Nghiên cứu công nghệ hsdpa và ứng dụng vào mạng mobifone

ACK Acknowledgement Xác nhận thành công ACIR Adjacent channel interference ratio Tỉ lệ nhiễu kênh kề cận AICH Acquisition indication AM Acknowledged mode Chế độ xác nhận thành công AMR A

- -

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HSDPA

VÀ ỨNG DỤNG VÀO MẠNG MOBIFONE

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MÃ SỐ:

NGUYỄN HẢI VIỆT

N gười hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN KHANG

HÀ NỘI – 2009

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 13

DANH MỤC BẢNG BIỂU 15

LỜI NÓI ĐẦU 16

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG 3G VÀ SAU 3G 18

I.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động và giới thiệu hệ thống thông tin IMT-2000 18

I.1.1 Lịch sử phát triển 18

I.1.2 Hệ thống thông tin di động 3G theo IMT-2000 19

I.2 Nâng cấp từ CDMA IS-95 (cdmaOne) lên 3G 21

I.3 Hướng phát triển theo nhánh WCDMA từ GSM 23

I.3.1 GPRS 24

I.3.2 EDGE 25

I.3.3 WCDMA 27

I.4 Hướng phát triển tiếp theo của WCDMA 30

I.4.1 HSDPA 33

I.4.2 HSUPA 33

I.4.3 HSPA+ 33

I.4.4 3G-LTE 34

CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA (HIGH–SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS) 36

II.1 Giới thiệu công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao 36

II.1.1 Nguyên lý 38

II.1.2 Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA 40

II.1.3 Cấu trúc phân lớp HSDPA 42

II.2 Các tính năng tiên tiến trong công nghệ HSDPA 46

II.2.1 Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích ứng AMC 46

II.2.2 Định trình nhanh 48

II.2.3 Phát lại nhanh HARQ 50

II.2.4 Thích ứng liên kết nhanh 53

II.3 Cấu trúc lớp vật lý HSDPA 57

II.3.1 Kênh chung đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) 57

II.3.2 Kênh điều khiển chung tốc độ cao (HS-SCCH) 62

II.3.3 Kênh điều khiển lớp vật lý dành riêng tốc độ cao hướng lên 64

II.3.4 Thủ tục hoạt động lớp vật lý HSDPA 66

II.4 Dung lượng đầu cuối HSDPA và các tốc độ dữ liệu đạt được 69

II.5 Đặc điểm công nghệ HSDPA 71

II.5.1 Cải thiện dung lượng hệ thống 71

II.5.2 Giảm thời gian truy nhập 72

II.5.3 Khả năng tích hợp với WCDMA 73

CHƯƠNG III ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HSDPA VÀO MẠNG DI ĐỘNG MOBIFONE 75

III.1 Ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng di động Mobifone 75

III.1.1 Cấu trúc mạng thông tin di động VMS-Mobifone 75

III.1.2 Đánh giá hiện trạng mạng Mobifone 79

III.1.3 Phương án ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng WCDMA MobiFone 86

III.2 Lợi ích đối với nhà khai thác và người sử dụng 95

III.2.1 Lợi ích Đối với nhà khai thác 95

III.2.2 Lợi ích Đối với người sử dụng 96

KẾT LUẬN 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

ACIR Adjacent channel

interference ratio, caused by the transmitter non-idealities and imperfect receiver filtering

Tỉ lệ nhiễu kênh kề cận, gây ra bởi bộ phát không lý tưởng và lọc bộ thu không hoàn hảo

ACK Acknowledgement Xác nhận thành công

ACIR Adjacent channel

interference ratio

Tỉ lệ nhiễu kênh kề cận AICH Acquisition indication

AM Acknowledged mode Chế độ xác nhận thành công

AMR Adaptive multirate (speech

codec)

Đa tốc độ thích ứng (mã hoá thoại)

AMR-NB Narrowband AMR AMR băng hẹp

AMR-WB Wideband AMR AMR băng rộng

ARIB Association of radio

industries and businesses (Japan)

Hiệp hội công nghiệp vô tuyến

và các doanh nghiệp của Nhật Bản

ARQ Automatic repeat request Yêu cầu phát lại tự động ASC Access service class Lớp dịch vụ truy nhập

ATM Asynchronous transfer mode Chế độ truyền không đồng bộ AWGN Additive white Gaussian Tạp âm Gauss trắng cộng

channel)

Kênh quảng bá (Kênh logic)

BCH Broadcast channel (transport

channel)

Kênh quảng bá (Kênh truyền tải)

BER Bit error rate Tỉ lệ lỗi Bit

BLER Block error rate Tỉ lệ lỗi khối

BoD Bandwidth on demand Băng thông theo yêu cầu BPSK Binary phase shift keying Điều chế BPSK

BS Base station Trạm thu phát gốc

BSS Base station subsystem Hệ thống con trạm gốc

BSC Base station controller Bộ điều khiển trạm gốc

C

CA-ICH Channel assignment

indication channel

Kênh chỉ thị gán kênh

CB Cell broadcast Quảng bá Cell

CCCH Common control channel

(logical channel)

Kênh điều khiển chung (kênh logic)

CCH Common transport channel Kênh truyền tải chung

CCH Control channel Kênh điều khiển

CDMA Code division multiple

access

Đa truy nhập chia theo mã CFN Connection frame number Số khung kết nối

CIR Carrier to interference ratio Tỉ lệ sóng mang trên nhiễu

CN Core network Mạng lõi

CPCH Common packet channel Kênh gói chung

CPICH Common pilot channel Kênh hoa tiêu chung

CQI Channel quality indicator Bộ chỉ thị chất lượng kênh CRC Cyclic redundancy check Mã kiểm tra lỗi CRC

CRNC Controlling RNC RNC điều khiển

CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh

CSCF Call state control function Chức năng điều khiển trạng

thái cuộc gọi CSICH CPCH status indication

Tổ chức tiêu chuẩn thông tin

vô tuyến của Trung Quốc

D

DCA Dynamic channel allocation Cấp phát kênh động

DCCH Dedicated control channel

Hệ thống DECT ở Châu Âu

DPCCH Dedicated physical control

EFR Enhance full rate Toàn tốc tăng cường

EGSM Extended GSM Hệ thống GSM mở rộng EIRP Equivalent isotropic radiated

Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu

F

FACH Forward access channel Kênh truy nhập đường xuống FBI Feedback information Thông tin phản hồi

