3g

1. MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
6. KẾT CẤU CỦA DE TAI: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI
ĐỘNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1 THÔNG TIN DI ĐỘNG – SƠ LƯỢC PHÁT TRIỂN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G THEO 2 NHÁNH CÔNG NGHỆ CHÍNH:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.1 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3. MẠNG UMTS 3G VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ MẠNG VINAPHONE . . . . . . . . 13
1.3.1 Định hướng công nghệ & dịch vụ theo tiêu chuẩn châu Âu do 3GPP qui định áp
dụng cho mạng Vinaphone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3.2 Nội dung chủ yếu các phiên bản tiêu chuẩn 3GPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3.2.1 GPP R99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.2.2 3GPP R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.2.3 3GPP R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.3.2.4 3GPP R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Chương 2. HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1. NGUYÊN LÝ CDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1.1. Nguyên lý trải phổ CDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1.2. Kỹ thuật trải phổ và giải trải phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.3. Kỹ thuật đa truy nhập CDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2. MỘT SỐ ĐẶC TRUNG LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUY NHẬP WCDMA . 25
2.2.1. Phương thức song công . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2.2. Dung lượng mạng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.3. Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.4. Cấu trúc Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN UMTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.1 Node-B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3.2 RNC (Radio Network Control) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3.3 Các giao diện mở cơ bản của UMTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4 CÁC CHỨC NĂNG TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4.1 Giới thiệu về quản lý tài nguyên vô tuyến WCDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4.2 Điều khiển công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.4.3 Điều khiển chuyển giao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4.3.1 Chuyển giao trong cùng tần số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4.3.2 Chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4.3.3 Chuyển giao giữa các tần số trong WCDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.4.4 Điều khiển thu nạp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4.5 Điều khiển tải (điểu khiển nghẽn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Chương 3 MÔ HÌNH THIẾT KẾ TÍNH TOÁN QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN
UMTS 3G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.1 GIỚI THIỆU VỀ QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3. 3.1.1 Nguyên lý chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.1.2 Một số đặc điểm cần lưu ý trong quy hoạch mạng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.1.2.1 Dự báo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.1.2.2 Quy hoạch vùng phủ vô tuyến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.1.2.3 Nhiễu từ nhiều nhà khai thác khác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2 QUY HOẠCH ĐỊNH CỠ MẠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2.1 Tính toán vùng phủ sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.1.1 Phân tích vùng phủ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.1.2 Tính toán quỹ đường truyền vô tuyến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.2.1.3 Tính toán bán kính cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.2.2 Phân tích dung lượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.2.2.1 Giới thiệu mô hình tính toán dung lượng Erlang-B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.2.2.2 Các phương pháp chuyển đổi lưu lượng hệ thống UMTS theo mô hình Erlang
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2.2.3 Định cỡ dung lượng mạng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3 QUY HOẠCH VÙNG PHỦ VÀ DUNG LƯỢNG CHI TIẾT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.4 TỐI ƯU MẠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.5 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.5.1 Lưu đồ thuật toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.5.2 Giao diện chương trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.5.3 Tính toán mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Chương 4 HIỆN TRẠNG MẠNG VINAPHONE VÀ ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI
MẠNG UMTS 3G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.1 TỔNG QUAN MẠNG VINAPHONE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.1.1 Tình hình phát triển của Vinaphone năm 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.1.2. Tình hình mạng lưới tính đến hết năm 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.2. HIỆN TRẠNG MẠNG VÔ TUYẾN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2.1 Tổ chức mạng vô tuyến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2.2 Dung lượng mạng vô tuyến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3. HIỆN TRẠNG MẠNG LÕI VÀ DỊCH VỤ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3.1 Cấu hình mạng lõi và dịch vụ hiện tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.2.2 Dung lượng mạng lõi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.4 ĐỊNH HƯỚNG VÀ KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI MẠNG 3G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4.1 Định hướng kinh doanh – thương mại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4.2 Kế hoạch và dự định triển khai mạng 3G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.5 PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.5.1 Quy mô triển khai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.5.2 Triển khai chung cơ sở hạ tầng mạng 3G/2G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Chương 5. QUY HOẠCH VÔ TUYẾN UMTS 3G MẠNG VINAPHONE KHU VỰC
TP ĐÀ NẴNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.1 HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO PHÁT TRIỂN THUÊ BAO 3G MẠNG VINAPHONE
KHU VỰC TP ĐÀ NẴNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.1.1 Khái quát tình hình kinh tế xã hội tại Tp Đà Nẵng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4. 5.1.2 Tình hình phát triển mạng Viễn thông tại Tp Đà Nẵng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.1.3 Hiện trạng mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.1.4 Dự báo phát triển thuê bao 3G mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.1.4.1 Tình hình phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng . . . . . . . . . . . 86
5.1.4.2 Dự báo phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.2 THIẾT KẾ QUY HOẠCH MẠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.2.1 Tính toán số lượng Node-B cần thiết . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.2.2 Tính toán dung lượng cho Node-B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.2.3 Khảo sát lắp đặt trạm pha 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.2.3.1 Vị trí Node-B và RNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.2.3.2 Truyền dẫn cho Node-B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
PHỤ LỤC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1xEV- DO
3G
3GPP
3GPP2
1x Evolution – Data Optimized
Third Generation
Third Generation Global Partnership
Project
Third Generation Global Partnership
Project 2
Pha 1- Tối ưu dữ liệu
Thế hệ 3
Dự án hội nhập toàn cầu thế hệ 3
A.
AGC
AMR
Automatic Gain Control
Adaptive Multi-Rate codec
Bộ điều khiển tăng ích tự động
Bộ mã hoá và giải mã đa tốc độ

5. AMPS Advanced Mobile Phone System
thích nghi
Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến (Mỹ)
B.
BHCA
BER
BLER
BPSK
BSIC
BTS
Busy Hour Call Attempts
Bit Error Rate
Block Error Rate
Binary Phase Shift Keying
Base station identity code
Base Tranceiver Station
Số cuộc gọi trong giờ bận
Tốc độ lỗi bit.
Tốc độ lỗi Block
Khoá dịch pha nhị phân.
Mã nhận dạng trạm gốc
Trạm gốc
C.
CDG
CDMA
CN
CRC
The CDMA Development Group
Code Division Multiple Access
Core Network
Cylic Redundancy Check
Nhóm phát triển CDMA
Truy nhập phân chia theo mã
Mạng lõi
Mã vòng kiểm tra dư thừa
D.
DL
DSSS
Downlink
Direct Sequence Spread Spectrum
Đường xuống
Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp
E.
EDGE
EIRP
ETSI
Enhanced Data Rates for Evolution
Equivalent Isotropic Radiated Power
European Telecommunication
Standard Institute
Các tốc độ dữ liệu tăng cường cho
sự tiến hoá
Công suất bức xạ đẳng hướng
tương đương
Viện chuẩn hoá viễn thông Châu
Âu
F.
FDD
FDMA
FER
Frequency Division Duplex
Frequency Division Multiple Access
Frame Error Rate
Phương thức song công phân chia
theo tần số
Đa truy nhập phân chia theo tần số
Tỷ số lỗi khung
G.
GGSN
GPRS
GP
GPS
GSM
Gateway GPRS Support Node
General Packet Radio Service
Gain Processer
Global Positioning System
Global System for Mobile
Telecommunication
Nút hỗ trợ cổng GPRS
Dịch vụ vô tuyến gói chung.
Độ lợi xửlý
Hệ thống định vị toàn cầu.
Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu

6. H.
HLR
HSDPA
HSUPA
HO
Home Location Registor
High Speed Downlink Packet Access
High Speed Uplink Packet Access
Handover
Bộ đăng ký thường trú
Truy nhập gói đường xuống tốc độ
cao
Truy nhập gói lên xuống tốc độ
cao
Chuyển giao
I.
IMT-2000
IMT- MC
IP
ITU
Iub
Iur
International Mobile
Telecommunication 2000
IMT- Multicarrier
Internet Protocol
International Telecommunication
Union
Thông tin di động toàn cầu 2000
IMT đa sóng mang.
Giao thức Internet
Liên hợp viễn thông quốc tế.
Giao diện giữa RNC và nút B
Giao diện giữa 2 RNC.
K.
KPI Key performace Indicator Bộ chỉ thị hiệu năng chính.
L.
LOS Line of sight Tầm nhìn thẳng
M.
ME
Mobile Equipment
MMS
Multimedia Messaging Service
MGW
Media Gateway
MPLS
Multiprotocol Label Switching
MIMO
Multi input multi output
MSC
Mobile Service Switching Centre
MSS
MSC server
Thiết bị di động
Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện
Nút cổng của Softswitch
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
Đa phân tập Anten In/Out
Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di
động.
Nút chuyển mạch của Softswitch
O.
OFDM
OMC
Orthogonal frequency-division
multiplexing
Operation Mainternance Center
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
Trung tâm điều hành quản lý khai
thác
P.
PCU
PN
PPS-IN
Packet Control Unit
Pseudo Noise
Prepaid System - Interligent Network
Đơn vị điều khiển gói
Giả tạp âm
Hệ thống điều khiển thuê bao trả

