1. Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
cÊn thÞ thanh h¹
KHÓA 2
HỆ ĐÀO TẠO KỸ SƯ DÂN SỰ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyªn ngµnh: ®iÖn tö viÔn th«ng
qui ho¹ch vµ tèi u ho¸ m¹ng
truyÒn dÉn 3g
Gi¸o viªn híng dÉn: thÇy gi¸o, §¹i t¸ PGS – TS Vâ Kim
NĂM 2008
Môc lôc
Trang
1

2. Môc lôc 1
Ký hiÖu, ch÷ viÕt t¾t 3
Lêi më ®Çu 6
Ch¬ng 1: giíi thiÖu chung vÒ hÖ thèng th«ng tin 8
di ®éng thÕ hÖ 3
1.1 LÞch sö ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng vµ mét sè yªu cÇu
8
®èi víi hÖ thèng 3G
1.1.1 LÞch sö ph¸t triÓn 8
1.1.2 Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng 3G
10
1.2 TiÕn tr×nh n©ng cÊp chung tõ 2G lªn 3G
13
1.2.1 GSM n©ng cÊp lªn UMTS
13
1.2.2 CDMA IS-95 n©ng cÊp lªn 3G 26
Ch¬ng 2: HÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ
thø 3 umts 30
2.1 CÊu tróc m¹ng
30
2.1.1 Giíi thiÖu chung vÒ cÊu tróc m¹ng 3G
30
2.1.2 CÊu tróc m¹ng truy nhËp v« tuyÕn UTRAN 35
2.1.3 CÊu tróc m¹ng lâi 39
2.2 CÊu tróc kªnh 47
2.2.1 M« h×nh ph©n líp 47
2.2.2 CÊu tróc kªnh
48
2.2.3 Tr¶i phæ vµ ®iÒu chÕ
62
2.2.4 M· ho¸ 64
Ch¬ng 3: Quy ho¹ch vµ tèi u ho¸ m¹ng
truyÒn dÉn 3G 67
3.1 C¬ së cña qui ho¹ch m¹ng truyÒn dÉn
67
3.1.1 Ph¹m vi cña quy ho¹ch m¹ng truyÒn dÉn
67
3.1.2 C¸c nh©n tè trong c¸c m¹ng truyÒn 3G
67
3.2 Qóa tr×nh lËp kÕ ho¹ch m¹ng truyÒn
70
3.3 M« thøc truyÒn di bé (ATM)
70
2

3. 3.3.1 CÊu tróc tÕ bµo
71
3.3.2 Líp giao thøc ATM 72
3.3.3 Sù kÕt nèi vµ chuyÓn m¹ch trong ATM
76
3.4 §Þnh cì 77
3.4.1 Ng¨n xÕp giao thøc
77
3.4.2 Mµo ®Çu 78
3.5 Qui ho¹ch kÕt nèi vi ba
80
3.5.1 TØ lÖ lçi vµ chÊt lîng ATM
80
3.5.2 CÊu h×nh 81
3.6 KÕ ho¹ch chi tiÕt
82
3.6.1 Qui ho¹ch tham sè 82
3.6.2 Qu¶n lý lu lîng trªn ATM 82
3.6.3 PhÇn tö m¹ng vµ c¸c tham sè cÊu h×nh giao diÖn
86
3.6.4 Tãm t¾t c¸c ®Æc ®iÓm qui ho¹ch ATM
88
3.6.5 KÕ ho¹ch ®ång bé 89
3.6.6 KÕ ho¹ch qu¶n lý m¹ng 90
3.7 Tèi u ho¸ truyÒn dÉn 90
3.7.1 C¬ së tèi u ho¸ truyÒn dÉn
90
3.7.2 X¸c ®Þnh qu¸ tr×nh
91
3.7.3 Ph©n tÝch m¹ng 91
3.7.4 Sù ph©n tÝch t©ng ATM 92
3.7.5 Tham sè ®iÒu chØnh
94
KÕt luËn 95
Tµi liÖu tham kh¶o
96
3

4. b¶ng ch÷ viÕt t¾t
Ký hiÖu TiÕng Anh TiÕng ViÖt
3GPP Third GenÎation Partnership Dù ¸n hîp t¸c th«ng tin di
®éng
Protocol thÕ hÖ 3
AuC Authentication Centre Trung t©m nhËn thùc
BER Bit Error Rate TØ lÖ lçi bit
B-ISDN Broadband ISDN ISDN b¨ng réng
BS Base Station Tr¹m gèc
BSS Base Station System Ph©n hÖ tr¹m gèc
BTS Base Transceiver Station Tr¹m thu ph¸t gèc
CCCH Common Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn chung
CCPCH Common Control Physical Kªnh vËt lý ®iÒu khiÓn chung
Channel
4

