Chất lượng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3g UMTS

Chất lượng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3g UMTS

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài: “CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG HỆ

THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G/UMTS”

Giảng viên hướng dẫn : Th.S BÙI TRUNG THÀNH Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VĂN CHIẾN

Lớp : D10VT1 Khóa : 2010-2015

Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

HÀ NỘI – tháng 11/2014

NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn)

………

……… ……

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội , ngày….tháng….năm 2014

Giảng viên hướng dẫn

NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện)

………

……… ……

………

………

……… ……

………

………

……… ……

………

………

……… ……

………

………

……… ……

………

………

……… ……

………

………

……… ……

………

………

……… ……

………

………

……… ……

………

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2014

Giảng viên phản biện

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page i

LỜI MỞ ĐẦU

Mạng thông tin di động thế hệ thứ 3 là mạng điện thoại di động cho phép truyền

cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại Mạng 3G/UMTS cung cấp cả hai hệ thống

chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh Với công nghệ 3G/UMTS, các nhà cung cấp

có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện như âm nhạc chất lượng

cao, hình ảnh video chất lượng và truyền hình số, các dịch vụ định vị toàn cầu (GPS),

E-mail,video streaming, High-ends games và theo đó là việc đảm bảo chất lượng

cho các dịch vụ đã cung cấp

Việc đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng 3G/UMTS có một ý nghĩa rất lớn

trong việc giới hạn các hiện tượng trễ , mất gói cho các ứng dụng thời gian thực đảm

bảo sự hài lòng của khách hàng Yếu tố quyết định để nâng cao uy tín và khả năng thu

hút khách hàng đối với một nhà mạng

Vì vậy em chọn đề tài “Chất lượng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động

3G UMTS” với mục tiêu tìm hiểu chất lượng dịch vụ trong mạng di động,các tham số

yêu cầu của mạng,kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các thành phần mạng bao

gồm mạng truy nhập, mạng lõi Nội dung của đề tài được trình bày như sau:

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G/UMTS

CHƯƠNG 2: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

CHƯƠNG 3: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G/UMTS

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page ii

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy Bùi Trung Thành đã nhiệt tình

hướng dẫn, góp ý giúp em hoàn thành đồ án này Em cũng xin cảm ơn toàn thể các

thầy cô tại Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã giảng dạy và truyền đạt

các kiến thức quý báu trong thời gian em theo học tại trường

Do thời gian nghiên cứu có hạn và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi

những sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô cùng toàn thể các

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page iii

MỤC LỤC

trang

LỜI MỞ ĐẦU i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ v

BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VÀ TỪ NGỮ CHUYÊN NGÀNH vii

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 1

1.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG 3G 1

1.2 KIẾN TRÚC 3G WCDMA UMTS 2

1.2.1 Thiết bị người sử dụng 3

1.2.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS 3

1.2.3 Mạng lõi 4

1.2.4 Các mạng ngoài 7

1.2.5 Các giao diện 7

1.3 CÁC DỊCH VỤ CUNG CẤP TRÊN MẠNG 3G/ UTMS 8

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 11

CHƯƠNG II: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 12

2.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG HỆ THỐNG THỐNG TIN DI ĐỘNG………12

2.1.1 Định nghĩa QoS 12

2.1.2 Bốn quan điểm về QoS 12

2.1.3 Các yếu tố trong mạng di động có ảnh hưởng đến QoS 15

2.2.CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MIỀN CS 17

2.2.1 Dịch vụ miền chuyển mạch kênh CS 17

2.2.2 Tham số chất lượng dịch vụ miền CS 18

2.3 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MIỀN PS 19

2.3.1 Dịch vụ miền chuyển mạch gói PS 19

2.3.2 Tham số chất lượng dịch vụ miền PS 20

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 23

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page iv

CHƯƠNG III: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG 3G/UMTS 24

3.1 TÌNH HÌNH CHUẨN HÓA QOS TRONG MẠNG 3G/UMTS CỦA CÁC TỔ CHỨC CHUẨN HÓA QUỐC TẾ 24

3.1.1 Các tiêu chuẩn của tổ chức ITU 24

3.1.2 Các tiêu chuẩn của tổ chức 3GPP 24

3.2 KIẾN TRÚC QOS TRONG MẠNG 3G/UMTS 25

3.2.1 QoS trong thiết bị người sử dụng (UE) 26

3.2.2 QoS trong mạng truy nhập( UTRAN) 27

3.2.3 QoS trong mạng lõi (CN) 29

3.3 CÁC CHỨC NĂNG THỰC HIỆN QUẢN LÝ QOS TRONG MẠNG 3G/UMTS 37

3.3.1 Các lớp dịch vụ cơ bản của UMTS 37

3.3.2 Xác định các tham số chất lượng dịch vụ trong mạng UMTS 39

3.3.3 Thủ tục trao đổi Qos 47

3.3.4 Kiến trúc điều khiển QoS động (Policy and Charging Control) 51

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 55

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page v

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Tên Danh mục Trang

Bảng 1.1 Phân loại các dịch vụ ở 3GWDCMA UMTS 9

Bảng 1.2 Dịch vụ miền PS - CS 10

Bảng 2.1 Các yêu cầu về hoạt động cho các dịch vụ Thoại/Thời gian thực 18

Bảng 2.2 Bảng xác định các tham số cho từng lớp lưu lượng 20

Bảng 2.3 Các yêu cầu về hoạt động cho các dịch vụ lớp tương tác 2 chiều 22

Bảng 2.4 Các yêu cầu về hoạt động cho dịch vụ luồng dữ liệu 22

Bảng 3.1 Tham số đánh giá năng lực IP cho các dịch vụ khác nhau 30

Bảng 3.2 Thuộc tính dịch vụ lớp kênh mang 38

Bảng 3.3 Tham số QoS trong các dịch vụ của UMTS 41

Hình 1.1 Băng tần cấp phát cho hệ thống 3G ở các nước khác nhau 2

Hình 1.2 Kiến trúc UMTS 3

Hình 2.1 Bốn góc nhìn của QoS 12

Hình 2.2 Mối quan hệ giữa các góc nhìn 13

Hình 2.3 Quy trình quản lý QoS 14

Hình 2.4 Mô hình QoS 15

Hình 3.1 Chức năng quản lý QoS trong thiết bị người sử dụng 26

Hình 3.2 Chức năng quản lý QoS trong mạng truy nhập 27

Hình 3.3 Chức năng quản lý QoS của bộ định tuyến IP 31

Hình 3.4 Mô hình các bước phân biệt dịch vụ IntServ 33

Hình 3.5 Mô hình các bước phân biệt dịch vụ DiffServ 36

Hình 3.6 Xử lý gói trong mô hình DiffServ 36

Hình 3.7 Mô hình xác định các tham số chất lượng dịch vụ thông tin di động 43

Hình 3.8 Cấu trúc lớp chất lượng dịch vụ trong mạng UMTS 45

Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý quản lý chất lượng dịch vụ mạng di động 46

