tổng quan về thông tin di động 3g

Hệ thống thông tin di động thế hệ 33G ra đời nhằm thỏa mãn nhu cầu của con người về các dịch vụ số liệu tốc độ caonhư: điện thoại thấy hình, video streaming, hội nghị truyền hình, nhắn t

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Vinh,ngày tháng năm 2011 Chữ ký của giáo viên hướng dẫn

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Vinh,ngày tháng năm 2011 Chữ ký của giáo viên phản biện

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, trong cuộc sống hằng ngày, thông tin di động đóng một vai trò rấtquan trọng Các hệ thống thông tin di động với khả năng giúp con người trao đổi thôngtin mọi lúc, mọi nơi đã phát triển rất nhanh và đang trở thành không thể thiếu đượctrong xã hội thông tin ngày nay Bắt đầu từ các hệ thống thông tin di động thế hệ đầutiên ra đời vào năm 1946, các hệ thống thông tin di động số thế hệ 2 (2G) ra đời vớimục tiêu chủ yếu là hỗ trợ dịch vụ thoại và truyền số lệu tốc độ thấp Hệ thống thông tin

di động 2G đánh dấu sự thành công của công nghệ GSM với hơn 70% thị phần thôngtin di động trên toàn cầu hiện nay Trong tương lai, nhu cầu các dịch vụ số liệu sẽ ngàycàng tăng và có khản năng vượt quá thông tin thoại Hệ thống thông tin di động thế hệ 3(3G) ra đời nhằm thỏa mãn nhu cầu của con người về các dịch vụ số liệu tốc độ caonhư: điện thoại thấy hình, video streaming, hội nghị truyền hình, nhắn tin đa phươngtiện (MMS)…Đến nay các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) đã được đưavào khai thác thương mại ở nhiều nước trên thế giới Ở Việt Nam, các hệ thống thôngtin di động thế hệ thứ ba cũng sẽ được triển khai trong cuối năm 2009 này Đối với cácnhà khai thác mạng di động GSM thì cái đích 3G là các hệ thống thông tin di độngCDMA băng rộng (W-CDMA) theo chuẩn IMT-2000 Xuất phát từ định hướng này mà

em chọn đề tài nghiên cứu về 3G Đề tài “Tổng quan về thông tin di động 3G ”

Trong quá trình thực hiện báo cáo, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của giáoviên hướng dẫn Lê Thị Thanh Huyền, cùng các thầy cô bộ môn khoa công nghệ Mặc

dù đã có rất nhiều cố gắng trong việc hoàn thành báo cáo nhưng với thời gian và trình

độ có hạn nên báo cáo còn có nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được các ý kiến đónggóp và chỉ dẫn thêm từ các thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực hiện

Phan Xuân Lam

Phần A : GIỚI THIỆU CÔNG TY THỰC TẬP

2 Tổ chức

- Phòng Kinh Doanh : Nguyễn Đức Thanh

Nguyễn Văn Long

- Phòng Kế Toán : Nguyễn Thuý An

Lê Hồng Văn

- Phòng Kỹ Thuật : Dương Văn Minh

Trần Xuân Sơn Nguyễn Hữu Hảo

3 Các dịch vụ

3.1 Dịch vụ thiết kế, Sáng tạo

- Thiết kế biển LED, các dịch vụ sáng tạo

- Copy writer, ý tưởng quảng cáo, truyền thông…

- Thiết kế Game show, Media, Quảng cáo…

- Xây dựng quy trình và hệ thống quản lý thương hiệu

- Thiết kế show room, tủ kệ trưng bày, nội thất…

- Tư vấn chiến lược quảng bá thương hiệu, nhãn hiệu

- Giải pháp chiến lược khả thi với ngân quỹ hợp lý

3.2 Dịch vụ Quảng Cáo

- Quảng cáo ngoài trời: Bảng hiệu, Hộp đèn, Panô trên các phương tiện giao thông, sânbay, bến xe…

- Hệ thống bảng biển trên toàn quốc, tư vấn lựa chọn vị trí phù hợp ngân sách

- Khảo sát để lựa chọn vị trí cùng khách hàng hoặc có thể mua vị trí có sẵn của Công ty