5. CDMA2000 A CDMA System in North Mét hÖ thèng CDMA ë
B¾c Mü
America
CM Communication Management Qu¶n lý th«ng tin
CN Core Network M¹ng lâi
CPCCH Communication Power Kªnh ®iÒu khiÓn c«ng suÊt
Control Channel chung
CPCH Communication Paket Chennel Kªnh gãi chung
CRC Cyclic Redundancy Check M· kiÓm tra d thõa
CS Circuit Switched ChuyÓn m¹ch kªnh
DCCH Dedicated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn dµnh riªng
DPCCH Dedicated Physical Control Kªnh vËt lý ®iÒu khiÓn dµnh
Channel riªng
DPDCH Dedicated Physical Data Kªnh vËt lý d÷ liÖu
dµnh riªng
Channel
ETS ETSI Telecommunication Tiªu chuÈn viÔn th«ng
Standard cña ETSI
FACH Forward Access Channel Kªnh truy nhËp ®êng
xuèng
GPS Global Positioning System HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu
GSM Global System for Mobile HÖ thèng th«ng tin di ®éng
Communications toµn cÇu
IMSI International Mobile ChØ thÞ thuª bao di ®éng
quèc tÕ
Subscriber Identity
5

6. IMT-2000 International Mobile Tiªu chuÈn viÔn th«ng di
®éng
Telecommunications 2000 quèc tÕ 2000
IN Intelligent Network M¹ng th«ng minh
IPv4 Internet Protocol Version 4 Thñ tôc internet phiªn b¶n thø
4
IPv6 Internet Protocol Version 6 Thñ tôc internet phiªn b¶n thø
6
IS-95 North American Version of Mét phiªn b¶n CDMA B¾c Mü
The CDMA Standard
ITU International HiÖp héi viÔn th«ng quèc tÕ
Telecommunication Union
ITU-T ITU Telecommunication Bé phËn tiªu chuÈn ho¸
vÒ
Standardisation Sector viÔn th«ng cña ITU
Iub UMTS Interface Between Giao diÖn UMTS gi÷a
RNC víi
RNC and BS BS
Iur UMTS Interface Between Giao diÖn UMTS gi÷a
c¸c RNC
RNCs
MS Mobile Station M¸y di ®éng
MSC Mobile Subscriber Number Sè thuª bao di ®éng
NNI Network-to-Network Interface Giao diÖn liªn m¹ng
O&M Operations and MaintenanceVËn hµnh vµ b¶o dìng
PCH Paging Channel Kªnh t×m gäi
6

7. PDH Plesiochronous Digital HÖ thèng ph©n cÊp cËn
®ång bé Hierarch
PN Pseudo Noise NhiÔu ngÉu nhiªn gi¶
QoS Quality of Service ChÊt lîng dÞch vô
R99 Release 1999 of 3GPP UMTS Phiªn b¶n 1999 cña tiªu
chuÈn
Standard 3GPP UMTS
RACH Random Access Channel Kªnh truy nhËp ngÉu
nhiªn
RNC Radio Network Controller Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v«
tuyÕn
TE Terminal Format ThiÕt bÞ ®Çu cuèi
TRX Transceiver Bé thu ph¸t
UMTS Universal Mobile HÖ thèng viÔn th«ng di ®éng
Telecommunications System toµn cÇu
UTRAN Universal Terrestrial Radio M¹ng truy nhËp v« tuyÕn
Access Network mÆt ®Êt toµn cÇu
VCI Virtual Circuit Identifier Bé chØ thÞ m¹ng ¶o
VPI Virtual Path Identifier Bé chØ thÞ ®êng ¶o
X.25 An ITU-T Protocol for PacketMét thñ tôc ITU-T sö
dông cho
Switched Networks m¹ng chuyÓn m¹ch gãi
7