7. trước IN
Q.
QPSK Quardrature Phase Phase Shift Keying Khoá dịch pha cầu phương.
R.
RAM
Radio Access Mode
RAT
Radio Access Technology
RNC
Radio Network Controller
RNS
Radio Network subsystem
RRC
Radio Resoure Control protocol
RRM
Radio Resouse Management
Chế độ truy nhập vô tuyến.
Công nghệ truy nhập vô tuyến.
Bộ điều khiển mạng vô tuyến.
Phân hệ mạng vô tuyến
Giao thức điều khiển tài nguyên vô
tuyến
Thuật toán quản lý tài nguyên vô
tuyến.
S.
SFN
SCP
SDP
SGSN
SHO
SIP
SIR
SMS
SNR
STP
System Frame Number
Service Control Point
Service Data Point
Serving GPRS Support Node.
Soft Handover
Session Initiation Protocol
Signal to Interference Ratio
Short Messaging Service
Signal to Noise Ratio
Signaling Transfer Point
Số hiệu khung hệ thống.
Nút hỗ trợ điều khiển dịch vụ trong
PPS-IN
Nút hỗ trợ điều khiển dữ liệu trong
PPS-IN
Nút hỗ trợ GPRS phục vụ
Chuyển giao mềm.
Giao thức khởi tạo phiên
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Dịch vụ nhắn tin ngắn.
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
Điểm chuyển tiếp báo hiệu
T.
TDD
TDMA
TPC
TSC
Time Division Duplex
Time Division Multiple Access
Transmission Power Control
Trantsit/Gateway Center
Phương thức song công phân chia
theo thời gian
Đa truy nhập phân chia theo thời
gian
Điều khiển công suất phát
Trung tâm chuyển tiếp cuộc gọi
U.
UE
UL
UMTS
USIM
User Equipment
Uplink
Universal Mobile Telecommunication
System
UMTS Subscriber Identify Module
Thiết bị người sử dụng
Đường xuống
Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu.
Modul nhận dạng thuê bao UMTS

8. UTRAN
UMTS Terrestrial Radio Access
Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS
V.
VLR
VOIP
Visitor Location Registor
Voice Over Internet Protocol
Bộ đăng ký tạm trú
Truyền thoại qua giao thức
Internet.
W.
WCDMA Wideband Code Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

9. Hình 1-1 Quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính.................................8
Hình 1-2 Định hướng phát triển công nghệ 4G....................................................................9
Hình 1-3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh sử dụng công nghệ WCDMA...........11
Hình 1-4 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000.......................................12
Hình 1.5 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R99....................................................16
Hình 1.6 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R4......................................................17
Hình 1.7 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R5......................................................19
Hình 1.8 Mô hình cung cấp dịch vụ sử dụng giao thức SIP trên IMS..............................20
Hình 2-1 Quá trình trải phổ và giải trải phổ.......................................................................23
Hình 2-2 Các công nghệ đa truy nhập.................................................................................24
Hình 2-3 Nguyên lý của đa truy nhập trải phổ...................................................................24
Hình 2-4 Phân bố phổ tần cho UMTS châu Âu...................................................................26
Hình 2-5 Sơ đồ ánh xạ giữa các kênh khác nhau................................................................27
Hình 2-6 Cấu trúc cell UMTS...............................................................................................28
Hình 2-7 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM.............................................................29
Hình 2-8 Các vị trí điển hình của các chức năng RRM trong mạng WCDMA...............32
Hình 2-9 Sự so sánh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm. .............................35
Hình 2-10 Chuyển giao giữa các hệ thống GSM và WCDMA..........................................36
Hình 2-11 Thủ tục chuyển giao giữa các hệ thống..............................................................37
Hình 2-12 Nhu cầu chuyển giao giữa các tần số sóng mang WCDMA............................38
Hình 2-13 Thủ tục chuyển giao giữa các tần số..................................................................38
Hình 2-14 Đường cong tải......................................................................................................39
Hình 3-1 Quá trình quy hoạch và triển khai mạng WCDMA...........................................43
Hình 3-2 Quá trình tính bán kính vùng phủ sóng...............................................................46
Hình 3-3 Vùng phủ sóng của cell theo các loại dịch vụ khác nhau...................................48
Hình 3-4 Ảnh hưởng của SFM đến vùng phủ sóng............................................................51
Hình 4.1 Mô tả thiết bị 3G dùng chung sở hạ tầng 2G .....................................................78
Hình 4.2 Phương án sử dụng anten cho 3G ........................................................................79
Hình 4.3 Mô tả khái quát việc dùng chung feeder..............................................................80
Hình 4.4 Mô tả dùng chung thiết bị nguồn..........................................................................81
Hình 4.5 Mô tả dùng chung nhà trạm..................................................................................81

11. 1
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Thông tin liên lạc là một nhu cầu của bất kỳ một xã hội phát triển nào. Để đáp
ứng nhu cầu liên lạc ngày càng cao của xã hội, thông tin di động đã được nghiên cứu
và phát triển từ rất sớm, bắt đầu với các hệ thống thông tin di động sử dụng công
nghệ analog, cho đến nay các mạng di động sử dụng công nghệ số đang được ứng
dụng rộng rãi và phát triển vô cùng mạnh mẽ. Một xu hướng rõ nét trong lĩnh vực
thông tin di động hiện nay là các nhà cung cấp dịch vụ ngoài việc mở rộng dung
lượng khai thác hiện có thì việc áp dụng nghiên cứu cũng như xác định lộ trình phát
triển công nghệ để tăng cường khả năng cung cấp đa dịch vụ tốt hơn đến khách hàng
ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Trong đó 3G - Hệ thống thông tin di động thế
hệ 3 chính là giải pháp công nghệ tiên tiến đang được các nhà khai thác mạng triển
khai.
Tại Việt Nam, trải qua hơn hai thập kỷ phát triển, cho đến nay cả nước đã có 7
nhà khai thác dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM và CDMA. Điều đó
minh chứng cho cho sự phát triển không ngừng của hạ tầng mạng thông tin di động
trong nước trong xu thể hội nhập và thể hiện sự cạnh tranh khốc liệt trong lĩnh vực
này. Thực tế phát triển thị trường tại Việt Nam cho thấy, đến nay các mạng di động
sử dụng công nghệ GSM đang chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng khách hàng với
56,5 triệu thuê bao trên tổng số 63,5 triệu thuê bao di động (số liệu của Tạp chí Khoa
học kỹ thuật và kinh tế Bưu điện). Với số lượng thuê bao phát triển lớn mạnh như
vậy trong thời gian qua cùng với việc cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà khai thác dịch
vụ thông tin di động thì hạ tầng mạng thông tin di động 2G & 2,5G đã được khai
thác tối đa cho các dịch vụ truyền thống. Do vậy để có hạ tầng mạng thích hợp
cung cấp các dịch vụ trên nền IP/Internet, các dịch vụ truyền thông đa phương
tiện multimedia, các dịch vụ gia tăng mới, các dịch vụ hội tụ Di động-Cố
định…, nhất là dịch vụ truyền tiếng nói dưới dạng gói VoIP và đủ điều kiện cho
phép hạ giá thành cung cấp các dịch vụ này nhằm tăng tính cạnh tranh với các