3.3 Dịch vụ Sự kiện & Công Chúng

- Sáng tạo và thực hiện các chương trình, sự kiện theo yêu cầu

- Lập kế hoạch events, PR theo ngân sách với các phương tiện truyền thông hợp lý

- Tổ chức sự kiện, hội nghị khách hàng, hội chợ triễn lãm thương mại…

- Thiết kế, tổ chức road show, tìm kiếm hình ảnh đại diện cho doanh nghiệp

- Kết hợp các cơ quan truyền thông tạo ra hiệu quả events & PR cao nhất

Phần B : NỘI DUNG CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G

1.1 Quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động 3G

Cùng với sự đi lên của xã hội, nhu cầu thông tin của con người ngày càng tăngđòi hỏi các hệ thống thông tin liên lạc nói chung, các hệ thống viễn thông nói riêngphải không ngừng phát triển và cải tiến để đáp ứng các nhu cầu đó Thông tin di động

là một ứng dụng có nhu cầu lớn nhất và đạt được sự phát triển mạnh mẽ nhất trongnhững năm gần đây Trước nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng, thông tin diđộng sẽ phát triển theo xu hướng nào Để có thể hiểu rõ cũng như có những có cái nhìnchính xác về xu hướng phát triển tiếp theo của thông tin di động, trước hết cần phảinhìn lại lịch sử phát triển của nó từ khi mới ra đời đến nay

Năm 1924, điện thoại vô tuyến di động đầu tiên ra đời nhưng mới chỉ được sửdụng như là phương tiện thông tin giữa các đơn vị cảnh sát ở Mỹ

Đến những năm 1960 hệ thống điện thoại di động đầu tiên sử dụng phươngpháp điều tần mới xuất hiện nhưng chúng có dung lượng rất thấp so với hiện nay và íttiện lợi

Đầu những năm 1980 đánh dấu sự ra đời của các hệ thống di động tổ ong điềutần song công sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA với chỉ duynhất phục vụ thoại Nhưng đây mới chỉ là các hệ thống tổ ong tương tự có nhược điểm

là chất lượng thấp, vùng phủ sóng hẹp, dung lượng nhỏ, không có tính bảo mật thôngtin và các thiết bị cho người sử dụng rất nặng và đắt tiền Những hệ thống thông tin di

động đầu tiên này, nay được gọi là thế hệ thứ nhất (1G) Một số hệ thống trong thế hệ

này là:

+ AMPS (Advanced Mobile Phone Service - Dịch vụ điện thoại di động cấpcao): triển khai ở Nhật (1979) và Mỹ (1983), băng tần 800MHz và vẫn còn được sửdụng rỗng rãi ở Mỹ và nhiều phần khác trên thế giới

+ NMT (Nordic Mobile Telephony - Điện thoại di động Bắc Âu) triển khai ởThuỵ Điển, Nauy, Đan Mạch và Phần Lan từ năm 1981 nhưng nay phần lớn không cònđược sử dụng

+ TACS ( Total Access Communications System – Hệ thống truyền thông truycập toàn phần) triển khai ở Anh năm 1985 và một số hệ thống TACS-900 vẫn cònđược sử dụng ở châu Âu

Vào cuối thập niên 1980, người ta nhận thấy rằng các hệ thống tổ ong tương tựkhông thể đáp ứng được nhu cầu thông tin ngày càng tăng lúc đó Điều này đã dẫn đến

sự ra đời của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) Đây là các hệ thống di

động số sử dụng các công nghệ đòn bẩy để tăng dung lượng (nén thoại, xử lí tín hiệusố), thực thi và mở rộng khái niệm “mạng thông minh”, tăng cường khả năng chống lỗi

và thêm một số dịch vụ mới nhưng chỉ giới hạn trong thoại và dữ liệu tốc độ thấp Chođến thời điểm hiện nay trên thế giới tồn tại nhiều hệ thống thông tin di động thế hệ 2nhưng nhìn chung có thể phân thành 2 loại hệ thống Loại thứ nhất ra đời trước là các

hệ thống 2G sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA Loại thứhai ra đời muộn hơn vào giữa thập kỷ 1990 sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chiatheo mã CDMA, nay gọi là cdmaOne Một số hệ thống trong thế hệ này là:

