Đồ án tốt nghiệp - Mạng viễn thông thế hệ thứ 3

Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống hằng ngày.Các kĩ thuật không ngừng được hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giới GSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn, hỗ trợ tối đa các dịch vụ như Internet, truyền hình... Ở Việt Nam có 2 công nghệ viễn thông di động được biết đến và sử dụng bấy lâu nay, đó là mạng GSM và mạng CDMA, nhưng do nhu cầu của người sử dụng ngày càng cao, họ không chỉ muốn dùng mạng viễn thông để thoại thông thường mà còn để nhắn tin, truyền hình ảnh, truyền dữ liệu với tốc độ cao, download, nghe nhạc, chơi game trực tuyến… Và một phần cũng để bắt kịp với xu hướng phát triển viễn thông trên thế giới, việc xuất hiện một chuẩn di động mới có nhiều tiện ích hơn sẽ đáp ứng được tất cả các dịch vụ thông tin tiên tiến, việc chuyển đổi sang hệ thống viễn thông mới cũng là một điều cấp thiết. Một số nhà khai thác viễn thông ở Việt Nam đã hiểu được nhu cầu này và đã xin cấp phép triển khai mạng viễn thông mới. Với đề tài Mạng viễn thông thế hệ thứ 3, em sẽ giới thiệu về chuẩn viễn thông mới này và các cách mà các nhà mạng di động ở Việt Nam cải tiến hệ thống để tiến lên chuẩn viễn thông thế hệ thứ 3 hay còn gọi là mạng 3G. Đề tài này sẽ hướng đến chuẩn viễn thông mới của cả hai mạng GSM lẫn CDMA.

LỜI NÓI ĐẦU

Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới vớinhững ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trongcuộc sống hằng ngày.Các kĩ thuật không ngừng được hoàn thiện đáp ứng nhucầu của người tiêu dùng Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giớiGSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiêntiến hơn, hỗ trợ tối đa các dịch vụ như Internet, truyền hình

Ở Việt Nam có 2 công nghệ viễn thông di động được biết đến và sử dụng bấylâu nay, đó là mạng GSM và mạng CDMA, nhưng do nhu cầu của người sửdụng ngày càng cao, họ không chỉ muốn dùng mạng viễn thông để thoại thôngthường mà còn để nhắn tin, truyền hình ảnh, truyền dữ liệu với tốc độ cao,download, nghe nhạc, chơi game trực tuyến… Và một phần cũng để bắt kịp với

xu hướng phát triển viễn thông trên thế giới, việc xuất hiện một chuẩn di độngmới có nhiều tiện ích hơn sẽ đáp ứng được tất cả các dịch vụ thông tin tiên tiến,việc chuyển đổi sang hệ thống viễn thông mới cũng là một điều cấp thiết Một

số nhà khai thác viễn thông ở Việt Nam đã hiểu được nhu cầu này và đã xin cấp

phép triển khai mạng viễn thông mới Với đề tài Mạng viễn thông thế hệ thứ 3,

em sẽ giới thiệu về chuẩn viễn thông mới này và các cách mà các nhà mạng diđộng ở Việt Nam cải tiến hệ thống để tiến lên chuẩn viễn thông thế hệ thứ 3 haycòn gọi là mạng 3G Đề tài này sẽ hướng đến chuẩn viễn thông mới của cả haimạng GSM lẫn CDMA

Do vẫn còn nhiều hạn chế cả về tài liệu tham khảo cũng như kinh nghiệmthực tế nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được

sự cảm thông và những ý kiến đóng góp để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Và em cũng xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Hoài Giang đã giúp đỡ

em hoàn thành đồ án này trong suốt thời gian qua

Hà Nội, 5 /2011

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC……… 3

Chương 1: Tổng quan về mạng di động trên thế giới 4

1.1 Ngắn gọn về lịch sử ngành truyền thông trên thế giới 4

1.2 Tình hình mạng di động từ trước khi có mạng 3G 4

1.2.1 Mạng di động thế hệ thứ 1 (first generation-1G) 4

1.2.2 Mạng di động thế hệ thứ 2 (second generation-2G) 5

1.2.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) 6

A Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM) 7

B IS–136 12

C IS-54 15

1.2.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) 20

1.2.3 Phát triển mạng 2G (evolved second generation-2.5G ) 26

1.3 Mạng di động sau khi 3G được đưa vào ứng dụng 27

1.3.1 Lịch sử ra đời 27

1.3.2 Sự khác biệt của công nghệ 3G so với 1G và 2G 29

1.3.3 Yêu cầu chính thức cho hệ thống 29

Chương 2 : Khái niệm 3G 30

2.1 3G là gì 30

2.2 Tiêu chuẩn 3G 30

2.2.1 Phương pháp dãy trải phổ trực tiếp 31

2.2.2 Phương pháp nhiều sóng mang 33

2.2.3 Phương pháp mã thời gian 34

2.2.4 Phương pháp một sóng mang 35

2.2.5 Phương pháp thời gian tần số 35

2.2.6 Phương pháp sóng Wimax di động 35

2.3 Cấu trúc mạng 3G 37

2.3.1 Mô hình WCDMA và chức năng 37

2.3.1.1 Mô hình 37

2.3.1.2 Chức năng của các thành phần trong mạng 3G-WCDMA 38

2.3.2 Mô hình 3G-CDMA 2000 và chức năng 81

2.3.2.1 Mô hình 81

2.3.2.2 Chức năng của các thành phần trong CDMA 2000 82

2.3.2.3 Thủ tục truyền dữ liệu gói trong mạng CDMA2000 84

2.4 Ứng dụng 86

Chương 3: Mạng 3G tại Việt Nam 87

3.1 Nhận định chung về tình hình di động tại Việt Nam 87

3.1.1 Hiện trạng 87

3.1.2 Lý do phải phát triển lên mạng 3G 88

3.1.3 Đánh giá về việc phát triển lên mạng 3G 88

3.2 Con đường đi lên mạng 3G tại Việt Nam 89

3.2.1 Chuyển đổi từ GSM lên 3G (CDMA băng rộng) 89

3.2.1.1 Chuyển đổi từ GSM lên GPRS/EDGE 79

3.2.1.2.Chuyển đổi GPRS/EDGE lên CDMA băng rộng (WCDMA) 96

3.2.1.3 Những vấn đề phát sinh và đánh giá 99

3.2.2 Chuyển đổi từ CDMA one lên 3G (CDMA 2000 3x,hoặc CDMA 2000 RTT 3x) 100

3.2.2.1 Chuyển đổi CDMA one lên CDMA 2000 1x (CDMA 2000 RTT1x) .100

3.2.2.2 Chuyển đổi CDMA 2000 1x lên CDMA 2000 3x (CDMA RTT3x) .107

3.2.2.3 Những vẫn đề phát sinh và đánh giá 107

3.3 Những ứng dụng của mạng 3G tại Việt Nam 108

3.3.1 Ứng dụng cho hiện tại 108

3.3.2 Ứng dụng cho tương lai 109

3.4 Kết luận 109

Danh mục các hình vẽ 110

Danh mục các bảng biểu 111

Danh mục các từ viết tắt 98

Chương 1: Tổng quan về mạng di động trên thế giới

1.1 Ngắn gọn về lịch sử ngành truyền thông trên thế giới

Từ sự khởi đầu rất thô sơ vào thế kỷ 19 với việc Alexander Graham Bell khám phá ra nguyên lý chiếc máy điện thoại (năm 1874) và hệ thống điện thoại hữu tuyến được khai thác thương mại đầu tiên tại Hoa Kỳ Cho đến năm 1913,

hệ thống điện thoại đường dài đầu tiên từ New York đi San Francisco hình thành rồi 14 năm sau (tức năm 1927) hệ thống điện thoại không dây vượt Đại Dương, một thế hệ tiên tiến hơn, lần đầu tiên được khai thác tuyến giữa London

và NewYork Đầu tiên dạng tín hiệu cơ bản thông dụng là tín hiệu tương tự (analog) với đặc tính tiêu biểu là tần số và biên độ, cho đến nay, hệ thống dùng tín hiệu số (digital) với 2 mức luận lý (logic) rời rạc đã dần thay đổi hệ thống tương lưu trữ

1.2 Tình hình mạng di động từ trước khi có mạng 3G

1.2.1 Mạng di động thế hệ thứ 1 (first generation-1G)

a Đặc điểm

Hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA và điều chế tần số FM, được giới thiệu trên thị trường vào những năm 1980 Mạng 1G: đây là thế hệ điện thoại di động đầu tiên của nhân loại

Đặc trưng của hệ thống 1G là:

- Dung lượng (capacity) thấp

- Sử dụng kỹ thuật chuyển mạch tương tự (circuit-switched)

- Tín hiệu analog,tốc độ truyền tín hiệu từ 600 => 1.200 bit / giây

- Xác suất nhỡ cuộc gọi cao

- Khả năng handoff (chuyển cuộc gọi giữa các tế bào) không tin cậy

- Chất lượng âm thanh rất kém, bị nhiễu, ồn, vỡ tiếng, không rõ ràng

dãy tần 800Mhz

b Các chuẩn công nghệ 1G được sử dụng trên thế giới

- NMT (Nordic Mobile Telephone) được sử dụng ở các nước Bắc Âu, Tây Âu

dùng trên thế giới:

- Kỹ thuật chuyển mạch số (digital)

- Dung lượng lớn

- Siêu bảo mật (High Security)

- Nhiều dịch vụ kèm theo như truyền dữ liệu, fax, SMS (tin nhắn),

Sự gia tăng nhanh chóng số thuê bao và sự không tương thích giữa các hệthống trong 1G là lý do chính đằng sau tiến trình chuyển sang 2G Tất nhiên, 2Gđạt đựơc nhiều tính năng tiên tiến trong kỹ thuật nén và mã hoá số Cần chú ýcác hệ thống thuộc 2G đều có khả năng điều chế số Ở thế hệ này 2 kỹ thuậtchính là đa truy nhập phân thời (TDMA) và đa truy nhập phân mã (CDMA)được sử dụng kết hợp với

đa truy nhập phân tần (FDMA)

b Các chuẩn công nghệ 2G được sử dụng trên thế giới

Công nghệ 2G chia làm 2 chuẩn lớn:

- TDMA (Time – Divison Mutiple Access: Đa truy cập phân chia theo thờigian)

- CDMA (Code Divison Multple Access: Đa truy cập phân chia theo mã)