8. Lêi nãi ®Çu
Nhu cÇu trao ®æi th«ng tin lµ nhu cÇu cÇn thiÕt yªu cÇu trong x·
héi hiÖn ®¹i. C¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng ra ®êi t¹o cho con ngêi
kh¶ n¨ng th«ng tin mäi lóc mäi n¬i. Ph¸t triÓn tõ hÖ thèng th«ng tin di
®éng t¬ng tù, c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø 2 (2G) ra ®êi
víi môc tiªu chñ yÕu lµ hç trî dÞch vô tho¹i vµ truyÒn sè liÖu tèc ®é
thÊp. HÖ thèng th«ng tin di ®éng 2G ®¸nh dÊu sù thµnh c«ng cña
c«ng nghÖ GSM víi h¬n 70% thÞ phÇn th«ng tin di ®éng trªn toµn
cÇu hiÖn nay. Trong t¬ng lai, nhu cÇu c¸c dÞch vô sè liÖu sÏ ngµy
cµng t¨ng vµ cã kh¶ n¨ng vît qu¸ nhu cÇu tho¹i. HÖ thèng th«ng tin di
®éng thÕ hÖ 3 (3G) ra ®êi nh»m tho¶ m·n nhu cÇu cña con ngêi vÒ
c¸c dÞch vô sè liÖu tèc ®é cao nh: ®iÖn tho¹i thÊy h×nh, video
streamming, héi nghÞ truyÒn h×nh, nh¾n tin ®a ph¬ng tiÖn…
HiÖn nay hÖ thèng th«ng tin di ®éng 3G ®ang ph¸t triÓn nh»m
tho¶ m·n nhu cÇu cña con ngêi. §å ¸n cña t«i t×m hiÓu vÒ qui ho¹ch
vµ tèi u m¹ng truyÒn dÉn 3G. §å ¸n tèt nghiÖp cña t«i chia lµm 3 ch-
¬ng víi néi dung cô thÓ sau:
Ch¬ng 1: Giíi thiÖu chung vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ
hÖ 3
Giíi thiÖu chung vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng vµ mét sè yªu cÇu ®èi
víi hÖ thèng 3G.
Ch¬ng 2: HÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ 3 UMTS
8

9. Trong ch¬ng nµy t«i xin giíi thiÖu vÒ cÊu tróc m¹ng 3G vµ cÊu tróc
kªnh cña m¹ng 3G.
Ch¬ng 3: Qui ho¹ch vµ tèi u ho¸ m¹ng truyÒn dÉn 3G.
Ch¬ng 3 lµ ch¬ng cuèi cïng cña ®å ¸n. T«i xin giíi thiÖu vÒ c¬ së qui
ho¹ch cña m¹ng truyÒn dÉn.
Cuèi cïng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o, §¹i t¸, PGS – TiÕn sÜ
Vâ Kim, ngêi ®· híng dÉn t«i tËn t×nh, cïng víi c¸c thÇy c« gi¸o trong
bé m«n th«ng tin ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn tèt nhÊt gióp t«i hoµn thµnh ®å
¸n tèt nghiÖp ®óng tiÕn ®é.
Ch¬ng 1
Giíi thiÖu chung vÒ hÖ thèng th«ng
tin di ®éng thÕ hÖ 3
1.1. lÞch sö ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng vµ mét sè yªu cÇu ®èi víi
hÖ thèng 3G
1.1.1. LÞch sö ph¸t triÓn.
Nh chóng ta ®· biÕt, tÝnh ®Õn nay, th«ng tin di ®éng ®· ph¸t triÓn
qua c¸c thÕ hÖ kh¸c nhau. ThÕ hÖ thø nhÊt 1G lµ thÕ hÖ th«ng tin di
®éng t¬ng tù hoÆc b¸n t¬ng tù. HÖ thèng nµy ®îc x©y dùng vµo
nh÷ng n¨m 80, vÝ dô nh NMT (Nordic Mobile Telephone) vµ AMPS
(Adranced Mobile Phone System). Nh÷ng hÖ thèng th«ng tin di ®éng
1G cung cÊp dÞch vô chñ yÕu lµ tho¹i còng nh c¸c dÞch vô liªn quan
®Õn tho¹i. C¸c hÖ thèng di ®éng thÕ hÖ thø nhÊt ®îc ph¸t triÓn trong
ph¹m vi qu«c gia, nh÷ng yªu cÇu kü thuËt cña c¸c hÖ thèng nµy chñ
yÕu ®îc x©y dùng trªn c¬ së tho¶ thuËn gi÷a c¸c nhµ ®iÒu hµnh viÔn
th«ng cña chÝnh phñ víi c¸c c«ng ty cung cÊp dÞch vô viÔn th«ng mµ
kh«ng cã hÖ tiªu chuÈn phæ biÕn réng r·i. Do vËy, c¸c hÖ thèng
th«ng tin di ®éng 1G kh«ng cã kh¶ n¨ng t¬ng thÝch lÉn nhau.
9