12. 2
doanh nghiệp viễn thông khác thì bắt buộc cần phải có những bước chuyển đổi, phát
triển, nâng cấp hạ tầng đối với mạng di động hiện tại là điều tất yếu và hết sức cấp
thiết.
Cùng hòa chung với sự tăng trưởng mạnh không ngừng của phát triển kinh tế
xã hội Việt Nam nói chung và thị trường viễn thông nói riêng, trong những năm qua
với nhiều bước phát triển vượt bậc đã đưa mạng VinaPhone cùng với Mobile-Phone,
Viettel trở thành các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn tại Việt Nam về quy
mô phát triển thuê bao cũng như hạ tầng mạng: tổng số thuê bao toàn mạng
VinaPhone đến hết năm 2008 là 15,5 triệu thuê bao cùng với hạ tầng mạng lớn mạnh
gồm: 30 tổng đài, 135 BSC và trên 9.000 BTS. Với xu thế chung phát triển thuê bao
di động tại Việt Nam và nhu cầu tăng cao về các dịch vụ di động Multimedia ...của
khách hàng trong thời gian đến, mạng VinaPhone trên toàn quốc nói chung và khu
vực Tp Đà Nẵng nói riêng cần phải gấp rút thực hiện nâng cấp và xây dựng hạ tầng
mạng 3G theo định hướng NGN-Mobile. Việc nghiên cứu tìm hiểu và đưa ra giải
pháp quy hoạch thiết kế chi tiết hệ thống vô tuyến UMTS-3G trong thời gian ngắn là
vô cùng cấp thiết đối với việc kinh doanh và phát triển của mạng VinaPhone trong
thời gian đến. Và công tác quy hoạch thiết kế chi tiết sẽ giúp VinaPhone tối ưu về
mặt tài nguyên xử lý hệ thống, tối ưu về mặt khai thác vận hành bảo dưỡng, chi phí
đầu tư mạng 3G và phù hợp với quy hoạch tối ưu hóa mạng phân vùng thiết bị 2G.
Đề tài “Giải pháp quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G và áp dụng triển khai
cho mạng VinaPhone khu vực Tp Đà Nẵng” sẽ đáp ứng được nhu cầu thiết thực
trong phát triển mạng VinaPhone nói chung và khu vực Tp Đà Nẵng nói riêng, đưa ra
dịch vụ 3G sớm nhất có thể là điều rất quan trọng và tác động trực tiếp đến thương
hiệu, uy tín, năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu, tìm hiểu và đánh giá hiện trạng mạng VinaPhone nói chung và
khu vực Tp Đà Nẵng nói riêng. Dự báo nhu cầu tăng trưởng thuê bao 3G của mạng
VinaPhone
- Nghiên cứu giải pháp quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến UMTS 3G.

13. 3
- Triển khai quy hoạch cụ thể mạng truy nhập vô tuyến UMTS 3G cho mạng
VinaPhone khu vực Tp Đà Nẵng.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
a) Đối tượng nghiên cứu:
- Mạng truy nhập vô tuyến VinaPhone khu vực Tp Đà Nẵng
- Lý thuyết tổng quan truy nhập vô tuyến WCDMA và các đặc điểm liên quan:
điều khiển công suất và chuyển giao trong quản lý tài nguyên vô tuyến..
- Lý thuyết quy hoạch hệ thống truy nhập WCDMA và kỹ thuật thiết kế vùng
phủ sóng, thiết kế lưu lượng.
b) Phạm vi nghiên cứu :
- Nghiên cứu lý thuyết về quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G, thiết kế vùng
phủ sóng, thiết kế lưu lượng, định cỡ hệ thống, truyền dẫn.
- Nghiên cứu hiện trạng dung lượng vô tuyến mạng VinaPhone, khả năng và
giải pháp triển khai nâng cấp lên 3G.
- Qua nghiên cứu, tìm hiểu, đưa ra kết quả quy hoạch mạng vô tuyến 3G
VinaPhone khu vực Tp Đà Nẵng.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu các thông số liên quan đến quy hoạch và thiết
kế mạng vô tuyến UMTS 3G như: quỹ công suất đường truyền cho các loại dịch vụ,
hệ số tải, thông lượng cell…Đưa ra lưu đồ thuật toán tính các thông số liên quan đến
việc thiết kế vùng phủ sóng, đồng thời xây dựng chương trình mô phỏng tính toán.
- Khảo sát vùng sóng theo yêu cầu thực tế cũng như tình hình kinh tế, xã hội,
tình hình phát triển mạng viễn thông trên địa bàn Tp Đà Nẵng, kết hợp với định
hướng phát triển và hiện trạng của mạng VinaPhone. Trên cơ sở đó, dự báo và tính
toán nhu cầu dung lượng để định cỡ mạng nhằm phục vụ cho việc xây dựng cấu hình
mạng. Sau khi định cỡ mạng, quy hoạch vùng phủ sẽ đi đến quy hoạch chi tiết, tính
toán số lượng các node, chọn vị trí đặt trạm và dự kiến phương án truyền dẫn cho các
node.

14. 4
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Lý thuyết về quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G cũng như các mô hình mạng
thông tin di động 3G đã được nghiên cứu và chuẩn hóa rộng rãi trên toàn thế giới.
Tuy nhiên việc áp dụng vào thực tế tại mỗi quốc gia, ứng với mỗi nhà khai thác lại
không thể áp dụng theo một lộ trình cứng nhắc nào, điều đó tùy thuộc vào hoàn cảnh
cụ thể, vào điều kiện phát triển của thị trường và thị phần của nhà khai thác đó. Đối
với mạng VinaPhone, do lượng khách hàng ngày càng tăng cả về số lượng và nhu cầu
dịch vụ, việc triển khai quy hoạch chi tiết mạng vô tuyến UMTS 3G áp dụng các giải
pháp kỹ thuật cũng cần có các nghiên cứu và đánh giá dựa trên đặc điểm cụ thể của
từng vùng, đề tài này chính là một trong những nghiên cứu công tác quy hoạch đánh
giá, nhằm triển khai xây dựng hệ thống truy nhập vô tuyến mới vào thực tế một cách
bài bản, hiệu quả, không chỉ đáp ứng nhu cầu trước mắt mà còn là nhu cầu phát triển
lâu dài theo lộ trình và định hướng nhất định. Kết quả của đề tài chính là một đề án
chi tiết nhằm triển khai mạng vô tuyến UMTS 3G sát với thực tế cho mạng
VinaPhone khu vực Tp Đà Nẵng trong thời gian gần nhất, do đó mang tính thực tiễn
cao.
6. KẾT CẤU CỦA DE TAI:
De tai bao gồm 5 chương, với nội dung tóm tắt như sau:
Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG
TIN DI ĐỘNG
Chương này sẽ giới thiệu khái quát sự phát triển của hệ thống thông tin di
động và xu hướng phát triển trong giai đoạn đến. Trong đó sẽ tập trung nghiên cứu
lịch sử phát triển và các đặc trưng cơ bản của hệ thống UMTS 3G và xu hướng phát
triển của mạng Vinaphone lên 3G.
Chương 2: HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 3G
Chương này sẽ giới thiệu khái quát mạng truy nhập vô tuyến UMTS 3G, trong
đó sẽ tập trung trình bày những vấn đề lý thuyết liên quan đến công nghệ WCDMA,
hệ thống vô tuyến UMTS 3G và những đặc trưng của công nghệ WCDMA, điểu

15. 5
khiển công suất và điều khiển chuyển giao trong quản lý tài nguyên vô tuyến
WCDMA
Chương 3: MÔ HÌNH THIẾT KẾ TÍNH TOÁN QUY HOẠCH MẠNG VÔ
TUYẾN UMTS 3G.
Chương này trình bày về bài toán thiết kế quy hoạch và xây dựng hệ thống vô
tuyến UMTS 3G theo các thông số và đặc trung riêng của hệ thống. Từ đó xây dựng
chương trình mô phỏng việc tính toán chi tiết vùng phủ sóng và dung lượng hệ thống.
Chương 4: HIỆN TRẠNG VINAPHONE VÀ ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI
MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G
Với sự giúp đỡ của Công ty Dịch vụ viễn thông VinaPhone, mà đặc biệt là
Ban 3G-NGN, chương này sẽ cung cấp các số liệu thực tế của toàn mạng VinaPhone
tính đến hết tháng 6/2009. Từ đây sẽ đưa ra các định hướng phát triển mạng vô tuyến
UMTS 3G cho mạng VinaPhone trong giai đoạn 2009-2023.
Chương 5: QUY HOẠCH VÔ TUYẾN UMTS 3G MẠNG VINAPHONE
KHU VỰC TP ĐÀ NẴNG
Khảo sát cụ thể yêu cầu thực tế qua tình hình kinh tế, xã hội, tình hình phát
triển mạng viễn thông trên địa bàn Tp Đà Nẵng, kết hợp với định hướng phát triển và
hiện trạng của mạng VinaPhone. Trên cơ sở đó, dự báo và tính toán nhu cầu dung
lượng, vùng phủ để xây dựng thiết kế chi tiết mạng truy nhập vô tuyến UMTS 3G
mạng VinaPhone khu vực Tp Đà Nẵng.