1.2.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA)

TDMA là kỹ thuật cấp phát các kênh bội trên cùng tần số trong một hệtruyền vô tuyến như hệ điện thoại di động hay hệ truyền thông vệ tinh

TDMA là một phương pháp tiếp cận kênh vừa được chia sẻ thường là vôtuyến

mạng Nó cho phép nhiều người dùng chia sẻ cùng một kênh tần số bằng cáchchia tín hiệu vào khe thời gian khác nhau Những người sử dụng truyền tải trong

kế nhanh chóng, một khi khác, mỗi khe thời gian sử dụng của riêng mình Điềunày cho phép các trạm chia sẽ cùng một phương tiện truyền dẫn (ví dụ như kênhtần số vô tuyến) trong khi chỉ sử dụng phần băng thông của họ yêu cầu

TDMA được sử dụng trong các hệ thống kỹ thuật số di động 2G như:

- Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for MobileCommunications-GSM)

A Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM)

Trước đây còn có tên gọi là Nhóm đặc trách di động (Group SpecialMobile-GSM) sau này mới đổi tên thành Global System for MobileCommunications -GSM GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di độngtrên thế giới Đó là một chuẩn mở, hiện được phát triển bởi 3GPP (ThirdGeneration Partnership Project - tổ chức chuẩn hóa các công nghệ mạng thôngtin di động tế bào, được thành lập từ năm 1998 với mục đích ban đầu là chuẩnhóa mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) dựa trên sự phát triển của mạng lõi GSM vàmạng truy nhập toàn cầu (UTRAN))

Hiện nay 70% số thuê bao trên thế giới sử dụng mạng GSM và phần lớn GSMđược triển khai ở châu Âu (59%) và châu Á (33%)

Các mạng di động GSM hoạt động trên 4 băng tần:

- Băng 900 Mhz và 1800 Mhz(hầu hết trên thế giới)

- Băng 850 Mhz và 1900 Mhz(vài nước ở châu Mĩ)

Cấu trúc hệ thống:

Mạng thông tin di động mặt đất công cộng PLMN (Public Land MobileNetwork) theo chuẩn GSM được chia thành 3 phân hệ chính sau:

- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem)

- Phân hệ vô tuyến RSS = BSS + MS (Radio SubSystem )

- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS (Operation and MaintenanceSubsystem)

Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống GSM

Trong đó:

- NSS: Phân hệ chuyển mạch

- IWF: Khối tương tác mạng

- EIR: Bộ ghi nhận dạng thiết bị

- HLR: Bộ ghi vị trí thuê bao

- TRAU: Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ - BSC: Bộ điều khiển trạm gốc

- BTS: trạm thu phát gốc

- PSTN: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

- VIR: Bộ đăng kí vị trí khách

- MSC: Trung tâm chuyển mạch di động

- AUC (AC): Trung tâm chứng thực/nhận thực

- BSS: Trạm cơ sở hệ thống phụ

- OMC: Phân hệ bảo hành và bảo dưỡng

- ISDN: Mạng số đa dịch vụ tích hợp

- PSPDN: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói

- CPSDN: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh

- PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng

a Phân hệ chuyển mạch (Network Switching Subsystem-NSS)

Bao gồm một nhóm các mạng thành phần cấu tạo nên:

+ MSC: (Mobile Service Switching Center) có chức năng :

- Xử lý cuộc gọi (call procesing)

- Điều khiển chuyển giao (Handover control)

- Quản lý di động (mobility management)

- Xử lý tính cước (billing)

- Tương tác mạng (interworking function): GatewayMSC

+ HLR: (Home Location Register) là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài

các thông tin về thuê bao :

- Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN

- Các thông tin về thuê bao

- Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng

- Số hiệu VLR đang phục vụ MS

+ VLR: (Visitor Location Register) là cơ sở dữ liệu trung gian lưu giữ tạm thời

thông tin về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR được tham chiếu từ cơ sở

dữ liệu HLR:

- Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN, TMSI

- Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS

- Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng

- Trạng thái của MS (bận: busy; rỗi: idle)

+ AC (Authentication Center hoặc Auc): là cơ sở dữ liệu lưu giữ mã khóa cá

nhân Key của các thuê bao và tạo ra bộ ba tham số nhận thực ‘triple: RAND,

Kc, SRES’ khi HLR yêu cầu để tiến hành quá trình nhận thực thuê bao

+ EIR (Equipment Identification Register): là cơ sở dữ liệu thông tin về tính

hợp lệ của thiết bị ME qua số IMEI.Một thiết bị sẽ có số IMEI thuộc 1 trong 3danh sách:

- Danh sách trắng (white list) -> valid ME

- Danh sách đen (black list) -> stolen ME

- Danh sách xám (gray list) -> ME is fauly or do not meet curent GSMspecifications

+ IWF: Inter Working Function

+ EC: Echo Canceler

b Phân hệ vô tuyến (Radio SubSystem-RSS )

Gồm 2 phân hệ nhỏ là BSS và MS

- BSS (Base Station Subsystem: phân hệ trạm nguồn) bao gồm

+ TRAU (Transcoding and Rate Adaption Unit hoặc XCDR): Bộ chuyển đổi

- Khởi tạo kết nối

- Điều khiển chuyển giao: Intra & Inter BTS HO, kết nối đến MSC, BTS

và OMC BSS kết nối với NSS qua luồng PCM cơ sở 2 Mbps

+ BTS (Base Tranceiver Station hoặc BS: Base Station) trạm thu phát gốc thực

hiện các chức năng sau:

- Thu phát vô tuyến (Radio Carrier Tx and Rx)

- Ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý (Logical to physical Ch Mapping )

- Mã hóa/giải mã hóa (Coding/ Decoding)

- Mật mã hóa/giải mật mã hóa (Ciphering/ Deciphering)

- Điều chế / giải điều chế (Modulating/ Demodulating)

- MS (Mobile Station) Trạm di động bao gồm:

+ ME: Mobile Equipment thiết bị di động

( 6 digits )

SP( 1 digits)

+ SIM: Subscriber Indentity Module - Module nhận dạng thuê bao.

SIM: lưu giữ các thông tin nhận thực thuê bao và mật mã hóa/giải mật mã hóa.Các thông tin lưu giữ trong SIM: Các số nhận dạng IMSI, TMSI; khóa nhậnthực Ki; số hiệu nhận dạng vùng định vị LAI: (Location Area ID); khóa mật mãKc; danh sách các tần số lân cận

c Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS

Dùng cho tất cả công cụ mạng SSS và BSS (BSC, BTS và TRAU) Trong

quá trình hoạt động, OMS (Operation and Maintenance Subsystem) đóng một

vai trò quan trong sự giữ gìn và kiểm tra toàn bộ hệ thống Một OMS baogồm một hoặc nhiều

OMC

+ OMC (Operation and Maintenance Center) là đường liên kết giữa các công cụ

của SSS và BSC qua lượng dữ liệu nhỏ của X25

+ Trong OMC, OMT (Operation and Maintenance Terminals) vận hành và bảo

dưỡng theo lệnh được liên kết với nhau bằng mạng LAN (Local Area Network)

d Cấu trúc địa lý của mạng

Hình 1.2: Vùng dịch vụ mạng GSM

Vùng GSM gồm 1 hoặc nhiều các quốc gia có các mạng di động theo tiêuchuẩn GSM

Vùng GMSC: bao gồm một quốc gia hoặc một vùng địa lý rộng Cácmạng trong vùng có thể phủ chồng lấn lên nhau, liên kết với nhau qua các cửacổng (GMSC) Một mạng GSM được chia ra thành nhiều vùng phục vụ, mỗicùng do một hoặc một vài MSC quản lý Các thuê bao di chuyển trong vùngkhông cần cập nhật lại vị trí ở các HLR mà chỉ cần thay đổi vị trí ở các VLR(khi MS chuyển từ vùng định vị này sang vùng định vị khác trong vùng phụcvụ).

Một vùng phục vụ thì được phân thành nhiều vùng định vị, mỗi vùngđịnh vị thường được quản lý bởi một BSC

Khi có tín hiệu tìm một thuê bao thì nó được phát trong một vùng định vị.Khi một thuê bao di chuyển từ vùng định vị này sang một vùng định vị khác thìphải cập nhật lại vị trí tại VLR

Một vùng định vị thì bao gồm nhiều cell (ô), mỗi ô được phủ sóng bởimột BTS Khi một thuê bao được dịch chuyển từ một ô này sang một ô kháctrong một vùng định vị thì không cần cập nhật lại vị trí trong thanh ghi VLR,nhưng phải thực

hiện việc chuyển giao

Như vậy cấu trúc địa lý của hệ thống GSM là cấu trúc phân lớp, nó tiênlợi cho việc quản lý, định tuyến cuộc gọi

B IS–136

Một tiêu chuẩn di động kỹ thuật số Hoa Kỳ, còn gọi là US – TDMA,được sử dụng ở 800 MHz, chủ yếu được sử dụng tại Châu Mỹ và nhiều nơi ởChâu Á Một tiêu chuẩn PCS TDMA cũng có để sử dụng trong băng 1900 MHz(PCS – TDMA) AMPS kỹ thuật số hay D-AMPS là một tên khác của tiêuchuẩn này ở băng tần số 800 hoặc 1900 MHz IS-136 sử dụng một giao diện vôtuyến / RTT TDMA Đây là thế hệ thứ nhì của TDMA vào năm 1994

Tiêu chuẩn IS-136 xác định ba lớp giao thức:

- Lớp 1: lớp vật lý

- Lớp 2: lớp liên kết dữ liệu

- Lớp 3: lớp mạng

a Lớp vật lý

Các lớp vật lý xác định các đặc tính vật lý của không khí giao diện PCS

kỹ thuật số như liên quan đến các thông số RF, định dạng điều chế, các yêu cầusản lượng điện, và khung và cấu trúc khe thời gian Các lớp vật lý cũng địnhnghĩa yêu cầu phần cứng cho trạm di động và trạm gốc và ảnh hưởng đến cácthông số hoạt động của mạng PCS kỹ thuật số, chẳng hạn như số lượng cáckênh RF có thể cho mỗi ô hoặc khu vực, khoảng cách giữa các trang web di