+ D-AMPS/ TDMA & PDC : hệ thống này sử dụng phương pháp TDMA, cóthể tiến hành 3 cuộc gọi trên một khe thời gian, triển khai năm 1993 (PDC 1994) cóđịnh hướng chuyển sang GSM và sau này là W-CDMA Hiện nay PDC là hệ thống tổong nội địa ở Nhật với mạng lưới rộng nhất của NTT DoCoMo

+ IDEN: hệ thống này sử dụng công nghệ TDMA về cơ bản vẫn dựa trênthiết kế GSM và cung cấp giao thức đặc biệt cho “Nhấn-để-nói” một cách nhanhchóng Đây là hệ thống độc quyền của Motorola với băng tần 800 MHz

+ DECT and PHS : đây là các hệ thống thông tin di động hạn chế cho mạng nộihạt sử dụng máy cầm tay không dây số Các hệ thống này cơ bản vẫn dựa trên côngnghệ TDMA chủ yếu tập trung vào lĩnh vực thương mại như PBX không dây Vớibăng tần rộng (các kênh 32 Kbps), thoại và số liệu ISDN chất lượng cao, phục vụ chocác tế bào nhỏ và trong các toà nhà, hệ thống PSH được sử dụng ở các thành phố cómật độ dân số cao ở Nhật Bản và hiện này mới được triển khai ở Trung Quốc.

+ GSM: hệ thống này sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gianTDMA Hệ thống này ban đầu có tên là “Groupe Special Mobile” về sau đổi thành

“Global System for Mobile – Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM được pháttriển từ năm 1982 khi các nước Bắc Âu gửi đề nghị đến CEPT để quy định một dịch vụviễn thông chung châu Âu ở băng tần 900 MHz Năm 1991, hệ thống chính thức đượcthử nghiệm với 8 người sử dụng cho 200Khz và GSM đã đạt được nhiều thành côngtrên thị trường châu Âu ( hiện nay chiếm 59% thuê bao) và châu Á (33%), trở thànhmột tiêu chuẩn chiếm ưu thế vượt trội trên thế giới.Sau này hệ thống mở rộng đến băngtần 1800 MHz Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động GSM được đưa vào từ năm

1993, hiện nay đang được công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu quả Hiện nay trênthế giới 70% thuê bao sử dụng hệ thống này và thực hiện roaming quốc tế trên 140nước với 400 mạng

+ North American CDMA (cdmaOne): hệ thống này sử dụng kỹ thuật đa truynhập phân chia theo mã CDMA Vào đầu những năm 70, CDMA được phát triển cholĩnh vực quân đội vì nó có tính bảo mật cao Đến năm 1989, Qualcom chính thức đưa

hệ thống ra thử nghiệm và tuyên bố sẽ nâng cao dung lượng cũng như đơn giản hoáviệc quy hoạch mạng Hệ thống này được triển khai đầu tiên là ở Hồng Kông vào năm

1994 nhưng đạt được sự thành công lớn nhất là ở Hàn Quốc (1996) và được Verizon vàSprint sử dụng ở Mỹ

+ CdmaOne - IS-95: Hệ thống CDMA thương mại được thử nghiệm ở Mỹ vớitiêu chuẩn nội địa của người Mỹ gọi là IS-95 IS-95 triển khai ở băng tần 800 MHz.Ngoài truyền thoại có thể truyền số liệu Phiên bản IS-95A cung cấp tốc độ dữ liệu là14.4 kbps

Ngoài các hệ thống thông tin di động mặt đất còn có các hệ thống thông tin diđộng vệ tinh: Global Star và Iridium cũng được đưa vào thương mại trong năm 1998

Mặc dù thông tin di động thế hệ 2 đã đạt được những thành công vượt bậc cả vềmặt công nghệ cũng như là thương mại nhưng các hệ thống này vẫn tồn tại một sốnhược điểm sau:

+ Thứ nhất, vẫn xảy ra nghẽn mạng do có hơn 300 triệu thuê bao trên khắp thếgiới, do đó cần phải tăng dung lượng hệ thống

+ Thứ hai, do tồn tại nhiều hệ thống di động cũng như nhiều mạng di động nên

nó giới hạn phạm vi di động của các thuê bao trên khắp thế giới, do đó cần phải mộtchuẩn quốc tế

+ Thứ ba, các hệ thống này còn cung cấp ít các dịch vụ mà trong đó nhu cầu vềcác dịch vụ mới nhất là Internet ngày càng tăng với hơn 200 triệu thuê bao, do đó cầnphải có thêm nhiều dịch vụ và ứng dụng đa phương tiện mới