10. Do yªu cÇu th«ng tin di ®éng ngµy cµng t¨ng, ®Æc biÖt lµ nhu
cÇu cÇn cã mét hÖ thèng th«ng tin di ®éng toµn cÇu. C¸c tæ chøc
tiªu chuÈn ho¸ quèc tÕ b¾t ®Çu x©y dùng hÖ thèng th«ng tin di ®éng
thø hai 2G. Môc tiªu chñ yÕu cña hÖ thèng 2G lµ kh¶ n¨ng t¬ng thÝch
vµ ®ång nhÊt trong m«i trêng quèc tÕ. HÖ thèng ph¶i cã kh¼ n¨ng
phôc vô trong mét khu vùc (vÝ dô khu vc ch©u ¢u), mäi ngêi sö dông
ph¶i cã kh¶ n¨ng truy nhËp hÖ thèng ë bÊt kú n¬i nµo trong khu vùc.
Theo quan ®iÓm ngêi sö dông, hÖ thèng 2G hÊp dÉn h¬n hÖ thèng
1G bëi v× ngoµi dÞch vô tho¹i truyÒn thèng, hÖ thèng nµy cßn cã kh¶
n¨ng cung cÊp mét sè dÞch vô truyÒn d÷ liÖu vµ c¸c dÞch vô bæ xung
kh¸c. Do c¸c tiªu chuÈn chØ thùc hiÖn ®îc trong ph¹m vi khu vùc, nªn
kh¸i niÖm th«ng tin di ®éng toµn cÇu kh«ng thùc hiÖn ®îc vµ trªn thÞ
trêng tån t¹i mét sè hÖ thèng di ®éng 2G, tiªu biÓu nh: GSM, IS 95 vµ
PDC. Trong ®ã, hÖ thèng GSM ®îc phæ biÕn réng r·i nhÊt.
HÖ thèng th«ng tin di ®éng thø ba 3G ra ®êi víi môc tiªu lµ h×nh
thµnh mét hÖ thèng th«ng tin di ®éng trªn toµn thÕ giíi. Kh¸c víi c¸c
dÞch vô ®îc cung cÊp bëi nh÷ng hÖ thèng th«ng tin di ®éng hiÖn nay
chñ yÕu lµ tho¹i (c«ng nghÖ t¬ng tù lµ ®Æc trng hÖ thèng thÕ hÖ thø
nhÊt, c«ng nghÖ sè lµ ®Æc trng hÖ thèng thÕ hÖ thø 2), hÖ thèng
3G nh»m vµo c¸c dÞch vô b¨ng réng nh truy nhËp Internet tèc ®é cao,
truyÒn h×nh vµ ¶nh chÊt lîng cao t¬ng ®¬ng m¹ng h÷u tuyÕn. Cã thÓ
nãi r»ng, kh¸i niÖm ITM-2000 (tríc ®©y gäi lµ FPMLTS) ®îc ITU ®a ra
theo m« h×nh tõ trªn xuèng. Tríc tiªn, c¸c yªu cÇu vÒ dÞch vô vµ chÊt
lîng ®îc ®a ra, sau ®ã c¸c tæ chøc chuÈn ho¸ vµ c¸c nhµ c«ng
nghiÖp, khai th¸c sÏ tiÕn tíi thiÕt kÕ m¹ng ®¸p øng yªu cÇu nµy.
1.1.2. Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng 3G.
Mét sè yªu cÇu chÝnh vÒ ITM-2000 ®îc ITU ®Ò ra nh sau:
• Tèc ®é truyÒn d÷ liÖu cao 144kbps hoÆc 384kbps cho vïng
phñ réng ngoµi trêi vµ 2Mbps cho vïng phñ hÑp trong nhµ.
• ChÊt lîng tho¹i t¬ng ®¬ng m¹ng h÷u tuyÕn.
• Hç trî c¶ dÞch vô chuyÓn m¹ch kªnh vµ gãi, truyÒn d÷ liÖu
kh«ng ®èi xøng.
10