động, và các mô hình tái sử dụng tần số IS-136 quy định cụ thể hoạt động của

PCS kỹ thuật số trong băng tần 800 MHz và 1900 MHz ban nhạc, với mỗi bannhạc được chia trong 30 kHz kênh RF IS-136 là một bộ phận nhiều thời giantruy cập (TDMA) di động công nghệ RF chia kênh vào khung Một khungTDMA đơn gồm có sáu khe thời gian và có chiều dài 40 ms

Các DCCH (Dedicated Control Channels-kênh điều khiển chuyên dụng)

có cấu trúc hyperframes của 1,28 giây chiều dài, gồm hai superframes (siêu cấutrúc,khung) từng chia ở 16 khung hình là 40 ms

Các DCCH được chia thành các kênh hợp lý cho chuyển tiếp và hướngngược lại Việc chuyển tiếp DCCH được chia thành các kênh sau đây:

SMS điểm-điểm, nhắn tin và kênh trả lời truy cập (SPACH) Kênh SPACHđược chia thành SMS kênh (SMSCH), được sử dụng để cung cấp các tin nhắndịch vụ viễn thông (teleservices) đến trạm di động; các kênh phân trang (pch),được sử dụng để cung cấp trang và các lệnh để điện thoại di động, và phản ứngtruy cập vào các kênh (ARCH), được sử dụng để cung cấp phản ứng với các tinnhắn từ các trạm di động

Kiểm soát phát sóng kênh (BCCH) Các BCCH được chia trong sự kiểmsoát kênh truyền hình nhanh chóng (F-BCCH), được sử dụng để mang thông tinquan trọng thời gian cần thiết bởi các trạm di động để truy cập vào mạng; mởrộng kiểm soát phát sóng kênh (E-BCCH), được sử dụng để thực hiện ít thôngtin quan trọng thời gian và sự kiểm soát tin nhắn SMS phát sóng kênh (S-BCCH), được sử dụng để thực hiện dịch vụ viễn thông phát sóng

Kênh chia sẻ thông tin phản hồi (SCF) Các SCF được sử dụng để kiểmsoát truy cập của trạm di động để các DCCH đảo ngược để tránh va chạm SCFcung cấp thông tin cho trạm di động trên khi để bắt đầu một nỗ lực truy cập, cho

dù việc truy cập thành công, và liệu thông tin được nhận được Một số cố địnhcủa các khe thời gian được phân bổ cho từng superframe cho F-BCCH, E-BCCH, S-BCCH, và SPACH, với F-BCCH lặp đi lặp lại ở mỗi superframe

Một kênh logic được định nghĩa cho các DCCH đảo ngược, các kênhkiểm soát truy cập ngẫu nhiên (Random Access Control Channel-RACH).RACH là kênh điểm nối điểm (point-to-point channel) chia sẻ bởi tất cả cáctrạm di động được sử dụng để truy cập vào DCCH Điện thoại di động sử dụngcác trạm RACH trong một chế độ ganh đua, và tránh va chạm là đạt được thôngqua thông tin thích hợp được cung cấp trên các DCCH phía trước

b Lớp liên kết dữ liệu

Lớp liên kết dữ liệu cung cấp các bộ chức năng sau đây:

- Xác định địa chỉ tới trạm di động ID (Mobile Station ID-MSID)

- Phát hiện lỗi, phục hồi và trình tự thông qua việc giám sát chất lượng liên kết

vô tuyến điện, kiểm soát truyền lại và thế hệ CRC xác minh

- Phương tiện truyền thông kiểm soát truy cập: các trạm di động truy cập vàomạng qua RACH dựa trên một truy cập ngẫu nhiên hoặc truy cập bảo lưu(reservation-based fashion) dựa trên một trong hai Các trạm kiểm soát truy cậpthông qua các phản hồi trên các kênh chia sẻ trên DCCH và truy cập ngẫu nhiêntrên DCCH, ngược lại

- Khung xác định giới hạn thông qua các định dạng tiêu đề, ghép 3 lớp tin,phânđoạn 2 lớp khung và ghép lại

- Kiểm soát dòng chảy chuyển tiếp và đảo ngược DCCH

- Các lớp liên kết dữ liệu chỉ rõ các điểm truy cập dịch vụ và gốc dịch vụ (tức làđường truyền lớp 3 giao tiếp với lớp 2) và giao thức cho các kênh logic về phíatrước và ngược lại với DCCH Các lớp liên kết dữ liệu định nghĩa cũng là DTCtrong điều kiện của phương pháp giám sát việc kết nối của DTC để tránh vachạm giữa các trạm di động trên cùng một kênh

c Lớp mạng

Lớp mạng cung cấp một phương tiện để thành lập, duy trì, và chấm dứtkết nối giữa các trạm di động và các mạng Cài đặt lớp mạng bao gồm các thôngđiệp được chuyển giao trên cả DCCH và DTC

Thông điệp lớp mạng bao gồm thông tin đăng ký, phân trang, DCCH cơcấu, thiết lập cuộc gọi / phát hành, R-data vận chuyển cho các dịch vụ viễnthông và đóng góp của các lớp thông tin cao hơn cho các ứng dụng bổ sung.Thông điệp lớp mạng được vận chuyển trong các gói tin lớp 2 cho các loại góitin lớp 3 được tiến hành

DCCH được sử dụng để chuyển tải thông tin thiết lập cuộc gọi và cung cấp nềntảng cho các dịch vụ nâng cao thông qua tín hiệu và tin nhắn

d IS-136 kênh điều khiển kỹ thuật số hỗ trợ các tính năng

- Các chế độ ngủ để bảo tồn năng lượng pin điện thoại di động trạm

- Hỗ trợ của nhiều bộ mã hóa tiếng nói (vocoders) để tận dụng các cải tiến trongcông nghệ giọng nói

- Khả năng tương thích liên tục có được các dịch vụ giống nhau cả trong cácbăng tần di động (800 MHz) và băng tần PCS (1900 MHz)

- Sự hỗ trợ của teleservices ứng dụng để truyền dữ liệu đến và đi từ điện thoại diđộng

- Sắp xếp từ microcell- macrocell, môi trường cung cấp hỗ trợ cho các hoạtđộng microcellular

- Tư nhân và dân cư được hệ thống nhận dạng cung cấp các công cụ hoạt độngcủa dịch vụ văn phòng không dây (WOS)

C IS-54

Mỹ là nước đầu tiên đạt tiêu chuẩn 2G về IS-54 Trong tháng 3-1990, cácmạng di động ở Bắc Mĩ kết hợp các tiêu chuẩn tạo thành IS-54B, lần đầu tiên ởBắc Mỹ gấp đôi tiêu chuẩn mạng tế bào kỹ thuật Tiêu chuẩn này đã vượt quadải băng tần hẹp AMPS hay N-AMPS, một chương trình tương tự mà tăng nănglực bằng cách cắt giảm các kênh tiếng nói từ 30 kHz đến 10 kHz Mặt khác,tăng công suất bằng phương tiện kỹ thuật số bằng cách sử dụng giao thức

TDMA Phương pháp này chia tách các cuộc gọi theo thời gian, cách đặt các bộphận của các cuộc hội thoại cá nhân trên cùng một tần số TDMA tăng gấp badung lượng cuộc gọi.

Sử dụng IS-54, một tế bào di động có thể chuyển đổi bất kỳ các hệ thốngcủa analog kênh thoại cho digital Một điện thoại chế độ kép sử dụng các kênh

kỹ thuật số, nơi có sẵn và mặc định là AMPS thường xuyên mà họ không phải

có mặt ở đó Trên thực tế, IS-54 tương thích ngược với analog di động và thực

sự đồng tồn tại trên các kênh phát thanh như AMPS IS-54 cũng được hỗ trợ xácthực, một sự trợ giúp trong việc ngăn chặn gian lận

a Thông số kỹ thuật

IS-54 sử dụng các khoảng cách kênh 30 kHz và cùng kênh có cùng mộtdải tần số (824-849 và 869-894 MHz) như AMPS Công suất được tăng lên quacác thiết kế tương tự trước đó bằng cách chia mỗi cặp kênh 30 kHz thành ba khethời gian và kỹ thuật số nén dữ liệu tiếng nói, năng suất gấp ba lần dung lượngcuộc gọi trong một tế bào Một hệ thống kỹ thuật số cũng được thực hiện cáccuộc gọi an toàn hơn bởi vì máy quét tương tự không thể truy cập tín hiệu số

Tiêu chuẩn IS-54 quy định 84 kênh điều khiển, trong đó 42 kênh đượcchia sẻ với AMPS Để duy trì khả năng tương thích với hệ thống điện thoại hiện

có AMPS di động, các chuyển tiếp và đảo ngược chính kiểm soát các kênh

IS-54 hệ thống di động sử dụng cùng một tín hiệu kỹ thuật và phương án điều chế(nhị phân FSK) như AMPS Một cơ sở hạ tầng AMPS/ IS-54 có thể hỗ trợ sửdụng của một trong hai điện thoại AMPS analog hoặc điện thoại D-AMPS

IS-54 là một chuẩn trong Time Division Multiple Access (TDMA), đượccác tiêu chuẩn kỹ thuật số đầu tiên của Mỹ phát triển Nó đã được thông qua bởicác TIA vào năm 1992 TDMA chia nhỏ thành các dải AMPS 30 kHz thành 3kênh chuẩn của TDMA, mỗi kênh trong số có là khả năng hỗ trợ một cuộc gọithoại duy nhất Sau đó, mỗi kênh đầy đủ tỷ lệ được tiếp tục chia thành hai nửa

tỷ lệ kênh, mỗi kênh trong số đó, với sự cần thiết mã hóa và nén, cũng có thể hỗtrợ một cuộc gọi thoại Do đó, TDMA có thể cung cấp 3-6 lần công suất của cáckênh giao thông AMPS Time Division Multiple Access (TDMA) ban đầu được

xác định bởi tiêu chuẩn IS-54 và hiện nay được quy định trong IS-13x loạt cácchi tiết kỹ thuật của EIA / TIA.