Để giải quyết các hạn chế của các hệ thống thông tin di động thế hệ hai mà ởphần trên đã đề cập đến, có 2 giải pháp, đó là:

Phát triển từ 2G lên 2,5 G (hay còn gọi là thế hệ hai cộng): với giải pháp này

yêu cầu chi phí thấp nhưng ngắn hạn Ví dụ như phát triển từ GSM lên

HSCSD, GPRS, EDGE Một số ưu thế mà thế hệ hai cộng GSM đạt được:+ Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan đến truyền số liệunhư nén số liệu của người sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao, dịch vụ vôtuyến gói đa năng

+ Các công việc liên quan đến dịch vụ thoại như : mã hoá và giải mã tiếng toàntốc cải tiến, mã hoá và giải mã đa tốc độ thích ứng

+ Các dịch vụ bổ sung như: chuyển hướng cuộc gọi, hiển thị tên chủ gọi,chuyển giao cuộc gọi và các dịch vụ cấm gọi mới

+ Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn SMS như móc nối SMS, mở rộngbảng chữ cái, mở rộng tương tác giữa các SMS

+ Các công việc liên quan đến tính cước như các dịch vụ trả tiền trước, tínhcước nóng…

+ Tăng cường công nghệ SIM

+ Dịch vụ mạng thông minh như CAMEL

+ Các cải thiện chung như : chuyển mạng GSM-AMPS, các dịch vụ định vịtương tác với các hệ thống thông tin vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối ưu

+ Thiết kế một chuẩn mới hoàn toàn 3G: giải pháp này có chi phí cao, dài hạnnhưng lại có một số lượng lớn các dịch vụ tiềm năng mới

Ngày nay với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ cũng như của xãhội, để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng cả về nhiều mặt, thông tin diđộng vẫn sẽ tiếp tục phát triển sang một thế hệ mới Hiện nay các hệ thống thông tin diđộng số đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ 2+ sang thế hệ 3

Thông tin di động thế hệ ba sẽ phải là hệ thống thông tin di động cho các dịch

vụ di động truyền thông cá nhân đa phương tiện Hộp thư thoại sẽ được thay thế bằngbưu thiếp điện tử được lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại thông thường trướcđây sẽ được bổ sung các hình ảnh để trở thành thoại có hình Dưới đây là một số yêucầu chung đối với hệ thống thông tin di động thứ ba này:

+ Mạng phải là băng rộng và có khản năng truyền thông đa phương tiện Nghĩa

là mạng phải đảm bảo được tốc độ bit của người sử dụng đến 2 Mb/s

+ Mạng phải có khản năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lượng) theo yêucầu Ngoài ra cần đảm bao đường truyền vô tuyến không đối xứng chẳng hạn với: tốc

độ bit cao ở đường xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên hoặc ngược lại

+ Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu Nghĩa là đảm bảo cáckêt nối chuyển mạch cho thoại, các dịch vụ video và các khản năng số liệu gói cho cácdịch vụ số liệu

+ Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ mạng cố định, nhất

là đối với thoại

+ Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin vệ tinh

gprs Gsm (900)

Gsm (1900)

is-95 cdma (j-std-008) (1900)

is-136 tdma (800)

is-95 cdma (800)

Iden (800)

gprs

edge

cdma2000 1x

W-cdma

cdma2000 Nx

Hình 1.1 Lộ trình phát triển các thế hệ thông tin di động

Một số nét chính của nền tảng công nghệ thông tin di động từ thế hệ một đến thế hệ ba.

Trước hết là tiếngthoại có đưa thêmcác dịch vụ số liệugói

TDMA (kết hợp nhiều khe hoặcnhiều tần số), CDMA, sử dụngchồng lên phổ tần của thế hệ hainếu không sử dụng phổ tầnmới, tăng cường truyền số liệugói cho thế hệ hai

Thế hệ 3 (3G) Cdma2000,

W-CDMA

Các dịch vụ tiếng

và số liệu góiđược thiết kế đểtruyền tiếng và sốliệu đa phươngtiện là nền tảngthực sự của thế hệba

