TÌM HIỂU HỆ THỐNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Trong xã hội hiện đại ngày nay, nhu cầu trao đổi thông tin là một nhu cầu thiết yếu. Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc mọi nơi. Chính vì thế các công nghệ thông tin di động không ngừng phát triển đổi mới để phù hợp với từng bước phát triển của con người. Trong kỳ thực tập này. Em đã được tìm hiểu về hệ thống di động của VNPT Đà Nẵng, được sự chỉ dẫn tận tình của các anh trong Trạm An Đồn 2 và thầy Dương Hữu Ái. Qua đó em đã hiểu và muốn làm một báo cáo về hệ thống mạng di động. Chúng ta đã trải qua 3 thế hệ mạng di động là thứ nhất, thứ hai và thứ ba. Các thế hệ đã có những bước vươn mình phát triển qua từng giai đoạn. Các thế hệ mạng di động đi sau luôn tận dụng được cơ sơ nền tảng của thế hệ trước và có những thay đổi về cấu trúc.

HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN

KHOA : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

TÊN: TÌM HIỂU HỆ THỐNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Sinh viên thực hiện : Lê Bá Tân

Giảng viên hướng dẫn: Dương Hữu Ái Đơn vị thực tập : VNPT Net3

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2016

LỜI MỞ ĐẦU

Trong xã hội hiện đại ngày nay, nhu cầu trao đổi thông tin là một nhu cầu thiết yếu.Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc mọi nơi.Chính vì thế các công nghệ thông tin di động không ngừng phát triển đổi mới để phù hợp vớitừng bước phát triển của con người

Trong kỳ thực tập này Em đã được tìm hiểu về hệ thống di động của VNPT Đà Nẵng,được sự chỉ dẫn tận tình của các anh trong Trạm An Đồn 2 và thầy Dương Hữu Ái Qua đó

em đã hiểu và muốn làm một báo cáo về hệ thống mạng di động

Chúng ta đã trải qua 3 thế hệ mạng di động là thứ nhất, thứ hai và thứ ba Các thế hệ đã cónhững bước vươn mình phát triển qua từng giai đoạn Các thế hệ mạng di động đi sau luôn tậndụng được cơ sơ nền tảng của thế hệ trước và có những thay đổi về cấu trúc

Bài báo cáo này sẽ đi tìm hiểu về hệ thông mạng di động, gồm có tất cả 5 chương vớinhiều nội dung khác nhau

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM HẠ TẦNG MẠNG MIỀN TRUNG

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Chương 3: CẤU TRÚC 3G VÀ LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN

Chương 4: DỊCH VỤ MẠNG 3G CỦA VNPT

Chương 5: CÁC THỦ TỤC BÁO HIỆU TRONG MẠNG DI ĐỘNG

Chương 6: TỔNG QUAN HỆ THỐNG MOBILE SOFT SWITCH ERICSSON

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CUỐI KHOÁ CỦA SINH VIÊN

KHÓA HỌC: 2013 - 2016

- Họ và tên sinh viên: Lê Bá Tân

- Ngày tháng năm sinh: 27-04-1995

- Nơi sinh: Quảng Trị

- Lớp: CCVT06A Khóa: 2013 – 2016 Hệ đào tạo: Cao Đẳng

- Ngành đào tạo: Kỹ thuật điện tử viễn thông

- Thời gian thực tập tốt nghiệp: từ ngày: 21/03/2016 đến ngày: 24/04/2016

- Tại cơ quan: VNPT NET3

- Nội dung thực tập: Tìm Hiểu Hệ Thống Mạng Thông Tin Di Động

1 Nhận xét về chuyên môn:

2 Nhận xét về thái độ, tinh thần trách nhiệm, chấp hành nội quy, quy chế của cơ quan thực tập:

3 Kết quả thực tập tốt nghiệp: (chấm theo thang điểm 10): ………

Đà Nẵng, ngày …… tháng 04 năm 2016

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CƠ QUAN TIẾP NHẬN SINH VIÊN THỰC TẬP

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký tên, đóng dấu)

MỤC LỤC

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 11

Chương III: Cấu trúc 3G và lộ trình phát triển 22

31

CHƯƠNG IV: DỊCH VỤ MẠNG 3G CỦA VNPT 32

CHƯƠNG V: CÁC THỦ TỤC BÁO HIỆU 39

TRONG MẠNG DI ĐỘNG 39

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quan kiến trúc mạng VNPT-NET 3 tại trạm An Đồn 2 9

Hình 2.1 Sự phân bố tần số trong hệ thống GSM 13

Hình 2.2 Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động 15

Hình 3.1 Quá trình phát triển lên 3G theo 2 nhánh công nghệ chính 22

Hình 3.2 Quá trình phát triển lên 3G sử dụng nhánh công nghệ WCDMA 23

Hình 3.3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000 24

Hình 3.4 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM 26

Hình 3.5 Sự so sánh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm 29

Hình 5.1 Tổng kết khuôn dạng báo hiệu ở giao diện vô tuyến 39

Hình 5.2 Mô hình cấu trúc phần mềm của BSS 40

Hình 5.3 Đăng ký lần đầu khi bật nguồn 41

Hình 5.4 Các trường hợp cập nhật vị trí khác nhau 42

Hình 5.5 Thiết lập cuộc gọi khởi xướng từ MS không có OACSU 43

(MOC Without OACSU) 43

Hình 5.6 Cuộc gọi từ mạng cố định kết cuối ở MS (MTC) 45

Hình 5.7 Chuyển giao cuộc gọi bên trong 47

Hình 6.1 Các khối chức năng chính của MSC-S Blade Cluster 54

Hình 6.2 Phân phối Primary và Buddy 56

Hình 6.3 Sơ đồ MSC-BC 58

Hình 6.4 Khối báo hiệu SPX 59

Hình 6.5 khối giao tiếp vào/ra ARG43 60

Hình 6.6 khối IS hệ thống MSC-BC 60

Hình 6.7 Sơ đồ vị trí vật lý các Frame trên MGWE3B 61

Hình 6.8 Khối Main Subrack 61

Hình 6.9 Khối Control Subrack 62

Hình 6.10 Khối MSE Subrack 62

DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các thông số của một vài hệ thống thông tin di động 12

Bảng 2.2 Các thông số chính của hệ thống GSM 13

TỪ VIẾT TẮT

FDMA (Frequency Division Multiple Access)

NMT (Nordic Mobile Telephone)

AMPS (Advanced Mobile Phone System)

TDMA - Time Division Multiple Access

CDMA – Code Division Multiple Access

GSM (Global System for Mobile Communication),

IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000),

UMTS (Universal Mobile Telephony System),

WARC-92 (The World Administrative Radio Conference held in 1992)

W-CDMA (Wide Band Code Division Multiple Access

ISDN: Intergated Service Digital Network

PSPDN: Packet Switched Public Data Network

CSPDN: Circuit Switched Public Data Network

PSTN: Public Switched Telephone Network

PLMN: Public Land Mobile Network

OMC: Operation and Maintenance

(GMSC: Gateway Mobile Services Switching Center)

MSC: Mobile Service Switching Center

VLR: Visitor Location Register

HLR: Home Location Register

AuC: Authentication Center

EIR: Equipment Identity Register

GMSC (Gate Mobile Service Switching Center)

MSC (Mobile Service Switching Center)

BTS (Base Transceiver Station

BSC (Base Station Controller

MS (Mobile Station

OSS – Operation System Sub

PHẦN MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của các ngành điện tử - tin học, công nghệ viễnthông trong những năm qua phát triển rất mạnh mẽ cung cấp ngày càng nhiều cácloại hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, chất lượng cao, đáp ứng ngày càng tốt hơnyêu cầu của khách hàng

Trong xu hướng phát triển và hội tụ của viễn thông và tin học, cùng với sựphát triển nhanh chóng về nhu cầu của người dùng đối với những dịch vụ đaphương tiện chất lượng cao đã làm cho cơ sở hạ tầng thông tin và viễn thông cónhững thay đổi lớn về cấu trúc

Tại Việt Nam, đề án "Đưa Việt Nam sớm trở thành nước mạnh về công nghệthông tin và truyền thông" của Thủ tướng Chính phủ tại Quyết định số 1755/QĐ-TTg ngày 22/09/2010 đã chỉ ra định hướng, tầm nhìn cho sự phát triển ngànhbăng rộng tại Việt Nam đến năm 2015 là: Cơ bản hoàn thành mạng băng rộng đếncác xã, phường trên cả nước, kết nối Internet đến tất cả các trường học, tỉ lệ ngườidân sử dụng Internet đạt trên 50%

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM HẠ TẦNG MẠNG

MIỀN TRUNG (VNPT NET)

1.1 CƠ QUAN THỰC TẬP

Tên cơ quan: VNPT NET3

Địa chỉ: Lô 12, đường số 3, khu Công nghiệp An Đồn, Phường An Hải Bắc, QuậnSơn Trà, Đà Nẵng

Website: vnptnet.vn

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG

Trung Tâm Hạ Tầng Mạng Miền Trung trực thuộc Tổng Công ty Hạ tầng mạng (têngọi tắt VNPT-Net) là đơn vị thành viên hạch toán phụ thuộc của Tập đoàn Bưu chínhViễn thông Việt Nam Được thành lập theo

Quyết định số 86/QĐ-VNPT-HĐTV-TCCB

ngày 08 tháng 5 năm 2015 của Hội đồng thành

viên Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt

Namtrên cơ sở tổ chức lại Công ty viễn thông

liên tỉnh (VTN), bộ phận quản lý và điều hành

viễn thông của Tập đoàn, bộ phận hạ tầng của

các đơn vị Công ty Dịch vụ Viễn thông

(Vinaphone), Công ty Điện toán và Truyền số

liệu (VDC), Công ty Viễn thông quốc tế (VNPT-I), và hạ tầng kỹ thuật của các Trungtâm chuyển mạch truyền dẫn thuộc 63 viễn thông tỉnh thành phố

- Tên giao dịch bằng tiếng Việt: Tổng Công ty hạ tầng mạng

- Tên giao dịch quốc tế: VNPT Net Corporation

- Tên viết tắt: VNPT-Net

- Trụ sở chính: số 30 đường Phạm Hùng, phường Mỹ Đình 1, quận Nam Từ Liêm,thành phố Hà Nội

Trạm An Đồn 2 là đơn vị thuộc đài viễn thông Đà Nẵng của Trung Tâm hạ tầngmạng miền trung Có nhiệm vụ kết nối các mạng chuyển mạch di động của 13 tỉnhMiền Trung và Tây Nguyên gồm: Khánh Hòa, Đắc Nông, Đắc Lắc, Kon Tum, GiaLai, Phú Yên, Bình Định, Quảng Ngãi, Quảng Nam, Đà Nẵng, Huế, Quảng Trị, QuảngBình

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quan kiến trúc mạng VNPT-NET 3 tại trạm An Đồn 2

1.3 Chức năng nhiệm vụ:

- Quản lý sử dụng các nguồn lực của Nhà nước được Tập đoàn Bưu chính Viễnthông Việt Nam phân giao cho Tổng công ty, tổ chức thực hiện các dự án đầu tư pháttriểnnhằm phát triển phần vốn và các nguồn lực khác được giao

-Tổ chức, quản lý, khai thác, điều hành phát triển mạng lưới viễn thông theo quyđịnh của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam và những quy định quản lý của nhànước về viễn thông, công nghệ thông tin và truyền thông

- Đảm bảo thông tin liên lạc phục vụ các cơ quan đảng, nhà nước; phục vụ quốcphòng, an ninh, ngoại giao; các yêu cầu thông tin liên lạc khẩn cấp; đảm bảo các dịch

vụ viễn thông cơ bản

- Tổ chức nghiên cứu, ứng dụng khoa học kỹ thuật, đổi mới công nghệ, trangthiết bị theo quy hoạch

- Tham gia các tổ chức viễn thông quốc tế với tư các đại diện cho Tập đoàn Bưuchính Viễn thông Việt Nam khi được ủy quyền

- Hợp tác, phối hợp, tạo điều kiện thuận lợi cho các đơn vị khác trong Tập đoànBưu chính Viễn thông Việt Nam để đạt được các mục tiêu kế hoạch chung về sản xuấtkinh doanh.

- Tư vấn, khảo sát, thiết kế, xây dựng, lắp đặt, khai thác, bảo dưỡng, sửa chữa,cho thuê công trình thiết bị viễn thông, công nghệ thông tin, truyền thông

- Kinh doanh các ngành nghề khác sau khi được Tập đoàn phê duyệt

1.5 Khách hàng đối tác.

- VNPT-Net có quan hệ hợp tác với hầu hết các hãng, các Tập đoàn viễn thông,công nghệ thông tin hàng đầu trên thế giới và trong nước

- Hệ thống thiết bị trên mạng lưới của VNPT-Net được đầu tư từ các nhà sản xuất

có năng lực và uy tín trên thế giới và khu vực; Hợp tác với nhiều hãng, nhiều doanhnghiệp thực hiện bảo dưỡng, hỗ trợ kỹ thuật hệ thống

- VNPT-Net đã và đang hợp tác với các tập đoàn của các quốc gia thực hiện đầu

tư và khai thác hệ thống các tuyến cáp quang biển quốc tế

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG2.1 Tổng quan về các thế hệ thông tin di động:

Các hệ thống thông tin di động đầu tiên ra đời từ những năm 1920, khi đó điệnthoại di động chỉ được sử dụng như là các phương tiện thông tin giữa các đơn vị cảnhsát ở Mỹ Ngày 17/6/1946 hãng AT&T và Southwestern Bell giới thiệu thông tin diđộng đầu tiên ở Mỹ, hệ thống đầu tiên này gồm 6 kênh ở băng tần 150 MHz, là hệthống bán song công, có độ rộng kênh là 60 KHz (gấp 2 lần kênh thông tin di độngtương tự ngày nay, trong khi đó CDMA là 1.25 MHz và WCDMA là 5MHz) Khi hệthống này ra đời và được ứng dụng vào các thành phố lớn ở Mỹ, thì nhu cầu người sửdụng vượt quá dung lượng, nên độ rộng kênh được giảm xuống còn 30 KHz Các hệthống di động đầu tiên này ít tiện lợi và dung lượng rất thấp so với các hệ thống hiệnnay

2.1.1 Thế hệ thứ nhất - 1G (First-Genaration):

Những năm cuối thập niên 70, hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ nhất đượcphát triển, đó là hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương pháp đa truy cậpphân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) cung cấp nhữngdịch vụ chủ yếu là thoại Có thể kể đến như NMT (Nordic Mobile Telephone) củacông ty Ericsson (Thụy Điển); hai versions đang tồn tại là NMT450 hoạt động tại 450MHz band và NMT900 hoạt động tại 900 MHz band AMPS (Advanced Mobile PhoneSystem) là hệ thống điện thoại di động tổ ong do AT&T và công ty Motorola (Mỹ) đềxuất sử dụng năm 1982 Các hệ thống kể trên là các hệ thống 1G Tuy nhiên các hệthống 1G này có những hạn chế như sau: phân bố tần số rất hạn chế, dung lượng thấp,tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy ra khi di động chuyển dịch trong môi trường phađing

đa tia, không đáp ứng được các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách hàng, không chophép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng, không đảm bảo tính

bí mật của các cuộc gọi, không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt ởchâu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng được máy di động của mình ở nướckhác Bảng 1.1 liệt kê một vài thông số chính của các hệ thống di động:

đã nghĩ đến việc số hóa hệ thống điện thoại di động cùng với các kỹ thuật đa truy nhậpmới, và điều này dẫn tới sự ra đời của hệ thống điện thoại di động thế hệ 2G Hệ thống2G dựa trên công nghệ kỹ thuật số, dùng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian(TDMA - Time Division Multiple Access) và đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA– Code Division Multiple Access) Hệ thống này hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vìngoài dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống 2G còn cung cấp thêm một số dịch vụtruyền dữ liệu, tuy tốc độ còn thấp Một số hệ thống di động 2G như GSM (GlobalSystem for Mobile Communication), IS-95 (Iterim Standard-95) Trong đó GSM được

sử dụng rộng rãi nhất, hệ thống thông tin di động GSM đầu tiên được triển khai vàokhoảng năm 1991 GSM kết hợp kỹ thuật truy nhập TDMA và FDMA và sử dụng haidải tần số xung quanh 900 MHz Như hình 1.1, băng tần đầu tiên dành cho đường lênhoạt động ở 890 MHz đến 915 MHz và băng tần thứ hai dành cho đường xuống hoạtđộng tại 935 MHz đến 960 MHz Mỗi kênh vật lý có băng thông là 200 KHz và có 8khe thời gian, mỗi khe thời gian được gán cho một người sử dụng Để tăng thêm dunglượng cho các hệ thống thông tin di động, tần số của các hệ thống được chuyển từvùng 800 – 900 MHz vào vùng 1.8 – 1.9 GHz Một số nước đã đưa vào sử dụng cả haitần số (Dual Band)

Hình 2.1 Sự phân bố tần số trong hệ thống GSM

Đường xuống: 935-960 MHz

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễn thông về các dịch

vụ viễn thông mới, các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ ba (thế hệ một:thông tin di động tương tự; thế hệ hai: thông tin di động số) Ở thế hệ ba này các hệthống thông tin di động có xu thế hòa nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất và có khảnăng phục vụ ở tốc độ bit lên đến 2 Mbps Để phân biệt với các hệ thống thông tin diđộng băng hẹp hiện nay các hệ thống thông tin di động thế hệ ba được gọi là các hệthống thông tin di động băng rộng Để chuyển dần từ thế hệ hai sang thế hệ ba thì cáccông nghệ thông tin di động thế hệ 2.5G được đưa vào sử dụng

2.1.3 Thế hệ thứ ba – 3G (Third Generation):

Đến những năm 2000, hệ thống thông tin di động thứ 3 (3G) ra đời với mụcđích hình thành một hệ thống thông tin di động duy nhất trên toàn thế giới Ở thế hệthứ 3 này, có khả năng cung cấp những dịch vụ có tốc độ khác nhau như thoại, truyền

dữ liệu theo định hướng packet-switched như internet tốc độ cao, truyền hình chấtlượng cao, nhắn tin đa phương tiện (MMS)… Các chuẩn của 3G: IMT-2000

Frequency ( MHz )

(International Mobile Telecommunications 2000), UMTS (Universal MobileTelephony System), CDMA 2000 được nâng cấp từ CDMAOne sử dụng kỹ thuật trảiphổ nhưng rộng hơn CDMA, bao gồm những phiên bản như CDMA 2000 1X, 1X-EV-

DV, 1X EV-DO và CDMA 2000 3X

Hệ thống thông tin di động thế hệ ba là thế hệ thông tin di động cho các dịch vụ

di động truyền thông cá nhân đa phương tiện Hộp thư thoại sẽ được thay thế bằng bưuthiếp điện tử được lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại thông thường trước đây sẽđược bổ sung các hình ảnh để trở thành thoại có hình

Một số yêu cầu chung đối với hệ thống thông tin di động thứ ba:

- Mạng phải là băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện Nghĩa làmạng phải đảm bảo được tốc độ bit của người sử dụng đến 2 Mbps

- Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lượng) theo yêu cầu.Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác nhau Ngoài ra cầnđảm bảo đường truyền vô tuyến không đối xứng với: tốc độ bit cao ở đường xuống vàtốc độ bit thấp ở đường lên

- Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu Nghĩa là đảm bảo cáckết nối chuyển mạch cho tiếng, các dịch vụ video và các khả năng số liệu gói cho cácdịch vụ số liệu

- Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ mạng cố định,nhất là đối với chất lượng thoại

- Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả phần tử thôngtin vệ tinh

WARC-92 (The World Administrative Radio Conference held in 1992) đã dànhcác băng tần 1885 – 2025 MHz và 2110 – 2200 MHz cho IMT- 2000 Con đường đilên 3G từ các công nghệ khác nhau đều đã có: hiện nay châu Âu và các nhà khai thácGSM cùng với Nhật Bản sẽ phát triển đi lên W-CDMA (Wide Band Code DivisionMultiple Access – Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng) trên cơ sở UMTS, còncác nhà cung cấp sử dụng công nghệ CDMA sẽ tiến lên CDMA 2000 Các tiêu chuẩn

di động băng rộng mới được xây dựng trên cơ sở CDMA hoặc CDMA kết hợp TDMA

2.2 Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động:

Cấu trúc chung của hệ thống di động được trình bày ở hình 2.2 với các thuậtngữ:

- ISDN: Intergated Service Digital Network – Mạng liên kết số đa dịch vụ.

- PSPDN: Packet Switched Public Data Network – Mạng số liệu công cộng chuyểnmạch gói

- CSPDN: Circuit Switched Public Data Network–Mạng số liệu công cộng chuyểnmạch mạch

- PSTN: Public Switched Telephone Network – Mạng điện thoại chuyển mạch côngcộng

- PLMN: Public Land Mobile Network – Mạng di động mặt đất công cộng

- OMC: Operation and Maintenance Center – Trung tâm vận hành và bảo trì

Hình 2.2 Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động

2.2.1 Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau:

- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway Mobile Services Switching Center).

- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Service SwitchingCenter)

- Bộ ghi dịch tạm trú (VLR: Visitor Location Register)

Hình 2.2 Mô tả cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động

BTS

ISDN

PSPDN

CSPDN

PSTNPLMN

BS

S

SS

Truyền lưu lượng Truyền báo hiệu

- Bộ ghi dịch thường trú (HLR: Home Location Register).

- Trung tâm nhận thực (AuC: Authentication Center)

- Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register)

- Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính củamạng thông tin di động cũng như các cơ sở cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý diđộng của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa người sử dụng vàmạng thông tin di động với nhau và với các mạng khác

2.2.1.1 GMSC (Gate Mobile Service Switching Center – Trung tâm chuyển mạch

dịch vụ di động cổng):

Mạng thông tin di động có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR Để thiết lập mộtcuộc gọi từ mạng ngoài đến người sử dụng thông tin di động, trước hết cuộc gọi phảiđược định tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là GMSC mà không cần biết đến hiệnthời thuê bao đang ở đâu Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí củathuê bao và định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểmhiện thời (MSC tạm trú) Như vậy, trước hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thoạidanh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này Tổng đài cổng cómột giao diện với các mạng bên ngoài thông qua giao diện này nó làm nhiệm vụ cổng

để kết nối các mạng bên ngoài với mạng thông tin di động Ngoài ra tổng đài này cũng

có giao diện báo hiệu số 7 (CCS N0 7) để có thể tương tác với các phần tử khác củamạng thông tin di động Về phương diện kinh tế không phải bao giờ tổng đài cổngđứng riêng mà thường kết nối với MSC

2.2.1.2 MSC (Mobile Service Switching Center – Trung tâm chuyển mạch dịch vụ

di động):

MSC trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động có chức năng chuyển mạchchính, nhiệm vụ của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sửdụng mạng thông tin di động Một mặt MSC giao diện với BSC, mặt khác giao diệnvới mạng ngoài MSC giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSC cổng (Gate MSC).Việc giao diện với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho những người sử dụng mạngthông tin di động đòi hỏi cổng thích ứng IWF (Interworking Function: chức năngtương tác) Mạng thông tin di động cũng cần giao diện với mạng ngoài để sử dụng khảnăng truyền tải số liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử trong mạng.Mạng thông tin di động còn có thể sử dụng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS N0 7),

mạng này đảm bảo hoạt động tương tác giữa các phần tử trong một hay nhiều mạngthông tin di động MSC thường là tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộđiều khiển trạm gốc (BSC) Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại

ô có dân cư vào khoảng một triệu dân (với mật độ dân cư trung bình)

Để kết nối MSC với các mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫncủa mạng thông tin di động với các mạng này Các thích ứng này được gọi là các chứcnăng tương tác IWF (Interworking Function) bao gồm một thiết bị để thích ứng giaothức và truyền dẫn Nó có thể ghép nối với các mạng PSPDN (Packet Switched PublicData Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói) hay CSPDN (CircuitSwitched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch - mạch ), nócũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSTN hay ISDN IWF có thể thựchiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hay giao tiếpgiữa MSC và IWF được để mở

2.2.1.3 HLR (Home Location Register – Bộ thanh ghi định vị thường trú):

Ngoài MSC, mạng thông tin di động bao gồm cả các cơ sở dữ liệu Các thôngtin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu trữ ở HLR không phụthuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao HLR cũng chứa các thông tin liên quan đến vịtrí hiện thời của thuê bao Thường HLR là một Server đứng riêng không có khả năngchuyển mạch nhưng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao Một chức năng concủa HLR là nhận dạng trung tâm nhận thực AuC (Authentication Center), mà nhiệm

vụ của trung tâm này quản lý an toàn số liệu của các thuê bao được phép

2.2.1.4 VLR (Visitor Location Register – Bộ thanh ghi định vị tạm trú)

Là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng thông tin di động Nó được nối với một haynhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiệnđang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vịtrí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR Các chức năng VLRthường được liên kết với các chức năng MSC

2.2.1.5 AuC (Authentication Center – Quản lý thuê bao và trung tâm nhận thực)

Một thuê bao muốn truy cập mạng, VLR kiểm tra Simcard của nó có được chấpnhận hay không, nghĩa là nó thực hiện một sự nhận thực VLR sử dụng những thông sốnhận thực được gọi là những bộ ba, nó được tạo ra một cách liên tục và riêng biệt cho

mỗi thuê bao di động được cung cấp bởi trung tâm nhận thực AuC, AuC được kết hợpvới HLR.

2.2.1.6 EIR (Equipment Identification Register – Quản lý thiết bị di động):

EIR kiểm tra tính hợp lệ của thuê bao dựa trên yêu cầu đặc tính thiết bị di độngquốc tế IMEI từ MS sau đó gởi tới bộ ghi nhận thiết bị EIR Trong EIR, IMEI của toàn

bộ thiết bị di động được sử dụng thì phải được phân chia thành ba danh sách

Danh sách màu trắng : chứa thiết bị được chấp nhận

Danh sách màu xám : chứa thiết bị di động được theo dõi

Danh sách màu đen : chứa thiết bị di động không được chấp nhận

EIR kiểm tra IMEI có thích hợp vào một trong ba danh sách hay không và chuyển kếtquả đến MSC

* CCS N 0 7

Phụ thuộc vào qui định của từng nước, một hãng khai thác mạng thông tin diđộng có thể có mạng báo hiệu CCS N0 7 riêng hay chung Nếu hãng khai thác có mạngbáo hiệu này riêng thì các điểm chuyển báo hiệu (STP : Signalling Transfer Point) cóthể sẽ là một bộ phận của mạng thông tin di động và có thể thực hiện ở điểm nút riênghay trong cùng một bộ phận của mạng thông tin di động và có thể thực hiện ở điểm nútriêng hay trong cùng một MSC tùy thuộc vào hoàn cảnh kinh tế Tương tự một nhàkhai thác mạng thông tin di động cũng có thể có quyền thực hiện một mạng riêng đểđịnh tuyến các cuộc gọi giữa GMSC và MSC hay thậm chí định tuyến cuộc gọi ra đếnđiểm gần nhất trước khi sử dụng mạng cố định Lúc này các tổng đài trung gian (TE:Transit Exchange) có thể sẽ là một bộ phận của mạng thông tin di động và có thể đượcthực hiện như là một nút đứng riêng hay kết hợp với MSC

2.2.2 Hệ thống trạm con gốc BSS:

2.2.2.1 BTS (Base Transceiver Station – Trạm thu phát gốc):

Trạm BTS là một hệ thống thiết bị có nhiệm vụ truyền và nhận sóng vô tuyến,bao gồm các thiết bị phát thu, anten và và một số thiết bị khác để mã hoá và giải mãđồng thời giao tiếp với BSC Có thể coi BTS là các modem vô tuyến phức tạp và cóthêm một số các chức năng khác Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU(Transcoder and Rate Adapter Unit : khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ) TRAU

là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho mạng thông tin

di dộng được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền

số liệu TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt nó cách xa BTS vàthậm chí trong nhiều trường hợp nó được đặt giữa BSC và MSC

2.2.2.2 BSC (Base Station Controller – Bộ điều khiển trạm gốc):

Có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ

xa BTS và MS Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến vàquản lý chuyển giao (Handoff) Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia nối vớiMSC của mạng thông tin di động Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năngtính toán đáng kể Một BSC trung bình có thể quản lý vài chục BTS phụ thuộc vào lưulượng của BTS này Giao diện của BSC nối với BTS được gọi là giao diện Abis

2.2.2.3 MS (Mobile Station – Trạm di động):

Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìnthấy của hệ thống MS có thể là thiết bị đặt trong ôtô hay thiết bị xách tay hoặc thiết bịcầm tay Loại thiết bị nhỏ cầm tay sẽ là thiết bị trạm di động phổ biến nhất Ngoài việcchứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý giao diện vô tuyến, MS còn phải cungcấp các giao diện của người sử dụng (như : Micro, loa, màn hình hiển thị, bàn phím đểquản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác (như : giao diện với máy tính

cá nhân, Fax…)

2.2.3 Hệ thống con khai thác (OSS – Operation System Sub):

OSS có ba chức năng chính sau:

(1) Khai thác bảo dưỡng mạng

(2) Quản lý thuê bao tính cước

(3) Quản lý thiết bị di động

2.2.3.1 Khai thác và bảo dưỡng mạng:

Khai thác là các hoạt động cho phép khai thác mạng theo dõi hành vi của mạngnhư : tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao (handoff) giữa hai ô nhưvậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ mà họ cung cấpcho khách hàng và kịp thời xử lý sự cố Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu hình

để giảm những vấn đề xuất hiện ở hiện thời, để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tươnglai, để tăng vùng phủ sóng Việc thay đổi mạng có thể thực hiện “ mềm “ qua báo hiệu(chẳng hạn thay đổi thông số chuyển giao nếu thay đổi biên giới tương đối giữa hai ô),hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can thiệp tại hiện trường (chẳng hạn bổ sung thêm

dung lượng truyền dẫn hay lắp đặt một trạm mới) Ở hệ thống viễn thông hiện đại khaithác được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm.

Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc

Nó có một số quan hệ với hệ thống khai thác mạng Các thiết bị ở mạng viễn thônghiện đại có khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua tự kiểm tra.Trong nhiều trường hợp người ta dự phòng cho thiết bị để khi có sự cố có thể thay thếbằng thiết bị dự phòng Sự thay thế này có thể thực hiện tự động, ngoài ra việc giảmnhẹ sự cố có thể được người khai thác thực hiện bằng điều khiển từ xa Bảo dưỡngcũng bao gồm các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố

2.2.3.2 Quản lý thuê bao:

Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao Nhiệm vụ đầu tiên là nhập vàxóa thuê bao ra khỏi mạng Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp tùy theo nhiềudịch vụ và nhiều tính năng bổ sung Nhà khai thác phải có thể thâm nhập được tất cảcác thông số nói trên Một nhiệm vụ quan trọng khác nữa là tính cước các cuộc gọi chothuê bao Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao Quản lý thuê bao ở mạngthông tin di động chỉ liên quan đến HLR và một số thiết bị OS riêng Simcard cũngđóng vai trò như một bộ phận của hệ thống quản lý thuê bao

2.2.3.3 Quản lý thiết bị di động:

Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR(Equipment Identity Register) thực hiện EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đếntrạm di động MS EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự cho phépcủa thiết bị, một thiết bị không được phép sẽ bị cấm

KẾT LUẬN CHƯƠNG II

Chương II đã khái quát tổng quan về mạng di động từ khi hình thành với côngnghệ đơn giản đến các thế hệ công nghệ hiện đại Quá trình phát triến công nghệ thôngtin di động được phân làm ba thế hệ: 1G, 2G (2G và 2,5G) và 3G Với các tiêu chuẩn

kỹ thuật và các tiêu chí ứng dụng trên nền công nghệ, ta đã xác định và đánh giá đượcnhững sự vượt trội, những ưu nhược điểm của từng công nghệ

Bằng việc phân tích cấu trúc hệ thống, ta đã định hình được cấu trúc chung củamột hệ thống xử lý thông tin di động Các thế hệ di động phát triển theo chuẩn công

nghệ khác nhau nhưng vẫn dựa trên nguên lý cấu trúc này Và công nghệ được lựachọn triển khai tùy thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ để phù hợp cấu trúc nền tảng cósẵn và đảm bảo hiệu quả đầu tư.

Trong chương này, chỉ đánh giá và phân tích mang tính tổng quan để thể hiệnđược sự phát triển công nghệ Qua đó chúng ta có cái nhìn tổng thể về lịch sử hìnhthành và nắm được nguyên lý chung của một hệ thống thông tin di động

Chương III: Cấu trúc 3G và lộ trình phát triển3.1 QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G:

Phát triển dựa trên các tiêu chí:

- Hệ thống phải được chuẩn hóa hoàn toàn; các giao diện chính phải được chuẩnhóa và mở;

- Hệ thống phải bổ sung cho hệ thống hiện tại trên mọi khía cạnh;

- Multimedia và tất cả các thành phần của multimedia phải được hệ thống hỗ trợ;

- Truy nhập radio của 3G phải cung cấp khả năng băng rộng;

- Các dịch vụ đối với người dùng đầu cuối độc lập với chi tiết công nghệ, và hạtầng mạng không giới hạn đưa ra dịch vụ Vậy nên phải tách biệt platform công nghệvới dịch vụ sử dụng platform đó

Ý tưởng chính yếu ẩn chứa sau 3G là chuẩn bị một hạ tầng vạn năng có khả năngtải các dịch vụ hiện tại và tương lai Hạ tầng phải được thiết kế sao cho những đổi thay

và tiến triển công nghệ có thể được mạng hỗ trợ không gây ra một bất ổn nào đối vớicác dịch vụ sử dụng cấu trúc mạng hiện tại Để làm được vậy, 3G tách biệt công nghệtruy cập, công nghệ truyền tải, công nghệ dịch vụ và những ứng dụng người dùng

Hình 3.1 Quá trình phát triển lên 3G theo 2 nhánh công nghệ chính

3.1.1 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA:

WCDMA là một tiêu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 được phát triểnchủ yếu ở Châu Âu với mục đích cho phép các mạng cung cấp khả năng chuyển vùng

toàn cầu và để hỗ trợ nhiều dịch vụ thoại, dịch vụ đa phương tiện Các mạng WCDMAđược xây dựng dựa trên cơ sở mạng GSM, tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của các nhàkhai thác mạng GSM Quá trình phát triển từ GSM lên WCDMA qua các giai đoạntrung gian, có thể được tóm tắt trong sơ đồ sau đây:

Hình 3.2 Quá trình phát triển lên 3G sử dụng nhánh công nghệ WCDMA

- GPRS: GPRS cung cấp các kết nối số liệu chuyển mạch gói với tốc độ truyền

lên tới 171,2Kbps và hỗ trợ giao thức Internet TCP/IP và X25, nhờ vậy tăng cườngđáng kể các dịch vụ số liệu của GSM Công việc tích hợp GPRS vào mạng GSM hiệntại là một quá trình đơn giản Một phần các khe trên giao diện vô tuyến dành choGPRS, cho phép ghép kênh số liệu gói được lập lịch trình trước đối với một số trạm diđộng Còn mạng lõi GSM được tạo thành từ các kết nối chuyển mạch kênh được mởrộng bằng cách thêm vào các nút chuyển mạch số liệu Gateway mới, được gọi làGGSN và SGSN GPRS là một giải pháp đã được chuẩn hoá hoàn toàn với các giaodiện mở rộng và có thể chuyển thẳng lên 3G về cấu trúc mạng lõi

- EDGE: Hệ thống 2,5G tiếp theo đối với GSM là EDGE EDGE áp dụng

phương pháp điều chế 8PSK, điều này làm tăng tốc độ của GSM lên 3 lần EDGE là lýtưởng đối với phát triển GSM, nó chỉ cần nâng cấp phần mềm ở trạm gốc

- WCDMA: là một công nghệ truy nhập vô tuyến được phát triển mạnh ở Châu

Âu Hệ thống này hoạt động ở chế độ FDD & TDD và dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗitrực tiếp (DSSS- Direct Sequence Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps bên trongbăng tần 5MHz WCDMA hỗ trợ trọn vẹn cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyểnmạch gói tốc độ cao và đảm bảo sự hoạt động đồng thời các dịch vụ hỗn hợp với chế

độ gói hoạt động ở mức hiệu quả cao nhất Hơn nữa WCDMA có thể hỗ trợ các tốc độ

số liệu khác nhau, dựa trên thủ tục điều chỉnh tốc độ

3.1.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 2000:

CDMA 2000 là một cách tiếp cận đa sóng mang cho các sóng có độ rộng n lần1,25MHz hoạt động ở chế độ FDD Nhưng công việc chuẩn hoá tập trung vào giảipháp một sóng mang đơn 1,25MHz (1x) với tốc độ chip gần giống IS-95 CDMA 2000

được phát triển từ các mạng IS-95 của hệ thống thông tin di động 2G, có thể mô tả quátrình phát triển trong hình vẽ sau:

Hình 3.3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000

- IS-95B: IS-95B hay CDMA One được coi là công nghệ thông tin di động 2,5G

thuộc nhánh phát triển CDMA 2000, là một tiêu chuẩn khá linh hoạt cho phép cungcấp dịch vụ số liệu tốc độ lên đến 115Kbps

- CDMA 2000 1xRTT: Giai đoạn đầu của CDMA2000 được gọi là 1xRTT hay chỉ

là 1xEV-DO, được thiết kế nhằm cải thiện dung lượng thoại của IS-95B và để hỗ trợkhả năng truyền số liệu ở tốc độ đỉnh lên tới 307,2Kbps Tuy nhiên, các thiết bị đầucuối thương mại của 1x mới chỉ cho phép tốc độ số liệu đỉnh lên tới 153,6kbps

-CDMA 2000 1xEV-DO: 1xEV-DO được hình thành từ công nghệ HDR (High

Data Rate) của Qualcomm và được chấp nhận với tên này như là một tiêu chuẩn thôngtin di động 3G vào tháng 8 năm 2001 và báo hiệu cho sự phát triển của giải pháp đơn

sóng mang đối với truyền số liệu gói riêng biệt

- CDMA 2000 1xEV-DV: Trong công nghệ 1xEV-DO có sự dư thừa về tài nguyên

do sự phân biệt cố định tài nguyên dành cho thoại và tài nguyên dành cho số liệu Do

đó CDG (nhóm phát triển CDMA) khởi đầu pha thứ ba của CDMA 2000 bằng các đưacác dịch vụ thoại và số liệu quay về chỉ dùng một sóng mang 1,25MHz và tiếp tục duytrì sự tương thích ngược với 1xRTT Tốc độ số liệu cực đại của người sử dụng lên tới3,1Mbps tương ứng với kích thước gói dữ liệu 3.940 bit trong khoảng thời gian1,25ms

- CDMA 2000 3x(MC- CDMA): CDMA 2000 3x hay 3xRTT đề cập đến sự lựa

chọn đa sóng mang ban đầu trong cấu hình vô tuyến CDMA 2000 và được gọi là CDMA (Multi carrier) thuộc IMT-MC trong IMT-2000 Công nghệ này liên quan đếnviệc sử dụng 3 sóng mang 1x để tăng tốc độ số liệu và được thiết kế cho dải tần 5MHz(gồm 3 kênh 1,25Mhz) Sự lựa chọn đa sóng mang này chỉ áp dụng được trong truyềndẫn đường xuống Đường lên trải phổ trực tiếp, giống như WCDMA với tốc độ chiphơi thấp hơn một ít 3,6864Mcps (3 lần 1,2288Mcps)

MC-3.2 MẠNG UMTS 3G:

3.2.1 Giới thiệu tiêu chuẩn 3GPP:

3GPP thành lập năm 1998 là tổ chức kết hợp của các tổ chức tiêu chuẩn hóa:châu Âu, Nhật, Nam Triều tiên, Mỹ và Trung quốc Mục đích chuẩn hóa hệ thốngthông tin di động 3G theo định hướng:

- Phần truy nhập vô tuyến sử dụng WCDMA và TD-CDMA;

- Phần core: phát triển từ GSM, kế thừa những những tiêu chuẩn ETSI do SMGxây dựng

Đến năm 2001, sau khi hoàn thành phiên bản 3GPP R99, 3GPP chia thành hai tổchức:

- 3GPP: xây dựng các tiêu chuẩn phát triển mạng core, dịch vụ, cấu trúc hệthống, truy cập radio WCDMA và TD-CDMA;

- ETSI SMG: phát triển truy nhập radio GSM và EDGE

Trong đó 3GPP xây dựng các bộ tiêu chuẩn trên cơ sở năm Phiên bản đầu tiên là3GPP Release 99 (3GPP R99) Đến nay 3GPP đã có 04 phiên bản đã và đang được cácnhà khai thác trên thế giới áp dụng:

3.2.3 Cấu trúc hệ thống vô tuyến UMTS:

Một hệ thống UMTS sau khi được nâng cấp và mở rộng từ hệ thống GSM hiện có thì

cấu trúc hệ thống có thể được mô tả tổng quan như sau: (Hình 3.4)

Trong đó UTRAN bao gồm một hay nhiều phân hệ mạng vô tuyến (RNS), một

RNS là một mạng con trong UTRAN và bao gồm một bộ điều khiển mạng vô tuyến(RNC) và một hay nhiều Node-B

Các yêu cầu chính để thiết kế kiến trúc, giao thức và chức năng UTRAN:

- Tính hỗ trợ của UTRAN và các chức năng liên quan: Yêu cầu tác động

đến thiết kế của UTRAN là các yêu cầu hỗ trợ chuyển giao mềm (một thiết bịđầu cuối kết nối tới mạng thông qua 2 hay nhiều cell đang hoạt động) và các thuật toánquản lý nguồn tài nguyên vô tuyến đặc biệt của WCDMA

- Làm tăng sự tương đồng trong việc điều khiển dữ liệu chuyển mạch gói vàchuyển mạch kênh với một ngăn xếp giao thức giao diện vô tuyến duy nhất và với việc

sử dụng cùng một giao diện cho các kết nối từ UTRAN đến miền chuyển mạch gói vàchuyển mạch kênh của mạng lõi

- Làm tăng tính tương đồng với GSM

- Sử dụng kiểu chuyển vận trên cơ sở IP như là cơ cấu chuyển vận thay thế trongUTRAN kể từ Release 5 trở đi

- Các thiết bị UTRAN với chi phí CAPEX và OPEX được tiết kiệm tối đa Đồngthời các thiết bị UTRAN được thiết kế module hóa và và có tính linh hoạt hợp lý choviệc mở rộng dung lượng trong tương lai Hệ thống UTRAN có khả năng nâng cấp lênphiên

IWMSC

IWMSC

Network s

UE

D

MSC

E, G

GMSC

GMSC

SMS-MSC

BSC BTS

Um

ISDN PSTN PSPDN CSPDN PDN:

-Intranet - Extranet -Internet

BSS

Note:

Not all interfaces shown and named

F Gr

GGSN

Gd, Gp, Gn +

SGSN

SGSN

Gb Gf

Gn +

H

RNC BS

U u

Iu r

U u

Iu b

I u

bộ mạng có thể dùng chỉ một cặp tần số).

Node B bao gồm các loại cấu hình: Macro Indoor, Macro Outdoor, Mini Indoor, Minioutdoor, Micro Indoor, Micro Outdoor, Pico,

3.2.3.2 RNC (Radio Network Control):

RNC là một thành phần trong mạng truy nhập vô tuyến UTMS RNC về cơ bản

có những chức năng giống BSC trong hệ thống BSS GSM:

- Trung gian giữa trạm gốc (Node B trong UMTS) và hệ thống mạng lõi;

- Điều khiển cuộc gọi vô tuyến (quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển và quản

lý chuyển giao cuộc gọi …);

RNC được kết nối đến:

- Mạng lõi, qua giao tiếp Iu

- Các Node B qua giao tiếp Iub Một Node B thực hiện giao tiếp vô tuyến vớimột hoặc nhiều cell

- Một số RNC lân cận qua giao tiếp Iur

3.2.3.3 Các giao diện mở cơ bản của UMTS:

- Giao diện Cu: Đây là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME Giao diện

này tuân theo tiêu chuẩn cho các thẻ thông minh

- Giao diện Uu: Đây là giao diện vô tuyến WCDMA Uu là giao diện mà UE truy

cập được với phần cố định của hệ thống và đây là phần giao diện mở quan trọng nhấttrong UMTS

- Giao diện Iu: Giao diện này kết nối UTRAN tới mạng lõi Tương tự như các

giao diện tương thích trong GSM như là giao diện A (đối với chuyển mạch kênh) và

Gb (đối với chuyển mạch gói) Giao diện Iu đem lại cho các bộ điều khiển UMTS khảnăng xây dựng được UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.

- Giao diện Iur: Giao diện mở Iur hỗ trợ chuyển giao mềm giữa các RNC từ các

nhà sản xuất khác nhau và vì thế bổ sung cho giao diện mở Iu

- Giao diện Iub: Iub kết nối một Node B và một RNC UMTS là một hệ thống

điện thoại di động mang tính thương mại đầu tiên mà giao diện giữa bộ điều khiển vàtrạm gốc được chuẩn hoá như là một giao diện mở hoàn thiện Giống như các giaodiện mở khác, Iub thúc đẩy hơn nữa tính cạnh tranh giữa các nhà sản xuất trong lĩnhvực này

3.3 CÁC CHỨC NĂNG TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN:

Quản lý tài nguyên bao gồm: đặt cấu hình và đặt lại cấu hình tài nguyên vô tuyến

- Việc đặt cấu hình tài nguyên vô tuyến có nhiệm vụ phân phát nguồn tài nguyênmột cách hợp lý cho các yêu cầu mới đến hệ thống để cho mạng không bị quá tải vàduy trì tính ổn định Tuy nhiên, nghẽn có thể xuất hiện trong mạng 3G vì sự di chuyểnngẫu nhiên của người sử dụng

- Việc đặt lại cấu hình có nhiệm vụ cấp phát lại nguồn tài nguyên trong phạm vicủa mạng khi hiện tượng nghẽn bắt đầu xuất hiện Chức năng này có nhiệm vụ đưa hệthống bị quá tải trở về lưu lượng tải mục tiêu một cách nhanh chóng và có thể điềukhiển được

Quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến có thể chia thành các chức năng: Điều khiểncông suất, chuyển giao, điều khiển thu nhận, điều khiển tải và lập lịch cho gói tin

3.3.1 Điều khiển công suất:

Mục tiêu của việc sử dụng điều khiển công suất là khác nhau trên đường lên vàđường xuống Các mục tiêu của điều khiển công suất có thể tóm tắt như sau :

- Khắc phục hiệu ứng gần-xa trên đường lên.

- Tối ưu dung lượng hệ thống bằng việc điều khiển nhiễu

- Làm tăng tối đa tuổi thọ pin của đầu cuối di động

Có 3 kiểu điều khiển công suất trong các hệ thống WCDMA: Điều khiển côngsuất vòng mở, điều khiển công suất vòng kín và điều khiển công suất vòng bên ngoài

3.3.2 Điều khiển chuyển giao:

3.3.2.1 Chuyển giao trong cùng tần số:

Đối với chuyển giao cứng, một quyết định xác định là có thực hiện chuyển giaohay không và máy di động chỉ giao tiếp với một BS tại một thời điểm Đối với chuyểngiao mềm điều đó lại tuỳ thuộc vào sự thay đổi cường độ tín hiệu kênh hoa tiêu từ haihay nhiều trạm gốc có liên quan, một quyết định cứng cuối cùng sẽ được tạo ra để giaotiếp với duy nhất 1 BS

Hình 3.5 Sự so sánh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm.

Mục đích của chuyển giao mềm là để đem lại một sự chuyển giao không bị ngắtquãng và làm cho hệ thống hoạt động tốt Điều đó chỉ có thể đạt được nhờ 3 lợi ích của

cơ cấu chuyển giao mềm như sau:

- Độ lợi phân tập vĩ mô: độ lợi ích phân tâp nhờ Fading chậm và sự sụt đột ngộtcủa cường độ tín hiệu do các nguyên nhân chẳng hạn như sự di chuyển của MS vòngquanh một góc

- Độ lợi phân tập vi mô: Độ lợi phân tập nhờ Fading nhanh

-Việc chia sẻ tải đường xuống: Một MS khi chuyển giao mềm thu công suất từnhiều Node-B, điều đó cho thấy công suất phát lớn nhất đến MS trong khi chuyển giaomềm X-way được nhân với hệ số X, nghĩa là vùng phủ được mở rộng

Ba lợi ích này của chuyển giao mềm có thể cải thiện vùng phủ và dung lượngmạng WCDMA

3.3.2.2 Chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM:

Các chuẩn WCDMA và GSM hỗ trợ chuyển giao cả hai đường giữa WCDMA vàGSM Sự chuyển giao này có thể sử dụng cho mục đích phủ sóng và cân bằng tải Tạipha ban đầu khi triển khai WCDMA, chuyển giao tới hệ thống GSM có thể sử dụng đểgiảm tải trong các tế bào GSM Khi lưu lượng trong mạng WCDMA tăng, thì rất cầnchuyển giao cho mục đích tải trên cả đường lên và đường xuống

Việc đo đạc chuyển giao giữa các hệ thống không hoạt động thường xuyên nhưng sẽđược khởi động khi có nhu cầu thực hiện chuyển giao giữa các hệ thống

3.3.2.3 Chuyển giao giữa các tần số trong WCDMA:

Hầu hết các bộ vận hành UMTS đều có 2 hoặc 3 tần số FDD có hiệu lực Một vàitần số được sử dụng trong cùng một site sẽ tăng dung lượng của site đó hoặc các lớpmicro và macro được sử dụng các tần số khác nhau Chuyển giao giữa các tần số sóngmang WCDMA cần sử dụng phương pháp này

3.3.3 Điều khiển thu nạp:

Nếu tải giao diện vô tuyến được cho phép tăng lên một cách liên tục thì vùng phủsóng của cell bị giảm đi dưới giá trị đã hoạch định (gọi là “cell breathing”) và QoS củacác kết nối đang tồn tại không thể đảm bảo Nguyên nhân của hiệu ứng “cellbreathing” là vì đặc điểm giới hạn nhiễu của các hệ thống CDMA Vì thế, trước khithu nhận một kết nối mới, điều khiển thu nạp cần kiểm tra xem việc nhận kết nối mới

sẽ không ảnh hưởng đến vùng phủ sóng hoặc QoS của các kết nối đang hoạt động haykhông Điều khiển thu nạp chấp nhận hay từ chối yêu cầu thiết lập một truy nhập vôtuyến trong mạng truy nhập Chức năng điều khiển thu nạp được đặt trong bộ điềukhiển RNC, nơi mà lưu giữ thông tin vể tải của các số cell do nó quản lý

3.3.4 Điều khiển tắc nghẽn:

Đây là một công cụ quan trọng của chức năng quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến

để đảm bảo cho hệ thống không bị quá tải và duy trì tính ổn định Nếu hệ thống đượcquy hoạch một cách hợp lý và công việc điều khiển thu nạp hoạt động tốt, các tìnhhuống quá tải gần như sẽ bị loại trừ Tuy nhiên, trong mạng di động, sự quá tải ở mộtnơi nào đó là không thể tránh khỏi vì các tài nguyên vô tuyến được ấn định trước trongmạng Các hoạt động điều khiển tải để làm giảm hay cân bằng tải bao gồm:

- Từ chối các lệnh công suất tới trên đường xuống nhận từ MS

- Giảm chỉ tiêu Eb/I0 đường lên sử dụng bởi điều khiển công suất nhanh đườnglên.

- Thay đổi kích cỡ của miền chuyển giao mềm để phục vụ nhiều người sử dụnghơn

- Chuyển giao tới sóng mang WCDMA khác (mạng UMTS khác hay mạngGSM)

- Giảm thông lượng của lưu lượng dữ liệu gói (các dữ liệu phi thời gian thực)

- Ngắt các cuộc gọi trên một đường điều khiển

KẾT LUẬN CHƯƠNG III

Trong chương 3, ta đã định hướng được các yêu cầu để phát triển và các côngnghệ để phát triển nên thế hệ thông tin di động thứ 3 (3G) Với hai công nghệ chínhđược lựa chọn để phát triển nên 3G là WCDMA và CDMA200, các hệ thống và tiêuchuẩn cho công nghệ 3 G đã được lựa chọn phù hợp cùng với hệ thống thông tin của

từ khu vực

Với việc phân tích cấu trúc hệ thống UMTS 3G đã nhận biết được các tiêuchuẩn châu âu sử dụng cho WCDMA Qua đó phân tích được các đối tượng tiêu chuẩntrong hệ thống 3G các yêu cầu kỹ thuật cần thiết Các chức năng quản lý vô tuyến vàđiều khiển trong hệ thống 3G cũng được phân tích để đánh giá được khả năng xử lý và

sự kết hợp đan xen giữa các thế hệ di động

CHƯƠNG IV: DỊCH VỤ MẠNG 3G CỦA VNPT

4.1 GIỚI THIỆU DỊCH VỤ VNPT 3G:

4.1.1 Các dịch vụ triển khai trên nền công nghệ 3G:

3G giúp chúng ta thực hiện truyền thông thoại và dữ liệu (như e-mail và tin nhắndạng văn bản), download âm thanh và hình ảnh với băng tần cao Các ứng dụng 3Gthông dụng gồm hội nghị video di động; chụp và gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoạimáy ảnh; gửi và nhận e-mail và file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video vàMP3; và nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao

Các thiết bị hỗ trợ 3G cho phép chúng ta download và xem phim từ các chươngtrình TV, kiểm tra tài khoản ngân hàng, thanh toán hóa đơn điện thoại qua mạng và gửibưu thiếp kỹ thuật số

4.1.2 Các dịch vụ 3G do VNPT cung cấp:

- Dịch vụ điện thoại thấy hình (Video Call)

- Dịch vụ truy nhập Internet trên máy điện thoại di

động (Mobile Internet)

- Dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao thông qua các

thiết bị hỗ trợ (Mobile Broadband)

- Dịch vụ truyền hình trên điện thoại di động (Mobile TV)

- Dịch vụ theo dõi hình ảnh trên điện thoại di động (Mobile Camera)

* Đối tượng khách hàng được đăng ký chuyển dổi sang công nghệ 3G: các thuê bao di

động GSM loại hình trả trước và trả sau của hai mạng di động

- Là mạng di động theo chuẩn thế hệ thứ 3 (Third Generation Netword – 3G),VNPT 3G cho phép thuê bao di động thực hiện các nhiệm vụ cơ bản như thoại,nhắn tin… với chất lượng cao, đặc biệt là truy cập Internet với tốc độ cao

- Mạng VNPT 3G được kết nối và tích hợp toàn diện với mạng VNPT hiện tại,cho phép cung cấp dịch vụ theo chuẩn 3G cho các thuê bao VNPT đang hoạt động và

cả các thuê bao hòa mạng mới

- Do chủ yếu sử dụng chung cơ sở hạ tầng (nhà trạm) nên vùng phủ sóng 3G sẽcùng tồn tại song song với vùng phủ sóng 2G Công nghệ Hand-over sẽ cho phép thuêbao VNPT được duy trì liên lạc thông suốt khi di chuyển giữa các vùng phủ sóng 2G

và 3G

4.1.2.1 Mobile Internet:

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 VNP

*Mô tả dịch vụ: Hình 4.1 mô tả kết nối hệ thống dịch

vụ Mobile Internet

* Tiện ích khi sử dụng dịch vụ:

- Đọc báo, tin tức trực tiếp từ điện thoại nhanh chóng, dễ dàng, mọi lúc, mọi nơi

- Truy cập và xem video trực tuyến tại các website chia sẻ nổi tiếng mà trước đâymạng GPRS do giới hạn về tốc độ không thực hiện được

- Tải nội dung về máy và upload ảnh, video từ điện thoại lên mạng một cáchnhanh chóng, thuận tiện qua các ứng dụng blog

- Gửi, nhận email trực tiếp từ điện thoại di động nhanh chóng