Nghiên cứu và phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng trên mạng di động 3g

Trong luận văn này, nội dung được chia thành 4 chương: Chương I: Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động toàn cầu Chương II: Nâng cấp công nghệ làm nền tảng cho sự phát triển các

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

PGS.TS: NGUYỄN VĂN KHANG

Hà Nội – Năm 2010

Đề tài: Nghiên cứu và phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng trên mạng di động 3G Tác giả luận văn: Đặng Triều Dương Khóa: 2008-2010 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Khang-Trưởng khoa Điện tử-Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nội dung tóm tắt:

a) Lý do chọn đề tài

Sự nâng cấp lên công nghệ 3G gần đây của các mạng thông tin di động đã tạo môi trường cho các dịch vụ giá trị gia tăng phát triển, mang lại doanh thu rất lớn cho các nhà khai thác

b) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Mục đích của đề tài là nghiên cứu, phân tích những đặc điểm của mạng di động 3G, xu hướng nâng cấp, phát triển của mạng di động 3G và sau 3G trong tương lai, dựa trên quan điểm: sự nâng cấp về công nghệ là nền tảng cho sự phát triển của các dịch vụ giá trị gia tăng

Đối tượng nghiên cứu của Luận văn là công nghệ 3G, xu hướng phát triển công nghệ và nhu cầu sử dụng của thuê bao di động

Phạm vi nghiên cứu là tổng quan sự phát triển các dịch vụ Giá trị gia tăng của các mạng di động tại Việt Nam và cụ thể là tại công ty thông tin di động Mobifone mà Tác giả trực tiếp tham gia công tác

c) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính

Luận văn được chia thành 4 chương:

Chương I: Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động toàn cầu

Chương II: Nâng cấp công nghệ làm nền tảng cho sự phát triển các dịch vụ

giá trị gia tăng

Chương III: Tổng quan công nghệ WCDMA trong hệ thống UMTS

Chương IV: Các dịch vụ giá trị gia tăng đang triển khai tại Mobifone

Tác giả đã thực hiện bằng phương pháp thu thập thông tin, thống kê và có phân tích để đưa ra các dịch vụ Giá trị gia tăng có chất lượng theo tiêu chí thuận tiện cho người sử dụng và tận dụng được công nghệ

Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hỗ trợ từ Thầy hướng dẫn và những người tôi đã tham khảo Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong

đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Hà Nội, ngày 27 tháng 10 năm 2010

Tác giả

Đặng Triều Dương

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU 2

1.1 Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động trên thế giới 2

1.2 Tình hình chuẩn hoá công nghệ 3G 4

1.3 Chuẩn hóa công nghệ 4G 9

1.4 Phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA 11

1.3.1 GPRS 11

1.3.2 EDGE 11

1.3.3 WCDMA hay UMTS/FDD 12

CHƯƠNG II: NÂNG CẤP CÔNG NGHỆ LÀM NỀN TẢNG CHO SỰ PHÁT TRIỂN CÁC DỊCH VỤ GÍA TRỊ GIA TĂNG 13

2.1 Nâng cấp công nghệ trong họ GSM lên 3G 13

2.1.1 Các thế hệ công nghệ trong họ GSM 13

2.1.2 Hạ tầng mạng phải thay đổi ra sao? 13

2.1.3 Sự phát triển liền mạch 14

2.2 Nâng cấp công nghệ trong họ GSM lên 4G? 15

2.2.1 Chuẩn hóa công nghệ 4G 16

2.2.2 Nhu cầu người dùng là động lực phát triển 4G 16

2.2.3 Định hướng và tương lai của công nghệ 4G 17

2.3 Đánh giá hiện trạng công nghệ và cơ hội cho các dịch vụ Giá trị gia tăng 19

2.3.1 HSPA tiếp tục là công nghệ băng rộng di động chủ đạo 19

2.3.2 Bùng nổ lưu lượng dữ liệu 21

2.3.3 Thuê bao 3G sẽ chiếm gần 50% thị phần 22

2.3.4 Kết luận 24

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ WCDMA TRONG HỆ THỐNG UMTS .25

3.1 Nguyên lý CDMA 25

3.1.1 Nguyên lý trải phổ CDMA 25

3.1.2 Kỹ thuật trải phổ và giải trải phổ 26

3.1.3 Kỹ thuật đa truy nhập CDMA 26

3.2 Một số đặc trưng của lớp vật lý trong hệ thống WCDMA .28

3.2.1 Các mã trải phổ 28

3.2.2 Phương thức song công 29

3.2.3 Dung lượng mạng .29

3.2.4 Phân tập đa đường- Bộ thu RAKE 30

3.2.5 Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD .31

3.2.6 Trạng thái cell .31

3.2.7 Cấu trúc Cell .32

3.3 Kiến trúc mạng 33

3.3.1 Kiến trúc hệ thống UMTS 33

3.3.2 Kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 36

3.3.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến 37

3.3.2.2 Nút B (Trạm gốc) 38

3.4 Các dịch vụ và ứng dụng UMTS 39

3.4.1 Giới thiệu .39

3.4.2 Các lớp QoS UMTS 39

3.4.2.1 Lớp hội thoại .39

3.4.2.2 Lớp luồng .40

3.4.2.3 Lớp tương tác .41

3.4.2.4 Lớp nền 41

3.4.3 Khả năng hỗ trợ dịch vụ của các lớp đầu cuối 41

3.4 Tổng kết về công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA trong hệ thống UMTS 42

CHƯƠNG IV: CÁC DỊCH VỤ GIÁ TRỊ GIA TĂNG ĐANG TRIỂN KHAI TẠI MOBIFONE 45

4.1 Dịch vụ MobiTV 45

4.1.1 Mô tả chung về giải pháp 45

4.1.2 Sơ đồ kỹ thuật tổng quan 45

4.1.2.1 Kiến trúc tổng thể 45

4.1.2.2 Thành phần logic 46

4.1.2.3 Thành phần giải pháp 47

4.1.3 Tính năng của hệ thống: 48

4.1.4 Hỗ trợ thiết bị đầu cuối 51

4.2 Dịch vụ AppStore 52

4.2.1 Yêu cầu kỹ thuật 52

4.2.1.1 Cấu trúc hệ thống 52

4.2.1.2 Chức năng các thành phần 53

4.2.2 Tính năng của hệ thống AStore 54

4.2.2.1 Tính năng Web 54

4.2.2.2 Tính năng Wap 55

4.2.2.3 Tính năng SMS 55

4.2.2.4 Tính năng tính cước 56

4.2.2.5 Tính năng tạo CDR 56

4.3 Dịch vụ Mstory 57

4.3.1 Yêu cầu kỹ thuật 58

4.3.1.1 Cấu trúc hệ thống 58

4.3.1.2 Chức năng các thành phần 59

4.3.2 Tính năng dịch vụ 60

4.3.2.1 Tính năng client 60

Phương thức cung cấp dịch vụ 61

4.3.2.2 Tính năng quản lý dịch vụ 61

4.3.2.3 Tính năng tính cước 62

4.3.2.4 Tính năng tạo CDR 62

4.4 Dịch vụ Game Portal 64

4.4.1 Cấu trúc hệ thống 65

4.4.1.1 Cấu trúc chung của hệ thống 65

4.4.1.2 Chức năng các thành phần 66

4.4.2 Các phân hệ, giao diện người dùng 68

4.4.2.1 Hệ thống WEBSITE 68

4.4.2.2 Hệ thống WAPSITE 69

4.4.2.3 Hệ thống quản trị nội dung (CMS) 70

4.4.3 Chi tiết tính năng hệ thống 70

4.4.3.1 Hệ thống Quản lý mạng NMS 70

4.4.3.2 Hệ thống Quản lý thiết bị 71

4.4.3.3 Hệ thống Tài khoản 71

4.4.3.4 Hệ thống Quản lý Game 72

4.4.3.5 Hệ thống Báo cáo/Thống kê 73

4.4.3.6 Hệ thống Thanh toán 74

4.4.3.7 Hệ thống Quản trị cấu hình Portal 74

4.4.3.8 Hệ thống Quản lý đối tác nội dung 74

4.4.3.9 Hệ thống Quản lý khuyến mãi 75

4.4.3.10 Hệ thống Quản trị diễn đàn 75

4.4.3.11 Hệ thống Quản trị Tin Tức 75

4.4.3.12 Hệ thống chăm sóc khách hàng 76

4.4.3.13 Hệ thống Tính năng người dùng 76

4.4.3.14 Hệ thống Quản lý quảng cáo 77

4.4.3.15 Hệ thống Data mining 77

4.4.3.16 Hệ thống SMS Gateway 77

4.4.3.17 Hệ thống nhận diện thuê bao 77

4.5 Hệ thống voice SMS 78

4.5.1 Giới thiệu dịch vụ 78

4.5.2 Đặc điểm dịch vụ 78

4.5.3 Lợi ích khi triển khai dịch vụ 79

4.5.4 Giải pháp kỹ thuật thiết kế hệ thống 80

4.5.4.1 Mô tả giải pháp kỹ thuật chung cho hệ thống Voice SMS 80

4.5.4.2 Mô hình hệ thống 80

4.5.5 Kịch bản dịch vụ 83

4.5.5.1 Qúa trình xử lý cuộc gọi Voice SMS 83

4.5.5.2 Quy trình gửi tin nhắn đến thuê bao On Net và Off Net 84

4.5.6 Các chức năngcơ bản 85

4.5.6.1 Gửi tin nhắn Voice SMS 85

4.5.6.2 Chức năng nhận tin nhắn 86

4.5.6.3 Gửi tin nhắn Voice SMS theo nhóm 87

4.6 Dịch vụ truy cập wap 90

4.6.1 Giới thiệu dịch vụ 90

4.6.2 Cấu trúc hệ thống 90

4.6.3 Cấu hình đang cung cấp dịch vụ 92

4.6.3.1 Sơ đồ kết nối hệ thống 92

4.6.3.2 Phần cứng hệ thống 92

4.7 Dịch vụ MCA 93

4.7.1 Giới thiệu dịch vụ 93

4.7.2 Thiết kế kỹ thuật hệ thống 93

4.7.2.1 Mô hình hệ thống 93

4.7.2.2 Kiến trúc logic hệ thống 94

4.7.3 Nguyên lý hoạt động thông báo cuộc gọi nhỡ 96

KẾT LUẬN 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO 102

PHỤ LỤC I: CÁC TỪ VIẾT TẮT 103

PHỤ LỤC II: BẢNG CÁC DỊCH VỤ GTGT 109

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại bùng nổ công nghệ thông tin như hiện nay, việc sử dụng các ứng dụng, tiện ích mà công nghệ thông tin mang lại không chỉ dừng lại ở việc sử dụng máy tính, mà thiết bị di động đang dần trở thành một công cụ thay thế hiệu quả bởi các lý do: giá thành ngày càng rẻ, có tính di động cao, có khả năng sử dụng mọi lúc mọi nơi Bên cạnh đó sự nâng cấp lên công nghệ 3G gần đây của các mạng thông tin di động đã tạo môi trường cho các dịch vụ giá trị gia tăng phát triển, mang lại doanh thu rất lớn cho các nhà khai thác

Mục đích của đề tài là nghiên cứu, phân tích những đặc điểm của mạng di động 3G, xu hướng nâng cấp, phát triển của mạng di động 3G và sau 3G trong tương lai, dựa trên quan điểm: sự nâng cấp về công nghệ là nền tảng cho sự phát triển của các dịch vụ giá trị gia tăng

Câu hỏi nghiên cứu được đặt ra khi thực hiện luận văn là làm thế nào để triển khai một dịch vụ giá trị gia tăng tận dụng được lợi thế về tốc độ dữ liệu của mạng

di động 3G

Đối tượng nghiên cứu của Luận văn là công nghệ 3G, xu hướng phát triển công nghệ và nhu cầu sử dụng của thuê bao di động Tác giả đã thực hiện bằng phương pháp thu thập thông tin, thống kê và có phân tích để đưa ra các dịch vụ Giá trị gia tăng có chất lượng theo tiêu chí thuận tiện cho người sử dụng và tận dụng được công nghệ

Phạm vi nghiên cứu là tổng quan sự phát triển các dịch vụ Giá trị gia tăng tại các mạng di động tại Việt Nam và kết quả nghiên cứu cụ thể tại công ty thông tin di động Mobifone mà Tác giả trực tiếp tham gia công tác

Trong luận văn này, nội dung được chia thành 4 chương:

Chương I: Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động toàn cầu

Chương II: Nâng cấp công nghệ làm nền tảng cho sự phát triển các dịch vụ giá trị

gia tăng

Chương III: Tổng quan công nghệ WCDMA trong hệ thống UMTS

Chương IV: Các dịch vụ giá trị gia tăng đang triển khai tại Mobifone

CHƯƠNG I: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG TOÀN CẦU 1.1 Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động trên thế giới

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất sử dụng công nghệ đa truy nhập theo tần số (FDMA) là hệ thống tế bào tương tự dung lượng thấp và chỉ có dịch vụ thoại, tồn tại là các hệ thống NMT (Bắc Âu), TACS (Anh), AMPS (Mỹ) Đến những năm 1980 đã trở nên quá tải khi nhu cầu về số người sử dụng ngày càng tăng lên Lúc này, các nhà phát triển công nghệ di động trên thế giới nhận định cần phải xây dựng một hệ thống tế bào thế hệ 2 mà hoàn toàn sử dụng công nghệ số Đó phải là các hệ thống xử lý tín hiệu số cung cấp được dung lượng lớn, chất lượng thoại được cải thiện, có thể đáp ứng các dịch truyền số liệu tốc độ thấp Các hệ thống 2G là GSM (Global System for Mobile Communication - Châu Âu), hệ thống D-AMPS (Mỹ) sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA, và IS-95 ở Mỹ và Hàn Quốc sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA băng hẹp Mặc dù hệ thống thông tin di động 2G được coi là những tiến bộ đáng kể nhưng vẫn gặp phải các hạn chế sau: Tốc độ thấp (GSM là 10kbps) và tài nguyên hạn hẹp Vì thế cần thiết phải chuyển đổi lên mạng thông tin

di động thế hệ tiếp theo để cải thiện dịch vụ truyền số liệu, nâng cao tốc độ bit và tài nguyên được chia sẻ…

Mạng thông tin di động 2G đã rất thành công trong việc cung cấp dịch vụ tới người sử dụng trên toàn thế giới, nhưng số lượng người sử dụng tăng nhanh hơn nhiều so với dự kiến ban đầu, bên cạnh đó nhu cầu dữ liệu ngày càng cao theo từng năm do đó nhất thiết phải cấp công nghệ lên 2.5G, 3G và thậm chí là 3.5G, 4G Có thể đưa ra các thống kê về tốc độ đáp ứng của các thế hệ công nghệ di động như hình 1-1

Hình 1-1: Tốc độ đáp ứng của các công nghệ di động

Mặt khác, khi các hệ thống thông tin di động ngày càng phát triển, không chỉ

số lượng người sử dụng điện thoại di động tăng lên, mở rộng thị trường, mà người

sử dụng còn đòi hỏi các dịch vụ tiên tiến hơn không chỉ là các dịch vụ cuộc gọi thoại và dịch vụ số liệu tốc độ thấp hiện có trong mạng 2G Nhu cầu của thị trường

có thể phân loại thành các lĩnh vực sau:

¾ Dịch vụ dữ liệu máy tính(Computer Data):

9 Số liệu máy tính (Computer Data)

9 E-mail

9 Truyền hình ảnh thời gian thực (Real time image transfer)

9 Đa phương tiện (Multimedia)

9 Tính toán di động (Computing) ¾ Dịch vụ viễn thông (Telecommunication)

9 Di động (Mobility)

9 Hội nghị truyền hình (Video conferencing)

9 Điện thoại hình (Video Telephony)

9 Các dịch vụ số liệu băng rộng (Wide band data services) ¾ Dich vụ nội dung âm thanh hình ảnh (Audio - video content)

9 Hình ảnh theo yêu cầu (Video on demand)

9 Các dịch vụ tương tác hình ảnh (Interactive video services)

9 Báo điện tử (Electronic newspaper)

tin di động trên thế giới tiến hành nghiên cứu và đã áp dụng trong thực tế chuẩn

mới cho hệ thống thông tin di động: Thông tin di động 3G

1.2 Tình hình chuẩn hoá công nghệ 3G

Hiện nay, các bộ tiêu chuẩn công nghệ 2,5G về cơ bản đã được hoàn thiện, cụ

thể như sau:

• 3GPP đã hoàn thiện chỉ tiêu kỹ thuật GPRS, từ đó các tổ chức chuẩn hoá khu

vực đã có bộ tiêu chuẩn kỹ thuật GPRS Một số các nước thuộc nhóm công nghệ

này như Châu Âu, Hồng Kông, Nhật Bản đã biên soạn hoặc chấp nhận nguyên vẹn

chuẩn cho phù hợp với điều kiện công nghệ của mình

• 3GPP2 đã hoàn thiện các chỉ tiêu kỹ thuật CDMA2000 1xEV-DO Các tổ chức

chuẩn hóa khu vực của các nước có công nghệ IS-95A hoặc IS-95B hầu hết đã có

tiêu chuẩn áp dụng nguyên vẹn công nghệ 2,5G

Với công nghệ 3G, tình hình chuẩn hoá phức tạp hơn với 3 mảng chính sau:

• Công nghệ truy nhập vô tuyến

• Mạng lõi

• Giao diện với các hệ thống khác

Chuẩn hoá công nghệ truy nhập vô tuyến

Trên thế giới hiện đang tồn tại nhiều công nghệ thông tin di động 2G khác nhau

với số vốn đầu tư tương đối lớn Việc xây dựng một hệ thống thông tin di động tiên

tiến hơn luôn đòi hỏi phải chú ý tới vấn đề lợi nhuận kinh tế, có nghĩa là các hệ

thống thông tin di động mới phải tương thích ngược với các hệ thống 2G hiện có,

để tận dụng sự đầu tư về cơ sở hạ tầng của các hệ thống cũ Như vậy, mục tiêu phát

triển đến một tiêu chuẩn duy nhất cho IMT-2000 là không thể đạt được Trên thực

tế, ITU đã chấp nhận sư tồn tại song song của 5 họ công nghệ khác nhau:

• IMT-MC (IMT-Multi Carrier): CDMA2000

• IMT-DS (IMT- Direct Sequence): WCDMA –FDD

Hình 1-2: Các họ công nghệ được ITU-R chấp nhận

Đương nhiên là các nhà phát triển UMTS (châu Âu) mong muốn ITU chấp nhận hệ thống chấp nhận toàn bộ những đề xuất của mình và sử dụng hệ thống UMTS làm cơ sở cho hệ thống IMT-2000 Tuy nhiên vấn đề không phải đơn giản như vậy, đã có tới 16 đề xuất cho hệ thống thông tin di động IMT-2000 (bao gồm

10 đề xuất cho các hệ thống mặt đất và 6 đề xuất cho các hệ thống vệ tinh) Dựa trên đặc điểm của các đề xuất, năm 1999, ITU đã phân các đề xuất thành 5 nhóm chính và xây dựng thành chuẩn IMT-2000 Năm 2007, WiMAX được bổ sung vào IMT-2000:

Bảng tổng quan 3G/IMT-2000

ITU IMT-2000 Tên thông dụng

Băng thông dữ liệu

Mô tả

Vùng sử dụng chính

TDMA Single-Carrier

(IMT-SC) EDGE (UWT-136)

EDGE Evolution

Còn gọi là TDMA một sóng mang Là tiêu chuẩn được phát triển từ các hệ thống GSM/GPRS hiện có lên GSM 2+

Hầu hết trên thế giời, trừ Nhật Bản

và Hàn Quốc

CDMA Multi-Carrier

(IMT-MC) CDMA2000 EV-DO

Còn gọi là CDMA đa sóng mang Đây là phiên bản 3G của hệ thống IS-95 (hiện nay gọi là cdmaOne)

Một vài quốc gia

ở Châu

Mỹ và Châu Á

CDMA Direct Spread

pháp song công phân chia theo thời gian

(Time-division duplex) UTRA là từ viết tắt của UMTS

Terrestrial Radio Access Trung

IP-OFDMA WiMAX ( IEEE 802.16 )

Đây là tiêu chuẩn IEEE 802.16 cho việc kết nối Internet băng thông rộng không dây ở khoảng cách lớn

Toàn cầu

Các tiêu chuẩn 3G thương mại:

Công nghệ 3G được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn thông Thế giới (ITU), thống nhất trên thế giới Tuy nhiên, trên thực tế các nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn trên thế giới đã xây dựng thành 4 chuẩn 3G thương mại chính:

W-CDMA

Tiêu chuẩn W-CDMA là nền tảng của chuẩn UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trên kỹ thuật CDMA trải phổ dãy trực tiếp, trước đây gọi là UTRA FDD, được xem như là giải pháp thích hợp với các nhà khai thác dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dụng GSM, tập trung chủ yếu ở châu

Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam) UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE

FOMA, thực hiện bởi công ty viễn thông NTT DoCoMo Nhật Bản năm 2001, được coi như là một dịch vụ thương mại 3G đầu tiên Tuy nhiên, tuy là dựa trên công nghệ W-CDMA, công nghệ này vẫn không tương thích với UMTS (mặc dù có các bước tiếp hiện thời để thay đổi lại tình thế này)

CDMA 2000

Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95 Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, là tổ chức độc lập với 3GPP Có nhiều công nghệ truyền thông khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV

CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s Chuẩn này đã được chấp nhận bởi ITU

Người ta cho rằng sự ra đời thành công nhất của mạng CDMA-2000 là tại KDDI của Nhận Bản, dưới thương hiệu AU với hơn 20 triệu thuê bao 3G Kể từ năm 2003, KDDI đã nâng cấp từ mạng CDMA2000-1x lên mạng CDMA2000-1xEV-DO (EV-DO) với tốc độ dữ liệu tới 2.4 Mbit/s Năm 2006, AU dự kiến nâng cấp mạng lên tốc độ Mbit/s SK Telecom của Hàn Quốc đã đưa ra dịch vụ CDMA2000-1x đầu tiên năm 2000, và sau đó là mạng 1xEV-DO vào tháng 2 năm

2002

TD-CDMA

Chuẩn TD-CDMA, viết tắt từ Time-division-CDMA, trước đây gọi là UTRA FDD,

là một chuẩn dựa trên kỹ thuật song công phân chia theo thời gian (Time-division duplex) Đây là một chuẩn thương mại áp dụng hỗn hợp của TDMA và CDMA nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho truyền thông đa phương tiện trong

cả truyền dữ liệu lẫn âm thanh, hình ảnh

Chuẩn TD-CDMA và W-CMDA đều là những nền tảng của UMTS, tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP, vì vậy chúng có thể cung cấp cùng loại của các kênh khi có thể Các giao thức của UMTS là HSDPA/HSUPA cải tiến cũng được thực hiện theo chuẩn TD-CDMA

TD-SCDMA

Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) đang được phát triển tại Trung Quốcbởi các công

ty Datang và Siemens, nhằm mục đích như là một giải pháp thay thế cho CDMA Nó thường xuyên bị nhầm lẫn với chuẩn TD-CDMA Cũng giống như TD-CDMA, chuẩn này dựa trên nền tảng UMTS-TDD hoặc IMT 2000 Time-Division (IMT-TD) Tuy nhiên, nếu như TD-CDMA hình thành từ giao thức mang cũng mang tên TD-CDMA, thì TD-SCDMA phát triển dựa trên giao thức của S-CDMA

Ta xét các tiêu chuẩn TDD với các đặc điểm sau:

- TDD có thể sử dụng các nguồn tài nguyên tần số khác nhau và không cần cặp tần

số

- TDD phù hợp với truyền dẫn bất đối xứng về tốc độ giữa đường lên và đường xuống, đặc biệt với các dịch vụ dữ liệu dạng IP

- TDD hoạt động ở cùng tần số cho đường lên và đường xuống, phù hợp cho việc

sử dụng các kỹ thuật mới như anten thông minh

- Chi phí thiết bị hệ thống TDD thấp hơn, có thể thấp hơn từ 20 đến 50% so với các

hệ thống FDD

Tuy nhiên, hạn chế chính của hệ thống TDD là tốc độ di chuyển và diện tích phủ sóng Các hệ thống TDD chỉ thích hợp với việc triển khai cho các dịch vụ đa phương tiện trong các khu vực mật độ cao và có yêu cầu cao về dung lượng thoại,

dữ liệu và các dịch vụ đa phương tiện trong các khu vực tập trung thuê bao lớn TD-SCDMA là công nghệ do Trung Quốc đề xuất, còn UTRA-TDD được xem là phần bổ sung cho UTRA-FDD tại những vùng có dung lượng rất cao Hơn nữa các công nghệ này chưa có sản phẩm thương mại Trên thực tế chỉ có 2 tiêu chuẩn quan trọng nhất đã có sản phẩm thương mại và có khả năng được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới là WCDMA (FDD) và cdma2000 WCDMA được phát triển trên cơ

sở tương thích với giao thức của mạng lõi GSM (GSM MAP), một hệ thống chiếm tới 65% thị trường thế giới, còn cdma2000 nhằm tương thích với mạng lõi IS-41, hiện chiếm 15% thị trường Quá trình phát triển lên 3G cũng sẽ tập trung vào 2 hướng chính này, có thể được tóm tắt trong hình 1-3

Hình 1-3: Quá trình phát triển lên 3G của hai nhánh công nghệ chính 1.3 Chuẩn hóa công nghệ 4G

Tiếp theo mạng thông tin di động (TTDĐ) thế hệ thứ 3 (3G - 3rd

Generation), Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đang hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ 4 (4G - 4th Generation) 4G có những tính năng vượt trội như: Cho phép thoại dựa trên nền IP, truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các mạng di động hiện nay… Theo tính toán, tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 100 Mb/s, thậm chí lên tới 1 Gb/s trong các điều kiện tĩnh

Các công nghệ tiền 4G

3 công nghệ dưới đây được xem là các công nghệ tiền 4G, đó là các công nghệ làm sở cứ để xây dựng nên chuẩn 4G trong tương lai

LTE (Long-Term Evolution)

Tổ chức chuẩn hóa công nghệ mạng TTDĐ tế bào thế hệ thứ ba 3G UMTS 3GPP (3rd Generation Partnership Project) bao gồm các tổ chức chuẩn hóa của các nước châu á, châu âu và Bắc Mỹ đã bắt đầu chuẩn hóa thế hệ tiếp theo của mạng di động 3G là LTE

LTE được xây dựng trên nền công nghệ GSM (Global System for Mobile Communications), vì thế nó dễ dàng thay thế và triển khai cho nhiều nhà cung cấp dịch vụ Nhưng khác với GSM, LTE sử dụng phương thức ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) - truyền dữ liệu tốc độ cao bằng cách phân chia thành các sóng mang con trực giao LTE sử dụng phổ tần một cách thích hợp và mềm dẻo, nó có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz cho tới 20 MHz Tốc

độ truyền dữ liệu lớn nhất (về lý thuyết) của LTE có thể đạt tới 250 Mb/s khi độ rộng băng tần là 20 MHz LTE khác với các công nghệ tiền 4G khác như WiMAX

II ở chỗ, nó chỉ sử dụng OFDM ở hướng lên, còn ở hướng xuống nó sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang để nâng cao hiệu quả trong việc điều khiển công suất và nâng cao thời gian sử dụng pin cho thiết bị đầu cuối của khách hàng

UMB (Ultra Mobile Broadband)

Tổ chức chuẩn hóa công nghệ mạng TTDĐ thế hệ thứ ba CDMA2000 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) được thành lập và phát triển bởi các

tổ chức viễn thông của Nhật Bản, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Hàn Quốc cùng với các hãng như Alcatel-Lucent, Apple, Motorola, NEC và Verizon Wireless Thành viên của 3GPP2, Qualcomm là hãng đi đầu trong nỗ lực phát triển UMB, mặc dù hãng này cũng chú tâm cả vào việc phát triển LTE

UMB dựa trên CDMA (Code Division Multiple Access) có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz đến 20 MHz và làm việc ở nhiều dải tần số UMB được đề xuất với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 288 Mb/s cho luồng xuống và 75 Mb/s cho luồng lên với độ rộng băng tần sử dụng là 20 MHz Công nghệ này sẽ cung cấp kết nối thông qua các sóng mang dựa trên đa truy nhập phân chia theo mã CDMA

IEEE 802.16m (WiMAX II)

IEEE 802.16 là một chuỗi các chuẩn do IEEE phát triển, chúng hỗ trợ cả cố định (IEEE 802.16-2004) và di động (IEEE 802.16e-2005) IEEE 802.16m (hay còn gọi là WiMAX II) được phát triển từ chuẩn IEEE 802.16e, là công nghệ duy nhất trong các công nghệ tiền 4G được xây dựng hoàn toàn dựa trên công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA (kỹ thuật đa truy cập vào kênh truyền OFDM)

Công nghệ WiMAX II sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 100 Mb/s cho các ứng dụng di động và có thể lên tới 1Gb/s cho các người dùng tĩnh Khoảng cách

truyền của WiMAX II là khoảng 2 km ở môi trường thành thị và khoảng 10 km cho các khu vực nông thôn

Hãng Intel đang dẫn đầu về đề xuất sử dụng và phát triển WiMAX II cho hệ thống 4G, một chiến lược mà các Hãng Alcatel-Lucent, AT&T, Motorola, Nokia, Samsung, Sprint Nextel và các thành viên khác của WiMAX Forum cũng hỗ trợ tích cực

1.4 Phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA

WCDMA là một tiêu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 được phát triển chủ 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 WCDMA được xây dựng dựa trên cơ sở mạng GSM, tận dụng cơ sở hạ tầng

sẵn có của các nhà khai thác mạng GSM

1.3.1 GPRS

GPRS là một hệ thống vô tuyến thuộc giai đoạn trung gian, nhưng vẫn là hệ thống 3G nếu xét về mạng lõi GPRS cung cấp các kết nối số liệu chuyển mạch gói với tốc độ truyền lên tới 171,2Kbps (tốc độ số liệu đỉnh) và hỗ trợ giao thức Internet TCP/IP và X25, nhờ vậy tăng cường đáng kể các dịch vụ số liệu của GSM Công việc tích hợp GPRS vào mạng GSM đang tồn tại là một quá trình đơn giản Một phần các khe trên giao diện vô tuyến dành cho GPRS, cho phép ghép kênh số liệu gói được lập lịch trình trước đối với một số trạm di động Phân hệ trạm

gốc chỉ cần nâng cấp một phần nhỏ liên quan đến khối điều khiển gói (PCU- Packet

Control Unit) để cung cấp khả năng định tuyến gói giữa các đầu cuối di động các

nút cổng (gateway) Một nâng cấp nhỏ về phần mềm cũng cần thiết để hỗ trợ các hệ

thống mã hoá kênh khác nhau

Mạng lõi GSM được tạo thành từ các kết nối chuyển mạch kênh được mở rộng bằng cách thêm vào các nút chuyển mạch số liệu và gateway mới, được gọi là GGSN (Gateway GPRS Support Node) và SGSN (Serving GPRS Support Node) GPRS là một giải pháp đã được chuẩn hoá hoàn toàn với các giao diện mở rộng và

có thể chuyển thẳng lên 3G về cấu trúc mạng lõi

1.3.2 EDGE

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) là một kỹ thuật truyền

dẫn 3G đã được chấp nhận và có thể triển khai trong phổ tần hiện có của các nhà khai thác TDMA và GSM EDGE tái sử dụng băng tần sóng mang và cấu trúc khe thời gian của GSM, và được thiết kế nhằm tăng tốc độ số liệu của người sử dụng

trong mạng GPRS hoặc HSCSD bằng cách sử dụng các hệ thống cao cấp và công nghệ tiên tiến khác Vì vậy, cơ sở hạ tầng và thiết bị đầu cuối hoàn toàn phù hợp với EDGE hoàn toàn tương thích với GSM và GRPS

1.3.3 WCDMA hay UMTS/FDD

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một công nghệ truy nhập vô tuyến được phát triển mạnh ở Châu Âu Hệ thống này hoạt động ở chế độ FDD và dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS- Direct Sequence Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps bên trong băng tần 5MHz Băng tần rộng hơn và tốc độ trải phổ cao làm tăng độ lợi xử lý và một giải pháp thu đa đường tốt hơn, đó là đặc điểm quyết định để chuẩn bị cho IMT-2000

WCDMA hỗ trợ trọn vẹn cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch 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

Chuẩn WCDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, một phương pháp điều chế tốt hơn 8-PSK, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh là 2Mbps với chất lượng truyền tốt trong vùng phủ rộng

WCDMA là công nghệ truyền dẫn vô tuyến mới với mạng truy nhập vô

tuyến mới, được gọi là UTRAN, bao gồm các phần tử mạng mới như RNC (Radio

Network Controller) và NodeB (tên gọi trạm gốc mới trong UMTS)

Tuy nhiên mạng lõi GPRS/EDGE có thể được sử dụng lại và các thiết bị đầu cuối hoạt động ở nhiều chế độ có khả năng hỗ trợ GSM/GPRS/EDGE và cả WCDMA

CHƯƠNG II: NÂNG CẤP CÔNG NGHỆ LÀM NỀN TẢNG CHO SỰ PHÁT

TRIỂN CÁC DỊCH VỤ GÍA TRỊ GIA TĂNG

2.1 Nâng cấp công nghệ trong họ GSM lên 3G

2.1.1 Các thế hệ công nghệ trong họ GSM

Với thị trường Việt Nam, công nghệ di động đầu tiên GSM, thế hệ 2G đơn giản, chỉ cho phép thoại là chính Việc nâng cấp lên công nghệ GPRS vào cuối năm 2003 đã giúp người dùng bắt đầu làm quen với những ứng dụng dữ liệu Cuối năm 2007 vừa qua, sau khi ứng dụng EGDE, tốc độ đã được nâng cao hơn với đỉnh tốc độ đạt khoảng 384 kb/s Nhưng tốc độ thực tế vẫn còn thấp khiến các dịch vụ dựa trên nền dữ liệu không thể phát triển và bùng nổ mạnh như dịch vụ thoại hiện nay

2.1.2 Hạ tầng mạng phải thay đổi ra sao?

Các công nghệ GSM/GPRS/EDGE có cùng một cơ sở nền tảng đó là kỹ thuật truy cập TDMA và FDMA vì vậy hoạt động trên cùng một băng thông (với mỗi kênh băng tần số 200kHz) Sự nâng cấp do đó cũng không quá phức tạp

Khi nâng cấp lên 3G, công nghệ WCDMA hoạt động trên một kỹ thuật truy cập khác hoàn toàn, đó là CDMA, do đó băng tần hoạt động sẽ phải tách biệt với GSM (WCDMA mỗi kênh băng tần số là 5MHz) Sẽ cần một dải tần 3G mới khác với tần số đang hoạt động hiện nay (thực chất của cuộc thi 3G là để giành được sự cấp phép tần số này) Sự đổi mới như vậy sẽ cần một thiết bị thu phát sóng BTS hoàn toàn mới, được đặt tên là Node B, cùng với nó là một thiết bị quản lý trạm gốc (BSC) mới, tên là điều khiển mạng vô tuyến RNC (Radio Network Controller)

Do tính kế thừa khi nâng cấp, hệ thống mạng lõi (tổng đài chuyển mạch) hiện hữu vẫn có thể được sử dụng để kết nối với mạng vô tuyến (Node B và RNC) của công nghệ WCDMA mới (Hình 2-1)

Hình 2-1: Phương án chung mạng lõi

Mặt khác, để tránh tác động đến mạng đang hoạt động cũng như để mở rộng dung lượng, một giải pháp khác cũng được các nhà cung cấp sử dụng là đầu tư một

hệ thống mạng mới hoàn toàn (Hình 2-2)

Hình 2-2: Phương án thêm mạng lõi

Theo thời gian, tất cả các thiết bị mạng lõi và vô tuyến sẽ tích hợp chung như Hình 3 Các thiết bị BTS, BSC cũ sẽ hết khấu hao hoặc di chuyển ra các vùng sâu, vùng xa khác để hỗ trợ sóng GSM/EDGE

Hình 2-3: Phương án tích hợp chung 2.1.3 Sự phát triển liền mạch

Nếu chỉ nhìn vào Hình 2-2, có không ít người nhận xét sự nâng cấp lên 3G chỉ

là sự ghép thêm 1 hệ thống mới với công nghệ mới vào hệ thống có sẵn Để hiểu

rõ hơn tính kế thừa, liền mạch khi phát triển lên 3G của GSM, xin tham khảo Hình 2-4

Hình 2-4: Sự phát triển liền mạch

Ở đây, ngoài hệ thống vô tuyến WCDMA (bao gồm RNC và Node B) là cần đầu tư mới, tất cả hệ thống khác sẽ được tận dụng lại Hầu hết các nhà sản xuất tổng đài hiện nay đều có giải pháp để nâng cấp hệ thống mạng lõi, truyền dẫn, cơ

sở dữ liệu, hệ thống vận hành… hiện hữu để hỗ trợ cả GSM và WCDMA

Như vậy, muốn phủ sóng 3G ở đâu, các nhà cung cấp dịch vụ sẽ đặt thiết bị thu phát sóng 3G khu vực đó (sử dụng nhà trạm có sẵn) và nối về tổng đài Tất

nhiên, với số lượng hơn 15.000 nhà trạm/1 mạng như hiện nay tại Việt Nam, việc

đầu tư 3G phủ sóng toàn quốc không phải dễ dàng và khá tốn kém

Tuy nhiên từ sự đầu tư WCDMA này, việc nâng cấp lên mạng 3,5G HSPA sẽ rất đơn giản khi chỉ cần nâng cấp phần mềm, tương tự như khi người ta nâng cấp

từ GPRS lên EDGE, là người dùng có thể sử dụng được dịch vụ di động không thua kém gì mạng ADSL hữu tuyến hiện nay

Tuy nằm trên 2 thiết bị khác nhau, sự vận hành của 2 hệ thống vô tuyến bao gồm GSM và WCDMA cũng sẽ được quản lý thống nhất, đảm bảo chuyển giao liền mạch giữa 2 hệ thống Cuộc gọi sẽ vẫn đảm bảo duy trì khi chuyển băng tần và chuyển công nghệ, điều này sẽ xảy ra khi người dùng di chuyển ngoài vùng phủ sóng của một công nghệ hoặc bị quá tải

Nhờ tính liền mạch này, việc sử dụng băng thông sẽ rất hiệu quả (có sự điều tiết, phân bố qua lại giữa các cuộc gọi trên các băng tần), tức sẽ giảm nghẽn mạng; các thiết bị sẽ được tận dụng tối đa (dùng chung tài nguyên cho cả hai hệ thống);

và việc đầu tư WCDMA không cần phải đồng loạt toàn mạng

2.2 Nâng cấp công nghệ trong họ GSM lên 4G?

2.2.1 Chuẩn hóa công nghệ 4G

Tiếp theo mạng thông tin di động (TTDĐ) thế hệ thứ 3 (3G - 3rd

Generation), Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đang hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ 4 (4G - 4th Generation) 4G có những tính năng vượt trội như: Cho phép thoại dựa trên nền IP, truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các mạng di động hiện nay… Theo tính toán, tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 100 Mb/s, thậm chí lên tới 1 Gb/s trong các điều kiện tĩnh Tuy nhiên cho đến thời điểm này chưa có một bộ tiêu chuẩn nào chung cho công nghệ 4G, quá trình chuẩn hóa vẫn đang trong quá trình chuẩn bị và thực

nghiệm

2.2.2 Nhu cầu người dùng là động lực phát triển 4G

Nhu cầu của khách hàng luôn tác động lớn đến sự ra đời, tồn tại và phát triển của một công nghệ mới Có thể nói, hiện nay có hai yếu tố từ nhu cầu của người

dùng tác động đến sự phát triển của công nghệ 4G.Thứ nhất, đó là sự gia tăng về

nhu cầu các ứng dụng của mạng không dây và nhu cầu băng thông cao khi truy

nhập Internet Thứ hai, người dùng luôn muốn công nghệ không dây mới ra đời vẫn

sẽ cung cấp các dịch vụ và các tiện ích theo cách tương tự như mạng hữu tuyến, mạng không dây hiện có mà họ đang dùng với những thói quen của họ Và hiển nhiên nhu cầu về chất lượng các dịch vụ cung cấp được tốt hơn, tốc độ cao hơn; tốc

độ truy nhập Web, tải xuống các tài nguyên mạng nhanh hơn; các chương trình truyền hình trực tuyến có chất lượng tốt hơn… là đích hướng tới của công nghệ di động 4G trong tương lai

Tính đến hết tháng 12.2007, tổng số người dùng của các mạng sử dụng công nghệ GSM là khoảng 2.844 triệu người (86,6%), trong khi con số này của các mạng CDMA là 381 triệu người (11,6%) và số lượng thuê bao của các mạng sử dụng các công nghệ khác là 69 triệu người (1,8%) Trong năm 2007, số lượng thuê bao tăng thêm của các mạng GSM là 586 triệu và của các mạng CDMA là 41 triệu Điều đó cho thấy, số lượng thuê bao mạng GSM và các công nghệ phát triển từ GSM đang chiếm phần lớn thị phần hiện nay trên thế giới Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến

sự lựa chọn công nghệ cho phát triển mạng của các nhà đầu tư trong tương lai

Hình 2-5: Sự phát triển của các công nghệ và tốc độ tương ứng

Hình 2-5 cho thấy sự phát triển của các công nghệ cho mạng di động tế bào cũng như tốc độ truyền dữ liệu tương ứng của chúng 4G là một công nghệ di động của tương lai, nó kế thừa và phát triển từ những công nghệ của mạng tế bào trước

đó - các công nghệ tiền 4G hay các công nghệ siêu 3G (Super 3G) Các công nghệ 4G được xây dựng sẽ có tốc độ truyền dữ liệu cao trên 100 Mb/s, thậm chí lên tới 1Gb/s cho các điều kiện tĩnh

Các nhà sản xuất, đầu tư có thể bắt đầu thực hiện các sản phẩm của họ vào khoảng năm 2010 đến 2012, và mạng 4G có thể được xây dựng và phát triển mạnh

để khai thác khoảng trước năm 2015 Công nghệ 4G sẽ cung cấp một mạng dịch vụ với tốc độ truyền dữ liệu cao thông qua các kênh truyền dẫn băng rộng Nó cho phép gửi và nhận lượng thông tin nhiều hơn và các kỹ thuật thu phát MIMO (Multi-Input Multi-Output) sẽ giúp hệ thống làm việc với hiệu năng cao, chất lượng dịch

vụ tốt hơn

2.2.3 Định hướng và tương lai của công nghệ 4G

Cho đến nay, chưa có một chuẩn nào rõ ràng cho 4G được thông qua Tuy nhiên, những công nghệ phát triển cho 3G hiện nay sẽ làm tiền đề cho ITU xem xét

để phát triển cho chuẩn 4G Các sở cứ quan trọng để ITU thông qua cho chuẩn 4G chính là từ hỗ trợ của các hãng di động toàn cầu; các tổ chức chuẩn hóa và đặc biệt

là sự xuất hiện của 3 công nghệ mạng di động tế bào tiền 4G (LTE, UMB và WiMAX II) Chúng sẽ là các công nghệ quan trọng giúp ITU xây dựng các chuẩn 4G trong thời gian tới

Mặc dù chưa có chuẩn nào cho 4G được thông qua, nhưng một số hãng đã sẵn sàng để làm việc với công nghệ 4G Cho đến nay, ITU vẫn chưa định nghĩa cụ thể về công nghệ 4G, nhưng các nhà đầu tư như NTT DoCoMo và Sprint Nextel đang đầu tư vào các thử nghiệm cho công nghệ này nhằm mục đích thu được những kinh nghiệm làm việc với 4G cũng như nâng cao hiệu năng cho 4G trước khi chính thức được đưa vào khai thác

Theo dự đoán của các nhà phân tích, các công nghệ như EV-DO và HSPA sẽ không còn đủ mạnh vào những năm 2011-2012 Theo họ, rất nhiều thiết bị đầu cuối

sử dụng các công nghệ 3G hay 3,5G đều có bộ vi xử lý không thực sự phù hợp cho các ứng dụng đa phương tiện, mặc dù tính năng này mạng đã hỗ trợ Vì thế mà các thiết bị đầu cuối sẽ phải cải tiến trước khi người dùng nghĩ đến chi phí mà họ phải trả cho các thiết bị đầu cuối để sử dụng các dịch vụ tốc độ cao đã tương xứng hay chưa Hiện tại, các nhà đầu tư có thể mở rộng khả năng cho mạng 3G bằng cách nâng cấp lên 3,5G, điều đó đồng nghĩa với việc ứng dụng 4G sẽ bị chậm lại

Hiện nay, phần lớn các nhà khai thác viễn thông đều lên kế hoạch thực hiện 4G cho các vùng đô thị, nơi mà có nhiều các tổ chức, công ty cũng như số lượng khách hàng lớn - các đối tượng mà luôn mong muốn các dịch vụ chất lượng tốt và tốc độ truyền dữ liệu cao Tuy nhiên, trước mắt các nhà đầu tư sẽ tiếp tục cung cấp các dịch vụ 3G cũng như 3,5G và nó được xem như là quá trình thực hiện từng bước cho 4G Điều này không chỉ giúp họ tiếp tục mở rộng vùng phủ sóng, gia tăng

số lượng khách hàng mà còn giúp thu hồi vốn đã đầu tư cho 3G Với người dùng,

có thể chuyển dễ dàng sang công nghệ 4G, bởi với họ đơn giản đó chỉ là sự mở rộng các ứng dụng của mạng 3G hay 3,5G mà họ đang dùng

Tại các nước châu Phi, khu vực Mỹ La tinh, Hàn Quốc và Mỹ sử dụng phổ biến CDMA, vì vậy các nhà khai thác đang hướng mạng của họ phát triển lên theo UMB Với các quốc gia châu âu, phần lớn sử dụng GSM, vì thế họ đang hướng phát triển mạng theo LTE mà không vội vàng chuyển theo hướng WiMAX II tốn

kém hơn Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông còn lại của thế giới nhiều khả năng

sẽ phát triển mạng theo WiMAX II

Tuy nhiên, thị trường cho mạng không dây không phải chỉ dành riêng cho 4G và với riêng 4G cũng khó có thể đáp ứng đủ nhu cầu của người dùng ngày càng cao Và việc thông qua chuẩn cho 4G sẽ không xảy ra cho tới khi các tiến trình chuẩn hóa được thực hiện và các nhà đầu tư bắt đầu thu hồi được vốn mà họ đã đầu

tư cho 3G và 3,5G

2.3 Đánh giá hiện trạng công nghệ và cơ hội cho các dịch vụ Giá trị gia tăng

2.3.1 HSPA tiếp tục là công nghệ băng rộng di động chủ đạo

HSPA (công nghệ truy nhập gói tốc độ cao) gồm có hai giao thức băng rộng

di động, gọi là HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access: Truy cập gói Đường xuống tốc độ cao) và HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access: Truy cập Gói Đường lên tốc độ cao), vận hành trên các thiết bị 3G HSDPA dùng trong các thiết

bị cầm tay 3G hiện nay có thể tải (download) dữ liệu với tốc độ 7Mbps, do các hãng như AT&T, Samsung và Vodafone phát triển

Tính đến thời điểm nay các mạng HSPA đã đạt hơn 125 triệu thuê bao tại

107 quốc gia, trong khi đó đối thủ của HSPA là WiMAX theo dự báo đến năm

2014 cũng mới chỉ đạt 75 triệu thuê bao Điều đó khẳng định HSPA sẽ tiếp tục là công nghệ băng rộng di động chủ đạo trong 5 năm tới

Hình 2-6: Biểu đồ tăng trưởng HSPA khu vực châu Á – Thái Bình Dương giai

đoạn 2008-2009

Theo một công bố mới đây của Hiệp hội GSM, hiện có 245 nhà cung cấp đang sử dụng công nghệ HSPA, và 65 nhà mạng khác đang trong giai đoạn thử nghiệm, hoặc đang được triển khai Trung bình một tháng có thêm khoảng bốn triệu kết nối dịch vụ và hơn 1.380 thiết bị đầu cuối lựa chọn công nghệ này từ 134 nhà cung cấp khác nhau trên toàn thế giới

Các hãng phân tích thị trường như Informa & Media, Pringle, Juniper Research cũng lần lượt đưa ra những dự báo của mình về công nghệ HSPA

Một nghiên cứu của Juniper Research đã khẳng định HSPA sẽ là công nghệ băng rộng di động "chiếm lĩnh" thị trường này trong 5 năm tới và sẽ chiếm gần 70% tổng số thuê bao băng rộng di động Trong khi đó, một nghiên cứu khác của Informa Telecoms & Media dự đoán rằng HSDPA sẽ chiếm 65% của các thuê bao băng rộng di động 3,5G trên khắp thế giới với 2,8 tỉ thuê bao vào năm 2014 (Hình 2-7)

Hình 2-7: Dự báo sự phát triển thuê bao HSPA tới năm 2014

Pringle cũng đưa ra nhận định rằng HSPA sẽ là công nghệ băng rộng di động chiếm lĩnh trong ít nhất là 5 năm tới, sau đó nó có thể bị bắt kịp bởi các công nghệ 4G như LTE

2.3.2 Bùng nổ lưu lượng dữ liệu

Theo dự báo của Telecom Informa, trong khi dữ liệu thoại tăng chậm, thuê bao cố định phát triển chững lại thì thuê bao di động tiếp tục bùng nổ, kéo theo lưu lượng dữ liệu tăng với tốc độ chóng mặt

Lưu lượng dữ liệu qua mạng đến năm 2012 được dự báo là sẽ tăng gấp 25 lần so với cuối năm 2008 kéo theo doanh thu từ dữ liệu cũng tăng gấp 2 lần (Hình 2-8) Đồng thời sự tham gia thị trường của các công nghệ mới như LTE sẽ tạo động lực cạnh tranh và làm cho giá cước trên 1 Mb dữ liệu giảm từ 0,6 Euro xuống chỉ còn 0,1 Euro vào năm 2012

Hình 2-8: Lưu lượng dữ liệu được dự báo sẽ tiếp tục tăng mạnh

Sự phát triển bùng nổ về dữ liệu kéo theo sự tăng trưởng ấn tượng về doanh thu của các nhà mạng sẽ trở thành động lực chính thúc đẩy các nhà mạng này triển khai các công nghệ mới mà điển hình là Femtocell Femtocell có thể giúp các nhà khai thác di động giảm chi phí khai thác (OPEX) cũng như tăng hiệu quả cho các chi phí đầu tư ban đầu trong các giải pháp phân phối tài nguyên vô tuyến tại những nơi như hộ gia đình, văn phòng

2.3.3 Thuê bao 3G sẽ chiếm gần 50% thị phần

Tính tới tháng 9/2009 theo số liệu thống kê của hiệp hội GSM có khoảng

571 triệu thuê bao 3G (cả CDMA/EV-DO và UMTS/HSPA) trong tổng số 4,6 tỉ thuê bao di động trên toàn cầu, chiếm khoảng 12% Tuy nhiên theo dự báo của Informa thì trong giai đoạn từ 2009-2014, tốc độ phát triển thuê bao 3G sẽ đạt trung bình trên 50% một năm và đến cuối năm 2014 sẽ đạt mốc 3,2 tỉ thuê bao, chiếm khoảng 46% thị phần thuê bao di động trên toàn cầu (Hình 2-9) Đây được cho là giai đoạn phát triển ấn tượng của các thuê bao 3G và là giai đoạn tiền đề để 3G chính thức chiếm lĩnh thị trường di động từ năm 2015

Hình 2-9: Dự báo sự phát triển của các thuê bao 3G toàn cầu theo các công

nghệ giai đoạn 2009-2014

Hình 2-10: Dự báo sự phát triển của các thuê bao

di động toàn cầu đến năm 2014

Tuy nhiên sự phát triển của thuê bao 3G chủ yếu chỉ tập trung ở công nghệ UMTS/HSPA với khoảng 2,8 tỉ thuê bao, chiếm 84% số thuê bao 3G Điều này được cho là khá dễ hiểu bởi vì số lượng thuê bao 3G mới là không nhiều mà chủ yếu là chuyển từ thuê bao 2G lên 3G, trong khi đó công nghệ GSM – công nghệ để phát triển lên 3G UMTS/HSPA hiện đang chiếm tới 80,11% thị phần (Hình 2-11)

Hình 2-11: UMTS/HSPA vẫn là công nghệ chủ đạo trong họ 3G với 84% thị phần

Hình 2-12: Công nghệ GSM đang chiếm 88,11% thị phần là tiền đề cho sự

chiếm lĩnh thị trường 3G của công nghệ UMTS/HSPA 2.3.4 Kết luận

Sự phát triển bùng nổ của 3G trong giai đoạn này sẽ mở ra cơ hội phát triển cho các dịch vụ gia tăng Các kho ứng dụng trực tuyến, các ứng dụng qua qua di động như: thanh toán qua di động, Mobile TV, các dịch vụ mạng xã hội trên di động… cũng sẽ phát triển mạnh Và doanh thu từ các ứng dụng và quảng cáo qua di động theo dự báo của hãng nghiên cứu thị trường Juniper Research sẽ tăng từ mức

2 triệu USD vào năm 2010 lên 732 triệu USD vào năm 2014

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ WCDMA TRONG HỆ THỐNG

UMTS

3.1 Nguyên lý CDMA

3.1.1 Nguyên lý trải phổ CDMA

Các hệ thống số được thiết kế để tận dụng dung lượng một cách tối đa Theo nguyên lý dung lượng kênh truyền của Shannon được mô tả trong (3.1), rõ ràng dung lượng kênh truyền có thể được tăng lên bằng cách tăng băng tần kênh truyền

C = B log2(1+S/N) (3.1) Trong đó B là băng thông (Hz), C là dung lượng kênh (bit/s), S là công suất tín hiệu và N là công suất tạp âm

Vì vậy, Đối với một tỉ số S/N cụ thể (SNR), dung lượng tăng lên nếu băng thông sử dụng để truyền tăng CDMA là công nghệ thực hiện trải tín hiệu gốc thành tín hiệu băng rộng trước khi truyền đi CDMA thường được gọi là Kỹ thuật đa truy

nhập trải phổ (SSMA).Tỷ số độ rộng băng tần truyền thực với độ rộng băng tần của thông tin cần truyền được gọi là độ lợi xử lý (G P ) hoặc là hệ số trải phổ

GP = Bt / Bi hoặc GP = B/R (3.2) Trong đó Bt :là độ rộng băng tần truyền thực tế

Bi : độ rộng băng tần của tín hiệu mang tin

G I

E B I

R E N

0 0

Trong CDMA, mỗi người sử dụng được gán một chuỗi mã duy nhất (mã trải phổ) để trải tín hiệu thông tin thành một tín hiệu băng rộng trước khi truyền đi Bên thu biết được chuỗi mã của người sử dụng đó và giải mã để khôi phục tín hiệu gốc

3.1.2 Kỹ thuật trải phổ và giải trải phổ

Trải phổ và giải trải phổ là hoạt động cơ bản nhất trong các hệ thống

DS-CDMA Dữ liệu người sử dụng ngụ ý là chuỗi bit được điều chế BPSK có tốc độ

là R Hoạt động trải phổ chính là nhân mỗi bit dữ liệu người sử dụng với một chuỗi n bit mã, được gọi là các chip Ở đây, ta lấy n=8 thì hệ số trải phổ là 8, nghĩa

là thực hiện điều chế trải phổ BPSK Kết quả tốc độ dữ liệu là 8xR và có dạng xuất

hiện ngẫu nhiên (giả nhiễu) như là mã trải phổ Việc tăng tốc độ dữ liệu lên 8 lần đáp ứng việc mở rộng (với hệ số là 8) phổ của tín hiệu dữ liệu người sử dụng được trải ra Tín hiệu băng rộng này sẽ được truyền qua các kênh vô tuyến đến đầu cuối thu

Hình 3- 1 Quá trình trải phổ và giải trải phổ

Trong quá trình giải trải phổ, các chuỗi chip/dữ liệu người sử dụng trải phổ được nhân từng bit với cùng các chip mã 8 đã được sử dụng trong quá trình trải phổ Như trên hình vẽ tín hiệu người sử dụng ban đầu được khôi phục hoàn toàn

3.1.3 Kỹ thuật đa truy nhập CDMA

Một mạng thông tin di động là một hệ thống nhiều người sử dụng, trong đó một

số lượng lớn người sử dụng chia sẻ nguồn tài nguyên vật lý chung để truyền và nhận thông tin Dung lượng đa truy nhập là một trong các yếu tố cơ bản của hệ thống Kỹ thuật trải phổ tín hiệu cần truyền đem lại khả năng thực hiện đa truy nhập cho các hệ thống CDMA Trong lịch sử thông tin di động đã tồn tại các công nghệ đa truy nhập khác nhau : TDMA, FDMA và CDMA Sự khác nhau giữa chúng được chỉ ra trong hình 3-2

Hình 3- 2 Các công nghệ đa truy nhập

Trong hệ thống đa truy nhập theo tần số FDMA, các tín hiệu cho các người sử dụng khác nhau được truyền trong các kênh khác nhau với các tần số điều chế khác nhau Trong hệ thống đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA, các tín hiệu của người sử dụng khác nhau được truyền đi trong các khe thời gian khác nhau Với các công nghệ khác nhau, số người sử dụng lớn nhất có thể chia sẻ đồng thời các kênh vật

lý là cố định Tuy nhiên trong hệ thống CDMA, các tín hiệu cho người sử dụng khác nhau được truyền đi trong cùng một băng tần tại cùng một thời điểm Mỗi tín hiệu người sử dụng đóng vai trò như là nhiễu đối với tín hiệu của người sử dụng khác, do

đó dung lượng của hệ thống CDMA gần như là mức nhiễu, và không có con số lớn nhất cố định, nên dung lượng của hệ thống CDMA được gọi là dung lượng mềm

Hình 3-3 chỉ ra một ví dụ làm thế nào 3 người sử dụng có thể truy nhập đồng thời trong một hệ thống CDMA

Hình 3- 3 Nguyên lý của đa truy nhập trải phổ

Tại bên thu, người sử dụng 2 sẽ giải trải phổ tín hiệu thông tin của nó trở lại tín hiệu băng hẹp, chứ không phải tín hiệu của bất cứ người nào khác Bởi vì sự tương quan chéo giữa mã của người sử dụng mong muốn và các mã của người sử dụng khác

là rất nhỏ : việc tách sóng kết hợp sẽ chỉ cấp năng lượng cho tín hiệu mong muốn và một phần nhỏ cho tín hiệu của người sử dụng khác và băng tần thông tin

Độ lợi xử lý và đặc điểm băng rộng của quá trình xử lý đem lại nhiều lợi ích cho các hệ thống CDMA, như hiệu suất phổ cao và dung lượng mềm Tuy nhiên, tất

cả những lợi ích đó yêu cầu việc sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất nghiêm ngặt

và chuyển giao mềm, để tránh cho tín hiệu của người sử dụng này che thông tin của

và truyền đi Quá trình này được mô tả trong hình vẽ sau:

Hình 3- 4 Quá trình trải phổ và trộn

Như vậy trong quá trình trên có hai loại mã được sử dụng là mã trộn và mã định kênh

• Mã định kênh: là các mã hệ số trải phổ biến đổi trực giao OVSF giữ tính trực

giao giữa các kênh có các tốc độ và hệ số trải phổ khác nhau Các mã lựa chọn được xác định bởi hệ số trải phổ Cần phải chú ý rằng: Một mã có thể được sử dụng trong cell khi và chỉ khi không có mã nào khác trên đường dẫn từ một mã cụ thể đến gốc của cây mã hoặc là trên một cây con phía dưới mã đó được sử dụng trong cùng một cell Có thể nói tất cả các mã được chọn lựa sử dụng hoàn toàn theo quy luật trực giao

• Mã trộn Mã trộn được sử dụng trên đường xuống là tập hợp chuỗi mã Gold

Các điều kiện ban đầu dựa vào số mã trộn n Chức năng của nó dùng để phân biệt các trạm gốc khác nhau Thông qua mô phỏng, n được xác định là tỉ số giữa tự tương quan

và tương quan chéo khi thay đổi số chip bị cắt bớt do thay đổi tỉ số S/N Kết quả được

chỉ ra trong bảng 3-1

Bảng 3- 1 Quan hệ giữa S/N và số chip bị cắt bớt

Có hai loại mã trộn trên đường lên , chúng dùng để duy trì sự phân biệt giữa các máy di động khác nhau Cả hai loại đều là mã phức Mã thứ nhất là mã hoá Kasami rất rộng Loại thứ hai là mã trộn dài đường lên thường được sử dụng trong cell không phát hiện thấy nhiều người sử dụngtrong một trạm gốc Đó là chuỗi mã Gold có chiều dài là 241-1

3.2.2 Phương thức song công

Hai phương thức song công được sử dụng trong kiến trúc WCDMA: Song công phân chia theo thời gian (TDD) và song công phân chia theo tần số (FDD) Phương pháp FDD cần hai băng tần cho đường lên và đường xuống Phương thức TDD chỉ cần một băng tần Thông thường phổ tần số được bán cho các nhà khai thác theo các dải có thể bằng 2x10MHz, hoặc 2x15MHz cho mỗi bộ điều khiển Mặc dù có một số đặc điểm khác nhau nhưng cả hai phương thức đều có tổng hiệu suất gần giống nhau Chế độ TDD không cho phép giữa máy di động và trạm gốc có trễ truyền lớn, bởi vì

sẽ gây ra đụng độ giữa các khe thời gian thu và phát Vì vậy mà chế độ IDD phù hợp với các môi trường có trễ truyền thấp, cho nên chế độ TDD vận hành ở các pico cell Một ưu điểm của TDD là tốc độ dữ liệu đường lên và đường xuống có thể rất khác nhau, vì vậy mà phù hợp cho các ứng dụng có đặc tính bất đối xứng giữa đường lên và đường xuống , chẳng hạn như Web browsing Trong quá trình hoạch định mạng, các

ưu điểm và nhược điểm của hai phương pháp này có thể bù trừ Luận văn này chỉ tập

trung nghiên cứu chế độ FDD

3.2.3 Dung lượng mạng

Kết quả của việc sử dụng công nghệ đa truy nhập trải phổ CDMA là dung lượng của các hệ thống UMTS không bị giới hạn cứng, có nghĩa là một người sử dụng

có thể bổ sung mà không gây ra nghẽn bởi số lượng phần cứng hạn chế Hệ thống GSM có số lượng các liên kết và các kênh cố định chỉ cho phép mật độ lưu lượng lớn nhất đã được tính toán và hoạch định trước nhờ sử dụng các mô hình thống kê Trong

hệ thống UMTS bất cứ người sử dụng mới nào sẽ gây ra một lượng nhiễu bổ sung cho những người sử dụng đang có mặt trong hệ thống, ảnh hưởng đến tải của hệ thống Nếu có đủ số mã thì mức tăng nhiễu do tăng tải là cơ cấu giới hạn dung lượng chính trong mạng Việc các cell bị co hẹp lại do tải cao và việc tăng dung lượng của các cell

mà các cell lân cận nó có mức nhiễu thấp là các hiệu ứng thể hiện đặc điểm dung lượng xác định nhiễu trong các mạng CDMA Chính vì thế mà trong các mạng CDMA có đặc điểm “dung lượng mềm” Đặc biệt, khi quan tâm đến chuyển giao mềm thì các cơ cấu này làm cho việc hoạch định mạng trở nên phức tạp

3.2.4 Phân tập đa đường- Bộ thu RAKE

Truyền sóng vô tuyến trong kênh di động mặt đất được đặc trưng bởi các sự phản

xạ, sự suy hao khác nhau của năng lượng tín hiệu Các hiện tượng này gây ra do các vật cản tự nhiên như toà nhà, các quả đồi…dẫn đến hiệu ứng truyền sóng đa đường

Hình 3- 5 Truyền sóng đa đường

Hiệu ứng đa đường thường gây ra nhiều khó khăn cho các hệ thống truyền dẫn

vô tuyến Một trong những ưu điểm của các hệ thống DSSS là tín hiệu thu qua các nhánh đa đường với trễ truyền khác nhau và cường độ tín hiệu khác nhau lại có thể cải thiện hiệu suất của hệ thống Để kết hợp các thành phần từ các nhánh đa đường một cách nhất quán, cần thiết phải tách đúng các thành phần đó Trong các hệ thống WCDMA, bộ thu RAKE được sử dụng để thực hiện chức năng này Một bộ thu RAKE bao gồm nhiều bộ thu được gọi là “finger” Bộ thu RAKE sử dụng các bộ cân bằng và các bộ xoay pha để chia năng lượng của các thành phần tín hiệu khác nhau có pha và biên độ thay đổi theo kênh trong sơ đồ chòm sao Sau khi điều chỉnh trễ thời gian và cường độ tín hiệu, các thành phần khác nhau đó được kết hợp thành một tín hiệu với chất lượng cao hơn Quá trình này được gọi là quá trình kết hợp theo tỉ số lớn

nhất (MRC), và chỉ có các tín hiệu với độ trễ tương đối cao hơn độ rộng thời gian của một chip mới được kết hợp Quá trình kết hợp theo tỉ số lớn nhất sử dụng tốc độ chip

là 3.84Mcps tương ứng với 0.26µs hoặc là chênh lệch về độ dài đường dẫn là 78m Phương pháp này giảm đáng kể hiệu ứng phadinh bởi vì khi các kênh có đặc điểm khác nhau được kết hợp thì ảnh hưởng của phadinh nhanh được tính bình quân Độ lợi thu được từ việc kết hợp nhất quán các thành phần đa đường tương tự với độ lợi của chuyển giao mềm có được bằng cách kết hợp hai hay nhiều tín hiệu trong quá trình chuyển giao

3.2.5 Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD

Giao diện vô tuyến UTRA FDD có các kênh logic, chúng được ánh xạ vào các kênh chuyển vận, các kênh chuyển vận lại ánh xạ vào kênh vật lý Hình vẽ sau chỉ ra

sơ đồ các kênh và sự ánh xạ của chúng vào các kênh khác

Hình 3- 6 Sơ đồ ánh xạ giữa các kênh khác nhau

Phụ lục B sẽ chỉ ra chi tiết các kênh UTRA khác nhau

3.2.6 Trạng thái cell

Nhìn dưới góc độ UTRA, UE có thể ở chế độ “rỗi” hoặc ở chế độ “kết nối” Trong chế độ “rỗi”, máy di động được bật và bắt được kênh điều khiển của một cell nào đó, nhưng phần UTRAN của mạng không có thông tin nào về UE UE chỉ có thể được đánh địa chỉ bởi một thông điệp (chẳng hạn như thông báo tìm gọi) được phát quảng

bá đến tất cả người sử dụng trong một cell Trạng thái chế độ “rỗi” cũng được gọi là

“trạng thái nghỉ trong cell” UE có thể chuyển sang chế độ “kết nối” bằng cách yêu

cầu thiết lập một kết nối RRC Hình vẽ sau đây chỉ ra các trạng thái và sự chuyển tiếp các trạng thái cho một UE bao gồm cả các chế độ GSM/GPRS

Hình 3- 7 Các chế độ của UE và các trạng thái điều khiển tài nguyên vô tuyến

Nhìn chung việc ấn định các kênh khác nhau cho một người sử dụng và việc điểu khiển tài nguyên vô tuyến được thực hiện bởi giao thức Quản lý tài nguyên vô tuyến Trong chế độ “kết nối” của UTRA, có 4 trạng thái RRC mà UE có thể chuyển đổi giữa chúng: Cell DCH, Cell FACH, Cell PCH và URA PCH

Trong trạng thái Cell DCH, UE được cấp phát một kênh vật lý riêng trên đường lên và đường xuống

Trong 3 trạng thái khác UE không được cấp phát kênh riêng Trong trạng thái Cell FACH, UE giám sát một kênh đường xuống và được cấp phát một kênh FACH trên đường lên Trong trạng thái này, UE thực hiện việc chọn lựa lại cell Bằng cách gửi thông điệp cập nhật cell, RNC biết được vị trí của UE ở mức cell

Trong trạng thái Cell PCH và URA PCH, UE chọn lựa kênh tìm gọi (PCH) và

sử dụng việc tiếp nhận không liên tục (DRX) để giám sát kênh PCH đã chọn lựa thông qua một kênh liên kết PICH Trên đường lên không có hoạt động nào liên quan đến trạng thái này Sự khác nhau giữa 2 trạng thái này như sau: Trong trạng thái Cell PCH vị trí của UE được nhận biết ở mức cell tuỳ theo việc thực hiện cập nhật cell cuối cùng Trong trạng thái URA PCH, vị trí của UE được nhận biết ở mức vùng đăng ký UTRAN (URA) tuỳ theo việc thực hiện cập nhật URA cuối cùng trong trạng thái Cell FACH

3.2.7 Cấu trúc Cell

Trong suốt quá trình thiết kế của hệ thống UMTS cần phải chú ý nhiều hơn đến

sự phân tập của môi trường người sử dụng Các môi trường nông thôn ngoài trời, đô

thị ngoài trời, hay đô thị trong nhà được hỗ trợ bên cạnh các mô hình di động khác

nhau gồm người sử dụng tĩnh, người đi bộ đến người sử dụng trong môi trường xe cộ

đang chuyển động với vận tốc rất cao Để yêu cầu một vùng phủ sóng rộng khắp và

khả năng roaming toàn cầu, UMTS đã phát triển cấu trúc lớp các miền phân cấp với

khả năng phủ sóng khác nhau Lớp cao nhất bao gồm các vệ tinh bao phủ toàn bộ trái

đất; Lớp thấp hơn hình thành nên mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN Mỗi lớp

được xây dựng từ các cell, các lớp càng thấp các vùng địa lý bao phủ bởi các cell càng

nhỏ Vì vậy các cell nhỏ được xây dựng để hỗ trợ mật độ người sử dụng cao hơn Các

cell macro đề nghị cho vùng phủ mặt đất rộng kết hợp với các micro cell để tăng dung

lượng cho các vùng mật độ dân số cao Các cell pico được dùng cho các vùng được

coi như là các “điểm nóng” yêu cầu dung lượng cao trong các vùng hẹp (ví dụ như sân

bay…) Những điều này tuân theo 2 nguyên lý thiết kế đã biết trong việc triển khai các

mạng tế bào: các cell nhỏ hơn có thể được sử dụng để tăng dung lượng trên một vùng

địa lý, các cell lớn hơn có thể mở rộng vùng phủ sóng

Do các nhu cầu và các đặc tính của một môi trường văn phòng trong nhà khác

với yêu cầu của người sử dụng đang đi với tốc độ cao tại vùng nông thôn, diễn đàn

UMTS đã phát triển 6 môi trường hoạt động Đối với mỗi mô hình mật độ người sử

dụng có thể trên một km2 và các loại cell được dự đoán cho các mô hình có tính di