Hình 3.10 Cơ chế QoS trong kênh mang vô tuyến 47

Hình 3.11 Tăng băng thông đường lên bằng việc cấu hình lại kênh vật lý 48

Hình 3.12 Tăng băng thông đường xuống bằng việc cấu hình lại kênh chuyển 49

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page vi

Hình 3.13 Tăng băng thông đường xuống bằng cấu hình lại kênh vật lý 49

Hình 3.14 Kiến trúc PCC 51

Hình 3.15 Mô hình kéo thủ tục 54

Hình 3.16 Mô hình đẩy thủ tục 55

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page vii

BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VÀ TỪ NGỮ CHUYÊN NGÀNH

3G Third Generation Technology Công nghệ truyền thông thế

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dị bộ

AQM Active Queue Management Kĩ thuật quản lý hàng đợi

tích cực

BER Bit Error Rate Tỉ số bit lỗi

BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo

mã

CRNC Controlling RNC RNC điều khiển

CIR Committed Information Rate Tốc độ thông tin cam kết

DSCP Diferentiated Service Code Point Mã điểm dịch vụ phân biệt

EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị

EDGE Enhanced Data rates for Global

Evolution

Cải thiện tốc độ dữ liệu cho

sự phát triển toàn cầu

FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia

theo tần số

FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo

tần số

FIFO First In First Out Hàng đợi vào trước ra trước

FQ Fair Queuing Hàng đợi công bằng

GGSN Gateway GPRS Support Node Gateway hỗ trợ GPRS

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page viii

GSM Global System for Mobile

Communication

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

GTP GPRS Tunnel Protocol Giao thức đường hầm GPRS

HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú

IMSI International Mobile Subscriber

Identyier

Nhận dạng thuê bao di động toàn cầu

ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số liệu liên kết đa dịch

vụ

ITU InternationalTelecommunication Union Tổ chức viễn thông quốc tế

MAC Medium Access Control Điều khiển truy cập thiết bị

MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di

động

PCC Policy and Charging Control Điều khiển chính sách

PCRF Policy and Charging Rules

Function

Khối chức năng tính cước và thiết lập chính sách

PCEF Policy and Charging Enforcement

Function

Khối chức năng thực thi chính sách

PDP Packet Data Protocol Giao thức số liệu gói

PLMN Public Land Mobite Network Mạng di động mặt đất công

cộng

PIR Peak Information Rate Tốc độ thông tin đỉnh

PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển

mạch công cộng

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến

RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RNS Radio Network System Hệ thống mạng vô tuyến

RED Random Early Discarding Kĩ thuật loại bỏ gói sớm

ngẫu nhiên

SCH Synchrronization Channel Kênh đồng bộ

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page ix

SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ

SGSN Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ dịch vụ GPRS

SLA Service level agreement Thỏa thuận mức dịch vụ

SIR Signal to Interference Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu

TCA Traffic Conditioning Agreement Điều kiện lưu lượng

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển phát

TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia

theo thời gian

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo

UTRAN UMTS Terrestrial RAN Mạng truy nhập vô tuyến

UMTS

VLR Vistor Location Register Bộ ghi định vị thường trú

VoIP Voice Over Internet Protocol Giọng nói truyền trên mạng

WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng

WCDMA Wideband Code Division Multiple

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G

 Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo các dịch vụ băng rộng như truy nhập internet nhanh hoặc các ứng dụng đa phương tiện, do yêu cầu ngày càng tăng về các dịch

vụ này

 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 tầm phủ của các hệ thống thông tin di động

 Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động

Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba đã được IMT-2000

đề xuất, trong đó hai hệ thống WCDMA UMTS và CDMA-2000 đã được ITU chấp thuận và đã được đưa vào hoạt động Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access: Đa truy nhập phân chia theo mã) điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin động thế hệ ba

WCDMA UMTS là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng công nghệ TDMA (Time Division Multiple Access: Đa truy nhập phân chia theo thời gian) như: GSM, PDC, IS-136 CDMA-2000 là sự phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng công nghệ CDMA như: IS-95

Hệ thống di động viễn thông toàn cầu UMTS được phát triển bởi 3GPP (Third Generation Partnership Project) là dự án phát triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn hoá (SDO) như: ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC (Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và CWTS (Trung Quốc) UMTS đáp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ

di động và ứng dụng Internet với tốc độ truyền dẫn lên tới 2Mbps và cung cấp một tiêu chuẩn chuyển vùng toàn cầu

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 2

Hình 1.1 - Băng tần cấp phát cho hệ thống 3G ở các nước khác nhau

Hội nghị vô tuyến thế giới năm 1992 đã đưa ra các phổ tần số dùng cho hệ thống UMTS:

 1920 MHz ÷ 1980 MHz và 2110 MHz ÷ 2170 MHz dành cho các ứng dụng FDD (Frequency Division Duplex: ghép song công phân chia theo tần số) đường lên và đường xuống, khoảng cách kênh là 5 MHz

 1900 MHz ÷ 1920 MHz và 2010 MHz ÷ 2025 MHz dành cho các ứng dụng TDD – TD/CDMA( Time Division Duplex: ghép song công phân chia theo thời gian ) khoảng cách kênh là 5 MHz

1.2 KIẾN TRÚC 3G WCDMA UMTS

Mạng thông tin di động 3G lúc đầu là mạng kết hợp giữa các vùng chuyển mạch gói PS (Packet Switched) và chuyển mạch kênh CS (Circuit Switched) để truyền

số liệu gói và tiếng Trên đường phát triển đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh sẽ dần được thay thế bằng chuyển mạch gói Các dịch vụ kể cả số liệu lẫn thời gian thực (như tiếng và video) cuối cùng sẽ được truyền trên cùng một môi trường IP (Internet Protocol) bằng các chuyển mạch gói

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 3

 Thiết bị đầu cuối (TE) hỗ trợ hai giao diện Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô

tuyến (giao diện WCDMA) Nó đảm nhiệm toàn bộ kết nối vật lý với mạng UMTS Giao diện thứ hai là giao diện Cu giữa UMTS IC card (UICC) và đầu cuối Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các card thông minh

 Thiết bị di động (ME) là đầu cuối vô tuyến sử dụng để giao tiếp vô tuyến qua giao

diện Uu

 Modul nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) là một thẻ thông minh đảm nhận việc

xác nhận thuê bao, thực hiện thuật toán nhận thực, và lưu giữ khoá mã mật, khoá nhận thực và một số các thông tin về thuê bao cần thiết tại đầu cuối

1.2.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS

UTRAN gồm các hệ thống mạng vô tuyến RNS( Radio Network System) Mỗi RNS bao gồm : bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC (Radio Network Controller) và các NodeB nối với nó

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 4

 NodeB: chuyển đổi dữ liệu truyền giữa giao diện Iub và Uu Nó cũng tham gia

vào quản lý tài nguyên vô tuyến

 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) sở hữu và điều khiển nguồn tài nguyên vô

tuyến trong vùng của nó (gồm các Node B nối với nó) RNC là điểm truy cập dịch vụ cho tất cả các dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho mạng lõi

Hệ thống thông tin di động toàn cầu) , nhưng nó có nhiều khả năng hơn Các kết nối

CS được thực hiện trên giao diện CS giữa UTRAN và MSC Các MSC được nối đến

các mạng ngoài qua GMSC

b.GMSC

GMSC (Gateway MSC ) có thể là một trong số các MSC GMSC chịu trách nhiệm thực hiện các chức năng định tuyến đến vùng có MS Khi mạng ngoài tìm cách kết nối đến PLMN (Public Land Mobite Network: Mạng di động mặt đất công cộng) của một nhà khai thác, GMSC nhận yêu cầu thiết lập kết nối và hỏi HLR về MSC hiện thời quản lý trạm di động MS (Mobile Station)

c.VLR

VLR (Visitor Location Register: Bộ ghi định vị tạm trú) là bản sao của HLR cho mạng phục vụ (SN: Serving Network) Dữ liệu thuê bao cần thiết để cung cấp các dịch vụ thuê bao được copy từ HLR và lưu ở đây Cả MSC và SGSN đều có VLR nối với chúng

Số liệu sau đây được lưu trong VLR:

 IMSI

 MSISDN

 TMSI (nếu có)

 LA hiện thời của thuê bao

 MSC/SGSN hiện thời mà thuê bao nối đến

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 5

Ngoài ra VLR có thể lưu giữ thông tin về các dịch vụ mà thuê bao được cung cấp

Cả SGSN và MSC đều được thực hiện trên cùng một nút vật lý với VLR vì thế được gọi là VLR/SGSN và VLR/MSC

1.2.3.2 Miền chuyển mạch gói

a.SGSN

SGSN (SGSN: Serving GPRS Support Node: nút hỗ trợ GPRS phục vụ) là nút chính của miền chuyển mạch gói Nó nối đến UTRAN thông qua giao diện IuPS và đến GGSN thông quan giao diện Gn SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của tất cả các thuê bao Nó lưu hai kiểu dữ liệu thuê bao: thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao

Số liệu thuê bao lưu trong SGSN:

 IMSI (International Mobile Subsscriber Identity: Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế)

 Các nhận dạng tạm thời gói (P-TMSI: Packet - Temporary Mobile Subscriber Identity: Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời gói)

 Các địa chỉ PDP (Packet Data Protocol: Giao thức số liệu gói)

Số liệu vị trí lưu trên SGSN:

 Vùng định tuyến thuê bao (RA: Routing Area)

Số liệu thuê bao lưu trong GGSN:

 IMSI

 Các địa chỉ PDP

Số liệu vị trí lưu trong GGSN:

 Địa chỉ SGSN hiện thuê bao đang nối đến

 GGSN nối đến Internet thông qua giao diện Gi và đến cổng biên giới BG (Border Gateway) thông qua Gp

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 6

1.2.3.3 Môi trường nhà( Home Environment )

a Thanh ghi định vị thường trú (HLR)

HLR( Home Location Register) là một cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ quản lý các thuê bao di động Một mạng di động có thể chứa nhiều HLR tùy thuộc vào số lượng thuê bao, dung lượng của từng HLR và tổ chức bên trong mạng

Cơ sở dữ liệu này chứa IMSI (International Mobile Subsscriber Identity: Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế), ít nhất một MSISDN (Mobile Station ISDN: Số thuê bao có trong danh bạ điện thoại) và ít nhất một địa chỉ PDP (Packet Data Protocol: Giao thức số liệu gói) Cả IMSI và MSISDN có thể sử dụng làm khoá để truy nhập đến các thông tin được lưu khác Để định tuyến và tính cước các cuộc gọi, HLR còn lưu giữ thông tin về SGSN và VLR nào hiện đang chịu trách nhiệm thuê bao Các dịch vụ khác như chuyển hướng cuộc gọi, tốc độ số liệu và thư thoại cũng có trong danh sách cùng với các hạn chế dịch vụ như các hạn chế chuyển mạng

HLR và AuC là hai nút mạng logic, nhưng thường được thực hiện trong cùng một nút vật lý HLR lưu giữ mọi thông tin về người sử dụng và đăng ký thuê bao Như: thông tin tính cước, các dịch vụ nào được cung cấp và các dịch vụ nào bị từ chối và thông tin chuyển hướng cuộc gọi Nhưng thông tin quan trọng nhất là hiện VLR và SGSN nào đang phụ trách người sử dụng

b Trung tâm nhận thực (AuC)

AuC (Authentication Center) lưu giữ toàn bộ số liệu cần thiết để nhận thực, mật mã hóa và bảo vệ sự toàn vẹn thông tin cho người sử dụng Nó liên kết với HLR và được thực hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý Tuy nhiên cần đảm bảo rằng AuC chỉ cung cấp thông tin về các vectơ nhận thực (AV: Authetication Vector) cho HLR

AuC lưu giữ khóa bí mật chia sẻ K cho từng thuê bao cùng với tất cả các hàm tạo khóa từ f0 đến f5 Nó tạo ra các AV, cả trong thời gian thực khi SGSN/VLR yêu cầu hay khi tải xử lý thấp, lẫn các AV dự trữ

c Bộ ghi nhận thực thiết bị (EIR)

EIR (Equipment Identity Register) chịu trách nhiệm lưu các số nhận dạng thiết bị

di động quốc tế (IMEI: International Mobile Equipment Identity) Đây là số nhận dạng duy nhất cho thiết bị đầu cuối Cơ sở dữ liệu này được chia thành ba danh mục: danh mục trắng, xám và đen Danh mục trắng chứa các số IMEI được phép truy nhập mạng Danh mục xám chứa IMEI của các đầu cuối đang bị theo dõi còn danh mục đen chứa các số IMEI của các đầu cuối bị cấm truy nhập mạng Khi một đầu cuối được thông báo là bị mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh mục đen vì thế nó bị cấm truy nhập mạng Danh mục này cũng có thể được sử dụng để cấm các seri máy đặc biệt không được truy nhập mạng khi chúng không hoạt động theo tiêu chuẩn

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 7

1.2.4 Các mạng ngoài

Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS, nhưng chúng cần thiết để đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác Các mạng ngoài có thể là các mạng điện thoại như: PLMN (Public Land Mobile Network: Mạng di động mặt đất công cộng), PSTN (Public Switched Telephone Network: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng), ISDN hay các mạng số liệu như Internet Miền PS kết nối đến các mạng số liệu còn miền CS nối đến các mạng điện thoại

1.2.5 Các giao diện

Vai trò các nút khác nhau của mạng chỉ được định nghĩa thông qua các giao diện khác nhau Các giao diện này được định nghĩa chặt chẽ để các nhà sản xuất có thể kết nối các phần cứng khác nhau của họ

1.2.5.1 Giao diện trong miền UTRAN

a Giao diện Cu:

Giao diện Cu là giao diện chuẩn cho các card thông minh Trong UE đây là nơi kết nối giữa USIM và UE

b Giao diện Uu:

Giao diện Uu là giao diện vô tuyến của WCDMA trong UMTS Đây là giao diện

mà qua đó UE truy nhập vào phần cố định của mạng Giao diện này nằm giữa nút B và đầu cuối

c Giao diện Iu:

Giao diện Iu kết nối UTRAN và CN Nó gồm hai phần, Iu-PS cho miền chuyển mạch gói, Iu-CS cho miền chuyển mạch kênh CN có thể kết nối đến nhiều UTRAN cho cả giao diện Iu-CS và Iu-PS Nhưng một UTRAN chỉ có thể kết nối đến một điểm truy nhập CN

Giao diện Iu-CS: Giao diện này chủ yếu là truyền tải lưu lượng thoại giữa RNC

và MSC/VLR Việc định cỡ giao diện Iu-CS phụ thuộc vào lưu lượng dữ liệu chuyển mạch kênh mà chủ yếu là lượng tiếng

Giao diện Iu-PS: Là giao diện giữa RNC và SGSN Định cỡ giao diện này phụ thuộc vào lưu lượng dữ liệu chuyển mạch gói Việc định cỡ giao diện này phức tạp hơn nhiều so với giao diện Iub vì có nhiều dịch vụ dữ liệu gói với tốc độ khác nhau truyền trên giao diện này

d Giao diện Iur:

Đây là giao diện RNC - RNC Ban đầu được thiết kế để đảm bảo chuyển giao

mềm giữa các RNC, nhưng trong quá trình phát triển nhiều tính năng mới được bổ sung Giao diện này đảm bảo bốn tính năng nổi bật sau:

 Di động giữa các RNC

 Lưu thông kênh riêng

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 8

 Lưu thông kênh chung

 Quản lý tài nguyên toàn cục

e Giao diện Iub:

Giao diện Iub nối nút B và RNC Là giao diện quan trọng nhất trong các giao diện của hệ thống UMTS, tất cả các lưu lượng thoại và số liệu đều được truyền tải qua giao diện này Đặc điểm của giao diện vật lý đối với BTS dẫn đến dung lượng Iub với BTS

có một giá trị quy định Thông thường để kết nối với BTS ta có thể sử dụng luồng E1, E3 hoặc STM1 nếu không có thể sử dụng luồng T1, DS-3 hoặc OC-3

1.2.5.2 Giao diện các thành phần mạng lõi

a Giao diện Gn/Gp

Giao diện Gn/Gp nằm giữa SGSN và GGSN Giao diện Gn nằm giữa các node GSN trong cùng mạng di động mặt đất công cộng (PLMN), còn giao diện Gp nằm giữa các node GSN trên các PLMN khác nhau Cả hai giao diện này sử dụng cùng một chồng giao thức, trong đó giao thức đường hầm GPRS (GTP) được sử dụng để truyền các gói dữ liệu đã được đóng gói thông qua đường hầm GPRS giữa SGSN và GGSN

b Giao diện Gr

Giao diện Gr nằm giữa SGSN và HLR Nó chịu trách nhiệm chính là truyền tải thông tin liên quan đến thuê bao trong miền chuyển mạch gói SGSN thông báo trạng thái về vị trí hiện tại của thuê bao đến HLR đồng thời nhận thông tin đăng ký từ HLR

c Giao diện Gs

Giao diện Gs là giao diện có tính tùy chọn giữa MSC và SGSN Một số dịch vụ chung giữa miền PS và CS có thể được thực hiện thông qua giao diện này như là: cập nhật vị trí chung, nhập mạng, và rời mạng

d Giao diện Gi

Giao diện Gi là giao diện tham chiếu giữa GGSN và mạng dữ liệu gói ngoài

(PDN) như mạng Internet hoặc Intranet Giao diện này chỉ rõ điểm cuối của miền chuyển mạch gói khi mà mạng PDN thông thường thuộc về một nhà cung cấp dịch vụ khác hoặc một kênh mang khác

1.3 CÁC DỊCH VỤ CUNG CẤP TRÊN MẠNG 3G/ UTMS

UMTS cung cấp các loại dịch vụ xa (teleservices) như thoại hoặc bản tin ngắn (SMS) và các loại dịch vụ mang (bearer services: một dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng truyền tín hiệu giữa hai giao diện người sử dụng - mạng)

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 9

Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết

Dịch vụ di

động

Dịch vụ di động Di động đầu cuối/di động cá nhân/di động

dịch vụ Dịch vụ thông

tin định vị

Theo dõi di động/ theo dõi di động thông minh

Dịch vụ âm thanh

- Dịch vụ âm thanh chất lượng cao 64kbps)

(64 Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối cao (144kbps - 2Mbps)

- Dịch vụ số liệu tốc độ cao ( 2Mbps)

Dịch vụ đa phương tiện

- Dịch vụ Video (384 kbps)

- Dịch vụ hình chuyển động (384kbps - 2Mbps)

- Dịch vụ hình chuyển động thời gian thực ( 2 Mbps)

Dịch vụ

Internet

Dịch vụ Internet đơn giản

Dịch vụ truy nhập Web (384 kbps - 2Mbps)

Dịch vụ Internet thời gian thực

Dịch vụ Internet (384 kbps - 2Mbps)

Dịch vụ internet

đa phương tiện

Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian thực ( 2Mbps)

Bảng 1.1 - Phân loại các dịch vụ ở 3GWDCMA UMTS

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 10

UMTS cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh như tiếng, video và các dịch vụ chuyển mạch gói chủ yếu để truy nhập internet

Dịch vụ miền CS Dịch vụ miền PS

Dịch vụ chuyển mạch kênh (CS

Service) là dịch vụ trong đó mỗi

đầu cuối được cấp phát một kênh

riêng và nó toàn quyển sử dụng tài

nguyên của kênh này trong thời

gian cuộc gọi tuy nhiên phải trả

tiền cho toàn bộ thời gian này dù

có truyền tin hay không Dịch vụ

chuyển mạch kênh có thể được

thực hiện trên chuyển mạch kênh

(CS) hoặc chuyển mạch gói (PS)

Nguyên tắc là cung cấp kênh dẫn

trực tiếp cho hai đối tượng sử dụng,

có thông tin cần truyền và nó chỉ phải trả tiền theo lượng tin được truyền trên kênh Dịch vụ chuyển mạch gói chỉ có thể được thực hiện trên chuyển mạch gói (PS) các bản tin được chia thành các gói nhỏ gọi là các gói, nguyên tắc hoạt động của nó là sử dụng hệ thống lưu trữ và chuyển tiếp các gói tin trong nút mạng

Dịch vụ này rất rất phù hợp cho các dịch

vụ phi thời gian thực (truyền số liệu), tuy nhiên nhờ sự phát triển của công nghệ dịch vụ này cũng được áp dụng cho các dịch vụ thời gian thực (VoIP) Nguyên tắc của VoIP bao gồm việc số hoá tín hiệu tiếng nói, thực hiện việc nén tín hiệu số, chia nhỏ các gói nếu cần và truyền gói tin này qua mạng, tới nơi nhận các gói tin này được ráp lại theo đúng thứ tự của bản tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại tiếng nói ban đầu

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 11

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Chương này đưa ra một tổng quan về sự phát triển của hệ thống thông tin

di động 3G , kiến trúc UMTS R3, các giao diện mạng trong miền UTRAN và các giao diện trong mạng lõi Chương này cũng giới thiệu các dịch vụ cung cấp trên mạng 3G UMTS

Trong chương tiếp theo sẽ tìm hiểu về chất lượng dịch vụ trong các dịch

vụ được 3G UMTS cung cấp trên 2 miền chuyển mạch kênh PS và chuyển mạch gói CS

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 12

CHƯƠNG II: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG CÁC HỆ THỐNG

THÔNG TIN DI ĐỘNG

2.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG HỆ THỐNG THỐNG TIN DI ĐỘNG

2.1.1 Định nghĩa QoS

Theo tiêu chuẩn E.800 của ITU, QoS (Quality of Service) được định nghĩa như

sau: "QoS là các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của dịch vụ, nó xác định mức độ hài

lòng của khách hàng đối với dịch vụ"

Tuy nhiên để tương thích với E.800 và định nghĩa có thể sử dụng được trong hợp đồng giữa nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng, ở đây chúng ta định nghĩa QoS

như sau: "QoS là mức độ mà nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp cho khách hàng

theo hợp đồng đã được cam kết", định nghĩa này bao gồm tập hợp các tham số có thể

đo được của tiêu chuẩn E.800

Định nghĩa sau trên thực tế đã định hướng hơn đến thị trường mặc dù QoS có thể được xác định dựa trên đánh giá của khách hàng trong cả hai định nghĩa Trên thực

tế kết quả cuối cùng là dịch vụ đó là thoả mãn hay không thoả mãn

2.1.2 Bốn quan điểm về QoS

Ma trận định nghĩa QoS được minh họa trong hình 2.1 chỉ ra các tiêu chí đánh giá chất lượng của chức năng thông tin mà bất kỳ dịch vụ nào cũng phải cung cấp

(tham chiếu từ [ITU-T G.1000].)

Hình 2.1- Bốn góc nhìn của QoS

Các thành phần của ma trận định nghĩa QoS là:

 Yêu cầu QoS của khách hàng: chỉ ra mức chất lượng cần thiết của một dịch vụ

nào đó; yêu cầu này có thể được biểu diễn bằng ngôn ngữ không phải là ngôn ngữ

kỹ thuật Khách hàng không cần quan tâm đến phương pháp hoạt động của dịch

vụ hay thiết kế bên trọng của mạng dịch vụ mà chỉ quan tâm đến chất lượng dịch

vụ từ đầu cuối đến đầu cuối

 QoS dự kiến được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ: chỉ ra mức chất lượng sẽ

được cung cấp cho khách hàng Mức chất lượng được thể hiện bằng tập giá trị

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 13

cho các tham số QoS Loại QoS này được sử dụng chủ yếu cho việc lập kế hoạch mạng và việc thỏa thuận mức dịch vụ (sẽ được trình bày ở phần sau)

 QoS thực tế được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ: chỉ ra mức chất lượng

thực tế được đưa đến khách hàng Mức chất lượng được thể hiện bằng tập giá trị cho các tham số QoS (giống như cho QoS dự kiến)

 QoS theo đánh giá của khách hàng: thể hiện mức chất lượng theo nhận định chủ

quan của khách hàng và thường được thể hiện theo mức thỏa mãn của khách hàng QoS này được đánh giá thông qua điều tra khách hàng và theo ý kiến của khách hàng về mức dịch vụ Nhà cung cấp dịch vụ có thể dựa trên QoS này để đánh giá mức độ thỏa mãn của khách hàng đối với dịch vụ cung cấp

Khi xây dựng một hệ thống thông tin, yêu cầu QoS của khách hàng có thể được coi là một điểm khởi đầu khá logic Một tập yêu cầu QoS của khách hàng có thể được

thu thập một cách độc lập Yêu cầu này sẽ là đầu vào cần thiết để nhà cung cấp dịch vụ

từ đó xác định QoS dự kiến cung cấp Có nhiều trường hợp nhà cung cấp dịch vụ

không thể cung cấp mức QoS mà khách hàng yêu cầu Các yếu tố cần xem xét khác

như chi phí để đáp ứng chất lượng, khía cạnh chiến lược của ngành kinh doanh của

nhà cung cấp, sự so sánh với các dịch vụ tương tự v.v… sẽ tác động đến mức chất

lượng được cung cấp Yêu cầu của khách hàng cũng có thể tác động đến cách thức hệ

thống giám sát sẽ được xây dựng để xác định chất lượng dịch vụ cho báo cáo định kỳ

về chất lượng thực tế Sự kết hợp của các mối quan hệ tạo cơ sở cho việc quản lý chất

lượng dịch vụ một cách thực tế và hiệu quả

Mối quan hệ giữa bốn quan điểm về QoS và chỉ tiêu chất lượng được minh họa

ở Hình 2.2

Hình 2.2 - Mối quan hệ giữa các góc nhìn

Quy trình quản lý QoS đưa ra các tác vụ cần được thực hiện để nâng cao khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ ở mức tốt nhất Quy trình quản lý QoS thường ảnh

hưởng, và tương tác với tất cả hoạt động liên quan đến quá trình cung cấp dịch vụ

Quy trình này đòi hỏi các biện pháp quản lý hướng QoS tại một giai đoạn trong quy

trình, từ việc xác định yêu cầu ban đầu của khách hàng cho đến khi thỏa mãn yêu cầu

của khách hàng

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 14

Hình 2.3- Quy trình quản lý QoS

Một quy trình quản lý QoS hiệu quả cần bao gồm:

1 Hỗ trợ từ phía quản lý (management involvement)

2 Yêu cầu QoS

3 Đo kiểm và giám sát QoS

thể xem xét một ví dụ về cuộc gọi video Trong quá trình gọi, mức độ dịch vụ được

đánh giá thông qua các tham số ứng dụng tương ứng như độ phân giải của hình ảnh,

tốc độ khung, v.v… Các tham số này có thể được chuyển đổi thành các thành các tham

số QoS cho năng lực mạng như băng thông, lỗi, tỷ lệ lỗi Đánh giá chung của người

dùng đối với dịch vụ là kết quả của các tham số ứng dụng hữu hình liên quan đến

mạng và các tham số vô hình không liên quan đến mạng như sự tiện lợi, khả năng điều

khiển, năng lực hoạt động, giá trị so với chi phí và tính “thời thượng” Hình 2.4 trình bày một mô hình về khái niệm phân lớp này cho QoS

Management Involvement

QoS Requirements

SLAs

Specification Service Improvement

Design

QoS Process

& Plans

Qos Testing&Monitoring Benchmarking

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 15

Hình 2.4 - Mô hình QoS

Mọi người dùng và mọi ứng dụng đều có yêu cầu QoS khác nhau Để cung cấp mức dịch vụ khác nhau cho phần lưu lượng khác nhau thì kiến trúc QoS đã được

nghiên cứu từ rất lâu Rất nhiều đề xuất đã được đưa ra nhưng phần lớn đều không

được ứng dụng trên thực tế Lý do chính hoàn toàn không liên quan gì đến kỹ thuật:

hầu như tất cả các đề xuất đều có thể được thực hiện bằng các công nghệ hiện có

Chính việc không để ý đến các vấn đề khác (không liên quan đến QoS) đã làm chậm

việc triển khai QoS Vấn đề đầu tiên là việc không có mô hình thương mại hóa hấp dẫn

cả nhà khai thác và người sử dụng Một vấn đề quan trọng khác là việc đảm bảo QoS

từ đầu cuối đến đầu cuối phải hoạt động trên môi trường nhiều nhà khai thác/cung cấp

khác nhau có đặc tính khác nhau Đặc biệt, đối với cả nhà khai thác và người dùng,

việc dễ dàng trong quản lý cơ chế QoS trong môi trường đa dạng này cũng là vấn đề

cần quan tâm Những cơ chế cần thiết cho việc báo hiệu yêu cầu QoS và các ràng buộc

khác (như ngưỡng tính cước) của ứng dụng và người sử dụng cũng không được tích

hợp một cách đúng mức vào kiến trúc tổng thể

2.1.3 Các yếu tố trong mạng di động có ảnh hưởng đến QoS

Chất lượng là một đặc tính của cuộc gọi có phạm vi từ đầu cuối đến đầu cuối

Do vậy, mỗi thành phần của mạng đều có ảnh hưởng đến chất lượng này Các thành

phần cần được xem xét là kết nối vô tuyến từ thiết bị người dùng đến trạm gốc của tế

bào di động, mạng vô tuyến mặt đất kết nối tế bào di động và bộ phận điều khiển,

gateway đến mạng lõi, mạng lõi, và mạng ngoại vi phía đầu xa (cố định và di động)

Ngoài ra, chất lượng cũng bị ảnh hưởng bởi khả năng của toàn mạng trong việc truyền yêu cầu của từng cuộc gọi trong mặt phẳng điều khiển và hỗ trợ yêu cầu chất

lượng trong suốt cuộc gọi trong mặt phẳng người dùng

 Khả năng báo hiệu cũng cần được đáp ứng ở tất cả các phần trong mạng Nếu UE

không có khả năng báo hiệu yêu cầu chất lượng thì điều tốt nhất có thể làm được

là nhà cung cấp dịch vụ di động cần cung cấp chất lượng dịch vụ chuẩn dựa trên thuê bao Khi đó, UTRAN sẽ phải có khả năng chuyển yêu cầu chuẩn hoặc theo báo hiệu của UE thông qua khả năng báo hiệu của mạng IP hoặc ATM, tới mạng lõi Sau cùng, khả năng điều khiển chất lượng kết nối tới bên nhận sẽ chỉ có thể

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 16

được duy trì trên đoạn kết nối cuối nếu đoạn cuối này cũng có khả năng báo hiệu yêu cầu chất lượng Bất cứ hỏng hóc nào của các bộ phận hỗ trợ báo hiệu cũng đồng nghĩa với việc không đảm báo chất lượng dịch vụ trên mặt phẳng người dùng

 Mọi phần trên toàn mạng đều có ảnh hưởng đến mức dịch vụ khi thiết lập kết nối,

nhưng trong trường hợp mạng 2G, phần mạng vô tuyến có xác suất thiết lập thành công thấp hơn các phần mạng cố định khác trong mạng Điều này là do hạn chế của vùng phủ sóng ở những khu vực có điều kiện không thuận lợi cũng như thiếu tài nguyên Các yếu tố bất lợi này vẫn tồn tại trong mạng 3G Mạng cố định được thiết kế để không rớt cuộc gọi Tuy nhiên, đối với mạng di động khó khăn trong việc chuyển vùng (handover) là nguyên nhân chính gây ra sự cố này

 Kết nối radio đầu tiên là phần quan trọng nhất trên mặt phẳng người sử dụng có

ảnh hưởng đến chất lượng nhưng không phải là phần duy nhất Ảnh hưởng lớn nhất của nó là tỷ lệ lỗi cao so với các phần khác trong mạng và tốc độ truyền dẫn thấp Tỷ lệ lỗi cao khiến cho cần phải truyền số liệu theo từng khối có khả năng

tự sửa lỗi, còn tốc độ truyền dẫn thấp làm cho trễ cao hơn UTRAN gồm kết nối

có tốc độ và chất lượng cao hơn rất nhiều nhưng vẫn có thể xảy ra mất số liệu hoặc rớt cuộc gọi khi handover từ tế bào này sang tế bào khác, và tắc nghẽn xảy

ra trên kết nối chia sẻ này sẽ gây ra trễ hàng đợi biến thiên và giảm chất lượng do jitter Rớt cuộc gọi rất có khả năng xảy ra khi handover yêu cầu thay đổi tần số sóng mang

 Mạng lõi thường sử dụng cáp quang dung lượng lớn; nếu truyền dẫn trong mạng

lõi không bị quá tải, ảnh hưởng duy nhất đến chất lượng dịch vụ là trễ lan truyền

Trễ lan truyền thường vào khoảng 0,7ms cho khoảng cách 100 km

 Mạng đích thường là nguyên nhân chính của bài toán chất lượng Mạng đích có

tất cả những vấn đề nêu trên nếu đó cũng là mạng di động hoặc sẽ có những vấn

đề khác nếu đó là mạng cố định Nếu bên nhận là điện thoại IP hoặc người sử dụng đơn lẻ thì có nhiều khả năng là kết nối phía nhận có tốc độ thấp và như vậy

sẽ gây ra trễ lớn và trễ biến thiên

 Công nghệ VoIP cũng có những vấn đề về chất lượng dịch vụ riêng Đối với kết

nối chuyển mạch kênh, sự suy giảm chất lượng chủ yếu là do việc chuyển đổi mã hóa tín hiệu (transcoding) Vấn đề này có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng một codec mặc định để sử dụng cho mạng di động, hoặc cho phép thỏa thuận lựa chọn loại codec

 Mất gói tin có thể xảy ra tại bất cứ phần nào trong mạng có sử dụng ghép kênh

thống kê lưu lượng từ nhiều nguồn khác nhau Mạng ATM và frame-relay cho phép mất gói tin và đề ra các nguyên tắc loại bỏ lưu lượng vượt quá tốc độ thuê bao thông qua cơ chế điều khiển thích hợp

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 17

 Việc định tuyến sai cũng có thể xảy ra khi thông tin về địa chỉ bị làm sai lệch do

lỗi đường truyền Điều này hay xảy ra trong vùng mạng có tỷ lệ lỗi cao, ví dụ như trên kết nối vô tuyến nếu như không có cơ chế phù hợp để khắc phục nó

 Việc gửi lặp số liệu được sử dụng bởi một số giao thức nhằm tránh mất hoặc

hỏng số liệu khi yêu cầu trễ không cho phép gửi số liệu lại (theo yêu cầu) Cần sử dụng một số thủ tục cần thiết để loại bỏ các số liệu lặp này và thường được sử dụng trên kết nối vô tuyến

 Bảo mật là nguyên nhận trực tiếp dẫn tới giảm chất lượng là tấn công từ chối dịch

vụ tới đầu cuối di động của người sử dụng Tính chất của các tấn công này phụ thuộc vào hệ điều hành chạy trên thiết bị di động, và kết quả là tắc nghẽn trong mạng hoặc tại thiết bị di động

 Tính toàn vẹn và xác thực dữ liệu cũng là những yêu cầu QoS quan trọng có thể

được đảm bảo nhờ cơ chế mã hóa dữ liệu Tính toàn vẹn của mạng di động cũng đòi hỏi phải bảo vệ mạng khỏi virus và truy nhập trái phép vào các thiết bị điều khiển mạng Một tác dụng phụ của mã hóa/giải mã là nó làm tăng thời gian thiết lập cuộc gọi thường là vài giây, do cần phải trao đổi khóa mã hóa và đồng bộ thời gian

2.2.CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MIỀN CS

UMTS cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh như tiếng, video, dịch vụ thoại

thời gian thực

2.2.1 Dịch vụ miền chuyển mạch kênh CS

Dịch vụ Thoại : là dịch vụ phổ thông nhất của mạng thông tin di động, cho phép các

thuê bao di động có thể liên lạc với nhau trên toàn thế giới Để có thể truy nhập vào

mạng di động, người sử dụng cần có một máy điện thoại di động hoạt động ở cùng

tần số với nhà cung cấp mạng và một SIM card đã được kích hoạt Khi một máy di

động đã tham gia mạng, người sử dụng có thể thực hiện cuộc gọi từ máy di động này

tới các thiết bị khác thông qua mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

Với công nghệ 3G ngày nay, người sử dụng có thể thực hiện cuộc gọi hình ảnh (Video call) Dịch vụ thoại này cho phép các thuê bao có thể nhìn thấy hình ảnh

trực tiếp của nhau thông qua camera của máy điện thoại đi động

Dịch vụ SMS (Short Message Service) là dịch vụ truyền tải tin nhắn dạng text từ

thiết bị di động này tới thiết bị di động khác hoặc một thiết bị được kết nối tới mạng

cố định qua tổng đài SMS SMS không được truyền tải trực tiếp từ người gửi đến

người nhận mà luôn luôn phải qua tổng đài SMS Điều đó có nghĩa là mỗi mạng điện

thoại di động hỗ trợ SMS sẽ có nhiều hơn một trung tâm tin nhắn để điều khiển và

quản lý tin nhắn

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 18

2.2.2 Tham số chất lượng dịch vụ miền CS

Tài liệu ETSI 122.105 đưa ra tiêu chuẩn đánh giá hoạt động của dịch vụ miền CS

bao gồm:

 Trễ đường truyền: là khoảng thời gian giữa yêu cầu truyền thông tin tại một điểm

truy cập đến khi nhận được tại một điểm truy cập khác;

 Biến động trễ (Delay variation): hỗ trợ các dịch vụ thời gian thực, thường được

quy định bởi một dải giá trị thay vì một giá trị cố định;

 Tỉ lệ lỗi bit: Tỉ lệ giữa các bit bị lỗi trên toàn bộ các bit thông tin được gửi đi,

thường được quy định bởi một dải giá trị thay vì một giá trị cố định

 Tốc độ dữ liệu: xác định bởi lượng dữ liệu truyền đi giữa 2 điểm truy cập chia

khoảng thời gian truyền

Bảng dưới đây chỉ rõ mức ngưỡng đề xuất cho các tham số đối với từng dịch vụ

Ứng dụng

Mức đối xứng

Tốc độ dữ liệu

Chỉ tiêu đánh giá

Trễ 1 chiều

Biến thiên trễ

Tỷ lệ mất thông tin

Âm thanh Thoại 2 chiều 4-13kbps < 150ms < 1ms

<3%

FER

Hình ảnh

Thoại có hình 2 chiều

384kbps < 150ms

32-Không quy định

<1%

FER

Tin nhắn SMS 2 chiều <5s

Không quy định

Bảng 2.1 - Các yêu cầu về hoạt động cho các dịch vụ Thoại/Thời gian thực

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 19

2.3 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MIỀN PS

UMTS cung cấp các dịch vụ chuyển mạch gói chủ yếu để truy nhập internet

2.3.1 Dịch vụ miền chuyển mạch gói PS

 Dịch vụ MMS là dịch vụ tin nhắn đa phương tiện được phát triển từ dịch vụ SMS

và cho phép người sử dụng có thể gửi và nhận tin nhắn kèm hình ảnh, tiếng nói

và video MMS có thể tương tác với các hệ thống tin nhắn khác Người sử dụng

có thể gửi tin nhắn đa phương tiện tới các điện thoại hỗ trợ MMS và tới các địa chỉ email Đối với nhà cung cấp dịch vụ di động, MMS là bước trung gian thuận

tiện để tiến tới triển khai các dịch vụ mới như video streaming

 Mobile Internet: là dịch vụ truy nhập Internet trực tiếp từ máy điện thoại di động

thông qua các công nghệ truyền dữ liệu GPRS/EDGE/3G của mạng Các tiện ích khi sử dụng dịch vụ: Đọc báo , xem video trực tuyến , gửi nhận email, tải ảnh video trực tiếp trên điện thoại

 Mobile Broadband: là dịch vụ truy cập Internet tốc độ cao từ máy tính thông

qua công nghệ truyền dữ liệu trên mạng điện thoại di động

 Mobile TV: là dịch vụ cho phép người sử dụng có thể xem các kênh truyền hình

trực tiếp và các nội dung thông tin theo yêu cầu ngay trên màn hình máy điện thoại di động

 Mobile Camera: là dịch vụ cho phép thuê bao có thể theo dõi trực tiếp ngay trên

màn hình máy điện thoại di động các hình ảnh thu được từ các máy quay đặt tại các nút giao thông, điểm công cộng, nhà riêng

 WAP Portal: Dịch vụ này là một cổng thông tin hội tụ cung cấp một thế giới tin

tức trong nước, thế giới, thể thao, đời sống, kinh doanh, và các dịch vụ thông tin giải trí đang được ưa chuộng nhất hiện nay như Mobile TV, Âm nhạc, Chat với Ngôi sao,…Ngoài ra, WAP Portal còn được hỗ trợ tra cứu từ điển, gửi thư điện tử và nhiều tiện ích online thú vị khác

 Các dịch vụ trò chơi trực tuyến: Các dịch vụ này cho phép người dùng có thể

chơi game trên thiết bị điện thoại qua mạng di động Dịch vụ gaming bao gồm các loại game khác nhau như solo game, multiplayer game, person-to-peson game… các ứng dụng game có thể chạy trên các giao thức truyền tải khác nhau như HTTP, TCP, UDP, SMS, WAP…

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 20

Thông tin định dạng SDU

Phát đi các SDU bị lỗi

Tốc độ bit đảm bảo

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 21

 Tốc độ bít cực đại ( kbps): tốc độ mà kênh mang UMTS có thể chuyển giao

đến điểm truy cập dịch vụ ( SAP: Service Access Point) trong một khoảng thời gian cụ thể

 Tốc độ bit đảm bảo ( kbps): là số bit cực đại mà UMTS bảo đảm chuyển giao

đến 1 SAP trong một thời gian cụ thể Nó chỉ định tài nguyên yêu cầu tối thiểu và được sử dụng để điều khiển truy cập

 Chuyển phát gói tin ( có/ không ): tham số này quyết định kênh mang các

SDU (Service Data Unit :Đơn vị dữ liệu dịch vụ ) theo đúng thứ tự hay không

 Kích cỡ SDU cực đại ( octets ): được sử dụng trong điều khiển truy cập và

chính sách

 Thông tin định dạng SDU ( bits ): có thể liệt kê chính xác cỡ SDU cho ứng

dụng Tỷ lệ lỗi SDU: đây là một phần của SDU mà nó hoặc bị mất hoặc được phát hiện là lỗi cho lưu lượng mà nó phù hợp với mức đồng ý dịch vụ

 Tỷ lệ lỗi thừa ( BER ): chỉ thị việc không phát hiện ra được tỷ lệ bit lỗi

trong việc chuyển giao SDU nếu như sử dụng kỹ thuật phát hiện lỗi hoặc là tổng số tỷ lệ bit lỗi không sử dụng kỹ thuật này

 Chuyển giao gói SDU sai ( có/ không ): chỉ thị SDU bị lỗi nên được

chuyển giao hay hủy bỏ hoặc chuyển giao nhưng không cần xem xét phát hiện lỗi nữa

 Trể chuyển giao ( ms ): tham số này chỉ thị trễ lớn nhất thứ 95% trong toàn

bộ SDU được chuyển giao trong suốt chu kỳ sống của dịch vụ kênh mang

Việc bỏ qua trễ ứng dụng này sẽ được sử dụng để thiết lập các định dạng truyền tải

 Mức ưu tiên xử lý lưu lượng: tham số này quyết định tầm quan trọng liên quan

việc xử lý toàn bộ các SDU trên một kênh mang khi so sánh với kênh mang khác Nó là cơ sở cho việc sử dụng lập lịch các kiểu khác nhau của lưu lượng tương tác

 Bộ mô tả thống kê nguồn : tham số này chỉ thị nguồn có một đặc điểm

thống kê với các đặc tính truyền dẫn liên tục hay không

SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 22

Tài liệu ETSI 122.105 đưa ra tiêu chuẩn đánh giá hoạt động của dịch vụ miền PS bao gồm:

Ứng dụng Mức đối

xứng

Tốc độ dữ liệu

Chỉ tiêu đánh giá

Trễ 1 chiều Biến

thiên trễ

Tỷ lệ mất thông tin

Âm

thanh

Tin nhắn thoại 1 chiều 4 -13kb/s

< 1s cho phát lại

2 chiều < 4s

Không quy định 0

Dữ liệu

E-mail (Truy cập máy chủ)

1 chiều < 4s

Không quy định 0

Bảng 2.3 - Các yêu cầu về hoạt động cho các dịch vụ lớp tương tác 2 chiều

Ứng dụng Mức đối

xứng

Tốc độ dữ liệu

Chỉ tiêu đánh giá

Trễ 1 chiều Biến

thiên trễ

Tỷ lệ mất gói

Âm

thanh

Thoại, nhạc chất lượng cao

1 chiều 5 -128kbps < 10s < 2s < 1%

Hình ảnh

Đoạn phim ngắn, giám sát, phim thời gian thực

1 chiều 20-384kbps < 10s <2s < 1%

Dữ liệu

Truyền dữ liệu dung lượng lớn

Bảng 2.4 - Các yêu cầu về hoạt động cho dịch vụ luồng dữ liệu