CDMA, CDMA kết hợpTDMA, băng rộng (tới 2Mbps),

sử dụng chồng lấn lên thế hệhai hiện có nếu không sử dụngphổ tần mới

1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3G

Do các tiêu chuẩn chỉ thực hiện được trong phạm vi khu vực nên khái niệmthông tin di động toàn cầu không thực hiện được Bên cạnh đó, sau gần 20 năm pháttriển, thông tin di động mà phổ biến là GSM đã bắt đầu bộc lộ những khiếm khuyết của

nó khi nhu cầu truyền số liệu và các dịch vụ băng rộng ngày càng trở nên cấp thiết

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba - 3G ra đời với mục tiêu là hình thànhmột hệ thống di động duy nhất trên toàn thế giới Khác với các dịch vụ được cung cấpbởi những hệ thống thông tin di động hiện nay chủ yếu là thoại (công nghệ tương tự làđặc trưng của hệ thống 1G, công nghệ số là đặc trưng của 2G), hệ thống 3G nhằm vàocác dịch vụ băng rộng như truy cập Internet tốc độ cao, truyền hình và ảnh chất lượngcao tương đương với mạng hữu tuyến

Quá trình phát triển:

Chính do sự thành công to lớn trên phạm vi toàn thế giới của GSM, các nhà vậnhành mạng viễn thông châu Âu và các nhà sản xuất đã không chú ý đến một hệ thốngmới (3G) cho đến tận giữa thập niên 90

Chỉ sau khi ITU đưa ra định hướng về một hệ thống di động mới cần phát triểncho những năm đầu của thế kỷ 21, các nhà hoạt động cụ thể đối với UMTS của ETSImới được thực thi năm 1995

Hệ thống 3G tương lai sau đó đã được ITU đặt tên là IMT-2000, hệ thống viễnthông quốc tế thế kỷ 21.Thời hạn chót để các tiêu chuẩn khu vực đệ trình các dự thảo

kỹ thuật của mình cho IMT-2000 đã được ITU đặt ra là tháng 7 năm 1998

Đến tháng 1 năm 1998, ETSI chọn hai kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến cho truynhập vô tuyến đối với UMTS là UTRA FDD và UTRA TDD, chính là hai kỹ thuậtdùng cho IMT-2000

Một loạt các kỹ thuật truyền dẫn vô truyến mặt đất được đề xuất với ITU vàotháng 1 năm 1998 Trong đó có một số đề xuất về kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến theo

mã băng rộng của ETSI, TTC/ARIB (Nhật), TTA (Hàn Quốc), ANSI T1(Mỹ) và TIA(Mỹ) có thể phân làm hai nhóm Một nhóm đề xuất đòi hỏi các trạm gốc đồng bộ vàđược xây dựng trên cơ sở IS-95 2G và đề xuất còn lại không dựa trên cơ sở trạm gốcđồng bộ

Đến cuối năm 1998, cả hai đề xuất đều được hỗ trợ bởi các tổ chức tiêu chuẩnkhu vực gọi là 3GPP và 3GPP2 Mục đích của cả 3GPP và 3GPP2 đều là kết hợp các

đề xuất cơ bản và CDMA băng rộng thành một đề xuất duy nhất Đây là hai tiêu chuẩnđươc chấp nhận cho IMT-2000

1.2.1 Tiêu chuẩn IMT-2000

Đối với bất kỳ công nghệ nào, điều kiện tiên quyết cho việc phát triển trên phạm

vi toàn thế giới là phải xây dựng được một bộ tiêu chuẩn cho công nghệ này và việctuân thủ theo chuẩn là một yêu cầu bắt buộc đối với nhà cung cấp dịch vụ, nhà khaithác và nhà sản xuất thiết bị

Các chuẩn 3G được ITU khuyến nghị với tên gọi IMT-2000 IMT-2000 đượctạo ra nhằm thỏa mãn việc phát triển các tiêu chuẩn cho phép một cơ sở hạ tầng thôngtin vô tuyến toàn cầu bao gồm các hệ thống mặt đất và vệ tinh, các truy nhập cố định

và di động cho các mạng công cộng cá nhân

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

của thế hệ thứ ba được xác định như sau:

+ 384 Kbps đối với vùng phủ sóng rộng

+ 2 Mbps đối với vùng phủ sóng địa phương

Một số yêu cầu chính về IMT-2000 cho UMTS được ITU đề ra như sau:

- Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2 GHz như sau: