Vitual Home Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạch toàn cầu; Đảm bảo chuyển mạng quốc tế; Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói.
- Dể dàng hỗ trợ các dich vụ mới xuất hiện.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai phát triển thông dụng nhất hiện nay là : GSM, cdmaOne (IS-95), TDMA (IS-136), PDC. Trong quá trình thiết kế hệ thống thông tin di động thế hệ ba, các hệ thống thế hệ hai được cơ quan chuẩn hóa của từng vùng xem xét để đưa ra các đề xuất tương ứng thích hợp với mỗi vùng.
1.5 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
1.5.1 Giới thiệu chung
Phần nàysẽ giới thiệu về sự hình thành và phát triển của hệ thống thông tin di động GSM, kiến trúc mạng GSM , phương pháp đa truy cập trong GSM , các thủ tục thông tin của thuê bao sử dụng trong mạng và sự cần thiết phải nâng cấp mạng GSM lên thế hệ 3G. Lịch sử hình thành GSM bắt đầu từ một đề xuất vào năm 1982 của Nordic Telecom và Netherlands tại CEPT (Conference of European Post and Telecommunication) để phát triển một chuẩn tế bào số mới đáp ứng với nhu cầu ngày càng tăng của mạng di động Châu Âu.
Ủy ban Châu Âu (EC) đưa ra lời hướng dẫn yêu cầu các quốc gia thành viên sử dụng GSM cho phép liên lạc di động trong băng tần 900MHz. Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) định nghĩa GSM khi quốc tế chấp nhận tiêu chuẩn hệ thống điện thoại tế bào số.
Lời đề xuất có kết quả vào tháng 9 năm 1987, khi 13 nhà điều hành và quản lý của nhóm cố vấn CEPT GSM thỏa thuận ký hiệp định GSM MoU “Club”, với ngày khởi đầu là 1 tháng 7 năm 1991.
GSM là từ viết tắt của Global System for Mobile Communications (hệ thống thông tin di động toàn cầu), trước đây có tên là Groupe Spécial Mobile.
Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là hệ thống thông tin tế bào số tích hợp và toàn diện, được phát triển đầu tiên ở Châu Âu và đã nhanh chóng phát triển trên toàn thế giới. Mạng được thiết kế phù hợp với hệ thống ISDN và các dịch vụ mà GSM cung cấp là một hệ thống con của dịch vụ ISDN chuẩn.
Hình 1.2 Mạng tế bào vô tuyến
GSM đầu tiên được thiết kế hoạt động ở dải tần 890-915 MHz và 935-960 MHz, hiện nay là 1.8GHz. Một vài tiêu chuẩn chính được đề nghị cho hệ thống :
• Chất lượng âm thoại chính thực sự tốt.
• Giá dịch vụ và thuê bao giảm.
• Hỗ trợ liên lạc di động quốc tế.
• Khả năng hỗ trợ thiết bị đầu cuối trao tay.
• Hỗ trợ các phương tiện thuận lợi và dịch vụ mới.
• Năng suất quang phổ.
• Khả năng tương thích ISDN.
Tiêu chuẩn được ban hành vào tháng giêng năm 1990 và những hệ thống thương mại đầu tiên được khởi đầu vào giữa năm 1992. Tổ chức MoU (Memorandum of Understanding) thành lập bởi nhà điều hành và quản lý GSM được cấp phép đầu tiên, lúc đó có 13 hiệp định được ký kết và đến nay đã có 191 thành viên ở khắp thế giới. Tổ chức MoU có quyền lực tối đa, được quyền định chuẩn GSM.
1.5.2 Cấu trúc mạng GSM
Mạng GSM gồm nhiều khối chức năng khác nhau. Hình dưới cho thấy cách bố trí của mạng GSM tổng quát. Mạng GSM có thể chia thành ba phần chính. Trạm di động (Mobile Station_MS) do thuê bao giữ. Hệ thống con trạm gốc (BaseStation Subsystem_BSS) điều khiển liên kết với trạm di động. Hệ thống mạng con (Network Subsystem_NS) là phần chính của trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC (Mobile services Switching Center), thực hiện chuyển mạch cuộc gọi giữa những người sử dụng điện thoại di động, và giữa di động với thuê bao mạng cố định. MSC xử lý các hoạt động quản lý di động. Trong hình không có trình bày trung tâm duy trì và điều hành (Operations and Maintenance Center_OMS), giám sát điều hành và cơ cấu của mạng. Trạm di động và hệ thống con trạm gốc thông tin dùng giao tiếp Um, còn được gọi là giao tiếp không trung hay liên kết vô tuyến. Hệ thống con trạm gốc liên lạc với trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động dùng giao tiếp A.
Hình 1.3: Mô hình hệ thống di động tế bào
1.5.2.1 Trạm di động
Trạm di động (Mobile Station_MS) gồm có thiết bị di động (đầu cuối) và một card thông minh gọi là module nhận dạng thuê bao (Subscriber Identity Module_SIM). SIM cung cấp thông tin cá nhân di động, vì thế người sử dụng truy cập vào các dịch vụ thuê bao không phụ thuộc vào loại thiết bị đầu cuối. Bằng cách gắn SIM vào đầu cuối GSM, người sử dụng có thể nhận, gọi và nhận các dịch vụ thuê bao khác trên thiết bị đầu cuối này.
Thiết bị di động được nhận dạng duy nhất bằng số nhận dạng thiết bị di động quốc tế (International Mobile Equipment Identity_IMEI). SIM card chứa số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (International Mobile Subscriber Identity_IMSI) sử dụng để nhận dạng thuê bao trong hệ thống, dùng để xác định chủ quyền và thông tin khác. Số IMEI và IMSI độc lập nhau. SIM card có thể được bảo vệ chống lại việc sử dụng trái phép bằng password hoặc số nhận dạng cá nhân.
1.5.2.2 Hệ thống con trạm gốc
Hệ thống con trạm gốc gồm hai phần: trạm gốc thu phát (BTS) và trạm gốc điều khiển (BSC). Hai hệ thống này liên kết dùng giao tiếp Abis chuẩn hoá, cho phép điều hành các bộ phận cung cấp bởi các nhà sản xuất khác nhau.
Trạm thu phát gốc là nơi máy thu phát vô tuyến phủ một cell và điều khiển các giao thức liên kết vô tuyến với trạm di động. Trong một thành phố lớn, có nhiều khả năng triển khai nhiều BTS, do đó yêu cầu BTS phải chính xác, tin cậy, di chuyển được và giá thành thấp.
Trạm gốc điều khiển tài nguyên vô tuyến của một hoặc nhiều BTS. Trạm điều khiển cách thiết lập kênh truyền vô tuyến, nhảy tần và trao tay. BSC là kết nối giữa trạm di động và tổng đài di động (MSC).
1.5.2.3 Hệ thống mạng con
Thành phần chính của hệ thống mạng con là tổng đài di động, hoạt động như một nút chuyển mạch bình thường của PSTN hoặc ISDN, và cung cấp tất cả các chức năng cần có để điều khiển một thuê bao di động, như đăng ký, xác nhận, cập nhật tọa độ, trao tay, và định tuyến cuộc gọi cho một thuê bao liên lạc di động. Những dịch vụ này được cung cấp chung với nhiều bộ phận chức năng khác, tạo nên hệ thống mạng con. MSC cung cấp kết nối đến mạng cố định (như PSTN hoặc ISDN). Báo hiệu giữa các bộ phận chức năng trong hệ thống mạng con là hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) sử dụng cho báo hiệu trung kế trong mạng ISDN và mở rộng sử dụng trong mạng công cộng hiện tại.
Bộ ghi định vị thường trú (HLR) và bộ ghi định vị tạm trú (VLR) cùng với MSC cung cấp định tuyến cuộc gọi và khả năng liên lạc di động của GSM. HLR chứa tất cả thông tin quản trị của mỗi thuê bao đã đăng ký trong mạng GSM tương ứng, cùng với vị trí hiện tại của di động. Vị trí của di động thường ở dưới dạng địa chỉ báo hiệu của VLR chứa trạm di động.
Bộ ghi định vị tạm trú (VLR) chứa thông tin quản trị được chọn từ HLR, cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp các dịch vụ thuê bao, cho mỗi thuê bao hiện tại nằm trong vùng địa lý điều khiển bởi VLR. Mặc dù mỗi bộ phận chức năng chung có thể được thực hiện độc lập nhưng tất cả các nhà sản xuất thiết bị chuyển mạch cho đến nay đều sản xuất VLR với MSC, vì thế vùng địa lý điều khiển bởi MSC sẽ tương ứng với điều khiển bởi VLR đó, do đó đơn giản hóa báo hiệu cần thiết. Lưu ý rằng MSC không chứa thông tin các trạm di động – thông tin này lưu trữ trong các thanh ghi vị trí.
Có hai bộ ghi khác sử dụng cho mục đích xác nhận và bảo mật. Bộ ghi nhận thực thiết bị (EIR) là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách tất cả các thiết bị di động hợp lệ trên mạng, mỗi trạm di động được xác nhận bằng số nhận dạng thiết bị di động quốc tế (IMEI). Số IMEI bị đánh dấu là không hợp lệ nếu được thông báo mất cắp hoặc không được chấp thuận. Trung tâm nhận thực AuC là cơ sở dữ liệu được bảo vệ chứa bản sao khóa mã trong SIM card của thuê bao, sử dụng để nhận thực và mã hóa trên kênh vô tuyến.
1.5.2.4 Đa truy cập trong GSM
Mạng GSM kết hợp hai phương pháp đa truy cập là FDMA và TDMA. Dải tần 935 – 960MHz được sử dụng cho đường lên và 890 – 915MHz cho đường xuống (GSM 900). Dải băng thông tần một kênh là 200KHz, dải tần bảo vệ ở biên cũng rộng 200KHz nên ta có tổng số kênh trong FDMA là 124. Một dải thông TDMA là một khung có tám khe thời gian, một khung kéo dài trong 4.616ms. Khung đường lên trễ 3 khe thời gian so với khung đường xuống, nhờ trễ này mà MS có có thể sử dụng một khe thời gian có cùng số thứ tự ở cả đường lên lẫn đường xuống để truyền tin bán song công.
Các kênh tần số được sử dụng ở GSM nằm trong dãy tần số quy định 900Mhz xác định theo công thức sau:
FL = 890,2 + 0,2.(n-1) MHz
FU = FL(n) + 45 MHz
1 £ n £ 124
Từ công thức trên FL là tần số ở nửa băng thấp, FU là tần số ở nửa băng cao, 0,2MHz là khoảng cách giữa các kênh lân cận, 45Mhz là khoảng cách thu phát, n số kênh tần vô tuyến. Ta thấy tổng số kênh tần số có thể tổ chức cho mạng GSM là 124 kênh. Để cho các kênh lân cận không gây nhiễu cho nhau mỗi BTS phủ một ô của mạng phải sử dụng các tần số cách xa nhau và các ô chỉ được sử dụng lại tần số ở khoảng cách cho phép.
Truyền dẫn vô tuyến ở GSM được chia thành các cụm (BURST) chứa hàng trăm bit đã được điều chế. Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời gian 577μs ở trong một kênh tần số có độ rộng 200 Khz nói trên. Mỗi một kênh tần số cho phép tổ chức các khung thâm nhập theo thời gian, mỗi khung bao gồm 8 khe thời gian từ 0 – 7 (TS0, TS1,...TS7).
1.5.2.5 Các thủ tục thông tin
1.5.2.5.1 Đăng nhập thiết bị vào mạng
Khi một thuê bao không ở trạng thái gọi, nó sẽ quét 21 kênh thiết lập trên tổng số 416 kênh. Sau đó nó chọn một kênh mạnh nhất và khóa ở kênh này. Sau 60s qúa trình tự định vị được lặp lại.
Khi thuê bao bật lên, thiết bị dò tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đó, thiết bị đo cường độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng chuyển sang kết nối với kênh có tín hiệu mạnh nhất.
1.5.2.5.2 Chuyển vùng
Vì GSM là một chuẩn chung nên thuê bao có thể dùng điện thoại hệ GSM tại hầu hết các mạng GSM trên thế giới. Trong khi di chuyển thiết bị liên tục dò kênh để luôn duy trì tín hiệu với trạm là mạnh nhất. Khi tìm thấy trạm có tín hiệu mạnh hơn, thiết bị sẽ tự động chuyển sang trạm mới, nếu trạm mới nằm trong vùng phủ khác thiết bị sẽ báo cho mạng biết vị trí mới của mình.
Riêng trong chế độ chuyển vùng quốc tế hoặc chuyển vùng giữa mạng của hai nhà khai thác dịch vụ khác nhau thì quá trình cập nhật vị trí đòi hỏi phải có sự chấp thuận và hổ trợ từ cấp nhà khai thác dịch vụ.
1.5.2.5.3 Thực hiện cuộc gọi
1.5.2.5.3.1 Cuộc gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định
Trình tự thiết lập cuộc gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định như sau :
1. Thiết bị gửi yêu cầu một kênh báo hiệu.
2. BSC/TRC sẽ chỉ định kênh báo hiệu.
3. Thiết bị gửi yêu cầu cuộc gọi cho MSC/VLR. Thao tác đăng ký trạng thái tích cực cho thiết bị vào VLR, xác thực, mã hóa, nhận dạng thiết bị, gửi số được gọi cho mạng, kiểm tra xem thuê bao có đăng ký dịch vụ cấm gọi ra đều được thực hiện trong bước này.
4. Nếu hợp lệ MSC/VLR báo cho BSC/TRC một kênh đang rỗi.
5. MSC/VLR chuyển tiếp số được gọi cho mạng PSTN.
6. Nếu máy được gọi trả lời, kết nối sẽ thiết lập.
1.5.2.5.3.2 Cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động.
Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị không được biết chính xác. Chính vì thế trước khi kết nối, mạng phải thực hiện công việc xác định vị trí của thiết bị di động.
1. Từ điện thoại cố định, số điện thoại di động được gửi đến mạng PSTN. Mạng sẽ phân tích và nếu phát hiện ra từ khóa gọi mạng di động, mạng PSTN sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp
2. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc trong HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.
3. HLR phân tích số di động gọi đến để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ cho thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ được trả về GMSC với số điện thoại được yêu cầu chuyển đến.
4. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.
5. MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.
6. GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR.
7. MSC/VLR biết địa chỉ LAI của thiết bị nên gửi thông điệp đến BSC quản lý LAI này.
8. BSC phát thông điệp ra toàn bộ vùng các ô thuộc LAI.
9. Khi nhận được thông điệp thiết bị sẽ gửi yêu cầu ngược lại.
10. BSC cung cấp một khung thông điệp chứa thông tin.
11. Phân tích thông điệp của BSC gửi đến để tiến hành thủ tục bật trạng thái của thiết bị lên tích cực, xác nhận, mã hóa, nhận diện thiết bị.
12. MSC/VLR điều khiển BSC xác lập một kênh rỗi, đổ chuông. Nếu thiết bị di động chấp nhận trả lời, kết nối được thiết lập.
1.5.2.5.3.3 Cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động.
Quá trình diễn ra tương tự như gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động, chỉ khác điểm giao tiếp với mạng PSTN của điện thoại cố định sẽ được thay thế bằng MSC/VLR khác.
1.5.2.5.3.4 Kết thúc cuộc gọi
Khi MS tắt máy phát, một tín hiệu đặc biệt (tín hiệu đơn tone) được phát đến các trạm gốc và hai bên cùng giải phóng cuộc gọi. MS tiếp tục kiểm tra tìm gọi thông qua kênh thiết lập mạnh nhất.
1.6Sự phát triển của mang GSM lên 3G
1.6.1 Hệ thống GSM sẽ được nâng cấp từng bước lên thế hệ ba.
Để đáp ứng được các dịch vụ mới về truyền thông đa phương tiện trên phạm vi toàn cầu đồng thời đảm bảo tính kinh tế, hệ thống GSM sẽ được nâng cấp từng bước lên thế hệ ba. Thông tin di động thế hệ ba có khả năng cung cấp dịch vụ truyền thông multimedia băng rộng trên phạm vi toàn cầu với tốc độ cao đồng thời cho phép người dùng sử dụng nhiều loại dịch vụ đa dạng. Việc nâng cấp GSM lên 3G được thực hiện theo các tiêu chí sau :
- Là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện trên phạm vi toàn cầu. Cho phép hợp nhất nhiều chủng loại hệ thống tương thích trên toàn cầu.
- Có khả năng cung cấp độ rộng băng thông theo yêu cầu nhằm hỗ trợ một dải rộng các dịch vụ từ bản tin nhắn tốc độ thấp thông qua thoại đến tốc độ dữ liệu cao khi truyền video hoặc truyền file. Đảm bảo các kết nối chuyển mạch cho thoại, các dịch vụ video và khả năng chuyển mạch gói cho dịch vụ số liệu. Ngoài ra nó còn hỗ trợ đường truyền vô tuyến không đối xứng để tăng hiệu suất sử dụng mạng (chẳng hạn như tốc độ bit cao ở đường xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên).
- Khả năng thích nghi tối đa với các loại mạng khác nhau để đảm bảo các dịch vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể vùng phủ sóng của các hệ thống di động.
- Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để bảo đảm sự phát triển liên tục của thông tin di động. Tương thích với các dịch vụ trong nội bộ IMT-2000 và với các mạng viễn thông cố định như PSTN/ISDN. Có cấu trúc mở cho phép đưa vào dễ dàng các tiến bộ công nghệ, các ứng dụng khác nhau cũng như khả năng cùng tồn tại và làm việc với các hệ thống cũ.
1.6.2 Các giải pháp nâng cấp
Có hai giải pháp nâng cấp GSM lên thế hệ ba : một là bỏ hẳn hệ thống cũ, thay thế bằng hệ thống thông tin di động thế hệ ba; hai là nâng cấp GSM lên GPRS và tiếp đến là EDGE nhằm tận dụng được cơ sở mạng GSM và có thời gian chuẩn bị để tiến lên hệ thống 3G W-CDMA. Giải pháp thứ hai là một giải pháp có tính khả thi và tính kinh tế cao nên đây là giải pháp được ưa chuộng ở những nước đang phát triển như nước ta.
Giai đoạn đầu của quá trình nâng cấp mạng GSM là phải đảm bảo dịch vụ số liệu tốt hơn, có thể hỗ trợ hai chế độ dịch vụ số liệu là chế độ chuyển mạch kênh (CS : Circuit Switched) và chế độ chuyển mạch gói (PS : Packet Switched). Để thực hiện kết nối vào mạng IP, ở giai đoạn này có thể sử dụng giao thức ứng dụng vô tuyến (WAP : Wireless Application Protocol). WAP chứa các tiêu chuẩn hỗ trợ truy cập internet từ trạm di động. Hệ thống WAP phải có cổng WAP và chức năng kết nối mạng.
Trong giai đoạn tiếp theo, để tăng tốc độ số liệu có thể sử dụng công nghệ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD : High Speed Circuit Switched Data) và dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS : General Packet Radio Protocol Services). GPRS sẽ hỗ trợ WAP có tốc độ thu và phát số liệu lên đến 171.2Kbps. Một ưu điểm quan trọng của GPRS nữa là thuê bao không bị tính cước như trong hệ thống chuyển mạch kênh mà cước phí được tính trên cơ sở lưu lượng dữ liệu sử dụng thay vì thời gian truy cập.
Dịch vụ GPRS tạo ra tốc độ cao chủ yếu nhờ vào sự kết hợp các khe thời gian, tuy nhiên kỹ thuật này vẫn dựa vào phương thức điều chế nguyên thuỷ GMSK nên hạn chế tốc độ truyền. Bước nâng cấp tiếp theo là thay đổi kỹ thuật điều chế kết hợp với ghép khe thời gian ta sẽ có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, đó chính là công nghệ EDGE.
EDGE vẫn dựa vào công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói với tốc độ tối đa đạt được là 384Kbps nên sẽ khó khăn trong việc hỗ trợ các ứng dụng đòi hỏi việc chuyển mạch linh động và tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn. Lúc này sẽ thực hiện nâng cấp EDGE lên W-CDMA và hoàn tất việc nâng cấp mạng GSM lên 3G
1.7 Kết luận chương
Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giới GSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm được phát triển bằng những công nghệ tiên tiến hơn, hỗ trợ tối đa các dịch vụ như Internet, truyền hình...
Với công nghệ 3G, các nhà khai thác mạng có thể cung cấp nhiều dịch vụ số liệu cho các khách hàng của mình, các dịch vụ hấp dẫn này làm cho cuộc sống của họ dễ dàng hơn. Nhờ đó, các nhà khai thác mạng có thể tăng doanh thu trung bình trên một thuê bao. Ngoài ra, 3G còn tạo khả năng cho các nhà khai thác cung cấp các dịch vụ đặc biệt dành riêng cho các thuê bao của mình để có được sự trung thành của khách hàng .
.............
Chương 2:CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA
2.1 Giới thiệu công nghệ W-CDMA
Chương này sẽ giới thiệu về công nghệ W-CDMA, cấu trúc mạng W-CDMA, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, các giao diện vô tuyến và đặc trưng riêng của chúng, ta sẽ có cái nhìn tổng quan về mạng W-CDMA 3G .
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân mã băng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo hình... WCDMA nằm trong dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz.
W-CDMA giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA. Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì W-CDMA nhận được sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình.
W-CDMA có các tính năng cơ sở sau :
- Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz.
- Lớp vật lý mềm dẻo để tích hợp được tất cả thông tin trên một sóng mang.
- Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1.
- Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến.
Nhược điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cấp phép trong băng TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu ở các môi trường làm việc khác nhau.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit lên đến 2MBit/s. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dể dàng các dịch vụ mới như : điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa phương tiện khác.
Các nhà khai thác có thể cung cấp rất nhiều dịch vụ đối với khách hàng, từ các dịch vụ điện thoại khác nhau với nhiều dịch vụ bổ sung cũng như các dịch vụ không liên quan đến cuộc gọi như thư điện tử, FPT…
Công trình nghiên cứu của các nước châu Âu cho W-CDMA bắt đầu từ đề án CODIT (Code Division Multiplex Testbed : Phòng thí nghiệm đa truy cập theo mã) và FRAMES (Future Radio Multiplex Access Scheme : Kỹ thuật đa truy cập vô tuyến trong tương lai) từ đầu thập niên 90. Các dự án này đã tiến hành thử nghiệm các hệ thống W-CDMA để đánh giá chất lượng đường truyền.
Theo các chuyên gia trong ngành viễn thông, đường tới 3G của GSM là WCDMA. Nhưng trên con đường đó, các nhà khai thác dịch vụ điện thoại di động phải trải qua giai đoạn 2,5G. Thế hệ 2,5G bao gồm những gì? Đó là: dữ liệu chuyển mạch gói tốc độ cao (HSCSD), dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS và Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE).
2.2 Cấu trúc mạng W-CDMA
Hệ thống W-CDMA được xây dựng trên cơ sở mạng GPRS. Về mặt chức năng có thể chia cấu trúc mạng W-CDMA ra làm hai phần : mạng lõi (CN) và mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc phần cứng của mạng GPRS còn mạng truy nhập vô tuyến là phần nâng cấp của W-CDMA. Ngoài ra để hoàn thiện hệ thống, trong W-CDMA còn có thiết bị người sử dụng (UE) thực hiện giao diện người sử dụng với hệ thống. Từ quan điểm chuẩn hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm những giao thức mới được thiết kế dựa trên công nghệ vô tuyến W-CDMA, trái lại mạng lõi được định nghĩa hoàn toàn dựa trên GSM. Điều này cho phép hệ thống W-CDMA phát triển mang tính toàn cầu trên cơ sở công nghệ GSM.
UE (User Equipment)
Thiết bị người sử dụng thực hiện chức năng giao tiếp người sử dụng với hệ thống. UE gồm hai phần :
- Thiết bị di động (ME : Mobile Equipment) : Là đầu cuối vô tuyến được sử dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện Uu.
- Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) : Là một thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng của thuê bao, nó thực hiện các thuật toán nhận thực, lưu giữ các khóa nhận thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.
UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network)
Mạng truy nhập vô tuyến có nhiệm vụ thực hiện các chức năng liên quan đến truy nhập vô tuyến. UTRAN gồm hai phần tử :
- Nút B : Thực hiện chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu. Nó cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến.
- Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC: Có chức năng sở hữu và điều khiển các tài nguyên vô tuyến ở trong vùng (các nút B được kết nối với nó). RNC còn là điểm truy cập tất cả các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN.
CN (Core Network)
- HLR (Home Location Register): Là thanh ghi định vị thường trú lưu giữ thông tin chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. Các thông tin này bao gồm : Thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được chuyển mạng và các thông tin về dịch vụ bổ sung như : trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi.
- MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location Register) : Là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí của nó. MSC có chức năng sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh. VLR có chức năng lưu giữ bản sao về lý lịch người sử dụng cũng như vị trí chính xác của UE trong hệ thống đang phục vụ.
- GMSC (Gateway MSC) : Chuyển mạch kết nối với mạng ngoài.
- SGSN (Serving GPRS) : Có chức năng như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói (PS).
- GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Có chức năng như GMSC nhưng chỉ phục vụ cho các dịch vụ chuyển mạch gói.
Các mạng ngoài
- Mạng CS : Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch kênh.
- Mạng PS : Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch gói.
Các giao diện vô tuyến
- Giao diện CU : Là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo một khuôn dạng chuẩn cho các thẻ thông minh.
- Giao diện UU : Là giao diện mà qua đó UE truy cập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế mà nó là giao diện mở quan trọng nhất của UMTS.
- Giao diện IU : Giao diện này nối UTRAN với CN, nó cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện IUr : Cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện IUb : Giao diện cho phép kết nối một nút B với một RNC. IUb được tiêu chuẩn hóa như là một giao diện mở hoàn toàn.
2.2.1 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN
UTRAN bao gồm nhiều hệ thống mạng con vô tuyến RNS (Radio Network Subsystem). Một RNS gồm một bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC và các node B. Các RNC được kết nối với nhau bằng giao diện Iur và kết nối với node B bằng giao diện Iub.
2.2.1.1 Đặc trưng của UTRAN
Các đặc tính của UTRAN là cơ sở để thiết kế cấu trúc UTRAN cũng như các giao thức. UTRAN có các đặc tính chính sau :
- Hỗ trợ các chức năng truy nhập vô tuyến, đặc biệt là chuyển giao mềm và các thuật toán quản lý tài nguyên đặc thù của W-CDMA.
- Đảm bảo tính chung nhất cho việc xử lý số liệu chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói bằng cách sử dụng giao thức vô tuyến duy nhất để kết nối từ UTRAN đến cả hai vùng của mạng lõi.
- Đảm bảo tính chung nhất với GSM.
- Sử dụng cơ chế truyền tải ATM là cơ chế truyền tải chính ở UTRAN.
2.2.1.2 Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN
RNC là phần tử mạng chịu trách nhiệm điều khiển tài nguyên vô tuyến của UTRAN. RNC kết nối với CN (thông thường là với một MSC và một SGSN) qua giao diện vô tuyến Iu. RNC điều khiển node B chịu trách nhiệm điều khiển tải và tránh tắc ngẽn cho các ô của mình. Khi một MS UTRAN sử dụng nhiều tài nguyên vô tuyến từ nhiều RNC thì các RNC này sẽ có hai vai trò logic riêng bịêt
- RNC phục vụ (Serving RNC) : SRNC đối với một MS là RNC kết cuối cả đường nối Iu để truyền số liệu người sử dụng và báo hiệu RANAP (phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến) tương ứng từ mạng lõi. SRNC cũng là kết cuối báo hiệu điều khiển tài nguyên vô tuyến. Nó thực hiện xử lý số liệu truyền từ lớp kết nối số liệu tới các tài nguyên vô tuyến. SRNC cũng là CRNC của một node B nào đó được sử dụng để MS kết nối với UTRAN.
- RNC trôi (Drif RNC) : DRNC là một RNC bất kỳ khác với SRNC để điều khiển các ô được MS sử dụng. Khi cần DRNC có thể thực hiện kết hợp và phân tập vĩ mô. DRNC không thực hiện xử lý số liệu trong lớp kết nối số liệu mà chỉ định tuyến số liệu giữa các giao diện IUb và IUr. Một UE có thể không có hoặc có một hay nhiều DRNC.
2.2.1.3 Node B
Chức năng chính của node B là thực hiện xữ lý trên lớp vật lý của giao diện vô tuyến như mã hóa kênh, đan xen, thích ứng tốc độ, trải phổ…Nó cũng thực hiện phần khai thác quản lý tài nguyên vô tuyến như điều khiển công suất vòng trong. Về phần chức năng nó giống như trạm gốc của GSM.
2.2.1.4 Giao diện vô tuyến
Cấu trúc UMTS không định nghĩa chi tiết chức năng bên trong của phần tử mạng mà chỉ định nghĩa giao diện giữa các phần tử logic. Cấu trúc giao diện được xây dựng trên nguyên tắc là các lớp và các phần cao độc lập logic với nhau, điều này cho phép thay đổi một phần của cấu trúc giao thức trong khi vẫn giữ nguyên các phần còn lại.
2.2.1.5 Giao diện UTRAN – CN, IU
Giao diện IU là một giao diện mở có chức năng kết nối UTRAN với CN. Iu có hai kiểu : Iu CS để kết nối UTRAN với CN chuyển mạch kênh và Iu PS để kết nối UTRAN với chuyển mạch gói.
- Cấu trúc IU CS
IU CS sử dụng phương thức truyền tải ATM trên lớp vật lý là kết nối vô tuyến, cáp quang hay cáp đồng. Có thể lựa chọn các công nghệ truyền dẫn khác nhau như SONET, STM-1 hay E1 để thực hiện lớp vật lý.
- Ngăn xếp giao thức phía điều khiển : Gồm RANAP trên đỉnh giao diện SS7 băng rộng và các lớp ứng dụng là phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP, phần truyền bản tin MTP3-b, và lớp thích ứng báo hiệu ATM cho các giao diện mạng SAAL-NNI.
- Ngăn xếp giao thức phía điều khiển mạng truyền tải : Gồm các giao thức báo hiệu để thiết lập kết nối AAL2 (Q.2630) và lớp thích ứng Q.2150 ở đỉnh các giao thức SS7 băng rộng.
- Ngăn xếp giao thức phía người sử dụng : Gồm một kết nối AAL2 được dành trước cho từng dịch vụ CS.
- Cấu trúc IU PS
Phương thức truyền tải ATM được áp dụng cho cả phía điều khiển và phía người sử dụng.
- Ngăn xếp giao thức phía điều khiển IU PS : Chứa RANAP và vật mang báo hiệu SS7. Ngoài ra cũng có thể định nghĩa vật mang báo hiệu IP ở ngăn xếp này. Vật mang báo hiệu trên cơ sở IP bao gồm : M3UA (SS7 MTP3 User Adaption Layer), SCTP (Simple Control Transmission Protocol), IP (Internet Protocol) và ALL5 chung cho cả hai tuỳ chọn.
- Ngăn xếp giao thức phía điều khiển mạng truyền tải IU PS : Phía điều khiển mạng truyền tải không áp dụng cho IU PS. Các phần tử thông tin sử dụng để đánh địa chỉ và nhận dạng báo hiệu AAL2 giống như các phần tử thông tin được sử dụng trong CS.
- Ngăn xếp giao thức phía người sử dụng Iu PS : Luồng số liệu gói được ghép chung lên một hay nhiều AAL5 PVC (Permanent Virtual Connection). Phần người sử dụng GTP-U là lớp ghép kênh để cung cấp các nhận dạng cho từng luồng số liệu gói. Các luồng số liệu sử dụng truyền tải không theo nối thông và đánh địa chỉ IP.
2.2.1.6 Giao diện RNC – RNC, IUr
IUr là giao diện vô tuyến giữa các bộ điều khiển mạng vô tuyến. Lúc đầu giao diện này được thiết kế để hỗ trợ chuyển giao mềm giữa các RNC, trong quá trình phát triển tiêu chuẩn nhiều tính năng đã được bổ sung và đến nay giao diện IUr phải đảm bảo 4 chức năng sau :
- Hỗ trợ tính di động cơ sở giữa các RNC.
- Hỗ trợ kênh lưu lượng riêng.
- Hỗ trợ kênh lưu lượng chung.
- Hỗ trợ quản lý tài nguyên vô tuyến toàn cầu.
2.2.1.7 Giao diện RNC – Node B, IUb
Giao thức IUb định nghĩa cấu trúc khung và các thủ tục điều khiển trong băng cho các từng kiểu kênh truyền tải. Các chức năng chính của IUb :
- Chức năng thiết lập, bổ sung, giải phóng và tái thiết lập một kết nối vô tuyến đầu tiên của một UE và chọn điểm kết cuối lưu lượng.
- Khởi tạo và báo cáo các đặc thù ô, node B, kết nối vô tuyến.
- Xử lý các kênh riêng và kênh chung.
- Xử lý kết hợp chuyển giao.
- Quản lý sự cố kết nối vô tuyến.
2.3 Kết luận chương
Chương này đã giới thiệu được công nghệ W-CDMA , cấu trúc mạng W-CDMA , mạng truy nhập vô tuyến UTRAN và giao diện vô tuyến .
Theo báo điện tử Vietnamnet (bài viết ngày 11/3/2005) thì ngày 10/3/2005 vừa qua, Bộ Bưu Chính Viễn Thông đã tiến hành nghiệm thu đề tài xây dựng tiêu chuẩn thiết bị đầu cuối thông tin di động WCDMA (UTRA-FDD) mã số 49-04-KTKT-TC dành cho công nghệ 3G.
Theo đánh giá của các thành viên phản biện, việc xây dựng và hoàn thành công trình là một việc làm cần thiết, có ý nghĩa và đặc biệt là độ khả thi trong giai đoạn hiện nay, khi nhu cầu phát triển lên 3G là một xu hướng tất yếu ở Việt Nam, nhất là các nhà di động mạng GSM.
..........
KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Công nghệ điện thoại di động phổ biến GSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn.Các ứng dụng truyền thông hữu ích như điện thoại truyền hình, 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... cùng nhiều ứng dụng dịch vụ viễn thông tiên tiến khác đang được triển khai thực hiện trên mạng di động 3G.
Theo các chuyên gia trong ngành viễn thông, đường tới 3G của GSM là WCDMA. Nhưng trên con đường đó, các nhà khai thác dịch vụ điện thoại di động phải trải qua giai đoạn 2,5G. Thế hệ 2,5G bao gồm những gì? Đó là: dữ liệu chuyển mạch gói tốc độ cao (HSCSD), dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS và Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE).
Với sự giúp đỡ của hệ thống quản lý mạng ta có thể phân tích hiệu năng quá khứ, hiện tại và tương lai. Ta có thể phân tích hiệu năng của các thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến và các thông số của chúng bằng cách sử dụng các kết quả của chỉ thị hiệu năng chính. Trong giai đoạn đầu của quá trình xây dựng mạng W-CDMA chỉ có một số thông số là được điều chỉnh tự động và vì thế cần phải duy trì quá trình tối ưu hóa của hệ thống GSM.
HSDPA (High Speed Downlink Packet Access - truy cập dữ liệu kết nối tín hiệu từ vệ tinh tới trạm mặt đất tốc độ cao) là gói dịch vụ cải tiến từ chuẩn WCDMA với khả năng tải dữ liệu lên đến 8 - 10 Mb/giây.HSDPA là giao diện vô tuyến gói UMTS mới trong đó một kênh chung chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DS) được chia sẻ bởi nhiều người dùng khác nhau. Trong khuôn khổ đề tài, em đã chưa giải quyết hoàn chỉnh vấn đề tối ưu cho mạng CDMA băng rộng, nếu có điều kiện thì HSDPA là hướng đi tiếp của đề tài.
PHỤ LỤC
Bảng Erlang B
N: Số kênh truyền dẫn cần cho lưu lượng muốn truyền ở cấp phục vụ xác định.
|
Kênh
|
Cấp phục vụ |
|||||||||||
|
N |
0.002 |
0.005 |
0.008 |
0.010 |
0.015 |
0.020 |
0.025 |
0.030 |
0.050 |
0.100 |
||
|
1 |
0.002 |
0.005 |
0.008 |
0.010 |
0.015 |
0.020 |
0.026 |
0.031 |
0.053 |
0.111 |
||
|
2 |
0.065 |
0.105 |
0.135 |
0.153 |
0.190 |
0.222 |
0.254 |
0.282 |
0.381 |
0.595 |
||
|
3 |
0.249 |
0.349 |
0.418 |
0.455 |
0.535 |
0.602 |
0.661 |
0.715 |
0.899 |
1.271 |
||
|
4 |
0.535 |
0.701 |
0.810 |
0.869 |
0.992 |
1.092 |
1.180 |
1.259 |
1.525 |
2.045 |
||
|
5 |
0.900 |
1.132 |
1.281 |
1.361 |
1.524 |
1.657 |
1.772 |
1.875 |
2.218 |
2.881 |
||
|
6 |
1.325 |
1.622 |
1.809 |
1.909 |
2.112 |
2.276 |
2.417 |
2.543 |
2.960 |
3.758 |
||
|
7 |
1.798 |
2.157 |
2.382 |
2.501 |
2.742 |
2.935 |
3.102 |
3.250 |
3.738 |
4.666 |
||
|
8 |
2.311 |
2.730 |
2.990 |
3.128 |
3.405 |
3.627 |
3.817 |
3.987 |
4.543 |
5.597 |
||
|
9 |
2.855 |
3.333 |
3.627 |
3.783 |
4.095 |
4.345 |
4.558 |
4.748 |
5.370 |
6.546 |
||
|
10 |
3.427 |
3.961 |
4.289 |
4.461 |
4.807 |
5.084 |
5.320 |
5.529 |
6.216 |
7.511 |
||
|
11 |
4.022 |
4.610 |
4.971 |
5.160 |
5.539 |
5.842 |
6.099 |
6.328 |
7.076 |
8.487 |
||
|
12 |
4.637 |
5.279 |
5.671 |
5.876 |
6.287 |
6.615 |
6.894 |
7.141 |
7.950 |
9.474 |
||
|
13 |
5.270 |
5.964 |
6.386 |
6.607 |
7.049 |
7.402 |
7.701 |
7.967 |
8.835 |
10.470 |
||
|
14 |
5.919 |
6.663 |
7.115 |
7.352 |
7.824 |
8.200 |
8.520 |
8.803 |
9.730 |
11.473 |
||
|
15 |
6.582 |
7.376 |
7.857 |
8.108 |
8.610 |
9.010 |
9.349 |
9.650 |
10.633 |
12.484 |
||
|
16 |
7.258 |
8.100 |
8.609 |
8.875 |
9.406 |
9.828 |
10.188 |
10.505 |
11.544 |
13.500 |
||
|
17 |
7.946 |
8.834 |
9.371 |
9.652 |
10.211 |
10.656 |
11.034 |
11.368 |
12.461 |
14.522 |
||
|
18 |
8.644 |
9.578 |
10.143 |
10.437 |
11.024 |
11.491 |
11.888 |
12.238 |
13.385 |
15.548 |
||
|
19 |
9.351 |
10.331 |
10.922 |
12.230 |
11.845 |
12.339 |
12.748 |
13.115 |
14.315 |
16.579 |
||
|
20 |
10.068 |
11.092 |
11.709 |
12.031 |
12.672 |
13.182 |
13.615 |
13.997 |
15.249 |
17.613 |
||
|
21 |
10.793 |
11.860 |
12.503 |
12.838 |
13.506 |
14.036 |
14.487 |
14.885 |
16.189 |
18.651 |
||
|
22 |
11.525 |
12.635 |
13.303 |
13.651 |
14.345 |
14.896 |
15.364 |
15.778 |
17.132 |
19.692 |
||
|
23 |
12.265 |
13.416 |
14.110 |
14.470 |
15.190 |
15.761 |
16.246 |
16.675 |
18.080 |
20.737 |
||
|
24 |
13.011 |
14.204 |
14.922 |
15.295 |
16.040 |
16.631 |
17.133 |
17.577 |
19.031 |
21.784 |
||
|
25 |
13.763 |
14.997 |
15.739 |
16.125 |
16.894 |
17.505 |
18.024 |
18.483 |
19.985 |
22.833 |
||
|
26 |
14.522 |
15.795 |
16.561 |
16.959 |
17.753 |
18.383 |
18.918 |
19.392 |
20.943 |
23.885 |
||
|
27 |
15.285 |
16.598 |
17.387 |
17.797 |
18.616 |
19.265 |
19.817 |
20.305 |
21.904 |
24.939 |
||
|
28 |
16.054 |
17.406 |
18.218 |
18.640 |
19.482 |
20.150 |
20.719 |
21.221 |
22.867 |
25.995 |
||
|
29 |
16.828 |
18.218 |
19.053 |
19.487 |
20.352 |
21.039 |
21.623 |
22.140 |
23.833 |
27.053 |
||
|
30 |
17.606 |
19.034 |
19.891 |
20.337 |
21.226 |
21.932 |
22.531 |
23.062 |
24.802 |
28.113 |
||
|
31 |
18.389 |
19.854 |
20.734 |
21.193 |
22.103 |
22.827 |
23.442 |
23.987 |
25.773 |
29.174 |
||
|
32 |
19.176 |
20.678 |
21.580 |
22.048 |
22.983 |
23.725 |
24.356 |
24.914 |
26.746 |
30.237 |
||
|
33 |
19.966 |
21.505 |
22.429 |
22.909 |
23.866 |
24.626 |
25.272 |
25.844 |
27.721 |
31.301 |
||
|
34 |
20.761 |
22.336 |
23.281 |
23.772 |
24.751 |
25.529 |
26.191 |
26.776 |
28.698 |
32.367 |
||
|
35 |
21.559 |
23.169 |
24.136 |
24.638 |
25.640 |
26.435 |
27.112 |
27.711 |
29.677 |
33.434 |
||
|
36 |
22.361 |
24.006 |
24.994 |
25.507 |
26.530 |
27.343 |
28.035 |
28.647 |
30.657 |
34.503 |
||
|
37 |
23.166 |
24.846 |
25.854 |
26.378 |
27.424 |
28.254 |
28.960 |
29.585 |
31.640 |
35.572 |
||
|
38 |
23.974 |
25.689 |
26.718 |
27.252 |
28.319 |
29.166 |
29.887 |
30.526 |
32.624 |
36.643 |
||
|
39 |
24.785 |
26.534 |
27.583 |
28.129 |
29.217 |
30.081 |
30.816 |
31.468 |
33.609 |
37.715 |
||
|
40 |
25.599 |
27.382 |
28.451 |
29.007 |
30.116 |
30.997 |
31.747 |
32.412 |
34.596 |
38.787 |
||
|
41 |
26.416 |
28.232 |
29.322 |
29.888 |
31.018 |
31.916 |
32.680 |
33.357 |
35.584 |
39.861 |
||
|
42 |
27.235 |
29.085 |
30.194 |
30.771 |
31.922 |
32.836 |
33.615 |
34.305 |
36.574 |
40.936 |
||
|
43 |
28.057 |
29.940 |
31.069 |
31.656 |
32.827 |
33.758 |
34.551 |
35.253 |
37.565 |
42.011 |
||
|
44 |
28.882 |
30.797 |
31.946 |
32.543 |
33.735 |
34.682 |
35.488 |
36.203 |
38.557 |
43.088 |
||
|
45 |
29.708 |
31.656 |
32.824 |
33.432 |
34.644 |
35.607 |
36.428 |
37.155 |
39.550 |
44.165 |
||
|
46 |
30.538 |
32.517 |
33.705 |
34.322 |
35.554 |
36.534 |
37.368 |
38.108 |
40.545 |
45.243 |
||
|
47 |
31.369 |
33.381 |
34.587 |
35.215 |
36.466 |
37.462 |
38.310 |
39.062 |
41.540 |
46.322 |
||
|
48 |
32.203 |
34.246 |
35.471 |
36.109 |
37.380 |
38.392 |
39.254 |
40.018 |
42.537 |
47.401 |
||
|
49 |
33.039 |
35.113 |
36.357 |
37.004 |
38.296 |
39.323 |
40.198 |
40.975 |
43.534 |
48.481 |
||
|
50 |
33.876 |
35.982 |
37.245 |
37.901 |
39.212 |
40.255 |
41.144 |
41.933 |
44.533 |
49.562 |
||
|
51 |
34.716 |
36.852 |
38.134 |
38.800 |
40.130 |
41.189 |
42.091 |
42.892 |
45.533 |
50.644 |
||
|
52 |
35.558 |
37.724 |
39.024 |
39.700 |
41.050 |
42.124 |
43.040 |
43.852 |
46.533 |
51.726 |
||
|
53 |
36.401 |
38.598 |
39.916 |
40.602 |
41.971 |
43.060 |
43.989 |
44.813 |
47.534 |
52.808 |
||
|
54 |
37.247 |
39.474 |
40.810 |
41.505 |
42.893 |
43.997 |
44.940 |
45.776 |
48.536 |
53.891 |
||
|
55 |
38.094 |
40.351 |
41.705 |
42.409 |
43.816 |
44.936 |
45.891 |
46.739 |
49.539 |
54.975 |
||
|
56 |
38.942 |
41.229 |
42.601 |
43.315 |
44.740 |
45.875 |
46.844 |
47.703 |
50.543 |
56.059 |
||
|
57 |
30.793 |
42.109 |
43.499 |
44.222 |
45.666 |
46.816 |
47.797 |
48.669 |
51.548 |
57.144 |
||
|
58 |
40.645 |
42.990 |
44.398 |
45.130 |
46.593 |
47.758 |
48.752 |
49.635 |
52.553 |
58.229 |
||
|
59 |
41.498 |
43.873 |
45.298 |
46.039 |
47.521 |
48.700 |
49.707 |
50.602 |
53.559 |
59.315 |
||
|
60 |
42.353 |
44.757 |
46.199 |
46.950 |
48.449 |
49.644 |
50.664 |
51.570 |
54.566 |
60.401 |
||
|
61 |
43.210 |
45.642 |
47.102 |
47.861 |
49.379 |
50.589 |
51.621 |
52.539 |
55.573 |
61.488 |
||
|
62 |
44.068 |
46.528 |
48.005 |
48.774 |
50.310 |
51.534 |
52.579 |
53.508 |
56.581 |
62.575 |
||
|
63 |
44.927 |
47.416 |
48.910 |
49.688 |
51.242 |
52.481 |
53.538 |
54.478 |
57.590 |
63.663 |
||
|
64 |
45.788 |
48.305 |
49.816 |
50.603 |
52.175 |
53.428 |
54.498 |
55.450 |
58.599 |
64.750 |
||
|
65 |
46.650 |
49.195 |
50.723 |
51.518 |
53.109 |
54.376 |
55.459 |
56.421 |
56.609 |
65.839 |
||
|
66 |
47.513 |
50.086 |
51.631 |
52.435 |
54.043 |
55.325 |
56.420 |
57.394 |
60.619 |
66.927 |
||
|
67 |
48.378 |
50.978 |
52.540 |
53.353 |
54.979 |
56.275 |
57.383 |
58.367 |
61.630 |
68.016 |
||
|
68 |
49.243 |
51.872 |
53.450 |
54.272 |
55.915 |
57.226 |
58.346 |
59.341 |
62.642 |
69.106 |
||
|
69 |
50.110 |
52.766 |
54.361 |
55.191 |
56.852 |
58.177 |
59.309 |
60.316 |
63.654 |
70.196 |
||
|
70 |
50.979 |
53.662 |
55.273 |
56.112 |
57.790 |
59.129 |
60.274 |
61.291 |
64.667 |
71.286 |
||
|
71 |
51.848 |
54.558 |
56.186 |
57.033 |
58.729 |
60.082 |
61.239 |
62.267 |
65.680 |
72.376 |
||
|
72 |
52.718 |
55.455 |
57.099 |
57.956 |
59.669 |
61.036 |
62.204 |
63.244 |
66.694 |
73.467 |
||
|
73 |
53.590 |
56.354 |
58.014 |
58.879 |
60.609 |
61.990 |
63.171 |
64.221 |
67.708 |
74.558 |
||
|
74 |
54.463 |
57.253 |
58.929 |
59.803 |
61.550 |
62.945 |
64.138 |
65.199 |
68.723 |
75.649 |
||
|
75 |
55.337 |
58.153 |
59.846 |
60.728 |
62.492 |
63.900 |
65.105 |
66.177 |
69.738 |
76.741 |
||
|
76 |
56.211 |
59.054 |
60.763 |
61.653 |
63.434 |
64.857 |
66.073 |
67.156 |
70.753 |
77.833 |
||
|
77 |
57.087 |
59.956 |
61.681 |
62.579 |
64.378 |
65.814 |
67.042 |
68.136 |
71.769 |
78.925 |
||
|
78 |
57.964 |
60.859 |
62.600 |
63.506 |
65.322 |
66.771 |
68.012 |
69.116 |
72.786 |
80.018 |
||
|
79 |
58.842 |
61.763 |
63.519 |
64.434 |
66.266 |
67.729 |
68.982 |
70.096 |
73.803 |
81.110 |
||
|
80 |
59.720 |
62.668 |
64.439 |
65.363 |
67.211 |
68.688 |
69.952 |
71.077 |
74.820 |
82.203 |
||
|
81 |
60.600 |
63.573 |
65.360 |
66.292 |
68.157 |
69.647 |
70.923 |
72.059 |
75.838 |
83.297 |
||
|
82 |
61.480 |
64.479 |
66.282 |
67.222 |
69.104 |
70.607 |
71.895 |
73.041 |
76.856 |
84.390 |
||
|
83 |
62.362 |
65.386 |
67.204 |
68.152 |
70.051 |
71.568 |
72.867 |
74.024 |
77.874 |
85.484 |
||
|
84 |
63.244 |
66.294 |
68.128 |
69.084 |
70.998 |
72.529 |
73.839 |
75.007 |
78.893 |
86.578 |
||
|
85 |
64.127 |
67.202 |
69.051 |
70.016 |
71.947 |
73.490 |
74.813 |
75.990 |
79.912 |
87.672 |
||
|
86 |
65.011 |
68.111 |
69.976 |
70.948 |
72.896 |
74.452 |
75.786 |
76.974 |
80.932 |
88.767 |
||
|
87 |
65.896 |
69.021 |
70.901 |
71.881 |
73.845 |
75.415 |
76.760 |
77.959 |
81.952 |
89.861 |
||
|
88 |
66.782 |
69.932 |
71.827 |
72.815 |
74.795 |
76.378 |
77.735 |
78.944 |
82.972 |
90.956 |
||
|
89 |
67.669 |
70.843 |
72.753 |
73.749 |
75.745 |
77.342 |
78.710 |
79.929 |
83.993 |
92.051 |
||
|
90 |
68.556 |
71.755 |
73.680 |
74.684 |
76.696 |
78.306 |
79.685 |
80.915 |
85.014 |
93.146 |
||
|
91 |
69.444 |
72.668 |
74.608 |
75.620 |
77.648 |
79.271 |
80.661 |
81.901 |
86.035 |
94.242 |
||
|
92 |
70.333 |
73.581 |
75.536 |
76.556 |
78.600 |
80.236 |
81.638 |
82.888 |
87.057 |
95.338 |
||
|
93 |
71.222 |
74.495 |
76.465 |
77.493 |
79.553 |
81.201 |
82.614 |
83.875 |
88.079 |
96.434 |
||
|
94 |
72.113 |
75.410 |
77.394 |
78.430 |
80.506 |
82.167 |
83.592 |
84.862 |
89.101 |
97.530 |
||
|
95 |
73.004 |
76.325 |
78.324 |
79.368 |
81.459 |
83.133 |
84.569 |
85.850 |
90.123 |
98.626 |
||
|
96 |
73.895 |
77.241 |
79.255 |
80.306 |
82.413 |
84.100 |
85.547 |
86.838 |
91.146 |
99.722 |
||
|
97 |
74.788 |
78.157 |
80.186 |
81.245 |
83.368 |
85.068 |
86.526 |
87.826 |
92.169 |
100.819 |
||
|
98 |
75.681 |
79.074 |
81.117 |
82.184 |
84.323 |
86.035 |
87.504 |
88.815 |
93.193 |
101.916 |
||
|
99 |
76.575 |
79.992 |
82.050 |
83.124 |
85.278 |
87.003 |
88.484 |
89.804 |
94.216 |
103.013 |
||
|
100 |
77.469 |
80.910 |
82.982 |
84.064 |
86.234 |
87.972 |
89.463 |
90.794 |
95.240 |
104.110 |
||
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] LGIC - Tổng cục bưu điện, “Thông tin di động (2 tập),” Nhà xuất bản KHKT, 1997.
[2] Minh ngọc – Phú Thành, “Mạng viễn thông chuyển giao dịch vụ trên mạng,” Nhà xuất bản thống kê, 2002.
[3] Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động thế hệ 3 (2 tập),” Nhà xuất bản bưu điện, 2001.
[4] Tổng cục bưu điện, “Thông tin di động số,” Nhà xuất bản KHKT, 1993.
[5] Vũ Đức Thọ, “Thông tin di động số Cellular,” Nhà xuất bản giáo dục, 1997.
[6] Clint Smith, Daniel Collins, “3G Wireless networks,” McGraw-Hill Telecom,
[7] M.R.Karim and M.Sarrap, “W-CDMA and CDMA 2000 for 3G Mobile Networks,” McGraw-Hill Telecom professional, 2002.
[8] Hedberg, Tetal, “Evolving WCDMA,” Ericsson White Paper, March 2001.
[9 Tommi Heikkilä, “WCDMA radio network planning,”
www.telecomspace.com, 2006.