FCS Fast cell selection Lựa chọn Cell nhanh

FDD Frequency division duplex Song công phân tần

FDMA Frequency division multiple

access

Đa truy nhập chia theo tần số FER Frame error ratio Tỉ lệ lỗi khung

FP Frame protocol Giao thức khung

FTP File transfer protocol Giao thức truyền file

HLR Home location register Bộ đăng ký thường trú

HSDPA High speed downlink packet

access

Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao

channel

Kênh chia sẻ đường xuống tốc

độ cao HS-SCCH High speed shared control

IMT-2000 International mobile

telephony, 3rd generation networks are referred

Hệ thống tiêu chuẩn mạng 3G IMT-200

IN Intelligent network Mạng thông minh

IP Internet protocol Giao thức IP

IPDL Idle periods in downlink Các chu kỳ rỗi ở đường xuống IPI Inter-path interference Nhiễu giữa các tuyến

IRC Interference rejection

combining

Kết hợp triệt nhiễu

IS-95 cdmaOne, one of the 2nd

generation systems, mainly

in Americas and in Korea

Tiêu chuẩn mạng 2G-CDMA, chủ yếu phát triển ở Mỹ và Hàn Quốc

ISI Inter-symbol interference Nhiễu liên ký tự

MCS Modulation and coding

scheme

Khuôn dạng điều chế và mã hoá

ME Mobile equipment Thiết bị di động

MGW Media gateway Gateway phương tiện

MIMO Multiple input multiple

output

Hệ thống nhiều đầu vào nhiều đầu ra

MM Mobility management Quản lý di động

MMS Multimedia message Bản tin đa phương tiện

MMSE Minimum mean square error Lỗi bình phương trung bình

nhỏ nhất MRF Media resource function Chức năng tài nguyên phương

tiện

MS Mobile station Máy di động

MSC/VLR Mobile services switching

centre/visitor location register

Tổng đài MSC/bộ đăng ký tạm trú

MT Mobile termination Đầu cuối di động

N

NBAP Node B application part Phần ứng dụng Node B

NRT Non-real time Dịch vụ phi thời gian thực

O

OFDMA Orthogonal frequency

division multiple access

Đa truy nhập chia theo tần số trực giao

O&M Operation and maintenance Hoạt động và bảo dưỡng OSS Operations support system Hệ thống hỗ trợ hoạt động

OVSF Orthogonal variable

spreading factor

Hệ số trải phổ biến thiên trực giao

P

PC Power control Điều khiển công suất

PCCCH Physical common control

channel

Kênh vật lý điều khiển chung

PCCH Paging channel (logical

channel)

Kênh tìm gọi (kênh logic)

PCCPCH Primary common control

physical channel

Kênh vật lý điều khiển chung

cơ bản PCH Paging channel (transport Kênh tìm gọi (kênh truyền tải)

channel) PCPCH Physical common packet

channel

Kênh vật lý gói chung

PCS Personal communication

systems, 2nd generation cellular systems mainly in Americas, operating partly

on IMT-2000 band

Hệ thống thông tin cá nhân thê

hệ 2, PCS, phổ biến ở Mỹ, hoạt động một phần trong băng IMT-2000

PDCP Packet data converge

PDU Protocol data unit Đơn vị dữ liệu gói

PHY Physical layer Lớp vật lý

PI Page indicator Chỉ thị tìm gọi

PIC Parallel interference

thống di động PRACH Physical random access

channel

Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên

PS Packet switched Chuyển mạch gói

PSCH Physical shared channel Kênh chia sẻ vật lý

PSTN Public switched telephone

R

RAB Radio access bearer Kênh mang truy nhập vô tuyến

RACH Random access channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio access network Mạng truy nhập vô tuyến

RANAP RAN application part Phần ứng dụng RAN

RB Radio bearer Kênh mang vô tuyến

RF Radio frequency Tần số vô tuyến

RLC Radio link control Điều khiển kết nối vô tuyến RNC Radio network controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio network sub-system Hệ thống con mạng vô tuyến

RNSAP RNS application part Phần ứng dụng RNS

RNTI Radio network temporary

identity

Nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến

RRC Radio resource control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RRM Radio resource management Quản lý tài nguyên vô tuyến

RSSI Received signal strength

Giao thức dự phòng tài nguyên

RT Real time Thời gian thực

RTCP Real time transport control

protocol

Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực

RTP Real time protocol Giao thức thời gian thực

RTSP Real time streaming protocol Giao thức luồng thời gian thực

RU Resource unit Đơn vị tài nguyên

SCTP Simple control transmission

SF Spreading Factor Hệ số trải phổ

SGSN Serving GPRS support node Node hỗ trợ GPRS phục vụ SIP Session initiation protocol Giao thức khởi tạo phiên SHO Soft handover Chuyển giao mềm

SIB System information block Khối thông tin hệ thống

SINR Signal-to-noise ratio where

noise includes both thermal noise and interference SIP Session initiation protocol Giao thức khởi tạo phiên SIR Signal to interference ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu

SM Session management Quản lý phiên

SMS Short message service Dịch vụ bản tin ngắn

SN Sequence number Số dãy

SNR Signal to noise ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu

SRB Signalling radio bearer Mạng mang vô tuyến báo hiệu SRNC Serving RNC RNC phục vụ

SS7 Signalling System #7 Hệ thống báo hiệu số 7

T

TCH Traffic channel Kênh lưu lượng

TCP Transport control protocol Giao thức điều khiển truyền tải TDD Time division duplex Song công chia theo thời gian TDMA Time division multiple

access

Đa truy nhâp chia theo thời gian

TE Terminal equipment Thiết bị đầu cuối

TF Transport format Khuôn dạng truyền tải

TFCI Transport format

combination indicator

Chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải

TFCS Transport format

combination set

Thiết lập kết hợp khuôn dạng truyền tải

TFI Transport format indicator Chỉ thị khuôn dạng truyền tải TFRC Transport format and

resource combination

Kết hợp tài nguyên và khuôn dạng truyền tải

TPC Transmission power control Điều khiển công suất phát

TR Transparent mode Chế độ trong suốt

TS Technical specification Tiêu chuẩn kỹ thuật

TTA Telecommunications

Technology Association (Korea)

Hiệp hội thông tin viễn thông Hàn Quốc

TTC Telecommunication

Technology Commission (Japan)

Uỷ ban công nghệ viễn thông của Nhật

TTI Transmission time interval Khoảng thời gian phát

U

UE User equipment Thiết bị người sử dụng

UMTS Universal mobile

telecommunication services

Hệ thống 3G, UMTS USCH Uplink shared channel Kênh chia sẻ đường lên

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính 20

Hình 1.2 Tuỳ chọn các phương án chuyển đổi từ GSM và CDMA IS-95 21

Hình 1.3 Kế hoạch triển khai phát triển mạng cdmaOne 23

Hình 1.4 Triển khai GPRS trên nền mạng GSM 25

Hình 1.5 Triển khai EDGE 27

Hình 1.6 Minh hoạ cấu trúc mạng UMTS R99 29

Hình 1.7 Lộ trình phát triển cho các hệ thống của 3GPP 32

Hình 1.8 Kiến trúc mạng của 3GPP LTE 34

Hình 2.1 Hiệu quả phổ HSDPA 37

Hình 2.2 Độ trễ tín hiệu trên đường truyền đối với các công nghệ khác nhau 37

Hình 2.3 Mô tả đơn giản nguyên lý hoạt động của HSDPA 38

Hình 2.4 So sánh HSDPA với WCDMA 40

Hình 2.5 Kiến trúc giao thức giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-DSCH 42 Hình 2.6 Các kênh vật lý cho HSDPA 44

Hình 2.7 Chia sẻ thời gian và mã 45

Hình 2.8 Cấu trúc lớp vật lý đường xuống và đường lên của HSDPA 46

Hình 2.9 Ưu thế của định trình ở Node B 48

Hình 2.10 Truyền dẫn tới các user với điều kiện vô tuyến thuận lợi 49

Hình 2.11 Hoạt động của giao thức SAW 51

Hình 2.12 Gói dữ liệu thu 52

Hình 2.13 Phát lại gói dữ liệu 52

Hình 2.14 Năng lượng bit tín hiệu nhận được trên mật độ phổ tạp âm so với tỉ lệ dữ liệu đỉnh (PDR-Peak Data Rate) trên mã Hình vẽ bao gồm dung lượng Shannon lý thuyết và dung lượng theo kết quả mô phỏng mức liên kết tại BLER=10%, người dùng đi bộ với tốc độ 3km/h 55

Hình 2.15 Số mã tối ưu và MCS là một hàm của Eb/No của mỗi TTI Giả thiết chất lượng kênh lý tưởng, người dùng đi bộ, tốc độ 3km/h 55

Hình 2.16 Ví dụ ghép mã hai đối tượng sử dụng 58

Hình 2.17 Các chùm sao 16 QAM và QPSK 59

Hình 2.18 Chuỗi mã kênh HS-DSCH 60

Hình 2.19 Nguyên tắc chức năng HARQ 60

Hình 2.20 Mỗi quan hệ định thời giữa HS-DSCH và HSSCCH 64

Hình 2.21 Cấu trúc HS-DPCCH 65

Hình 2.22 Định thời đầu cuối đối với một quá trình xử lý HARQ 67

Hình 2.23 Mối quan hệ định thời HS-SCCH và DPCH hướng lên 68

Hình 2.24 So sánh thời gian trễ của 2,5G; WCDMA, và HSDPA 72

Hình 2.25 Sự phát triển các dịch vụ theo các công nghệ 73

Hình 2.26 Sử dụng công suất không có và có sử dụng HSDPA 74

Hình 3.1 Cấu hình mạng 2G công nghệ EDGE của VMS - Mobifone 77

Hình 3.2 Sơ đồ logic tại thời điểm triển khai mạng 3G 82

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Đặc tính điều chế và mã hóa của IS-95 CDMA 22

Bảng 1.2 Thực hiện triển khai GPRS 24

Bảng 1.3 Thực hiện triển khai EDGE 27

Bảng 1.4 Thực hiện triển khai WCDMA 28

Bảng 1.5 Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP 32

Bảng 2.1 Ví dụ về MCS của HSDPA và tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi mã 47

Bảng 2.2 So sánh các dạng kênh khác nhau 62

Bảng 2.3 Các loại dung lượng đầu cuối HSPDA 69

Bảng 2.4 Các tốc độ bit lý thuyết với 15 đa mã cho các TFRC khác nhau 71

Bảng 3.1 Bảng sau trình bày chi tiết phân bổ thiết bị mạng lưới: 77

Bảng 3.2 Dự báo phát triển thuê bao 79

Bảng 3.3 Các nhóm dịch vụ 84

Bảng 3.4 Phân vùng hình thái phủ sóng 90

Bảng 3.5 Tỷ lệ thuê bao 3G và HSDPA dự kiến 90

Bảng 3.6 Diện tích phủ sóng 91

Bảng 3.7 Vùng phủ sóng liên tục theo dịch vụ 92

Bảng 3.8 Vùng phủ sóng mong muốn 92

Bảng 3.9 Bán kính vùng phủ theo node B tiêu chuẩn 93

Bảng 3.10 Bảng lưu lượng traffic theo dịch vụ 93

Bảng 3.11 Bảng thông lượng cho mỗi nodeB 94

Bảng 3.12 Chỉ tiêu chất lượng 94

Bảng 3.13 Tỷ lệ nodeB phân bổ cho mỗi tỉnh 95

Bảng 3.14 Bảng các dịch vụ HSDPA 96

LỜI NÓI ĐẦU

Trước sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của các dịch vụ số liệu, trước xu hướng tích hợp và IP hoá đã đặt ra các yêu cầu mới đối với công nghiệp Viễn Thông di động Mạng thông tin di động thế hệ ba ra đời đã khắc phục được các nhược điểm của các mạng thông tin di động thế hệ trước đó Tuy nhiên, mạng di động này cũng có một số nhược điểm như: Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất là 2Mbps, vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người dùng, khả năng đáp ứng các dịch vụ thời gian thực như hội nghị truyền hình

là chưa cao, rất khó trong việc download các file dữ liệu lớn,…chưa đáp ứng được các yêu cầu như: khả năng tích hợp với các mạng khác (Ví dụ: WLAN, WiMAX,…) chưa tốt, tính mở của mạng chưa cao, khi đưa một dịch vụ mới vào mạng sẽ gặp rất nhiều vấn đề do tốc độ mạng thấp, tài nguyên băng tần ít,…

Trong bối cảnh đó người ta đã chuyển hướng sang nghiên cứu hệ thống thông tin di động mới có tên gọi là 4G Sự ra đời của hệ thống này mở ra khả năng tích hợp tất cả các dịch vụ, cung cấp băng thông rộng, dung lượng lớn, truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, cung cấp cho người sử dụng những hình ảnh video màu chất lượng cao, các trò chơi đồ hoạ 3D linh hoạt, các dich vụ âm thanh số Việc phát triển công nghệ giao thức đầu cuối dung lượng lớn, các dich vụ gói dữ liệu tốc độ cao, công nghệ dựa trên nền tảng phần mềm công cộng mang đến các chương trình ứng dụng download, công nghệ truy nhập vô tuyến đa mode, và công nghệ mã hoá media chất lượng cao trên nền các mạng

di động

Tuy nhiên, để tiết kiệm chi phí đầu tư mạng lưới cũng như kế thừa nền tảng từ các hệ thống 3G đã có Tiến trình đi lên 4G qua giai đoạn 3.5G với công nghệ chính HSDPA là một lựa chọn hoàn toàn đúng đắn bởi lẽ: Các công nghệ tiên tiến trong 3,5G giải quyết được các vấn đề đối với mạng truy

nhập vô tuyến Với các công nghệ HSDPA cho phép cải thiện đáng kể tốc độ

dữ liệu tới người sử dụng Đây là nền tảng và là bước chuẩn bị cho việc phát triển tiếp theo lên mạng 4G Xuất phát từ các yêu cầu đó, việc thực hiện đề tài này là rất cần thiết

Cấu trúc luận văn gồm ba chương và phần kết luận:

Chương I : Giới thiệu xu hướng phát triển của mạng 3G và sau 3G Chương II: Nghiên cứu tổng quan về công nghệ HSDPA

Chương III: Ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng di động Mobifone Tuy có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian và hiểu biết còn hạn chế nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả xin chân thành cảm ơn

và mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy giáo, cô giáo, bạn

bè, đồng nghiệp để cuốn luận văn được hoàn thiện hơn

Hà Nội, tháng 10 năm 2009

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN

CỦA MẠNG 3G VÀ SAU 3G

I.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động và giới thiệu hệ thống thông tin IMT-2000

I.1.1 Lịch sử phát triển

Ngày nay, khi nói đến thông tin di động mọi người đều biết đến 3 thế

hệ thông tin di động Thế hệ thứ nhất, 1G (First Generation) là hệ thống di động tương tự hoặc bán tương tự (đường vô tuyến là tương tự, và sử dụng hệ thống chuyển mạch số) Hệ thống này được xây dựng vào những năm 80, ví

dụ như hệ thống NMT (Nordic Mobile Telephone) và AMPS (American Mobile Phone System) Những hệ thống thông tin di động 1G cung cấp các dịch vụ cơ bản chủ yếu là thoại và các dịch vụ liên quan đến thoại Các hệ thống di động thế hệ thứ nhất được phát triển trong phạm vi quốc gia, những yêu cầu kỹ thuật của các hệ thống này chủ yếu được xây dựng trên cơ sở thoả thuận giữa các nhà điều hành viễn thông của chính phủ với các công ty cung cấp dịch vụ viễn thông mà không có hệ tiêu chuẩn phổ biến rộng rãi Do vậy, các hệ thống thông tin di động 1G không có khả năng tương thích lẫn nhau

Do yêu cầu thông tin di động ngày càng tăng đặc biệt là nhu cầu cần có một hệ thống di động toàn cầu Các tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế bắt đầu xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai - 2G (Second Generation) Mục tiêu chủ yếu của hệ thống 2G là khả năng tương thích và đồng nhất trong môi trường quốc tế Hệ thống phải có khả năng phục vụ trong một khu vực (ví

dụ khu vực châu Âu), mọi người sử dụng phải có khả năng truy nhập hệ thống

ở bất kỳ nơi nào trong khu vực đó Theo quan điểm người sử dụng, hệ thống 2G hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống này còn có khả năng cung cấp một số dịch vụ truyền dữ liệu và các dịch

vụ bổ xung khác Do các tiêu chuẩn chỉ thực hiện được trong phạm vi khu

vực, khái niệm thông tin di động toàn cầu không thể thực hiện được và trên thị trường tồn tại một số hệ thống di động 2 G, tiêu biểu như: GSM, IS 95 và PDC Trong số đó hệ thống GSM dược phổ biến rộng rãi nhất

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba, 3G (Third Generation) ra đời với mục tiêu là thực hiện một hệ thống thông tin di động duy nhất trên toàn thế giới Khác với các dịch vụ được cung cấp bởi những hệ thống thông tin di động hiện nay chủ yếu là thoại (công nghệ tương tự là đặc trưng hệ thống thế

hệ thứ nhất, công nghệ số là đặc trưng của hệ thống thế hệ thứ 2), hệ thống 3G nhằm vào các dịch vụ băng rộng như truy nhập Internet tốc độ cao, truyền hình và ảnh chất lượng cao tương đương mạng hữu tuyến Có thể nói rằng, khái niệm ITM-2000 (trước đây gọi là FPMLTS) được ITU đưa ra theo mô hình từ trên xuống Trước tiên, các yêu cầu về dịch vụ và chất lượng được đưa ra, sau đó các tổ chức chuẩn hoá và các nhà công nghiệp, khai thác sẽ tiến tới thiết kế mạng đáp ứng các yêu cầu này

I.1.2 Hệ thống thông tin di động 3G theo IMT-2000

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

 Tốc độ truyền dữ liệu cao 144kbps hoặc 384kbps cho vùng phủ rộng ngoài trời và 2Mbps cho vùng phủ hẹp trong nhà

 Chất lượng thoại tương đương mạng hữu tuyến

 Hỗ trợ cả dịch vụ chuyển mạch kênh và gói, truyền dữ liệu không đối xứng

ITU-R đã phát triển bộ chỉ tiêu kỹ thuật IMT-2000 IMT-2000 được tạo

ra nhằm thoả mãn việc phát triển các tiêu chuẩn cho phép thiết lập một cơ sở

hạ tầng thông tin vô tuyến toàn cầu bao gồm các hệ thống mặt đất và vệ tinh

và các truy nhập cố định và di động cho các mạng công cộng và cá nhân

Để có thể hiểu thấu đáo quá trình chuẩn hóa của các công nghệ thông tin di động 3G và sau 3G, điều kiện tiên quyết là nắm được quá trình phát triển của các công nghệ theo từng giai đoạn Phần tiếp theo sẽ tập trung vào quá trình phát triển từ 2G lên 3G và sau 3G theo hai nhánh chính: hướng tới cdma2000 và hướng tới WCDMA Hình tóm tắt quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính này

TACS

NMT (900)

GSM (900) GSM (1800)

GSM (1900) IS-136 (1900)

IS-95 (J-STD-008) (1900)

IS-136 TDMA (800) IS-95 CDMA (800) iDEN (800)

cdma2000 Mx

3G 2.5G

2G 1G

Hình 1.1 Quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính

Sau đây là chi tiết hai phương án chuyển đổi được quan tâm nhất là từ GSM và CDMA IS-95 Các phương án chuyển đổi từ hai mạng GSM và CDMA IS-95 được tóm tắt trong Hình và được chi tiết hóa trong Hình sau đây

EDGE

Hình 1.2 Tuỳ chọn các phương án chuyển đổi từ GSM và CDMA IS-95.

I.2 Nâng cấp từ CDMA IS-95 (cdmaOne) lên 3G

Cấu trúc của hệ thống CDMA IS-95 này cũng giống như các hệ thống cellular khác, nghĩa là giống cấu trúc GSM đã trình bày ở trên Hệ thống CDMA IS-95 có những đặc điểm chính sau đây:

CDMA IS-95 được tối ưu hoá cho việc triển khai ở Mỹ để khắc phục những nhược điểm của hệ thống tương tự AMPS thế hệ thứ nhất Hệ thống hoạt động ở cùng băng tần với hệ thống AMPS dùng song công phân tần FDD, độ rộng kênh 25kHz Băng tần đường lên và xuống sử dụng băng 869MHz đến 894MHz và 824 MHz đến 849MHz tương ứng Máy di động hỗ trợ hoạt động CDMA trên các kênh AMPS từ 1013 đến 1023, 1 tới 311, 356 tới 644, 689 tới 694 và 739 tới 777 Các kênh CDMA được xác định bằng tần

số và chuỗi mã 64 hàm Walsh được dùng để phân biệt kênh đường xuống,

còn các tập bù mã PN dài được dùng để phân biệt các kênh đường lên Các đặc tính điều chế và mã hoá được cho trong bảng sau:

Bảng 1.1 Đặc tính điều chế và mã hóa của IS-95 CDMA

ChËp víi m· Viterbi 20-ms

Chi tiết về mã hoá và điều chế một kênh đường xuống và đường lên khác nhau Tín hiệu hoa tiêu được phát trong mỗi cell để giúp máy thu phát

vô tuyến di động thâm nhập và bám tín hiệu đường xuống từ cell

Các nhà khai thác mạng cdmaOne muốn có được các khả năng mạng mới cho xử lý dữ liệu để cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng có thể khai thác tốt các thế hệ công nghệ hiện tại cũng như tương lai Với sự phát triển mạnh công nghệ những năm gần đây, Internet và Intranet đã trở thành các công cụ thiết yếu của hoạt động kinh doanh hàng ngày Chính vì vậy các doanh nghiệp

có khuynh hướng muốn thiết lập được các văn phòng vô tuyến để điều hành hoạt động kinh doanh tới các cán bộ có thiết bị di động của mình Hơn nữa, việc phát triển công nghệ để cung cấp các tin tức và thông tin cần thiết trực tiếp tới đầu cuối di động cũng có một tiềm năng lớn là tạo ra nhiều nguồn doanh thu mới cho nhà khai thác

Hình 1.3 Kế hoạch triển khai phát triển mạng cdmaOne

I.3 Hướng phát triển theo nhánh WCDMA từ GSM

Có rất nhiều lựa chọn cho phép nhà khai thác phát triển mạng GSM

hiện có của mình Tuy nhiên, GPRS là bước triển khai làm thay đổi mạnh mẽ cấu trúc mạng thông tin di động với phần chuyển mạch gói trong mạng lõi IP phục vụ hiệu quả các dịch vụ dữ liệu đến tốc độ trung bình Để có thể cung cấp dịch vụ 3G một cách đầy đủ (tốc độ dữ liệu tới 2Mbps) thì việc triển khai

hệ thống WCDMA mới là tất yếu

Bên cạnh đó, có một lựa chọn cho phép nhà khai thác GSM có thể tối

ưu hoá việc phát triển của mình, đó là công nghệ EDGE với những cải tiến về máy thu phát vô tuyến (tập trung vào phần mạng truy nhập vô tuyến) cho phép cung cấp dịch vụ dữ liệu tốc độ cao hơn và tăng dung lượng hệ thống mà không làm thay đổi lớn tới cấu trúc mạng di động

Các mạng WCDMA mới được xây dựng trên sự thành công của GSM

và tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của những nhà khai thác mạng GSM Quá

IS-95B IS-

trình phát triển về dịch vụ và mạng là từ mạng GSM hiện nay, qua giai đoạn phát triển GPRS và cuối cùng tiến lên mạng WCDMA

I.3.1 GPRS

Điều kiện đặt ra là nhà khai thác đã phải có một mạng GSM rộng khắp Nhu cầu dịch vụ dữ liệu của thuê bao chủ yếu là các dịch vụ dữ liệu tốc động trung bình (tới 115 kbps) Hạ tầng mạng đã triển khai là rất lớn, nhà khai thác muốn tận dụng tối đa hạ tầng hiện có cho dịch vụ dữ liệu

GPRS là hệ thống 2.5G được nâng cấp từ GSM chủ yếu về mạng lõi theo nguyên tắc chuyển mạch gói GPRS tăng cường các dịch vụ số liệu của GSM một cách đáng kể bằng cách cung cấp các kết nối dữ liệu chuyển mạch gói đầu cuối đến đầu cuối, cho tốc độ truyền dữ liệu tối đa lên đến 171,2 kbps và

hỗ trợ các giao thức Internet TCP/IP và X.25 Về kỹ thuật, hệ thống mạng truy nhập của GSM được giữ nguyên và chỉ cần nâng cấp phần mềm Cụ thể BTS, BSC phải được nâng cấp phần mềm, MS phải có chức năng GPRS

Phân hệ mạng lõi được bổ xung thêm phần chuyển mạch gói với hai nút chính: nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) và nút hỗ trợ cồng GPRS (GGSN) Bằng cách này, với nâng cấp không đáng kể, hệ thống có thể cung cấp dịch vụ

dữ liệu gói cho thuê bao di động rất thích hợp với các dịch vụ dữ liệu không đối xứng Với nhà khai thác GSM khi họ triển khai GPRS cần thực hiện:

Bảng 1.2 Thực hiện triển khai GPRS

Thực hiện Mới  Mạng lõi chuyển mạch gói(SGSN, GGSN )

 Giao diện mới Gb giữa BSC-SGSN Điều

chỉnh  Phần cứng và phần mềm BSC, tính cước

Dùng lại

 Phổ tần đang sử dụng

 Mạng lõi chuyển mạch kênh (MSC/HLR/AuC)

 Giao diện vô tuyến (MS-BTS)

số kỹ thuật mã hoá tiên tiến khác Nhờ vậy tốc độ dữ liệu tối đa của người sử dụng trên một sóng mang 200 kHz có thể đạt được là 473,6 kbps

Thay HW& SW cho GPRS

ISDN PSDN PSPDN

Thêm mới

Việc qui hoạch mạng vô tuyến sẽ ít bị ảnh hưởng khi triển khai công nghệ EDGE Cụ thể, các BTS được tiếp tục sử dụng, các nút chuyển mạch gói GPRS cũng không bị ảnh hưởng do chức năng độc lập với tốc độ bit của thuê bao Toàn bộ thay đổi đối với các nút chuyển mạch của mạng chỉ là việc nâng cấp phần mềm Thiết kế cũng cho phép đầu cuối EDGE nhỏ gọn và giá cạnh tranh được

Các kênh truyền dẫn trong EDGE cũng thích hợp cho các dịch vụ GSM

và không có sự phân biệt giữa dịch vụ EDGE, GPRS hay GSM Xét trên quan điểm nhà khai thác thì các dịch vụ EDGE nên triển khai trước tiên cho các khu vực nóng sau đó mở rộng dần theo nhu cầu cụ thể Việc nâng cấp phần cứng BSS theo công nghệ EDGE có thể quan niệm như nâng cấp và mở rộng mạng để đáp ứng phát triển thuê bao thông thường Khả năng 3G băng rộng

có thể thực hiện từng bước bằng cách triển khai dần giao diện vô tuyến mới 3G trên mạng lõi GSM hiện tại Điều này bảo đảm an toàn đầu tư và chính sách khách hàng cho nhà khai thác

Đối với các nhà khai thác có giấy phép cho băng tần mới 2 GHz thì có thể triển khai IMT-2000 cho các khu vực phủ sóng sớm có nhu cầu lớn nhất

về các dịch vụ 3G Đầu cuối hai chế độ EDGE/IMT-2000 sẽ cho phép thuê bao thực hiện chuyển vùng và chuyển giao giữa các hệ thống So với phương

án xây dựng mạng 3G hoàn toàn mới thì việc phát triển dần trên mạng GSM

sẽ nhanh chóng và rẻ tiền hơn Các bước trung gian GPRS và EDGE cũng có thuận lợi là phát triển tiếp lên 3G dễ dàng

Thực tế, việc tăng tốc độ dữ liệu trên giao diện vô tuyến đòi hỏi thiết kế lại các phương thức truyền dẫn vật lý, khuôn dạng khung, giao thức báo hiệu tại các giao diện mạng khác nhau Do vậy, tuỳ thuộc vào yêu cầu cụ thể về tốc

độ dữ liệu để lựa chọn phương án nâng cấp hệ thống nhằm tăng tốc độ dữ liệu trên các giao diện A-bis

Với các nhà khai thác GSM/GPRS khi triển khai EDGE thực hiện:

Bảng 1.3 Thực hiện triển khai EDGE

Thực hiện Mới  Điều chế, mã hoá, máy thu phát vô tuyến

Điều

chỉnh

 Phần cứng và phần mềm, nâng cấp mạng lõi gói,

Dùng lại  Độ rộng băng sóng mang, qui hoạch

ISDN PSDN PSPDN X25 CSPDN

này đòi hỏi phải có máy cầm tay hai chế độ GSM/GPRS hoặc GSM/GPRS/WCDMA

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một công nghệ truy nhập vô tuyến của UMTS trên một cặp băng tần WCDMA hoạt động theo phương thức FDD và dựa trên công nghệ trải phổ trực tiếp (DS) sử dụng tốc độ bit 3.84 Mcps trong băng tần 5MHz WCDMA hỗ trợ cho cả dịch

vụ chuyển mạch kênh , dịch vụ chuyển mạch gói tốc độ cao và đảm bảo sự hoạt động đồng thời của các dịch vụ hỗn hợp với phương thức gói hiệu quả Với nhà khai thác GPRS hoặc EDGE khi triển khai WCDMA cần thực hiện (theo R99):

Bảng 1.4 Thực hiện triển khai WCDMA

Thực hiện

Mới

 Giao diện vô tuyến WCDMA (UE Node B)

 Giao diện mạng truy nhập vô tuyến RAN (Iub (Node B-RNC) và Iur(RNC-RNC))

 Giao diện mạng lõi: Iu (MSC-RNC và SGSN-RNC) Điều chỉnh  MSC và SGSN cho giao diện Iu

 Nâng cấp mạg lõi Dùng lại  Mạng lõi chuyển mạch kênh (HLR-AuC)

 Mạng lõi chuyển mạch gói (GGSN)

Hình 1.6 Minh hoạ cấu trúc mạng UMTS R99

Chuẩn WCDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, 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)

Nhưng cần chú ý rằng 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 WCDMA đã được cụ thể hóa, và quá trình chuyển giao cũng như chọn lại cell cũng đã được thiết lập giữa các hệ thống này

CN PS Domain

GGSN SGSN

Internet RNC

UTRAN NodeB

UE

Uu

BSC

E-RAN BTS

ISDN PSDN PSPDN

W

A P

M

E

X E

U

S

A T

I.4 Hướng phát triển tiếp theo của WCDMA

Tổ chức 3GPP thực hiện chuẩn hoá cho nhánh công nghệ WCDMA Tính đến thời điểm hiện nay, lộ trình chuẩn hóa các tính năng của mạng di động theo cấu trúc NGN của 3GPP được liệt kê dưới đây:

• Release 99: Hoàn thành vào tháng 12/2000 phương án chuyển đổi nhằm

tận dụng tối đa hạ tầng GSM và GPRS hiện có Mạng lõi của 3G có cả phần chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh Mạng truy nhập vô tuyến

của 3G có thể nối cả với phần chuyển mạch kênh của GSM sau khi đã có

phần bổ sung cho 3G Phần mạng lõi với 2 nút mạng SGSN và GGSN của GPRS trước đây được sử dụng lại hoàn toàn Như vậy phương án này phù hợp cho thị trường có cả dịch vụ yêu cầu chuyển mạch kênh (thoại, hình)

và dịch vụ dữ liệu gói

• Release 4: phần gói với GGSN và SGSN vẫn giữ nguyên Trung tâm

chuyển mạch di động MSC của hệ thống được tách thành hai phần: phần điều khiển chuyển mạch và cổng đa phương tiện (thực hiện chức năng chuyển mạch) Một bộ điều khiển có thể quản lý được rất nhiều cổng chuyển mạch đa phương tiện Việc chuẩn hoá cơ bản hoàn thành vào tháng 3/2001

• Release 5, Release 6: đây là giải pháp sử dụng mạng lõi hướng tới toàn IP,

có thể được truyền trên ATM Như vậy vai trò của mạng truy nhập vô tuyến chỉ là thành giao diện vô tuyến của 3G Mạng lõi IP có thể tương thích với bất kỳ công nghệ truy nhập vô tuyến nào như: WCDMA, cdma2000, EDGE Hệ thống hoàn toàn không còn phần chuyển mạch kênh Thoại cũng sẽ được truyền trên IP Như vậy công nghệ này sẽ còn phụ thuộc rất nhiều vào sự phát triển của VoIP đưa cấu trúc NGN vào miền chuyển mạch gói nhờ sử dụng cấu trúc IMS Các Server cuộc gọi đa phương tiện dựa trên giao thức SIP Việc chuẩn hoá cơ bản hoàn thành vào

giữa năm 2002 Release 5 chuẩn hóa công nghệ HSDPA áp dụng cho

mạng WCDMA Tốc đốc download có thể đạt 14,4 kbps Release 6 giới thiệu HSUPA cho dữ liệu đường xuống

• Release 7, Release 8: Giới thiệu HSPA +, áp dụng công nghệ MIMO,

nâng cao tốc độ download và upload

• LTE (Long Term evolution)

Nhìn vào lộ trình chuẩn hóa IMS của 3GPP, chúng ta có thể thấy: HSDPA bắt đầu được chuẩn hóa từ phiên bản Release 5 (hoàn thành từ giữa năm 2002) Tiếp theo phiên bản Release 5 tính đến thời điểm hiện nay đã có 4 phiên bản được chuẩn hóa

Phiên bản Release 6 giới thiệu HSUPA và bổ sung thêm một số tính năng dịch vụ IMS và hoàn thiện một số tính năng (về tính cước, chất lượng dịch vụ…) của phiên bản Release 5 Những kết quả chuẩn hóa IMS trong phiên bản Release 6 của 3GPP đã được chuyển cho ETSI TISPAN để thực hiện chuẩn hóa phiên bản NGN R1

Đặc trưng cơ bản đối với phiên bản Release 7 của 3GPP là chuẩn hóa tính năng hỗ trợ truy nhập với mạng băng rộng cố định

Từ tháng 6 năm 2007, ETSI TISPAN chính thức chuyển các yêu cầu liên quan đến cấu trúc IMS cố định (lõi IMS tối ưu cho mạng cố định) sang 3GPP để tiếp tục thực hiện chuẩn hóa một lõi IMS chung (Common IMS) Đây là công việc cần thiết nhằm hạn chế những khác biệt giữa các chuẩn IMS

di động và IMS cố định Cấu trúc IMS chung được chuẩn hóa trong các phiên bản bắt đầu từ Release 8 của 3GPP

Bảng 1.5 Tóm tắt tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP

Hình 1.7 Minh họa lộ trình phát triển cho các hệ thống của 3GPP

Bảng 1.5 Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP

Phiên bản Thời điểm hoàn tất Tính năng chính / Thông tin

Release 99 Quí 1/2000 Giới thiệu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) và

WCDMA (Wideband CDMA)

Release 4 Quí 2/2001 Bổ sung một số tính năng như mạng lõi dựa trên IP và có những cải tiến

cho UMTS

Release 5 Quí 1/2002 Giới thiệu IMS (IP Multimedia Subsystems) và HSDPA (High-Speed

Download Packet Access)

Release 6 Quí 4/2004

Kết hợp với Wireless LAN, thêm HSUPA (High-Speed Upload Packet

A ccess) và các tính năng nâng cao cho IMS như Push to Talk over Cellular (PoC)

Release 7 Quí 4/2007

Tập trung giảm độ trễ, cải thiện chất lượng dịch vụ và các ứng dụng thời gian thực như VoIP Phiên bản này cũng tập trung vào HSPA+ (High Speeed Packet Evolution) và EDGE Evolution

Release 8

Dự kiến cuối năm

2008 hoặc đầu năm

I.4.1 HSDPA

Thích ứng cho các dịch vụ đa phương tiện, được đặc tả trong 3GPP Release 5, cho tốc độ đỉnh là 14,4 Mbps HSPDA sử dụng một số công nghệ như: Mã hóa và điều chế thích ứng, giao thức ARQ lai, định trình gói nhanh HSDPA sẽ được mô tả chi tiết ở những phần sau

I.4.2 HSUPA

Công nghệ truy nhập gói đường lên tốc độ cao HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) là một bước tiến nhằm nâng cao tốc độ và khả năng cũng như giảm độ trễ trên đường truyền gói lên của mạng UMTS (tốc độ đường lên từ 729,6 Kbps lên đến 5,76 Mbps)

Lợi ích của HSDPA như đã trình bày trong các phần trước cho đường xuống khi hầu hết lưu thông dữ liệu 3G được trông đợi đầu tiên là đường xuống Release 6 sẽ nói về cải tiến, nâng cấp đường lên, được gọi là nâng cấp đường lên HSUPA sử dụng tương tự các đặc điểm chính như HSDPA: HARQ, TTI ngắn, và lịch biểu nút B Những thử nghiệm được thực hiện cho thấy với HSUPA thì:

 Cải thiện 50-70% thông lượng sector đường lên

 Giảm trễ gói từ 20% đến 55 %

I.4.3 HSPA+

HSPA+, còn gọi là HSPA Evolved, được thiết kế để nâng cao hiệu quả

sử dụng băng rộng di động và cung cấp một loạt dịch vụ Công nghệ cung cấp tốc độ dữ liệu đỉnh và trung bình cao hơn, thời gian chờ thấp hơn, thời gian trả lời tốt hơn, tuổi thọ của pin lâu hơn và luôn luôn được kết nối, so với các mạng di động thế hệ hiện nay

Tiến hóa mới nhất của công nghệ WCDMA, HSPA+ Release 7, sẽ cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên đến 42Mbps trên đường truyền xuôi, và đến

23Mbps trên đường truyền ngược bằng cách dùng nhiều kỹ thuật tiên tiến khác nhau, gồm nhiều kênh để truyền dữ liệu HSPA+ tương thích ngược với những thế hệ trước của WCDMA và không cần băng tần mới để triển khai Các nhà khai thác có thể nâng cấp tài nguyên mạng và băng tần hiện có để cung cấp băng thông và năng suất di động thế hệ kế tiếp

I.4.4 3G-LTE

Cụm từ 3GPP LTE (The Third Generation Partnership Project Long Term Evolution) được dùng để nói về một công nghệ di động mới đang được phát triển và chuẩn hóa bởi 3GPP Dự án được bắt đầu từ cuối năm 2004, nhằm đảm bảo tính cạnh tranh của mạng 3G trong vòng 10 năm tới Mặc dù 3GPP đã phát triển HSDPA, HSUPA để tăng dung lượng truyền (data rate) đến tốc độ lý thuyết max khoảng 14.4 Mbps, nhưng 3G HSPA vẫn không thể cung cấp những dịch vụ như Video, TV Đứng trước sự ra đời và cạnh tranh của IEEE 802.16e (WiMAX), công nghệ hứa hẹn sẽ đạt dung lượng truyền khoảng 70Mbps, 3GPP buộc phải phát triển 3G LTE để có thể đứng vững

Hình 1.8 Kiến trúc mạng của 3GPP LTE

Đăc điểm nổi bật mà 3G LTE mang lại:

 Dung lượng truyền trên kênh downlink có thể đạt 100 Mbps và trên kênh uplink có thể đạt 50 Mbps

 Tăng tốc độ truyền trên cả user + control planes

 Sẽ không còn circuit-mode Tất cả sẽ dựa trên IP packet VoIP sẽ dùng cho dich vụ thoại

 Kiến trúc mạng sẽ đơn giản hơn so với mạng 3G hiện thời Tuy nhiên mạng 3G LTE vẫn có thể tích hợp một cách dễ dàng với mạng 3G và 2G hiện tại Điều này hết sức quan trọng cho nhà cung cấp mạng (operator) triển khai 3G LTE mà không cần thay đổi toàn bộ cơ sở hạ

tầng mạng đã có

 OFDMA và MIMO được sự dụng trong 3G LTE thay vì CDMA như trong 3G

CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG

NGHỆ HSDPA (HIGH–SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS)

II.1 Giới thiệu công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao

HSDPA là một chuẩn công nghệ trong Phiên bản 5 của 3GPP HSDPA

sẽ tăng tốc độ dữ liệu truyền tối đa và nâng cao chất lượng dịch vụ QoS, và nói chung là cải tiến hiệu quả phổ tần đường xuống không đối xứng và đáp ứng nhu cầu bùng nổ các dịch vụ dữ liệu gói Khi HSDPA được thực hiện, nó

có thể cùng tồn tại trên cùng hệ thống truyền dẫn như Phiên bản 99 WCDMA Điều này cho phép đưa HSDPA vào mạng WCDMA hiện tại một cách dễ dàng và hiệu quả về chi phí HSDPA được thiết kế cho những ứng dụng dịch

vụ dữ liệu như:

 Dịch vụ cơ bản: tải tệp, phân phối email

 Dịch vụ tương tác: trình duyệt web, truy nhập server, truy tìm và phục hồi cơ sở dữ liệu

 Dịch vụ Streaming : dịch vụ audio/video…

Hình 2.1 Hiệu quả phổ HSDPA

Hình 2.2 Độ trễ tín hiệu trên đường truyền đối với các công nghệ khác

nhau

Các khía cạnh kỹ thuật trong nội dung HSDPA bao gồm:

 Truyền dẫn kênh chia sẻ

 Mã hoá và điều chế thích nghi AMC (Adaptive Modulation and Coding)

 Yêu cầu lặp lại tự động hỗn hợp nhanh H-ARQ (Fast Hybrid Automatic Repeat Request)

 Trình tự nhanh và hợp lý tại Node B

 Lựa chọn vị trí ô tế bào nhanh FCSS (Fast Cell Site Selection)

 Khoảng thời gian truyền dẫn ngắn TTI (Short Transmission Time Interval)

II.1.1 Nguyên lý

Mục đích của HSDPA là hỗ trợ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao bằng cách sử dụng một kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao HS-DSCH (High speed downlink shared channel) và hỗ trợ thoại được tích hợp trên kênh dành riêng DCH (Dedicated channel) và dữ liệu tốc độ cao trên kênh HS-DSCH trên cùng một sóng mang (tương tự như DSCH trong Release 99) Nguyên lý hoạt động của HSDPA được mô tả trong Hình :

Hình 2.3 Mô tả đơn giản nguyên lý hoạt động của HSDPA