11. • Cã thÓ cung cÊp c¶ dÞch vô di ®éng vµ cè ®Þnh.
• Cã kh¶ n¨ng chuyÓn vïng quèc gia vµ quèc tÕ, hç trî cÊu tróc
cell nhiÒu líp.
• C¬ cÊu tÝnh cíc míi theo dung lîng truyÒn thay cho thêi gian
nh hiÖn nay.
ITU-R ®· ph¸t triÓn bé chØ tiªu kü thuËt ITM-2000, ITM-2000 ®-
îc t¹o ra nh»m tho¶ m·n viÖc ph¸t triÓn c¸c tiªu chuÈn cho phÐp thiÕt
lËp mét c¬ së h¹ tÇng th«ng tin v« tuyÕn toµn cÇu bao gåm c¸c hÖ
thèng mÆt ®Êt vµ vÖ tinh, c¸c truy nhËp cè ®Þnh vµ di ®éng cho c¸c
m¹ng c«ng céng vµ c¸ nh©n.
1.1.2.1. Tiªu chuÈn WCDMA cña UTMS/IMT2000.
UMTS lµ thuËt ng÷ ®îc ETSI nhãm SMG vÒ hÖ thèng th«ng tin
di ®éng v« tuyÕn 3G ë ch©u ¢u ®a ra. C¸c ho¹t ®éng nghiªn cøu vÒ
UMTS trong EMTS ®îc hç trî bëi c¸c ch¬ng tr×nh cã tµi trî cña EU, nh
RACE vµ ACTS. Ch¬ng tr×nh RACE, gåm hai giai ®o¹n, b¾t ®Çu vµo
n¨m 1988, vµ kÕt thóc vµo n¨m 1995. §èi tîng cña ch¬ng tr×nh nµy lµ
kh¸m ph¸ vµ ph¸t triÓn “testbeb” cho c¸c c«ng nghÖ giao diÖn v«
tuyÕn ®Ò cö. Trong dù ¸n FRAMES cña ACTS, hai kiÓu (chÕ ®é) ®a
truy nhËp ®· ®îc chän ®Ó nghiªn cøu tiÕp lµm ®Ò xuÊt cho truy nhËp
v« tuyÕn mÆt ®Êt cña UMTS (UTRA). Chóng dùa trªn TDMA cã vµ
kh«ng cã tr¶i phæ, vµ dùa trªn W-CDMA.
§Õn th¸ng 1/1997, ARIB ®· quyÕt ®Þnh chÊp nhËn W-CDMA
lµm c«ng nghÖ truy nhËp v« tuyÕn mÆt ®Êt cho ®Ò xuÊt IMT-2000
cña m×nh vµ nç lùc cô thÓ ho¸ c¸c chØ tiªu kü thuËt chi tiÕt cña c«ng
nghÖ nµy. Díi ¶nh hëng cña sù hç trî manh mÏ cho W-CDMA trªn toµn
cÇu vµ quyÕt ®Þnh sím tõ ARIB, mét tho¶ thuËn nhÊt trÝ cña ETSI
®· ®¹t ®îc vµo th¸ng 1/1998 vÒ viÖc chÊp nhËn W-CDMA lµm c«ng
nghÖ truy nhËp v« tuyÕn mÆt ®Êt cho UMTS.Sau ®ã, ARIB vµ ETSI
®· phèi hîp hai chuÈn cña hä ®Ó cã mét c«ng nghÖ W-CDMA thèng
nhÊt. PhÇn nµy sÏ ®Ò cËp c¸c ®Æc tÝnh chÝnh cña RTT mÆt ®Êt
trong c¸c ®Ò xuÊt cña ETSI vµ ARIB, mµ cã thÓ ¸p dông cho c¶
UTRA vµ IMT-2000.
11

12. 1.1.2.2. §Æc tÝnh cña UTRA/IMT-2000.
PhÇn phæ tÇn ®îc ®Ò xuÊt cho UTRA vµ IMT-2000 ®îc minh
ho¹ trong h×nh 1-1 vµ h×nh 1-2. Cã thÓ thÊy, UTRA vµ IMT-2000
kh«ng thÓ sö dông toµn bé phæ tÇn cho hÖ thèng v« tuyÕn di ®éng
3G do c¸c b¨ng tÇn ®¨ ®îc ph©n bèn phÇn cho DECT vµ PHS.
Cô thÓ, tÝn hiÖu ®êng lªn vµ ®êng xuèng ®îc h×nh thµnh trªn
hai tÇn sè sãng mang kh¸c nhau f 1 vµ f2, ph©n c¸ch nhau ë kho¶ng d·n
b¨ng ë chÕ ®é FDD. Tr¸i l¹i, chÕ ®é TDD dïng chung mét kªnh tÇn sè
fc, nhng kh¸c khe thêi gian. Nh thÊy ë h×nh 1-1 vµ h×nh 1-2, cÆp b¨ng
1920-1980 MHz vµ 2110-2170 MHz ®îc ph©n ®Þnh cho chÕ ®é FDD
ë ®êng xuèng vµ ®êng lªn t¬ng øng, cßn chÕ ®é TDD ho¹t ®éng
trong b¨ng tÇn cßn l¹i. Tuy nhiªn víi c¸c dÞch vô kh«ng ®èi xøng chØ
yªu cÇu c¸c b¨ng FDD vµ do ®ã c¸c b¨ng TDD linh ®éng h¬n cã thÓ
t¨ng gÊp ®«i dung lîng cña tuyÕn b»ng c¸ch ph©n ®Þnh mäi khe thêi
gian cho mét híng truyÒn.
W-CDMA MSS W-CDMA W-CDMA MSS
Uplink(FDD) Uplink(FDD)
1990 1920 1980 2010 2025 2010 2170
2200
H×nh 1-1. PhÇn phæ ®Ò xuÊt cña UTRA
W-CDMA MSS W-CDMA W-CDMA MSS
Uplink(FDD) Uplink(FDD)
1920 1980 2010 2025 2110 2170
2200
H×nh 1-2. PhÇn phæ ®Ò xuÊt cña ITM-2000
B¶ng 1-1 ®Ò ra c¸c tham sè c¬ b¶n cña ®Ò xuÊt UTRA/ITM-
2000. C¶ hai hÖ thèng ho¹t ®éng ë tèc ®é chip c¬ së 4,096 Mcps,
hiÖn nay ®· ®îc ®æi thµnh 3,84 Mcps, t¹o ra b¨ng th«ng chuÈn 5
MHz, khi dïng bé läc d¹ng xung cos n©ng Nyquist víi hÖ sè uèn lµ
0,22. IMT-2000 cã thªm mét tèc ®é chip thÊp h¬n lµ 1,024 Mcps, øng
12