16. 6
Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA
MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 THÔNG TIN DI ĐỘNG – SƠ LƯỢC PHÁT TRIỂN
Hệ thống thông tin di động theo lộ trình phát triển đến nay có các thế hệ sau:
- Thế hệ thứ nhất – 1G: Hệ thống thông tin di động 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.
- Thế hệ thứ hai – 2G: Các hệ thống 2G gồm: 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, IS-95 ở Mỹ và Hàn Quốc sử dụng công
nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA băng hẹp. Do tính chuẩn hóa và tương
thích qui mô vùng. Nhiều mạng 2G đã gặt hái được thành công đáng kể về cả giải
pháp kỹ thuật cũng như hiệu quả kinh doanh. Một trong số này là sự thành công của
hệ thống GSM vầ đây chính là một thành công lớn hơn mong đợi.
Đến năm năm 1999, để tăng thông lượng truyền để phục vụ nhu cầu truyền
thông tin trên mạng di động 2G, GPRS đã ra đời. GPRS đôi khi được xem như là
2,5G. Tốc độ truyền data rate của GPRS đã cải tiến tốc độ truyền tăng lên gấp 3 lần
so với GSM, tức là 20-30Kbps. GPRS cho phép phát triển dịch vụ WAP và Internet
(email) tốc độ thấp. Tiếp theo sau, năm 2000, EDGE đã ra đời với khả năng cung ứng
tốc độ lên được 250 Kbps (trên lý thuyết). EDGE còn được biết đến như là 2,75G
(trên đường tiến tới 3G)
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 và tài nguyên hạn hẹp. Vì thế cần

17. 7
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…
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
truyền thống và dịch vụ số liệu tốc độ thấp hiện có trong mạng hiện tại. Nhu cầu của
thị trường có thể phân loại thành các lĩnh vực như: Dịch vụ dữ liệu máy tính, dịch vụ
viễn thông, dịch vụ nội dung số như âm thanh hình ảnh.
Những lý do trên thúc đẩy các tổ chức nghiên cứu phát triển hệ thống thông
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
- Thế hệ thứ ba – 3G: định hướng thiết lập một hệ thống thông tin di động
toàn cầu. Từ nhu cầu thực tiễn cần phải phát triển lên 3G, các nhà cung cấp dịch vụ
mạng đã đưa ra các tiêu chí chung để phát triển lên mạng di động 3G như sau:
- Hệ thống phải được chuẩn hóa hoàn toàn; các giao diện chính phải được
chuẩn hóa và mở;
- Hệ thống phải bổ sung cho hệ thống hiện tại trên mọi khía cạnh;
- Multimedia và tất cả các thành phần của multimedia phải được hệ thống hỗ
trợ;
- Truy nhập radio của 3G phải cung cấp khả năng băng rộng;
- Các dịch vụ đối với người dùng đầu cuối độc lập với chi tiết công nghệ, và
hạ tầng mạng không giới hạn đưa ra dịch vụ. Vậy nên phải tách biệt platform công
nghệ với dịch vụ sử dụng platform đó.
Ý tưởng chính yếu ẩn chứa sau 3G là chuẩn bị một hạ tầng vạn năng có khả
năng tải các dịch vụ hiện tại và tương lai. Hạ tầng phải được thiết kế sao cho những
đổi thay và tiến triển công nghệ có thể được mạng hỗ trợ không gây ra một bất ổn
nào đối với các dịch vụ sử dụng cấu trúc mạng hiện tại. Để làm được vậy, 3G tách
biệt công nghệ truy cập, công nghệ truyền tải, công nghệ dịch vụ (điều khiển đấu nối)
và những ứng dụng người dùng.

18. 8
Hiện tại có nhiều chuẩn công nghệ cho 2G nên sẽ có nhiều chuẩn công nghệ
3G đi theo, tuy nhiên 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 CDMA 2000. 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 CDMA 2000 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 1-1.
TACS
NMT
(900)
GSM (900)
WCDMA
IS-136
(1900)
IS-95
(J-STD-008)
(1900)
AMPS cdma2000
Mx
SMR
GSM (1800)
GSM (1900)
IS-136
TDMA (800)
IS-95
CDMA (800)
GPRS
iDEN (800)
GPRS
EDGE
cdma2000
1x
1G 2G 2.5G 3G
Hình 1-1 Quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính
- Thế hệ thứ tư – 4G: Các nhà cung cấp dịch vụ và người dùng đều luôn
mong muốn và hướng tới các công nghệ không dây có thể cung cấp được nhiều loại
hình dịch vụ hơn với tính năng và chất lượng dịch vụ cao hơn. Với cách nhìn nhận
này, Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đã và đang làm việc để hướng tới một
chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ tư 4G. ITU đã lên kế hoạch để có thể

19. 9
cho ra đời chuẩn này một vài năm tới. Công nghệ này sẽ cho phép thoại dựa trên IP,
truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các công nghệ
của mạng di động hiện nay. Về lý thuyết, theo tính toán dự kiến tốc độ truyền dữ liệu
có thể lên tới 288 Mb/s.
Cho đến hiện 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 đó chính là từ hỗ trợ của các công ty di động toàn cầu; các tổ chức chuẩn hóa và
đặc biệt là sự xuất hiện của ba công nghệ cho việc phát triển mạng di động tế bào
LTE (Long-Term Evolution), UMB (Ultramobile Broadband) và WiMAX II (IEEE
802.16m). Ba công nghệ này có thể được xem là các công nghệ tiền 4G. Chúng sẽ là
các công nghệ quan trọng giúp ITU xây dựng các phát hành cho chuẩn 4G trong thời
gian tới.
Hình 1-2 Định hướng phát triển công nghệ 4G
Sau đây xem xét ba công nghệ 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, gồm:
- LTE (Long-Term Evolution)
Tổ chức chuẩn hóa công nghệ mạng thông tin di động 3G UMTS 3GPP 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, vì thế nó dễ dàng thay thế và
triển khai cho nhiều nhà cung cấp dịch vụ. Nhưng khác với GSM, LTE sử dụng

20. 10
phương thức ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). LTE sử dụng phổ
tần một cách thích hợp và mềm dẻo, nó có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ
1,25MHz cho tới 20MHz. Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất về lý thuyết của LTE có thể
đạt tới 250Mb/s khi độ rộng băng tần là 20MHz. LTE khác với các công nghệ tiền
4G khác như WiMAX II ở chỗ nó chỉ sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực
giao 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 thông tin
di động 3G CDMA2000 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) được thành lập
và phát triển bởi các tổ chức viễn thông của Nhật, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Hàn Quốc
đã đề xuất phát triển UMB. Thành viên của 3GPP2, Qualcomm là người đi đầu trong
nỗ lực phát triển UMB, mặc dù công ty này cũng chú tâm cả vào việc phát triển LTE.
UMB dựa trên CDMA có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25MHz
đến 20MHz và làm việc ở nhiều dải tần số. UMB được đề xuất với tốc độ truyền dữ
liệu lên tới 288Mb/s cho luồng xuống và 75Mb/s cho luồng trên với độ rộng băng tần
sử dụng là 20MHz. 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): Như chúng ta đã biết, WiMAX hay chuẩn
802.16 ban đầu được xây dựng cho mục đích chính là cung cấp các dịch vụ mạng cố
định. Chuẩn IEEE 802.16e được phát triển thêm tính năng di động từ các chuẩn
WiMAX trước đó. IEEE 802.16 là một chuỗi các chuẩn do IEEE phát triển, chúng hỗ
trợ cả cố định và di động, là công nghệ truyền thông, truy nhập diện rộng, nó cũng
được gọi với một tên khác là WiMAX. WiMAX hoạt động trong dải tần từ 10GHz
đến 66 GHz.
IEEE 802.16m hay còn gọi là WiMAX II 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. WiMAX II được phát triển lên từ chuẩn IEEE

21. 11
802.16e. Công nghệ WiMAX II sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 100Mb/s cho
các ứng dụng di động và có thể lên tới 1Gb/s cho các người dùng tĩnh. Khoảng cách
truyền cho WiMAX II sẽ khoảng 2 km ở môi trường thành thị và là khoảng 10 km
cho các khu vực nông thôn.
1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G THEO 2 NHÁNH CÔNG NGHỆ
CHÍNH:
1.2.1 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA
WCDMA là một tiêu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 được phát
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. Quá trình phát triển từ GSM lên WCDMA qua các
giai đoạn trung gian, có thể được tóm tắt trong sơ đồ sau đây:
GSM GPRS EDGE WCDMA
1999 2000 2002
Hình 1-3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh sử dụng công nghệ WCDMA
- GPRS: 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 hiện 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. Còn 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 Gateway mới, được gọi là GGSN và SGSN. 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.
- EDGE: Hệ thống 2,5G tiếp theo đối với GSM là EDGE. EDGE áp dụng
phương pháp điều chế 8PSK, điều này làm tăng tốc độ của GSM lên 3 lần. EDGE là

22. 12
lý tưởng đối với phát triển GSM, nó chỉ cần nâng cấp phần mềm ở trạm gốc. Nếu
EDGE được kết hợp cùng với GPRS thì khi đó được gọi là EGPRS. Tốc độ tối đa đối
với EGPRS khi sử dụng cả 8 khe thời gian là 384kbps.
- WCDMA: 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 & TDD 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.
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.
1.2.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 2000.
Hệ thống CDMA 2000 gồm một số nhánh hoặc giai đoạn phát triển khác nhau
để hỗ trợ các dịch vụ phụ được tăng cường. Nói chung CDMA 2000 là một cách tiếp
cận đa sóng mang cho các sóng có độ rộng n lần 1,25MHz hoạt động ở chế độ FDD.
Nhưng công việc chuẩn hoá tập trung vào giải pháp một sóng mang đơn 1,25MHz
(1x) với tốc độ chip gần giống IS-95. CDMA 2000 được phát triển từ các mạng IS-95
của hệ thống thông tin di động 2G, có thể mô tả quá trình phát triển trong hình vẽ
sau:
IS-95A IS-95B Cdma2000 1x Cdma2000 Mx
1999 2000 2002
Hình 1-4 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000.
- IS-95B: IS-95B hay CDMA One được coi là công nghệ thông tin di động
2,5G thuộc nhánh phát triển CDMA 2000, là một tiêu chuẩn khá linh hoạt cho phép
cung cấp dịch vụ số liệu tốc độ lên đến 115Kbps
- CDMA 2000 1xRTT: Giai đoạn đầu của CDMA2000 được gọi là 1xRTT
hay chỉ là 1xEV-DO, được thiết kế nhằm cải thiện dung lượng thoại của IS-95B và
để hỗ trợ khả năng truyền số liệu ở tốc độ đỉnh lên tới 307,2Kbps. Tuy nhiên, các

23. 13
thiết bị đầu cuối thương mại của 1x mới chỉ cho phép tốc độ số liệu đỉnh lên tới
153,6kbps.
-CDMA 2000 1xEV-DO: 1xEV-DO được hình thành từ công nghệ HDR
(High Data Rate) của Qualcomm và được chấp nhận với tên này như là một tiêu
chuẩn thông tin di động 3G vào tháng 8 năm 2001 và báo hiệu cho sự phát triển của
giải pháp đơn sóng mang đối với truyền số liệu gói riêng biệt.
Nguyên lý cơ bản của hệ thống này là chia các dịch vụ thoại và dịch vụ số liệu
tốc độ cao vào các sóng mang khác nhau. 1xEV-DO có thể được xem như một mạng
số liệu “xếp chồng”, yêu cầu một sóng mang riêng. Để tiến hành các cuộc gọi vừa có
thoại, vừa có số liệu trên cấu trúc “xếp chồng” này cần có các thiết bị hoạt động ở 2
chế độ 1x và 1xEV-DO.
- CDMA 2000 1xEV-DV: Trong công nghệ 1xEV-DO có sự dư thừa về tài
nguyên do sự phân biệt cố định tài nguyên dành cho thoại và tài nguyên dành cho số
liệu. Do đó CDG (nhóm phát triển CDMA) khởi đầu pha thứ ba của CDMA 2000
bằng các đưa các dịch vụ thoại và số liệu quay về chỉ dùng một sóng mang 1,25MHz
và tiếp tục duy trì sự tương thích ngược với 1xRTT. Tốc độ số liệu cực đại của người
sử dụng lên tới 3,1Mbps tương ứng với kích thước gói dữ liệu 3.940 bit trong khoảng
thời gian 1,25ms.
- CDMA 2000 3x(MC- CDMA ): CDMA 2000 3x hay 3xRTT đề cập đến sự
lựa chọn đa sóng mang ban đầu trong cấu hình vô tuyến CDMA 2000 và được gọi là
MC-CDMA (Multi carrier) thuộc IMT-MC trong IMT-2000. Công nghệ này liên
quan đến việc sử dụng 3 sóng mang 1x để tăng tốc độ số liệu và được thiết kế cho dải
tần 5MHz (gồm 3 kênh 1,25Mhz). Sự lựa chọn đa sóng mang này chỉ áp dụng được
trong truyền dẫn đường xuống. Đường lên trải phổ trực tiếp, giống như WCDMA với
tốc độ chip hơi thấp hơn một ít 3,6864Mcps (3 lần 1,2288Mcps).
1.3. MẠNG UMTS 3G VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ MẠNG
VINAPHONE
1.3.1 Định hướng công nghệ & dịch vụ theo tiêu chuẩn châu Âu do 3GPP qui
định áp dụng cho mạng Vinaphone
Chuẩn 3GPP qui định phát triển công nghệ và cấu trúc mạng GSM 2G truyền
thống phát triển lên UMTS 3G theo nhánh sử dụng công nghệ WCDMA với xu

24. 14
hướng sử dụng truyền tải TDM tiến đến một mạng "All IP" theo trình tự phiên bản:
3GPP R99, 3GPP R4, 3GPP R5 và 3GPP R6. Mạng Vinaphone trong giai đoạn hơn
13 năm qua đã đầu tư trở thành mạng GSM 2,5G và là phần đầu trong quá trình
chuẩn hoá 3 GPP. Vì vậy Lựa chọn định hướng tiến triển thông tin di động lên 3G
cho mang Vinaphone theo tiêu chuẩn châu Âu do 3GPP khuyến nghị vì:
- Chuẩn ETSI cho thông tin di động GSM đồng nhất cho các nước châu Âu đã
có thể sử dụng để toàn cầu hóa thông tin mobile định hướng 3G;
- Mạng VINAPHONE đang theo chuẩn GSM/ETSI – châu Âu đó là GSM
900/1800.
- UMTS thừa hưởng nhiều phần tử chức năng từ GSM hiện tại. Nên việc tận
dụng các thiết bị đang có trên mạng sẽ đem lại nhiều thuận lợi lớn cho Vinaphone .
1.3.2 Nội dung chủ yếu các phiên bản tiêu chuẩn 3GPP
ETSI là tổ chức tiêu chuẩn thông tin di động GSM trong những năm 1980 và
1990. ETSI còn xây dựng cấu trúc chuẩn hóa mạng GPRS. Chuẩn cuối cùng ETSI
xây dựng năm 1998.
3GPP thành lập năm 1998 là tổ chức kết hợp của các tổ chức tiêu chuẩn hóa:
châu Âu, Nhật, Nam Triều tiên, Mỹ và Trung quốc. Mục đích chuẩn hóa hệ thống
thông tin di động 3G theo định hướng:
- Phần truy nhập vô tuyến sử dụng WCDMA và TD-CDMA;
- Phần core: phát triển từ GSM, kế thừa những những tiêu chuẩn ETSI do
SMG xây dựng.
Đến năm 2001, sau khi hoàn thành phiên bản 3GPP R99, 3GPP chia thành hai
tổ chức:
- 3GPP: xây dựng các tiêu chuẩn phát triển mạng core, dịch vụ, cấu trúc hệ
thống, truy cập radio WCDMA và TD-CDMA;
- ETSI SMG: phát triển truy nhập radio GSM và EDGE.
Trong đó 3GPP xây dựng các bộ tiêu chuẩn trên cơ sở năm. Phiên bản đầu
tiên là 3GPP Release 99 (3GPP R99). Đến nay 3GPP đã có 04 phiên bản đã và đang
được các nhà khai thác trên thế giới áp dụng:

25. 15
- 3GPP release 99 (3GPP R99): chính thức được áp dụng từ tháng 3/2001;
- 3GPP release 4 (3GPP R4): chính thức được áp dụng từ tháng 9/2002;
- 3GPP release 5 (3GPP R5): tháng 12/2003 đang được áp dụng;
- 3GPP release 6 (3GPP R6): bổ sung những điểm thiếu trong IMS 3GPP R5
và đưa thêm vào một số features mới; tiến tới một mạng truyền tải “All IP”.
Nội dung cơ bản từng phiên bản 3GPP qui định như sau:
1.3.2.1 GPP R99
a) Những yêu cầu chính
Tập trung vào sự đang hiện diện của mạng GSM, có 02 yêu cầu đặt ra là:
- Mạng UMTS phải tương thích với mạng GSM đang tồn tại;
- Hai mạng UMTS và GSM phải có khả năng làm việc tương tác.
Truy nhập vô tuyến WCDMA là điểm mấu chốt nhất mà 3GPP R99 giải quyết.
Thêm vào đó, UTRAN cũng được đưa ra với giao diện Iu.
So sánh với các giao diện A và Gb trong GSM, 3GPP R99 đạt được hai điểm
cơ bản:
- Transcoding cho speech trên Iu được core đảm nhiệm thay cho BTS trong
GSM;
- Mã hóa số liệu di động ở mức cell trên giao diện Iu được RNC đảm nhận thay
cho SGSN đối với GPRS.
Vậy đơn giản, mạng 3G R99 là hệ thống mạng GSM-based. Đó là một mạng
GSM có hai mạng truy cập và hai mạng truy cập cung cấp lưu lượng có tốc độ khác
nhau cho cả hai miền core CS và PS.
b) Cấu hình kỹ thuật
3GPP đưa ra một phương pháp truy nhập vô tuyến mới WCDMA. Thiết bị vô
tuyến WCDMA không tương thích với thiết bị vô tuyến GSM nên phải đưa bổ sung
một hệ thống thiết bị mới đó là RNC và Node-B. Phần mạng vô tuyến WCDMA gọi
là UTRAN.
Một yêu cầu chính cho UMTS là hoạt động tương tác GSM/UMTS. Ví dụ
‘handover’ từ GERAN sang UTRAN và ngược lại. Yêu cầu này được thực hiện bởi:

26. 16
- Thứ nhất: hướng downlink, giao diện air GSM được được phát triển để có thể
quảng bá thông tin sóng WCDMA. Cũng như vậy downlink của radio WCDMA cũng
quảng bá thông tin về sóng GSM;
- Thứ hai: nhằm giảm thiểu đầu tư, các chuẩn 3GPP yêu cầu 2G MSC/VLR
GSM phải làm việc được với UTRAN.
Hình 1.5 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R99
Các điểm quan trọng của phần Core trong 3GPP R99, gồm:
- Các node core trong miền CS như MSC/VLR và HLR/AuC/EIR phải thay
đổi vì phải sử lý đồng thời cả thuê bao 2G và 3G.
- Với miền PS: tên và số lượng các node mạng GPRS giống trong 2G, nhưng
chức năng SGSN thì rất khác. Trong 2G, SGSN đảm nhiệm chức năng quản lý di
động (MM) cho nối mạch gói số liệu. Trong 3G chức năng MM được RNC và SGSN
san sẻ. Nghĩa là miền PS không quản lý sự thay đổi cell của thuê bao trong UTRAN
mà là RNC.
1.3.2.2 3GPP R4
a) Những yêu cầu chính
Chưa có IMS, chỉ ấn định những thay đổi trong miền CS core UMTS – tách
luồng dữ liệu người dùng ra khỏi các cơ chế điều khiển cùng một số khía cạnh khác,
chủ yếu như sau:
- Chức năng điều khiển sử dụng MSC Server. Chức năng chuyển mạch dữ liệu
người sử dụng dùng MGW;

27. 17
- IP transport cho các giao thức mạng core;
- IP hóa cho giao diện Gb miền PS;
b) Cấu hình kỹ thuật
- MSC miền CS trong GSM truyền thống được 3GPP R4 tách riêng chức năng
điều khiển – sử dụng MSC Server với chức năng nối mạch vận chuyển lưu lượng –
sử dụng MGW.
- MSC Server và MGW có quan hệ “một-nhiều”. Một MSC Server có thể điều
khiển nhiều MGW.
- Về cơ bản 3GPP R4 không cung cấp, cải thiện thêm dịch vụ.
- Cấu trúc 3GPP R4 bắt đầu đưa IP vào hệ thống Core CS. Cấu trúc softwsitch
tạo bởi MSC Server – MGW tạo tiền đề định hướng “transport All IP”. Giảm chi phí
truyền dẫn, phân lớp cấu trúc chức năng; định hướng phát triển dịch vụ độc lập với
hạ tầng mạng.
Hình 1.6 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R4
Điểm quan trọng nhất trong 3G R4 là:
- 3G R4 là động thái IP hóa toàn bộ miền CS. Truyền tải cũng IP/ATM,
chuyển mạch cũng IP/ATM. Công nghệ SOFTSWITCH được đưa vào nhằm mục
đích này. Công nghệ SOFTSWITCH tách MSC cổ điển thành:
+ MSC-Server là phần tử điều khiển, nối IP giao thức MEGACO đến

28. 18
+ Media Gateway – là phần tử chuyển mạch dịch vụ người dùng. Dịch
vụ người dùng là dịch vụ có trên miền chuyển mạch kênh CS truyền thống,
nhưng lại dùng chuyển mạch IP/ATM.
1.3.2.3 3GPP R5
a) Những yêu cầu chính
- Đưa IMS vào mạng UMTS, cung cấp cơ chế và tổ chức multimedia. IP và các
giao thức trên IP cũng sẽ được sử dụng làm cơ chế điều khiển. Dữ liệu người dùng về
cơ bản cũng dựa trên IP. IP cũng được sử dụng làm giao thức truyền thay thế SS7,
một giao thức chính đang dùng trong dịch vụ chuyển mạch kênh.
- 3GPP R5 đưa IMS vào tiêu chuẩn hóa. IMS được hỗ trợ bởi cấu trúc tiêu
chuẩn độc lập dựa trên IP và được nối với các mạng thoại và số liệu hiện tại cho cả
người sử dụng mạng cố định (như PSTN, ISDN, Internet) và mobile (như GSM,
CDMA).
- Kiến trúc IMS có khả năng thiết lập truyền thông IP peer-to-peer với tất cả
các lient với yêu cầu chất lượng dịch vụ. Thêm vào khả năng quản lý phiên làm việc,
kiến trúc IMS cũng có các chức năng địa chỉ, mà đó là điều cần thiết để tổ chức dịch
vụ (như đăng ký, bảo mật, cước, điều khiển truyền thông, roaming). IMS sẽ tạo nên
trái tim của mạng core.
3GPP R5 cũng đã chuẩn hóa cơ chế dịch vụ IP multimedia dựa trên SIP. SIP
chứa các chức năng phần tử logic, mô tả phương cách nối các phần tử, đưa ra các
giao thức và các thủ tục.
b) Cấu hình kỹ thuật

29. 19
Hình 1.7 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R5
Những điểm chính tập trung vào:
- Vận chuyển IP trên toàn bộ hệ thống mạng từ BS đến network border
gateway;
- Đưa IMS vào để bắt đầu ứng dụng các dịch vụ multimedia;
- Hợp nhất giao diện mở giữa các mạng truy cập và mạng core khác nhau;
- Đạt được năng lực cao trên giao diện vô tuyến UTRAN hướng downlink.
3G R5 đơn giản hóa cấu trúc mạng cho phép các giao thức truyền tải sử dụng
hiệu quả hơn so với 3G R4, IP hóa toàn bộ truyền tải làm đơn giản hóa cấu trúc
truyền tải.
Về dịch vụ, IMS đóng vai trò chính trong 3G R5 và trong cả những phát triển
dịch vụ tương lai.
Trong pha này, 3GPP khuyến nghị vô tuyến UTRAN triển khai công nghệ
HSDPA – tăng tốc độ số liệu downlink nhằm cung cấp hiệu quả các dịch vụ “không
đối xứng” (tải số liệu downlink lớn hơn uplink nhiều).
c) IMS
Một mạng 3G UMTS hoàn thiện qua 3G R99, R4 đã cung cấp được một hạ
tầng mạng truyền tải IP linh hoạt cho các terminal sử dụng GPRS, EDGE, và
WCDMA cho các dịch vụ số liệu.

30. 20
IMS là một giải pháp phát triển tách biệt nhưng IMS làm hạ tầng cho phép
triển khai cung cấp dịch vụ trên nhiều hạ tầng mạng khác nhau. Một trong số đó là
mạng 3G UMTS.
Hình 1.8 Mô hình cung cấp dịch vụ sử dụng giao thức SIP trên IMS
IMS cung cấp một cơ chế nối mạch nối các terminal sử dụng IP. Hình I.5, IMS
dùng giao thức SIP trên miền PS điều khiển phiên cung cấp các dịch vụ multimedia.
Qua IP và qua IMS , người dùng sử dụng terminal IP thiết lập các nối mạch với các
Server Dịch vụ khác nhau để nhận dịch vụ, và đặc biệt, dùng các dịch vụ IP giữa các
máy đầu cuối.
Þ Lúc này phát triển dịch vụ 3G là phát triển các ứng dụng Aplication Server trên
nền IMS.
1.3.2.4 3GPP R6
3GPP R6 bổ xung những điểm thiếu trong IMS 3GPP R5 và đưa thêm vào
một số features mới được định hình rõ ràng.
Những nội dung khác chỉ là xu hướng. Xu hướng phát triển các phiên bản
3GPP cao hơn R5 bao gồm:
- Hoàn thiện IP hóa toàn mạng UMTS;
- Triển khai công nghệ truy cập HSUPA cho WCDMA nhằm nâng khả năng
uplink cho các dịch dùng IP

31. 21
- Nghiên cứu đa truy nhập và các mạng hoạt động tương tác định hướng hội tụ.
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG
Mới thực sự phát triển trong vòng 20 năm, nhưng những bước tiến trong công
nghệ cũng như trong sự phát triển thị trường của mạng di động cho thấy thông tin di
động là một nhu cầu thiết yếu và quan trọng đối với người dùng. Đến nay, điện thoại
di không chỉ dùng để gọi điện, nhắn tin SMS mà còn có thể gửi và nhận MMS, email;
lưu các tệp âm thanh, hình ảnh, dữ liệu cùng chức năng nghe nhạc, giải trí; lướt web,
xem TV trực tuyến…
Các nhà cung cấp dịch vụ và người dùng đều luôn mong muốn và hướng tới
các công nghệ không dây có thể cung cấp được nhiều loại hình dịch vụ hơn với tính
năng và chất lượng dịch vụ cao hơn. Qua đó các giai đoạn phát triển các thế hệ thông
tin di động từ 1G, 2G, 3G và 4G trong tương lai đều gắn chặt với nhu cầu của người
dùng thông qua các tốc độ dịch vụ của các thế hệ.
Hiện nay, phần lớn các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới 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 và giúp thu hồi vốn đã đầu tư cho 3G. Với người dùng,
họ có thể chuyển dễ dàng sang công nghệ 4G, bởi đơn giản với họ đó chỉ là sự mở
rộng các ứng dụng của mạng 3G hay 3,5G mà họ đang dùng.