Các kênh truyền dẫn tốc độ bit cho các kỹ thuật số điều biến các tế bào là48,6 kbit / s Mỗi frame có sáu khe thời gian của thời gian 6,67-ms Mỗi khethời gian mang 324 bit thông tin, trong đó có 260 bit được cho-13 kbit / s dữliệu lưu lượng truy cập đầy đủ 64 bit khác được cho lên trên; 28 trong số đó làcho đồng bộ hóa, và chúng chứa một chuỗi bit cụ thể được biết đến bởi tất cảcác máy thu để thiết lập sự liên kết khung Ngoài ra, như với GSM, các chuỗiđược biết đến hành vi như là một mô hình đào tạo để khởi tạo một bộ cân bằngthích nghi

Các hệ thống IS-54 có trình tự đồng bộ hóa khác nhau cho mỗi khe thờigian sáu tạo thành khung hình, qua đó cho phép chỉ định mỗi người nhận đểđồng bộ hóa với các khe thời gian riêng của nó 12 bit bổ sung trong mỗi khethời gian là dành cho SACCH (tức là hệ thống kiểm soát thông tin) Việc xácminh mã màu kỹ thuật số (Digital Verification Color Code- DVCC) là tươngđương của các giai điệu âm thanh, giám sát được sử dụng trong hệ thốngAMPS Có 256 sự khác nhau trong 8-bit mã màu, được bảo vệ bởi một (12, 8,3) mã Hamming Mỗi trạm cơ sở đều được phân phối mã màu riêng của nó, do

đó, bất kỳ ảnh hưởng đến tín hiệu từ các tế bào ở xa có thể được bỏ qua

Đề án điều chế cho IS-54 là 7C / 4 phân bậc bốn giai đoạn chuyển keying(DQPSK), nếu không được gọi là phân 7t / 4 4-PSK hoặc DQPSK π / 4 Kỹthuật này cho phép một tỷ lệ bit của 48,6 kbit / s với khoảng cách kênh 30 kHz,

để cho một hiệu quả băng thông 1,62 bit / s / Hz Giá trị này là 20% tốt hơn sovới GSM Điều bất lợi lớn với loại phương pháp điều chế tuyến tính là kém hiệuquả năng lượng

IS-54 tính năng bảo mật cũng là một vấn đề quan tâm vì nó là tiêu chuẩnđầu tiên để xác định một số biện pháp an ninh IS-54 sử dụng các hang động(Cellular Authentication, giọng nói bảo mật và mã hóa) thuật toán để xác thực

và các CMEA (Cellular Message Encryption Algorithm) để mã hóa

Bảng 1.2: Các thông số kỹ thuật của IS-54

Dải tần số điện thoại di động Rx: 869-894 MHz; Tx: 824-849 MHz

Phương pháp truy cập nhiều TDMA / FDM

Phương pháp song công FDD

Số kênh 832 (3 người sử dụng trên mỗi kênh)

Khoảng cách kênh/ Bandwidth 30 kHz

Tốc độ truyền theo bit kênh 48,6 kbit / s

Hiệu quả hình ảnh(quang phổ) 1,62 bit / s / Hz

Interleaving(chen vao) 2 khe cắm interleaver

b Xử lý cuộc gọi

Bit dữ liệu của một cuộc trò chuyện chiếm một khoảng dữ liệu 6 khe tạonên hoàn thành một IS-54 frame DATA trong khe 1 và 4, 2, 5, 6 và 3 và tạothành một mạch giọng nói DVCC là viết tắt của mã kỹ thuật số màu xác minh,thuật ngữ phức tạp cho một giá trị mã duy nhất 8-bit được phân công mỗi tếbào G có nghĩa là bảo vệ thời gian, khoảng thời gian giữa mỗi khe thời gian.RSVD là viết tắt của bảo lưu SYNC đại diện cho đồng bộ, một TDMA lĩnh vực

dữ liệu quan trọng Mỗi khe trong mỗi frame phải được đồng bộ chống lại tất cảnhững người khác và đồng hồ một tổng thể cho tất cả mọi thứ để làm việc Khecắm thời gian cho sự chỉ đạo di động đến cơ sở được xây dựng khác nhau từhướng nguồn đến điện thoại di động Họ chủ yếu mang thông tin tương tựnhưng được sắp xếp khác nhau Chú ý rằng các hướng điện thoại di động đếnnguồn có một thời gian đoạn đường nối 6-bit để cho phép thời gian phát của nó

để có được lên đến quyền lực đầy đủ, và một băng bảo vệ 6-bit, trong đó không

có gì là truyền đi Những thêm 12 bit theo hướng cơ bản đến điện thoại di độngđược dành riêng cho sử dụng trong tương lai

Một khi có cuộc gọi đến trong các thiết bị chuyển mạch di động để mộtcặp khác nhau về tần số; một kênh phát thanh tiếng nói mà người vận chuyển hệthống đã có những tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số đôi này mang cuộc gọi.Nếu một tín hiệu IS-54 được phát hiện nó được giao một kênh giao thông kỹthuật số nếu có Các kênh có liên quan nhanh chóng thực hiện hoặc FACCH

handoffs trong khi gọi, không có cần cho điện thoại di động để trở lại kênh điềukhiển Trong trường hợp FACCH tiếng ồn cao, nhúng vào trong các kênh giaothông kỹ thuật số bằng giọng nói sẽ ghi đè các tải trọng, làm giảm chất lượnggiọng nói để truyền tải thông tin điều khiển Mục đích là để duy trì kết nối Cácliên kết chậm SACCH soát kênh hoặc không thực hiện handoffs nhưng chuyểntải những thứ như thông tin cường độ tín hiệu để các trạm cơ sở.

IS-54 coder bài phát biểu sử dụng kỹ thuật được gọi là vectơ tổng hợpkích thích tuyến tính dự báo(VSELP) mã hóa Đây là một kiểu đặc biệt củacoder bài phát biểu trong một lớp học lớn được gọi là kích thích tuyến tính dựbáo mã (CELP) lập trình Các bài phát biểu mã hóa tỷ lệ 7,95 kbit / s đạt đượcmột chất lượng bài phát biểu xây dựng lại tương tự như của các hệ thống tương

tự AMPS bằng cách sử dụng điều chế tần số Các 7,95-kbit / s tín hiệu sau đóđược truyền qua một kênh mà coder tải tốc độ bit lên đến 13 kbit / s Tỷ lệ mới-một nửa tiêu chuẩn mã hóa làm giảm tốc độ bit tổng thể cho mỗi cuộc gọi đến6,5 kbit / s, và nên cung cấp chất lượng tương đương với tỷ lệ 13 kbit-s Tỷ lệnày cho một nửa công suất kênh sáu lần so với AMPS analog

c Hệ thống

Một điện thoại dual-mode (chế độ kép) có khả năng hoạt động chỉ trongmột tế bào analog hoặc tế bào một chế độ kép Cả hai bộ truyền và nhận các hỗtrợ của hai sóng FM tương tự và đề án phân chia thời gian kỹ thuật số đa truynhập (TDMA) truyền dẫn kỹ thuật số được ưa thích, vì thế khi một hệ thống diđộng có khả năng kỹ thuật số, điện thoại di động là đơn vị được giao một kênh

kỹ thuật số đầu tiên Nếu không có các kênh kỹ thuật số có sẵn, hệ thống diđộng sẽ chỉ định phát một kênh analog Các chuyển đổi tín hiệu âm thanh đếnmột tần số vô tuyến (RF), và người nhận chuyển đổi một tín hiệu RF để một tínhiệu âm thanh ăng ten tập trung và chuyển đổi năng lượng RF để tiếp nhận vàtruyền vào không gian tự do Bảng điều khiển phục vụ như một đầu vào / đầu ra

cơ chế cho người dùng cuối, nó hỗ trợ một bàn phím, một màn hình, một micro,

và loa một điều phối viên của đồng bộ hóa việc truyền và nhận được chức năngcủa đơn vị di động.Hệ thống điện thoại chế độ kép bao gồm:

1.2.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA)

Tiêu chuẩn tạm thời 95 là chuẩn CDMAđầu tiên dựa trên tiêu chuẩn kỹthuật số di động của Qualcomm Tên thương hiệu cho IS-95 là CDMA One IS-

95 còn được gọi là TIA-EIA-95 Nó là một tiêu chuẩn của điện thoại di động sửdụng công nghệ CDMA, truy cập bằng cách thu sóng của tần số âm thanh, đểgửi thoại, dữ liệu và tín hiệu dữ liệu (chẳng hạn như một số điện thoại đã gọi)giữa điện thoại di động và các nơi có sóng

Hình 1.3: Cấu trúc của hệ thống CDMA

Trong đó:

- MSC: Trung tâm chuyển mạch

- VLR: Bộ đăng kí thuê bao tạm trú

- BSC: Bộ gói đơn vị ngoại lai điều khiển trạm gốc

- BTS: Trạm thu phát gốc

- BSM: Bộ quản lí trạm gốc

- PDSN (FA): Mạng dịch vụ dữ liệu

- HA: Đơn vị thường trú

- AAA: Nhận thực,quản lí và tính cước

- HLR: Bộ đăng kí định vị thuê bao thường trú

- AuC: Trung tâm nhận thực

- SMSC: Trung tâm dịch vụ bảo tin ngắn

- OMC: Trung tâm điều hành và bảo dưỡng

- VMS: Hệ thống thư thoại

- FMS: Hệ thống thư Fax

- IWF: Chức năng liên kết

- CAN: Mạng ATM(chế độ truyền bất đồng bộ) trung tâm

- SCP: Bộ xử lí trung tâm dịch vụ

- SMS: Hệ thống quản lí dịch vụ

- IP: Ngoại vi thông minh

- MT: Thiết bị đầu cuối di động

Các thành phần của mạng

MSC là trung tâm của hệ thống có chức năng: Chức năng xử lí cuộc gọi:

cuộc gọi thoại, cuộc gọi dữ liệu, cuộc gọi quá giang, dịch số, nhắn tin, bảo mật,đăng kí định vị và chuyển giao Giao tiếp trạm làm việc có chức năng bảo trì vàvận hành: GUI và xử lí đồ họa, theo dõi thuê bao di dộng, thống kê và tínhcước, điều khiển quá tải, chức năng MAP (phần ứng dụng của di động) Chứcnăng liên kết làm việc với mạng: giao tiếp với mạng PSTN/ IN/ nhà cung cấp ở

xa, VMS/ FMS/ IWF/ HLR/ SMSC/ OMD (máy chủ vận hành và bảo dưỡngtrong mạng DCN)/ giao tiếp với hệ thông tính cước, giao tiếp với BSC (3GIOS)

VLR là khối chức năng cung cấp thông tin khác nhau để cho các thuê bao

di động trong MSC/ VLR của hệ thống thông tin di động của CDMA có thể

thay đổi vị trí của chúng một cách tự do, thiết lập và giải phóng cuộc gọi,cungcấp các dịch vụ khác nhau Các chức năng này gồm: đăng kí định vị, thay đổithông tin thuê bao di động, thẩm vấn vị trí, thẩm vấn định tuyến tới thuê bao diđộng bị gọi, nhận thực, SMS (dịch vụ bản tin ngắn), NDSS (lựa chọn hệ thốngnối trực tiếp đến mạng).