13. víi b¨ng th«ng 1,25 MHz. Tèc ®é chip gia t¨ng 8,192 Mcps vµ 16,384
Mcps còng ®îc ®a ra cho tèc ®é bit ngêi sö dông cao h¬n.
B¶ng
1-1
C¸c tham sè c¬ b¶n cña UTRA/IMT-2000
C«ng nghÖ truy nhËp v« FDD: DS-CDMS
tuyÕn TDD: TDMA/CDMA
M«i trêng ho¹t ®éng Trong nhµ/ ngoµi trêi ®Õn trong nhµ/
trªn xe
Tèc ®é chip (Mcps) 3,840 (UTRA cò: 4,096/8. 192/16,384)
§é réng kªnh (MHz) UTRA: 5/10/20
IMT-2000:1,25/5/10/20
HÖ sè uèn Nyquist 0,22
ChÕ ®é song c«ng FDD vµ TDD
FDD (UL): 16/32/64/128/256/512/1024
Tèc ®é bit kªnh (kbps) FDD (DL): 32/64/128/256/512/1024/2048
TDD(UL/DL): 512/1024/2048/4096
§é dµi khung 10ms
HÖ sè tr¶i phæ FDD kh¶ biÕn, 4 ®Õn 256
TDD kh¶ biÕn, 2 ®Õn 16
C¬ cÊu t¸ch T¬ng quan víi ký tù hoa tiªu ghÐp kªnh
theo thêi gian
Ho¹t ®éng liªn cell FDD: Di bé
TDD: §ång bé
§iÒu khiÓn c«ng suÊt Vßng më vµ vßng kÝn
D¶i ®éng c«ng suÊt ph¸t 80dB (UL), 30Db (DL)
ChuyÓn cell ChuyÓn cell mÒm, ChuyÓn cell liªn tÇn
UTRA/IMT-2000 tho¶ m·n c¸c yªu cÇu cña hÖ thèng v« tuyÕn di
®éng thÕ hÖ 3 b»ng c¸ch cung cÊp d¶i tèc ®é truy nhËp víi 2 Mbps.
C¸c dÞch vô kh¸c nhau víi tèc ®é bit vµ QoS kh¸c nhau ®Òu cã thÓ ®-
13

14. îc hç trî nhê m· hÖ sè tr¶i phæ kh¶ biÕn trùc giao OVSF. Tr¸i ngîc víi
kªnh hoa tiªu chung cña hÖ thèng IS-95, hÖ thèng thÕ hÖ 3
UTRA/IMT-2000 dïng c¸c ký hiÖu hoa tiªu riªng n»m trong luång d÷
liÖu cña ngêi sö dông. Chóng cã thÓ dïng ®Ó hç trî ho¹t ®éng cña
anten thÝch nghi ë tr¹m gèc.
Dï dïng kªnh hoa tiªu chung hay chÌn kªnh hoa tiªu riªng vµo d÷
liÖu vÉn ®Òu dïng t¸ch t¬ng quan. T¸ch t¬ng quan t¹o ra chØ tiªu tèt
h¬n t¸ch kh«ng t¬ng quan. H¬n n÷a, c¸c m· tr¶i phæ ng¾n cho phÐp
thùc hiÖn nhiÒu kü thuËt n©ng cao chØ tiªu kh¸c nhau, nhê c¸c bé
triÖt nhiÔu vµ thuËt to¸n phèi hîp. §Ó hç trî triÓn khai hÖ thèng linh
®éng ë m«i trêng trong nhµ vµ ngoµi trêi, ho¹t ®éng ®ång bé gi÷a c¸c
cell víi nhau ®îc sö dông ë chÕ ®é FDD. Do ®ã kh«ng cÇn nguån
®Þnh thêi ngoµi nh hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu (GPS). Tuy nhiªn, ë
chÕ ®é TDD, ®ång bé liªn cell ®îc yªu cÇu ®Ó cã thÓ truy nhËp
xuyªn suèt c¸c khe thêi gian cña tr¹m gèc l©n cËn khi chuyÓn cell.
§iÒu ®ã thùc hiÖn ®îc b»ng c¸ch duy tr× ®ång bé gi÷a c¸c tr¹m gèc.
1.1.2.3. §Æc tÝnh cña CDMA 2000.
B¶ng 1-
2
C¸c tham sè c¬ b¶n cña CDMA2000
C«ng nghÖ truy nhËp DS-CDMA, CDMA ®a sãng mang
M«i trêng khai th¸c Trong nhµ, ngoµi trêi tíi trong nhµ, xe
cé
Tèc ®é chÝp (Mcps) 1.2288/3.6864/7.3728/11.0592/14.745
6
B¨ng th«ng kªnh (MHz) 1.25/3.75/7.5/11.25/15
ChÕ ®é song c«ng FDD vµ TDD
§é dµi khung 5 vµ 20ms
HÖ sè tr¶i BiÕn thiªn tõ 4 ®Õn 256
C¬ cÊu t¸ch Coherent víi kªnh hoa tiªu chung
Ho¹t ®éng liªn cell FDD: ®ång bé
TDD: ®ång bé
14

15. §iÒu khiÓn c«ng suÊt Vßng më vµ kÝn
ChuyÓn cell ChuyÓn cell mÒm
ChuyÓn cell liªn tÇn
C¸c tham sè c¬ b¶n cña CDMA2000 ®îc cho trong b¶ng 1-2. HÖ
thèng CDMA cã tèc ®é chip c¬ së lµ 3,6864 Mcps, n»m trong b¨ng
th«ng 3,75 MHz. Tèc ®é chip nµy gÊp ba lÇn tèc ®é chip dïng trong
tiªu chuÈn IS-95 (1,2288 Mcps). Theo ®ã, b¨ng th«ng còng t¨ng gÊp 3
lÇn. Nh vËy, m¹ng IS-95 hiÖn còng cã thÓ ®îc sö dông ®Ó hç trî sö
dông ho¹t ®éng CDMA2000. Tèc ®é chip cao h¬n Nx1,2288 Mcps víi
N = 6,9,12 còng ®îc cung cÊp, cho phÐp tèc ®é truyÒn cao h¬n. Gi¸
trÞ N lµ tham sè quan träng ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é m· ho¸ kªnh vµ tèc
®é bit cña kªnh. §Ó ph¸t tÝn hiÖu tèc ®é chip cao (N>1), hai kü thuËt
®iÒu chÕ ®îc sö dông. ë chÕ ®é ®iÒu chÕ tr¶i phæ trùc tiÕp, c¸c ký
hiÖu ®îc tr¶i theo tèc ®é chip vµ truyÒn dÉn nhê mét sãng mang, t¹o
ra b¨ng th«ng N=1,25 MHz. Ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông ë c¶ truyÒn
vµ t¸ch kªnh thµnh nh÷ng tÝn hiÖu riªng biÖt, mçi tÝn hiÖu ®îc tr¶i
phæ ë tèc ®é chip 1,2288 Mcps. N tÇn sè sãng mang kh¸c nhau ®îc
dïng ®Ó truyÒn c¸c tÝn hiÖu tr¶i phæ nµy, mçi tÇn sè cã b¨ng th«ng
1,25 MHz. Ph¬ng ph¸p nµy chØ dïng cho ®êng xuèng, do ®ã ph©n
tËp cã thÓ ®¹t ®îc nhê ph¸t c¸c tÇn sè sãng mang kh¸c nhau trªn c¸c
anten kh¸c nhau.
Nhê sö dông sãng mang, CDMA2000 cã thÓ xÕp chång tÝn
hiÖu bëi c¸c kªnh IS-95 1,25MHz hiÖn cã vµ chÝnh c¸c kªnh cña nã,
chØ cÇn ®¶m b¶o tÝnh trùc giao. Ph¬ng ¸n xÕp chång ®îc minh ho¹
trong h×nh 1-3.
1.25 MHz § iÒu c hÕ sã ng m a ng p hô
§ iÒu c hÕ ®a sã ng m a ng ( N= 3) § iÒu c hÕ tr¶ i p hæ trùc tiÕp ( N= 3)
15