32. 22
Chương 2. HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS
2.1. NGUYÊN LÝ CDMA
2.1.1. Nguyên lý trải phổ CDMA
Theo nguyên lý dung lượng kênh truyền của Shannon được mô tả trong (1.1),
thì dung lượng kênh truyền có thể được tăng lên bằng cách tăng băng tần kênh
truyền.
2 C B.log (1 S )
= + (1.1)
N
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, với một tỉ số S/N cụ thể, 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. 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 (GP ) hoặc là hệ số trải phổ.
G B
= t
hoặc p
p
B
i
G B
= (1.2)
R
Trong đó Bt :là độ rộng băng tần truyền thực tế
Bi : độ rộng băng tần của tín hiệu mang tin
B : là độ rộng băng tần RF
R : là tốc độ thông tin
Mối quan hệ giữa tỷ số S/N và tỷ số Eb/I0 (trong đó Eb là năng lượng trên một
bit và I0 là mật độ phổ năng lượng tạp âm) thể hiện trong công thức sau :
E E
I I G
b b 1
= (1.3)
0 0
p
S ´
R
N B
= ´
´

33. 23
Do vậy, với một yêu cầu Eb/I0 xác định và độ lợi xử lý càng cao, thì tỷ số S/N
yêu cầu càng thấp. Đối với hệ thống CDMA đầu tiên là CDMA IS-95, băng thông
truyền dẫn là 1,25MHz và về sau trong hệ thống WCDMA, băng thông truyền
khoảng 5MHz.
2.1.2. 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 giả sử 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 khi
thực hiện điều chế trải phổ BPSK thì kết quả tốc độ dữ liệu sẽ là 8xR và có dạng xuất
hiện ngẫu nhiên 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 2-1 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.
2.1.3. 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

34. 24
nhận thông tin. Dung lượng đa truy nhập là một trong các yếu tố cơ bản của hệ thống.
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 2-2.
Hình 2-2 Các công nghệ đa truy nhập
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 2-3 chỉ ra một ví dụ làm thế nào 3 người sử dụng có thể truy nhập đồng
thời trong một hệ thống CDMA.
Hình 2-3 Nguyên lý của đa truy nhập trải phổ

35. 25
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.
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 một cách
nghiêm ngặt và chuyển giao mềm nhằm để tránh cho tín hiệu của người sử dụng này
che thông tin của người sử dụng khác.
2.2. MỘT SỐ ĐẶC TRUNG LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUY NHẬP
WCDMA
2.2.1. 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
TDD 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.
Hình dưới đây chỉ ra sơ đồ phân bố phổ tần số của hệ thống UMTS Châu Âu.

36. 26
1900 1920 1980 2010 2025 2110 2170 MHz
Ñôn
baêng
Ñôn
baêng
Song baêng
Ñöôøng leân Ñöôøng xuoáng
Hình 2-4 Phân bố phổ tần cho UMTS châu Âu.
2.2.2. 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.
2.2.3. 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.

37. 27
Hình 2-5 Sơ đồ ánh xạ giữa các kênh khác nhau.
2.2.4. Cấu trúc Cell.
Trong suốt quá trình thiết kế của hệ thống UMTS cần phải chú ý nhiều hơn
đến sự phân tập môi trường của 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.

38. 28
Hình 2-6 Cấu trúc cell UMTS.
2.3 CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN UMTS
Một hệ thống UMTS sau khi được nâng cấp và mở rộng từ hệ thống GSM
hiện có thì cấu trúc hệ thống có thể được mô tả tổng quan như sau:
UMTS/GSM Network
AN CN External
GMSC
HLR
EIR
AUC
SCF
SMS-IWMSC
Networks
UE
D
MSC
E,
G
SMS-GMSC
A
Um BTS BSC MSC SIM MT Abis
ISDN
PSTN
PSPDN
CSPDN
PDN:
-Intranet
-Extranet
-Internet
BSS
Note:
Not all interfaces
shown and named
F
Gr
GGSN
SGSN
Gd,
Gp,
Gn+
SGSN
Gb
Gf
Gn+
H
BS RNC Uu
Iur
USI
M
ME
BS RNC USI Uu
M
ME
Iub
Iub
Iu
Cu
Cu
RNS
RNS
UTRAN
MGW

39. 29
Hình 2-7 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM.
Trong đó UTRAN bao gồm một hay nhiều phân hệ mạng vô tuyến (RNS), một
RNS là một mạng con trong UTRAN và bao gồm một bộ điều khiển mạng vô tuyến
(RNC) và một hay nhiều Node-B.
Các yêu cầu chính để thiết kế kiến trúc, giao thức và chức năng UTRAN:
- Tính hỗ trợ của UTRAN và các chức năng liên quan: Yêu cầu tác động đến
thiết kế của UTRAN là các yêu cầu hỗ trợ chuyển giao mềm (một thiết bị đầu cuối
kết nối tới mạng thông qua 2 hay nhiều cell đang hoạt động) và các thuật toán quản lý
nguồn tài nguyên vô tuyến đặc biệt của WCDMA.
- Làm tăng sự tương đồng trong việc điều khiển dữ liệu chuyển mạch gói và
chuyển mạch kênh với một ngăn xếp giao thức giao diện vô tuyến duy nhất và với
việc sử dụng cùng một giao diện cho các kết nối từ UTRAN đến miền chuyển mạch
gói và chuyển mạch kênh của mạng lõi.
- Làm tăng tính tương đồng với GSM.
- Sử dụng kiểu chuyển vận trên cơ sở IP như là cơ cấu chuyển vận thay thế
trong UTRAN kể từ Release 5 trở đi.

40. 30
- Các thiết bị UTRAN với chi phí CAPEX và OPEX được tiết kiệm tối đa.
Đồng thời các thiết bị UTRAN được thiết kế module hóa và và có tính linh hoạt hợp
lý cho việc mở rộng dung lượng trong tương lai. Hệ thống UTRAN có khả năng nâng
cấp lên phiên bản phần mềm cao hơn mà chỉ gây ra tác động rất nhỏ tới hoạt động
thông thường của hệ thống.
2.3.1 Node-B
Node-B là một thuật ngữ sử dụng trong UMTS để biểu thị BTS (trạm thu phát
gốc) và sử dụng công nghệ WCDMA trên đường vô tuyến. Cũng như trong tất cả các
hệ thống tổ ong UMTS và GSM, Node B thực hiện việc thu phát tần số vô tuyến để
liên lạc trực tiếp với các máy di động di chuyển tự do xung quanh nó.
Một cách truyền thống, các Node B có những chức năng tối thiểu về thu phát
vô tuyến và được điều khiển bởi RNC (Radio Network Controller). Việc sử dụng
công nghệ WCDMA cho phép một cell thuộc một Node B hoặc các Node B khác
nhau cùng được quản lý bởi các RNC khác nhau để chồng lên nhau và vẫn sử dụng
một tần số giống nhau (trên thực tế, toàn bộ mạng có thể dùng chỉ một cặp tần số).
Node B bao gồm các loại cấu hình: Macro Indoor, Macro Outdoor, Mini
Indoor, Mini outdoor, Micro Indoor, Micro Outdoor, Pico,...
2.3.2 RNC (Radio Network Control)
RNC là một thành phần trong mạng truy nhập vô tuyến UTMS. RNC về cơ
bản có những chức năng giống BSC trong hệ thống BSS GSM:
- Trung gian giữa trạm gốc (Node B trong UMTS) và hệ thống mạng lõi;
- Điều khiển cuộc gọi vô tuyến (quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển và
quản lý chuyển giao cuộc gọi …);
RNC được kết nối đến:
- Mạng lõi, qua giao tiếp Iu.
- Các Node B qua giao tiếp Iub. Một Node B thực hiện giao tiếp vô tuyến với
một hoặc nhiều cell.
- Một số RNC lân cận qua giao tiếp Iur.