BSC nằm giữa MSC và BTS nó có nhiều chức năng khác nhau như quản

lý trạng thái BTS, chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến chức năng chuyểngiao cứng và chuyển giao mềm giữa MS và BCS, điều khiển công suất BSCcòn có thể đổi dữ liệu thoại dạng EVRC sang dạng PCM và ngược lại nó cũngdội lại tiếng nói dội xảy ra do bộ hybrid của thuê bao hữu tuyến và trì hoãn Cácchức năng chính của BSC: điều khiển chuyển giao, truyền mẫu tin trong suốt,chuyển mã, chọn lựa, xử lí dịch vụ bổ sung và định tuyến gói, quản lí tàinguyên cuộc gọi, báo hiệu giữa MSC và BTS, xử lí 3G IOS, vận hành và bảodưỡng

BTS nằm giữa MT và BCS Nhiệm vụ và chức năng chủ yếu của nó là

truyền dẫn vô tuyến, nó điều khiển và duy trì các cuộc gọi cho máy di động,giúp MT nhận được trạm gốc ban đầu, gửi dữ liệu cần thiết,phân bổ kênh lưulượng theo yêu cầu và tạo các tuyến cho các cuộc gọi Các chức năng đó gồmcó: quản lí tài nguyên các cuộc gọi và điều khiển các cuộc gọi, truyền dẫn và xử

lí lỗi, đo và thống kê, xử lí tín hiệu vô tuyến, đo và kiểm tra vô tuyến và TPLT(Transmit Power Tracking Loop-Vòng giám sát công suất phát), định tuyến vàtruyền gói

BSM, thiết bị chính của BSM là trạm làm việc (Workstation) và các thiết

bị phụ trợ như máy in X-terminal, BSM có chức năng điều khiển vận hành vàbảo dưỡng các bộ xử lí các cuộc gọi và các bộ mã hóa thoại, chúng làm việcnhư là một bộ điều khiển của BSC và tất cả các thiết bị của BTS BSM truy cậpNMS qua giao diện mạng LAN và sử dụng giao thức TCP/ IP BSM cung cấpcác chức năng sau:vận hành và bảo dưỡng BTS và BSC, nạp chương trình choBTS và BSC, thu thập và xử lí cảnh báo, quản lí và xử lí thông tin liên quan đến

vận hành, giao diện với nhân viên điều hành, quản lí chất lượng, xử lí lỗi, xử líthống kê, truyền dữ liệu thông qua giao diện với OMD.

PDSN truy nhập vào mạng vô tuyến thông qua thông qua giao thức mạng

ANSI-41 và cung cấp chức năng giao diện internet bằng thủ tục IP đơn giản vàgiao diện internet bằng giao thức IP di động dựa trên giao diện tuyến (link) giaothức PPP tùy thuộc và sự khởi tạo cuộc gọi dữ liệu gói của thiết bị di động MT,bên cạnh đó nó còn cung cấp các chức năng như: nhận thực và cho phép truycập mạng internet của thuê bao, chức năng truy cập server để tính cước

HA (Home Agent) phân phối các gói đến các nút mạng di động, nó hoạt

động như một bộ định tuyến (router) trong mạng chủ của mạng di động mà nó

có thông tin định vị hiện tại của các nút di động HA được hỗ trợ các chức năngsau: kiểm tra tính di động, nhận thực dịch vụ dữ liệu gói, định tuyến gói đên FA(PDSN), quản lí và thông tin bảo mật với FA

AAA có thể tạo thành từ máy micro/ mini workstation trong mạng

CDMA, nó cung cấp các chức năng sau: liên kết hoạt động với FA (foreignagent) PDSN thông qua hệ thông bảo an để tính cước cho thuê bao và nhận thực

ủy thác, cung cấp hồ sơ thuê bao và thông tin chất lượng dịch vụ đến FA(PDSN), định địa chỉ IP động cho simple IP/ mobile IP

HLR là một thành phần mạng, nó xử lí thông tin về thuê bao di động

hoặc các thành phần mạng cấu hình được yêu cầu với cơ sở thời gian thực dunglượng cao HLR nhận các thông tin định vị của các thuê bao di động di chuyểngiữa các vùng được điều khiển bơi VLR của hệ thống chuyển mạch và lưu trữ

nó vào bộ nhớ cơ sở dữ liệu trong HLR trong thời gian thực Chức năng: đăng

kí định vị và giải phóng, xử lí cuộc gọi, quản lí thuê bao, nhận dạng thuê bao vàliên quan kế hoạch đánh số, thông tin liên quan đến hoạt động của thuê bao,thông tin liên quan đến dịch vụ bổ sung, thông tin liên quan đến tính cước, đăng

kí và hủy bỏ dịch vụ bổ sung, quản lí vận hành và bảo trì hệ thống, giao tiếp vớinhân viên điều hành, quản lí hỗ trợ (MTP, SCCP, TCAP) lớp thấp báo hiệu số

7, quản lí thông tin định tuyến

AuC thi hành quản lí thông tin và quyết định giả thuật… AuC bao gồm

các chức năng sau: nhận thực cuộc gọi đăng kí vị trí, nhận thực cuộc gọi xuấtphát, kết thúc cuộc gọi, thủ tục trả lời yêu cầu đặc biệt, thủ tục nâng cấp SSD,yêu cầu BS (hệ thống trạm gốc), nâng cấp thông số

SMSC là một hệ thống trao đổi mẫu tin dạng mẫu tự giữa SME (Short

Message Entity-thực thể bản tin ngắn) và mạng CDMA Các loại đầu cuối bảntin ngắn SME thuộc VMS (hệ thống thư thoại), Email, InP (nhà cung cấp thôngtin), FAX, PC (máy tính cá nhân) SMC được nối với HLR và MSC/ VLR thôngqua CCS7 (báo hiệu kênh chung số 7) với hệ thống quảng bá trạm gốc CBS(Cell Broadcast System ) thông qua TCP/IP hoặc X.25 Các chức năng gồm có:

đệ trình bản tin, quản lí bản tin, phân phối bản tin, công nhận bản tin, các dịch

vụ nhấc máy, chuyển bản tin ngắn xuất phát từ máy di động, quảng bá Cell, táiphân phát bản tin

OMC là khối chức năng tích hợp mà nhờ nó nhân viên điều hành mạng

có thể giám sát và điều hành hệ thông bởi các phương tiện truyền dẫn mạng sốliệu OMC chịu trách nhiệm với tất cả các hoạt động có bản chất kĩ thuật vàquản lí, các hoạt động này cần phải thay đổi theo các điều kiện thay đổi của bêntrong và bên ngoài Điều này làm tăng hoạt động tích hợp và độ tin cậy củamạng do đó giảm thiểu chi phí vận hành và bảo dưỡng Trung tâm OMC cungcấp các giao diện thân thiện cho các nhân viên điều hành làm việc với các phầnphụ của mạng OMC hoạt động như là một công cụ để tập trung hỗ trợ chứcnăng quản lí mạng hàng ngày và cung cấp cơ sở dữ liệu cho công việc thiết kế,hoạch định, tối ưu mạng Các chức năng chinh của OMC: giám sát các trạngthái của hệ thống, quản lí sự cố và cảnh báo, quản lí lỗi, quản lí bảo

mật, chất lượng

VMS, nếu thuê bao di động không nhận được bản tin trực tiếp, hệ thống

VMS sẽ lưu bản tin thoại lại và thông báo cho thuê bao biết để kiểm tra lại bảntin VMS thực hiện các chức năng sau: gửi bản tin, kiểm tra trạng thái gửi bảntin, gửi liên tục bản tin, gán ngày gửi bản tin, gán ngày xóa bản tin, chuyển đổi

bản tin, thay đổi chức năng chuyển đổi bản tin, thông báo kết thúc, thông báokết thúc đặc biệt, chọn phương pháp và thứ tự nhận bản tin.

FMS cho phép các thuê bao dịch vụ này có thể gửi fax đến nhiều thuê

bao khác nhau cùng lúc thông qua hệ thông hộp thư thoại, kiểm tra hoặc nhậncác bản tin đã lưu lại trong hệ thông và gửi đến thuê bao thư thoại FMS có cácchức năng sau: gửi chung, dịch vụ board (board service), chức năng gửi, chứcnăng nhận

IWF cung cấp các chức năng cần thiết cho thuê bao di động có các dịch

vụ dữ liệu truy cập vào mạng và thực hiện thông tin dữ liệu thông qua thiết bịđầu cuối dữ liệu Nó bao gồm các chức năng sau: liên kết làm việc với MSC(Frame Relay và xử lí ISDN tốc độ cơ bản PRI), chuyển mạch cuộc gọi dữ liệu,các modem data/fax, xử lí thủ tục dữ liệu BSC, chuyển đổi thủ tục, xử lí cuộcgọi và quản lí tài nguyên

CAN giao tiếp với nhiều BSC, PDSN để cấu hình mạng dữ liệu gói và

cung cấp tín hiệu chuyển giao và lưu lượng chuyển giao giữa các BSC và đường

số liệu cho giao tiếp internet Mặc dù CAN không phải là node cấu hình chuẩnnhưng nó được cung cấp để cải thiện cấu hoạt động chung của cả mạng CAN

có chức năng: cung cấp đường truyền ATM, giao tiếp BSC, giao tiếp thiết bịquản lí BSC, giao tiếp PSDN

SCP có chương trình luận lí dịch vụ và dữ liệu được yêu cầu cho các dịch

vụ mạng thông minh, bộ vi xử lí điều khiển dịch vụ có các chức năng sau: cungcấp chức năng WIN pha 1, pha 2, cung cấp môi trường thực thi luận lí dịch vụ,cung cấp các dữ liệu thuê bao có liên quan đến dịch vụ mạng thông minh, cungcấp các chức năng vận hành và bảo dưỡng hệ thống

SMS là một thành phần mạng thực hiện điều khiển quản lí dịch vụ, điều

khiển cung cấp dịch vụ, điều khiển phát triển dịch vụ

IP bao gồm các tài nguyên đặc biệt như thông báo khách hàng, nhận

giọng nói, tổng hợp giọng nói, ghi âm thoại, thu tín hiệu DTMF, chuyển đổi thủtục, thu phát fax, IP cung cấp giao diện linh hoạt giữa người sử dụng mạng

thông minh Chức năng: thu, tái tạo, biên tập thoại, phân tích DTMF, gửi nhậnfax, giao diện vơi nhân viên khai

thác, vận hành và bảo dưỡng hệ thống, hỗ trợ thủ tục WIN

MT là hệ thống cung cấp các dịch vụ thông tin vô tuyến cho thuê bao

đứng yên hoặc di động.MT chứa ME (mobile equipment) để truyền tín hiệu vôtuyến và ứng dụng điều khiển và USIM (môđun nhận dạng dịch vụ của người sửdụng) để cung cấp dịch vụ và bảo mật cho người dùng Chức năng của MT: xử

lí cuộc gọi, modem (xử lí tín hiệu số băng tần gốc), xử lí tín hiệu analog băngtần IF/RF, mã hóa hình ảnh và âm thoại, hỗ trợ mô đun nhận thực người sửdụng, giao tiếp các thiết bị ngoại vi, giao tiếp người dùng, cung cấp các dịch vụ

đa truyền thông như thoại, dữ liệu, hình ảnh

1.2.3 Phát triển mạng 2G (evolved second generation-2.5G )

Mạng 2.5G chính là bước đệm giữa 2G với 3G trong công nghệ điệnthoại không dây Khái niệm 2.5G được dùng để miêu tả hệ thống di động 2G cótrang bị hệ thống chuyển mạch gói, bên cạnh hệ thống chuyển mạch kênhtruyền thống Trong khi các khái niệm 2G và 3G được chính thức định nghĩa thìkhái niệm 2.5G lại không được như vậy Khái niệm này chỉ dùng cho mục đíchtiếp thị 2.5G cung cấp một số lợi ích của mạng 3G (ví dụ chuyển mạch gói), và

có thể dùng cơ sở hạ tầng đang tồn tại của 2G trong các mạng GSM và CDMA.GPAS là công nghệ được các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông GSM sử dụng

Và giao thức, như EDGE cho GSM, và CDMA 2000 1x-RTT cho CDMA, cóthể đạt chất lượng như các dịch vụ 3G (vì dùng tốc độ truyền dữ liệu 144Kb/s),nhưng vẫn được xem như dịch vụ 2.5G bởi vẫn chậm hơn vài lần so với dịch vụ3G thật sự

Tốc độ truyền dữ liệu vào khoảng 144 kbit/s

Các dịch vụ số liệu cải tiến

- Tốc độ bit data cao hơn

- Hỗ trợ kết nối Internet

Phương thức chuyển mạch:

- Chuyển mạch gói - Packet Switching

Tại châu Âu, mỗi nước phát triển một hệ thống thông tin di động tronglãnh thổ của riêng mình Người đăng ký sử dụng dịch vụ ở một nước, khi đisang các nước khác thường không thể sử dụng các dịch vụ đã đăng ký ở nhà(roaming) Năm 1983, một tiêu chuẩn kỹ thuật số - gọi là Hệ thống toàn cầu vềtruyền thông di động – GSM, hoạt động ở các giải tần tiêu chuẩn, được đưa ra

và đề xuất sử dụng Cho đến năm 1993, GSM đã được hầu hết các nhà khai thácmạng ở châu Âu đã nâng cấp và triển khai sử dụng Tiêu chuẩn thông tin diđộng GSM có khả năng cung cấp cuộc gọi với chất lượng thoại rất cao, tuynhiên lại hạn chế về khả năng cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao đangtrở thành một nhu cầu của người sử dụng hiện nay

Tại khu vực bắc Mỹ, các nhà khai thác mạng sử dụng một kỹ thuật tương

tự (analog) gọi là AMPS - Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến Thông tin diđộng phát triển tới mức các nhà khai thác nhanh chóng đạt đến số lượng thuê

bao tối đa, điều này dẫn tới việc rớt cuộc gọi hoặc không thể kết nối do tín hiệubận Khi tiến hành nâng cấp lên kỹ thuật số, các nhà khai thác mạng có 3 lựachọn: sử dụng công nghệ TDMA, CDMA hoặc GSM (cũng là một dạng củaTDMA) Mỗi tiêu chuẩn đều được những người đề xuất hỗ trợ mạnh mẽ dẫn tớiviệc cả 3 công nghệ đều được sử dụng cho các nhà khai thác Kết quả là tạo racác hệ thống mạng thông tin di động riêng biệt và và không tương thích lẫnnhau trên toàn khu vực

Trong một nỗ lực nhằm tiêu chuẩn hoá các hệ thống thông tin di động kỹthuật số trong tương lai và tạo ra khả năng kết nối toàn cầu với chỉ 1 thiết bị,năm 1999, liên minh viễn thông quốc tế ITU đã đưa ra một tiêu chuẩn duy nhấtcho các mạng di động tương lai gọi là IMT2000 Tiêu chuẩn Thông tin di độngquốc tế - IMT -2000 sau này được gọi là 3G, đưa ra các yêu cầu cho các mạng

- Tăng dung lượng hệ thống

- Tương thích ngược với các hệ thống thông tin di động trước đây (gọi là 2G)

- Hỗ trợ đa phương tiện

- Dịch vụ dữ liệu gói tốc độ cao, với các tiêu chuẩn về tốc độ truyền dữ liệuđược xác định

>2Mbps khi đứng yên hay ở trong khu vực nội thị

>384Kbps ở khu vực ngoại vi

>144Kbps ở khu vực nông thôn

> Với thông tin vệ tinh - khả năng phủ sóng rộng - tốc độ truyền số liệu có khảnăng

thay đổi

ITU mong muốn các nhà khai thác mạng sẽ tạo thành một hệ thống cơ sở

hạ tầng mạng và vô tuyến thống nhất, có khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng vàrộng khắp trên toàn cầu Theo thời gian, khái niệm IMT2000 từ một tiêu chuẩntrở thành một tập các tiêu chuẩn thoả mãn các yêu cầu với nhiều công nghệkhác nhau Hai tiêu chuẩn 3G được chấp nhận rộng rãi nhất theo đề nghị của

ITU là CDMA 2000 và WCDMA (UMTS) đều dựa trên nền tảng công nghệCDMA.

1.3.2 Sự khác biệt của công nghệ 3G so với 1G và 2G

- Đặc điểm khác biệt nổi bật giữa mạng điện thoại thế hệ đầu tiên (1G) và mạng2G là sự chuyển đổi từ điện thoại dùng tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

- Tùy theo kỹ thuật đa truy cập, mạng 2G có thể phân ra 2 loại: mạng 2G dựatrên nền TDMA (Time Division Multiple Access) và mạng 2G dựa trên nềnCDMA (Code Division Multiple Access)

- Trong đó, TDMA là phương thức đa truy cập phân chia theo thời gian cònCDMA là phương thức đa truy cập phân chia theo mã Trong kỹ thuật CDMA,tín hiệu của mỗi người dùng (user) sẽ được dàn trải (spreading) bằng một mãxác định trực giao (hoặc giả trực giao) với nhau Tín hiệu truyền sẽ là tín hiệuchồng chập của nhiều người dùng khác nhau theo thời gian và trên cùng mộtbăng tần số

Đặc điểm nổi bật nhất của mạng 3G so với mạng 2G nằm ở khả năngcung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai các dịch vụ truyền thông

đa phương tiện trên mạng di động Tốc độ truyền tải nhanh với nhiều kỹ thuậtkhác nhau như HSPA, EV-DO, LTE Tốc độ tải lên khoảng 7.2 Mb/giây và tốc

độ tải xuống ở mức vài chục Mb/giây Người sử dụng công nghệ 3G sẽ đượcdùng các dịch vụ: thoại video, kết nối Internet, xem phim trực tuyến, thực hiệngiao dịch thanh toán qua mạng

1.3.3 Yêu cầu chính thức cho hệ thống

- Tốc độ hỗ trợ cao theo bảng yêu cầu cho hệ thống 3G

- Chất lượng thoại tương đương PSTN

- Hỗ trợ cả 2 dịch vụ chuyển mạch gói và chuyển mạch mạch

- Phát huy hơn nữa phổ tần vô tuyến

- Hỗ trợ linh hoạt yêu cầu các thiết bị di động khác nhau

- Tương thích các hệ thống mạng đã tồn tại trước đây đồng thời có khả năng hoànhập nhiều tính năng dịch vụ mới Chỉ định quản lý mạng nội vùng để cung cấp các kết nối điều khiển chất lượng

Chương 2: Khái niệm 3G

2.1 3G là gì

3G (third generation technology) là tiêu chuẩn truyền thông di động băngthông rộng thế hệ thứ 3 tuân thủ theo các chỉ định trong IMT-2000 của ITU (Tổchức viễn thông thế giới) Chuẩn 3G cho phép truyền không dây dữ liệu thoại

và phi thoại (gửi email, hình ảnh, video )

2.2 Tiêu chuẩn 3G

Hiện tại, 3G được chia ra tới 6 chuẩn về công nghệ, bao gồm CDMADirect Spread (thường được biết dưới tên WCDMA), CDMA Multi-Carrier(thường được biết dưới tên CDMA 2000), CDMA TDD, TDMA Single-Carrier,FDMA/TDMA, OFDMA TDD WMAN (thường được biết dưới tên WiMAX diđộng) Trong đó chỉ có 3 công nghệ được biết đến nhiều nhất và phát triển thànhcông là WCDMA, CDMA 2000 1x EV-DO và WiMAX di động

Khuyến nghị ITU-R M.1457 đưa ra 5 họ tiêu chuẩn công nghệ cho giao diệntruy nhập vô tuyến của thành phần mặt đất của các hệ thống IMT-2000 (tên gọimạng 3G của ITU), bao gồm:

- IMT-2000 CDMA Direct Spread

- IMT-2000 CDMA Multi-Carrier

Mỗi tiêu chuẩn trong sáu tiêu chuẩn nêu trên đều được các công ty lớn vàmột số quốc gia có nền công nghiệp điện tử, viễn thông phát triển ủng hộ và rasức vận động Các tiêu chuẩn này cạnh tranh gay gắt với nhau trong việc chiếmlĩnh thị trường thông tin di động

2.2.1 Phương pháp dãy trải phổ trực tiếp

Công nghệ IMT-2000 CDMA Direct Spread còn được gọi là IMT-DS,ULTRA FDD và được biết đến nhiều hơn dưới tên gọi thương mại là WCDMA,được chuẩn hoá bởi 3GPP Dựa trên công ghệ WCDMA hiện có hai loại hệthống là FOMA (do NTT DoCoMo triển khai ở Nhật) và UMTS (được triểnkhai đầu tiên ở Châu Âu, sau đó phát triển ra toàn thế giới) UMTS là sự pháttriển lên 3G của họ công nghệ GSM (GSM, GPRS & EDGE), là công nghệ duynhất được các nước châu Âu công nhận cho mạng 3G GSM và UMTS cũng làdòng công nghệ chiếm thị phần lớn nhất trên thị trường thông tin di động ngàynay (chiếm tới 85,4% theo GSA 8-2007)

Một số đặc điểm chủ yếu của công nghệ WCDMA bao gồm:

- Mỗi kênh vô tuyến có độ rộng 5 MHz

- Tương thích ngược với GSM

- Chip rate 3,84 Mcps

- Hỗ trợ hoạt động không đồng bộ giữa các cell

- Truyền nhận đa mã

- Hỗ trợ điều chỉnh công suất dựa trên tỷ số tín hiệu/tạp âm

- Có thể áp dụng kỹ thuật anten thông minh để tăng dung lượng mạng và vùngphủ sóng (phiên bản HSPA từ Release 8 trở lên)

- Hỗ trợ nhiều kiểu chuyển giao giữa các cell, bao gồm soft-handoff, handoff và hard-handoff

softer-UMTS cho phép tốc độ downlink là 0,384 Mbps (full mobility) và vớiphiên bản nâng cấp lên HSPA Release 6 hiện nay, tốc độ lên tới 14 Mbps(downlink) và 1,4 Mbps (uplink) Phiên bản HSPA Release 8 ra mắt vào năm

2009 (thêm tính năng MIMO) thì tốc độ tương ứng sẽ là 42 Mbps & 11,6 Mbps

UMTS hoàn toàn tương thích ngược với GSM Các máy handset UMTSthường hỗ trợ cả hai chế độ GSM và UMTS do vậy chúng có thể sử dụng vớicác mạng GSM hiện có Nếu một thuê bao UMTS ra khỏi vùng phủ sóng củamạng UMTS và đi vào vùng phủ sóng GSM thì cuộc gọi của thuê bao đó được

tự động chuyển giao cho mạng GSM

Đặc biệt, trong băng tần 1900-2200 MHz mà Việt Nam đang dự định cấpphép cho 3G thì WCDMA là công nghệ duy nhất hiện nay đã có thiết bị sẵnsàng, được nhiều nhà cung cấp thiết bị sản xuất và có thể cung cấp ngay khi cóđơn đặt hàng Mặt khác, do quy mô thị trường lớn và là công nghệ đã “trưởngthành” nên WCDMA cũng là một trong những công nghệ có chi phí đầu tư thấpnhất, đem lại hiệu quả cao nhất

Tuy nhiên UMTS cũng có một số nhược điểm Chuyển giao cuộc gọi mới chỉthực hiện được theo chiều từ UMTS sang GSM mà chưa thực hiện được theochiều ngược lại Tần số cao hơn mạng GSM 900 nên số lượng trạm BTS dàyđặc hơn do đó thời gian xây dựng mạng lâu hơn và chi phí cao hơn mạng GSM

Để cung cấp được dịch vụ Video-on-demand, các trạm gốc phải đặt cách nhau

khoảng 1-1,5km; điều đó có thể thực hiện được ở khu vực đô thị nhưng sẽ làkhông kinh tế ở khu vực nông thôn.

2.2.2 Phương pháp nhiều sóng mang

IMT-2000 CDMA Multi-Carrier còn được gọi là IMT-MC hayCDMA2000 là công nghệ phát triển lên 3G từ họ CDMAOne (IS-95) bởi3GPP2 Đây là công nghệ cạnh tranh trực tiếp với công nghệ WCDMA trên thịtrường thông tin di động CDMA2000 có các phiên bản CDMA2000-1x (hay1xRTT), CDMA2000-3x, CDMA2000 EV-DO, CDMA2000 EV-DV

CDMA2000 sử dụng các cặp sóng mang có độ rộng kênh 1,25 MHz.Phiên bản đầu tiên CDMA2000 1x (hay IS-2000) sử dụng 1 cặp kênh vô tuyến1,25 MHz để chuyển tải 128 kênh lưu lượng, cung cấp tốc độ downlink 144 kB/

s Mặc dù CDMA2000 1x được công nhận là 3G nhưng nhiều người coi nó làđại diện của mạng 2,5G CDMA2000 3x và CDMA2000 EV-DV sử dụng 3kênh 1,25 MHz để tăng tốc độ CDMA2000 EV-DV có tốc độ downlink lên đến3,1 Mbps và uplink là 1,8 Mbps Tuy nhiên cả hai phiên bản này đều không cònđược tiếp tục nghiên cứu, phát triển để thương mại hoá do các nhà khai thácCDMA2000 lớn nhất (như Sprint Nextel và Verizon Wireless) đều đã lựa chọnphiên bản EV-DO Hiện nay chưa có mạng thương mại nào triển khai hai phiênbản này

CDMA2000 EV-DO lại có nhiều revision khác nhau: Rev 0, Rev A,Rev B, Rev C Tiêu chuẩn CDMA2000 EV-DO đầu tiên được gọi là Revision

0 có tốc độ downlink lên đến 2,4 Mbps và uplink là 153 kbps CDMA2000 Rev

A có tốc độ lên đến 3,1 Mbps downlink và 1,8 Mbps uplink Rev B hỗ trợ tốc

độ uplink lên đến 14,7 Mbps (3 kênh sóng mang) Dự kiến đến giữa năm 2009khi Rev C hay còn gọi là UMB ra đời (sử dụng MIMO và OFDMA) sẽ hỗ trợtốc độ downlink lên đến 275 Mbps và uplink lên đến 75 MBps Tốc độ này chophép người ta coi UMB là công nghệ của mạng 4G, sánh ngang với LTE củadòng công nghệ HSPA/WCDMA Cũng giống như HSPDA, các modem từ Rev

A trở lên của CDMA2000 sử dụng chipset của Qualcomm cũng có khả năng xử

lý đồng thời cuộc gọi voice bằng chuyển mạch kênh và truy cập dữ liệu bằngchuyển mạch gói.

Hiện nay thiết bị CDMA2000 ở băng tần 1900-2200 MHz mà Việt namchuẩn bị cấp phép còn chưa có sẵn Trên thế giới mới chỉ có 1 nhà khai thác duynhất là KDDI của Nhật Bản triển khai CDMA2000 ở băng tần 1900-2200 MHz.Thiết bị cho mạng này được KDDI đặt hàng riêng của Toshiba nên không phổbiến trên thị trường Thiết bị CDMA2000 trong băng 1900-2200 MHz có thể sẽchỉ có sau khi Rev C (hay UMB) được thương mại hoá vào cuối năm 2009 đầunăm 2010

Tuy nhiên thị trường cho công nghệ CDMA2000 vốn đã nhỏ hơnGSM/UMTS nay lại đang suy giảm Tại một số nước, các nhà khai thácCDMA2000 cũng đang chuyển hướng sang HSPA Tại Hàn Quốc, KTF và SKTelecom đã tuyên bố ngừng đầu tư vào mạng CDMA2000 và bắt đầu từ đầunăm nay đã chuyển dần khách hàng sang HSPA Tại Australia, Telstra đã tuyên

bố sẽ thu hẹp và ngừng hoạt động mạng EV-DO và chuyển dần khách hàngsang mạng HSPA Các nhà sản xuất cũng không còn quan tâm nhiều đếnCDMA2000 nữa Nokia đã tuyên bố rút khỏi việc nghiên cứu phát triển CDMA

và chỉ tiếp tục kinh doanh các sản phẩm CDMA ở một số thị trường trọng điểm

2.2.3 Phương pháp mã thời gian

Họ công nghệ CDMA TDD bao gồm TD-CDMA và TD-SCDMA Côngnghệ TD-SCDMA do chính phủ Trung Quốc chỉ đạo Học viện Công nghệ Viễnthông Trung Quốc và Công ty Datang nghiên cứu, phát triển với mục tiêu

“không lệ thuộc vào công nghệ Phương Tây” nhằm tránh phải trả một khoản phíbản quyền không nhỏ cho các sáng chế của các công ty Âu-Mỹ đồng thời thúcđẩy ngành công nghiệp điện tử-viễn thông Trung Quốc phát triển Công nghệTD-SCDMA còn đang được nghiên cứu phát triển và chưa có nước nào ngoàiTrung Quốc dự định triển khai

TD-CDMA hay còn gọi là UMTS-TDD sử dụng chung một kênh vô tuyến 5MHz cho cả đường lên và đường xuống Mỗi khung thời gian rộng 10 ms chiathành 15 time slot Các time slot được phân bổ cho đường lên và đường xuống

theo một tỷ lệ cố định Công nghệ truy cập CDMA được sử dụng trong mỗitime slot để ghép kênh các dòng dữ liệu từ các tranceiver khác nhau.

Công nghệ TD-CDMA chủ yếu được sử dụng để truy cập dữ liệu internetbăng

thông rộng chứ không dành cho thoại Nó chủ yếu được dùng cho các pico-cell

và micro-cell có nhu cầu dữ liệu lớn Hiện nay đã có khoảng 20 nước triển khaiTD-CDMA ở các thành phố lớn Tuy nhiên công nghệ này chưa thực sự chínmuồi và quy mô thị trường cũng như số lượng các nhà cung cấp thiết bị cònnhiều hạn chế

2.2.5 Phương pháp thời gian tần số

Công nghệ này còn có tên gọi là DECT Nó được ETSI phát triển và đượctriển khai ở một số nước châu Âu, châu Á và châu Mỹ cho các hệ thống điệnthoại không dây tổng đài cơ quan (PBX) và điện thoại vô tuyến nội thị côngcộng Do có công suất nhỏ, vùng phủ sóng hẹp (maximum 0,25W) nên côngnghệ này không thích hợp cho việc phủ sóng toàn quốc đến các vùng nông thôn

2.2.6 Phương pháp sóng Wimax di động

Công nghệ này dựa trên tiêu chuẩn 802.16e-2005 hay còn gọi là Wimax

di động Nó được IEEE phát triển và đang được thử nghiệm triển khai ở một sốnước Mobile Wimax có một số đặc điểm cơ bản như sau:

- Thiết kế mạng dựa trên cấu trúc All-IP

- Kênh vô tuyến có độ rộng 3.5, 5, 7, 10, 20 MHz; song công TDD

- Sử dụng điều chế OFDMA

- Tần số 2.3; 2.5; 3.5 GHz

- Từ CW2 (2008) trở lên sẽ hỗ trợ ăngten thông minh (MIMO)

- Tốc độ (CW2) DL = 37.4 Mbps; UL=10 Mbps

Công nghệ Wimax đang được khá nhiều các công ty tham gia phát triển, đặcbiệt là các công ty đang chiếm thị phần khiêm tốn trong môi trường thông tin diđộng như Nortel hay Motorola Wimax là công nghệ có tiềm năng cạnh tranhcao trong việc cung cấp dịch vụ truy cập không dây băng rộng Hiện nayWimax forum đã có tới 469 thành viên (7/2007) là các nhà sản xuất chip/linhkiện; các nhà cung cấp thiết bị, các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà cung cấpứng dụng

Tuy nhiên Mobile Wimax cũng có một số nhược điểm Băng tần cho MobileWimax không được thống nhất cao trên toàn cầu như UMTS nên quy mô thịtrường bị phân mảnh, dẫn đến chi phí sản xuất cao, thiết bị có giá thành cao.Công nghệ Wimax được phát triển từ con số 0 nên không tương cấp dịch vụ dữliệu băng rộng không dây nên chi phí để cung cấp dịch vụ thoại qua mạngWimax di động laptop và PDA vẫn còn khá ít

Quan trọng hơn cả là công nghệ Wimax không có mặt ở băng tần

1900-2200 MHz nên không thích ứng với bất kỳ công nghệ nào có trước đó Ngoài ra,việc phát triển Wimax xuất phát từ nhu cầu cung cấp phép động là khá tốn kémtrong khi nhu cầu chủ yếu của người tiêu dùng hiện nay vẫn là thoại (80-90%lưu lượng toàn mạng), số lượng người sử dụng ở Việt Nam

- PSTN/ ISDN: Mạng điện thoại công cộng/mạng số đa dịch vụ

- VLR: Bộ đăng kí thuê bao tạm trú

- HLR: Bộ đăng kí định vị thuê bao thường trú

- 3G MSC: Trung tâm chuyển mạch mạng 3G

- Circuit Switched Network: Mạng mạch chuyển mạch

- AuC/ EIR: Trung tâm nhận thực/ bộ ghi nhận dạng thiết bị

- 3G SGSN: Serving GPRS Support Node/ Nút dịch vụ hỗ trợ GPRS 3G

- RNC: Radio Network Controller/ Mạng điều khiển sóng vô tuyến

- PSDN (X.25): mạch chuyển mạch số liệu công cộng (giao thức X.25)

- CGF: Connected Government Framework: khung kết nối chính phủ (CarrierGrade Framework: Trung tâm Năng lực Dịch vụ Truyền thông Toàn cầu)

- GGSN: Gateway GPRS Support Node/ Nút cổng hỗ trợ kết nối GPRS

- Node B: Trạm thu phát gốc

2.3.1.2 Chức năng của các thành phần trong mạng 3G-WCDMA

A Mạng lõi

a Trung tâm chuyển mạch di động

Trung tâm chuyển mạch thoại di động (mobile switching center, MSC) làtrung tâm của mạng lõi chuyển mạch Các MSC tương tự có thể được sử dụng

để phục vụ cho cả GSM-BSS và các kết nối UTRAN Một GSM-MSC phảiđược nâng cấp để đáp ứng các yêu cầu 3G, nhưng MSC tương tự có thể được sửdụng để phục vụ cho cả hai mạng truy cập Ngoài các mạng truy cập vô tuyến,

nó có giao diện cho mạng cố định PSTN, MSCs khác, các mạng chuyển mạchgói (SGSN), và mạng lõi khác nhau (HLR, EIR, AUC) VLR được thực hiện kếtnối với MSC, do đó giao diện giữa chúng (giao diện B) chỉ tồn tại một cáchlogic Một số BSSs có thể được kết nối với một MSC Số lượng và kích thướccủa MSCs cũng khác nhau, một nhà điều hành nhỏ có thể chỉ có một MSC nhỏ,nhưng một khi số thuê bao tăng, một số MSCs lớn có thể cần thiết

Các chức năng của MSC bao gồm:

- Phân trang (Paging);

- Điều phối các thiết lập cuộc gọi từ tất cả MSS trong thẩm quyền của MSC;

- Năng động phân bổ các nguồn lực;

- Địa điểm đăng ký;

- Chức năng liên mạng (IWFs) với loại khác của mạng lưới;

- Bàn giao quản lý (đặc biệt là bàn giao MSC phức tạp);

- Thanh toán của các thuê bao (không phải thanh toán thực tế, nhưng thu thập

dữ liệu cho trung tâm thanh toán);

- Mã hóa thông số quản lý;

- Tín hiệu trao đổi giữa các giao diện khác nhau;

- Tần số giao quản lý trong toàn khu vực MSC;

- Echo canceler operation and control(hoạt động và kiểm soát khử phản hồi).MSC chấm dứt các giao thức MM và CM của giao thức giao diện ngăn xếp vôtuyến, do đó, MSC có để quản lý những giao thức này, hoặc chịu trách nhiệmcho các phần tử mạng lõi khác.

b Đăng kí địa điểm truy cập (Visitor Location Register)

Việc đăng ký địa điểm truy cập (VLR) bao gồm các thông tin về trạmchuyển vùng điện thoại di động tại khu vực MSC này Cũng có thể là một VLR

xử lý đăng ký truy cập của một số khu vực MSC Lưu ý rằng một VLR chứathông tin từ tất cả các thuê bao đang hoạt động trong khu vực của nó, thậm chí

từ những kết nối từ mạng gia đình, do đó tên VLR gây hiểu nhầm hầu hết cácmục đăng ký mà không phải là khách, nhưng người sử dụng trong mạng giađình riêng của họ VLR chứa khá nhiều thông tin giống như vị trí nhà đăng ký(home location register, HLR), sự khác biệt thông tin trong VLR là tạm thời,trong khi HLR là một trang cho lưu trữ thông tin vĩnh viễn Khi người dùng tạo

ra một thuê bao, các dữ liệu của thuê bao của được thêm vào trang chủ củaHLR Từ đó nó được sao chép vào VLR và những người sử dụng hiện tạiđượcđăng ký với nó Khi một người dùng đăng ký với một mạng khác, các dữ liệuthuê bao loại bỏ khỏi VLR cũ và sao chép vào VLR mới Một số đề án tối ưuhóa mạng, trong đó có thể thay đổi nguyên tắc này trong tương lai Các VLRchứa dữ liệu để thủ tục thiết lập cuộc gọi bình thường có thể được xử lý màkhông cần hỏi ý kiến HLR Điều này là quan trọng nếu người dùng đang chuyểnvùng ở nước ngoài, và báo hiệu kết nối với mạng gia đình rất tốn kém

Một thuê bao VLR nhập dữ liệu bao gồm các thông tin sau:

- Nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI);

- Trạm di động quốc tế số ISDN (MSISDN);

- Trạm di động chuyển vùng số (MSRN);

- Trạm di động nhận dạng tạm thời (TMSI), nếu áp dụng;

- Trạm di động nhận dạng địa phương (LMSI), nếu sử dụng;

- Vị trí khu vực, nơi các trạm di động đã được đăng ký;

- Xác nhận của SGSN nơi MS đã được đăng ký, nếu có;

- Vị trí cuối và vị trí ban đầu của MS.

Ngoài ra, có thể được rất nhiều dữ liệu tùy chọn, phụ thuộc vào những gì mạng

hỗ trợ [ví dụ như, CAMEL hoặc local service area (LSA)] Các VLR cũng cóthể chứa các thông số dịch vụ bổ sung

Các thủ tục VLR đã thực hiện bao gồm:

- Thủ tục xác thực với HLR và AUC

- Thuật toán mật mã khóa quản lý và lấy lại từ HLR / AUC;

- Phân bổ số điện thoại mới TMSI;

- Theo dõi trạng thái tất cả MSS trong khu vực của mình;

- Thủ tục hỗ trợ phân trang (của TMSI và khu vực hiện tại)

c Đăng kí thuê bao định vị thường trú (Home Location Register)

HLR chứa dữ liệu thuê bao đăng ký thường trú Mỗi hồ sơ thông tin thuêbao được lưu trữ trong chỉ một HLR Các HLR có thể được bổ sung trong cácthiết bị tương tự như MSC/VLR, nhưng thông thường sắp xếp để MSC / VLRnhư là một đơn vị, và kết hợp HLR / AUC / EIR như là một đơn vị khác MộtPLMN có thể có một vài HLR Các thông tin thuê bao được nhập vào trongHLR khi người sử dụng là một thuê bao Có hai loại thông tin trong mộtHLR,vĩnh viễn và tạm thời Các dữ liệu vĩnh viễn không bao giờ thay đổi trừkhi các thông số thuê bao thay đổi Một ví dụ này là người dùng thêm một sốdịch vụ bổ sung cho thuê bao của mình Các dữ liệu tạm thời chứa những thứnhư địa chỉ (hiện tại) và mã hóa thông tin VLR, có thể thay đổi khá thườngxuyên Dữ liệu tạm thời đôi khi cũng có điều kiện; có nghĩa là, nó không phảiluôn luôn ở đó Một dữ liệu người thuê bao có thể được truy cập bằng IMSIhoặc MSISDN Các dữ liệu thường trú tại HLR bao gồm:

- Số thuê bao điện thoại di động quốc tế (IMSI), trong đó xác định các thuê bao(hoặc thẻ SIM thực sự của mình) rõ ràng;

- MSISDN [số lượng thư mục của MS (ví dụ, +44-1234-654321)];

- MS mục thông tin;

- Có thể chuyển vùng hạn chế;

- Đóng dữ liệu hội viên (CUG);