41. 31
2.3.3 Các giao diện mở cơ bản của UMTS
- Giao diện Cu: Đây là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện
này tuân theo tiêu chuẩn cho các thẻ thông minh.
- Giao diện Uu: Đây là giao diện vô tuyến WCDMA. Uu là giao diện mà UE
truy cập được với phần cố định của hệ thống và đây là phần giao diện mở quan trọng
nhất trong UMTS.
- Giao diện Iu: Giao diện này kết nối UTRAN tới mạng lõi. Tương tự như các
giao diện tương thích trong GSM như là giao diện A (đối với chuyển mạch kênh) và
Gb (đối với chuyển mạch gói). Giao diện Iu đem lại cho các bộ điều khiển UMTS
khả năng xây dựng được UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện Iur: Giao diện mở Iur hỗ trợ chuyển giao mềm giữa các RNC từ
các nhà sản xuất khác nhau và vì thế bổ sung cho giao diện mở Iu.
- Giao diện Iub: Iub kết nối một Node B và một RNC. UMTS là một hệ thống
điện thoại di động mang tính thương mại đầu tiên mà giao diện giữa bộ điều khiển và
trạm gốc được chuẩn hoá như là một giao diện mở hoàn thiện. Giống như các giao
diện mở khác, Iub thúc đẩy hơn nữa tính cạnh tranh giữa các nhà sản xuất trong lĩnh
vực này.
2.4 CÁC CHỨC NĂNG TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN
2.4.1 Giới thiệu về quản lý tài nguyên vô tuyến WCDMA
Việc quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) trong mạng UTMS có nhiệm vụ cải
thiện việc sử dụng nguồn tài nguyên vô tuyến. Các mục đích của công việc quản lý
tài nguyên vô tuyến RRM có thể tóm tắt như sau :
- Đảm bảo QoS cho các dịch vụ khác nhau.
- Duy trì vùng phủ sóng đã được hoạch định.
- Tối ưu dung lượng hệ thống.
Đối với các mạng 3G, việc phân bổ tài nguyên và định cỡ quá tải của mạng
không còn khả thi nữa do các nhu cầu khó dự đoán trước và các yêu cầu khác nhau
của các dịch vụ khác nhau. Vì thế, quản lý tài nguyên bao gồm 2 phần: đặt cấu hình
và đặt lại cấu hình tài nguyên vô tuyến, cụ thể:

42. 32
- Việc đặt cấu hình tài nguyên vô tuyến có nhiệm vụ phân phát nguồn tài
nguyên một cách hợp lý cho các yêu cầu mới đến hệ thống để cho mạng không bị
quá tải và duy trì tính ổn định. Tuy nhiên, nghẽn có thể xuất hiện trong mạng 3G vì
sự di chuyển ngẫu nhiên của người sử dụng.
- Việc đặt lại cấu hình có nhiệm vụ cấp phát lại nguồn tài nguyên trong phạm
vi của mạng khi hiện tượng nghẽn bắt đầu xuất hiện. Chức năng này có nhiệm vụ đưa
hệ thống bị quá tải trở về lưu lượng tải mục tiêu một cách nhanh chóng và có thể điều
khiển được.
Quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến có thể chia thành các chức năng sau: Điều
khiển công suất, chuyển giao, điều khiển thu nhận, điều khiển tải và lập lịch cho gói
tin.
Hình 2-8 Các vị trí điển hình của các chức năng RRM trong mạng WCDMA
2.4.2 Điều khiển công suất
Các mục tiêu của điều khiển công suất có thể tóm tắt như sau :
- Khắc phục hiệu ứng gần-xa trên đường lên.
- Tối ưu dung lượng hệ thống bằng việc điều khiển nhiễu.
- Làm tăng tối đa tuổi thọ pin của đầu cuối di động.
Mục tiêu của việc sử dụng điều khiển công suất là khác nhau trên đường lên
và đường xuống. Các mục tiêu của điều khiển công suất có thể tóm tắt như sau :
- Khắc phục hiệu ứng gần-xa trên đường lên.

43. 33
- Tối ưu dung lượng hệ thống bằng việc điều khiển nhiễu.
- Làm tăng tối đa tuổi thọ pin của đầu cuối di động.
Có 3 kiểu điều khiển công suất trong các hệ thống WCDMA: Điều khiển
công suất vòng mở, điều khiển công suất vòng kín và điều khiển công suất vòng bên
ngoài.
- Điều khiển công suất vòng mở (Open-loop power control)
Điều khiển công suất vòng mở được sử dụng trong hệ thống UMTS FDD cho
việc thiết lập năng lượng ban đầu cho MS. MS sẽ tính suy hao đường truyền giữa các
trạm gốc và MS bằng cách đo cường độ tín hiệu nhận được bằng cách sử dụng mạch
điều khiển độ tăng ích tự động (AGC). Tuỳ theo sự tính toán suy hao đường truyền
này, MS có thể quyết định công suất phát đường lên của nó. Điều khiển công suất
vòng mở có ảnh hưởng lớn trong hệ thống TDD bởi vì đường lên và đường xuống là
tương hỗ, nhưng không ảnh hưởng nhiều trong các hệ thống FDD bởi vì các kênh
đường lên và đường xuống hoạt động trên các băng tần khác nhau và hiện tượng
Fading Rayleigh trên đường lên và đường xuống độc lập nhau. Vậy điều khiển công
suất vòng mở chỉ có thể bù một cách tượng trưng suy hao do khoảng cách. Đó là lý
do tại sao điều khiển công suất vòng mở chỉ được sử dụng như là việc thiết lập năng
lượng ban đầu trong hệ thống FDD.
- Điều khiển công suất vòng kín (Fast power Control)
Điều khiển công suất vòng khép kín, được gọi là điều khiển công suất nhanh
trong các hệ thống WCDMA, có nhiệm vụ điều khiển công suất phát của MS (đường
lên) hay là công suất của trạm gốc (đường xuống) để chống lại Fading của các kênh
vô tuyến và đạt được chỉ tiêu tỷ số tín hiệu trên nhiễu SIR đã được thiết lập bởi điều
khiển công suất vòng ngoài. Chẳng hạn như trên đường lên, trạm gốc so sánh SIR
nhận được từ MS với SIR mục tiêu trong mỗi khe thời gian (0,666ms). Nếu SIR nhận
được lớn hơn mục tiêu, Node-B sẽ truyền một lệnh TPC “0” đến MS thông qua kênh
điều khiển riêng đường xuống. Nếu SIR nhận được thấp hơn mục tiêu, Node-B sẽ
truyền một lệnh TPC “1” đến MS. Bởi vì tần số của điều khiển công suất vòng kín rất
nhanh nên có thể bù được Fading nhanh và cả Fading chậm.

44. 34
-Điều khiển công suất vòng ngoài
Điều khiển công suất vòng ngoài cần thiết để giữ chất lượng truyền thông với
các mức yêu cầu bằng cách thiết lập mục tiêu cho điều khiển công suất vòng kín
nhanh thực hiện. Mục đích của nó là cung cấp chất lượng yêu cầu. Tần số của điều
khiển công suất vòng bên ngoài thường là 10-100Hz.
Điều khiển công suất vòng ngoài so sánh chất lượng nhận được với chất lượng
yêu cầu. Thông thường, chất lượng được định nghĩa là tỷ lỗi bit mục tiêu xác định
(BER) hay tỷ số lỗi khung (FER). Mối quan hệ giữa SIR mục tiêu và mục tiêu chất
lượng tuỳ thuộc vào tốc độ di động và hiện tượng đa đường. Nếu chất lượng nhận tốt
hơn, có nghĩa là mục tiêu SIR đủ cao để đảm bảo QoS yêu cầu.
2.4.3 Điều khiển chuyển giao.
2.4.3.1 Chuyển giao trong cùng tần số.
- Chuyển giao mềm:
Chuyển giao mềm chỉ có trong công nghệ CDMA. So với chuyển giao cứng
thông thường, chuyển giao mềm có một số ưu điểm. Tuy nhiên, nó cũng có một số
các hạn chế về sự phức tạp và việc tiêu thụ tài nguyên tăng lên. Trong phần này sẽ
trình bày nguyên lý của chuyển giao mềm.
- Nguyên lý chuyển giao mềm.
Chuyển giao mềm khác với quá trình chuyển giao cứng truyền thống. Đối
với chuyển giao cứng, một quyết định xác định là có thực hiện chuyển giao hay
không và máy di động chỉ giao tiếp với một BS tại một thời điểm. Đối với chuyển
giao mềm, một quyết định có điều kiện được tạo ra là có thực hiện chuyên giao hay
không lại tuỳ thuộc vào sự thay đổi cường độ tín hiệu kênh hoa tiêu từ hai hay nhiều
trạm gốc có liên quan, một quyết định cứng cuối cùng sẽ được tạo ra để giao tiếp với
duy nhất 1 BS. Điều này thường diễn ra sau khi tín hiệu đến từ một BS chắc chắn sẽ
mạnh hơn các tín hiệu đến từ BS khác. Trong thời kỳ chuyển tiếp của chuyển giao
mềm, MS giao tiếp đồng thời với các BS trong tập hợp tích cực (Tập hợp tích cực là
danh sách các cell hiện đang có kết nối với MS).