16. H×nh 1-3. VÝ dô chång lÊn trong CDMA2000
Gièng nh UTRA vµ IMT2000, CDMA còng hç trî ho¹t ®éng TDD
trong phÇn b¨ng tÇn “®¬n”. §Ó dÔ dµng thùc hiÖn ®Çu cuèi hai chÕ
®é FDD/TDD, hÇu hÕt c¸c kü thuËt dïng cho FDD cã thÓ ¸p dông cho
chÕ ®é TDD. Sù kh¸c biÖt gi÷a hai chÕ ®é nµy lµ ë cÊu tróc khung,
do cã kho¶ng gi·n thêi gian ®îc thªm vµo cho chÕ ®é TDD.
Tr¸i víi UTRA vµ IMT-2000, tÝn hiÖu hoa tiªu ®îc ghÐp theo thêi
gian víi kªnh d÷ liÖu riªng trªn ®êng xuèng. CDMA2000 dïng mét kªnh
hoa tiªu liªn tôc ®îc ghÐp trªn khung ®êng xuèng cho nh÷ng ngêi sö
dông trong cell. Tuy nhiªn nÕu dïng anten thÝch nghi th× c¸c kªnh hoa
tiªu kh¸c ph¶i ®îc ph¸t tõ mçi anten.
Mét kh¸c biÖt n÷a víi UTRA vµ IMT-2000 lµ trong hÖ thèng
CDMA2000 c¸c tr¹m gèc ho¹t ®éng ë chÕ ®é ®ång bé, ta cã thÓ sö
dông cïng m· PN nhng víi ®é lÖch offset kh¸c nhau (kh¸c bï pha) ®Ó
ph©n biÖt c¸c tr¹m gèc. Do ®ã chØ cÇn dïng mét chuçi PN chóng cã
thÓ biÕt toµn bé cell so víi viÖc sö dông mét tËp c¸c chuçi PN kh¸c
nhau cña IMT-2000/UTRA.
1.2. TiÕn tr×nh n©ng cÊp chung tõ 2G lªn 3G
1.2.1. GSM n©ng cÊp lªn UMTS.
ChØ tiªu kü thuËt cña GSM ®¶m b¶o tÝnh më cña c¸c giao diÖn
quyÕt ®Þnh thµnh phÇn chuÈn cña hÖ thèng GSM. Bëi v× cã giao
diÖn më nµy, nhµ khai th¸c m¹ng cã thÓ sö dông c¸c thiÕt bÞ m¹ng
kh¸c nhau tõ c¸c h·ng cung cÊp kh¸c nhau. TÝnh më cña giao diÖn ®îc
thÓ hiÖn lµ nã x¸c ®Þnh mét c¸ch nghiªm ngÆt c¸c chøc n¨ng cña hÖ
thèng thùc hiÖn t¹i giao diÖn nµy, ®ång thêi x¸c ®Þnh râ c¸c chøc
n¨ng nµo cho phÐp nhµ khai th¸c cã thÓ sö dông trong néi bé m¹ng t¹i
hai phÝa cña giao diÖn nµy.
M¹ng GSM gåm bèn phÇn chÝnh: NSS (Network Subsystem-
Ph©n hÖ m¹ng), BSS (Base Station Subsystem – Ph©n hÖ tr¹m gèc),
NMS (Network Management Subystem – Ph©n hÖ qu¶n lý m¹ng), MS
(Mobile Station – M¸y di ®éng) nh h×nh 1-4
16

17. Qu¶ n lý m ¹ ng (NMS)
bss n ss
ms
bt s bsc tr au m sc / v l r g msc
isd n
pspd n
psd n
x 25
c spd n
HLR/ AuC / EIR
H×nh 1-4. CÊu tróc m¹ng GSM
Ho¹t ®éng cña m¹ng cÇn ®Ó thiÕt lËp cuéc gäi gåm ba phÇn
chÝnh: NSS, BSS vµ MS, BSS lµ ph©n hÖ ®iÒu khiÓn tr¹m gèc. TÊt
c¶ c¸c cuéc gäi ®îc kÕt nèi th«ng qua BSS, NSS lµ ph©n hÖ ®iÒu
khiÓn chuyÓn m¹ch. TÊt c¶ c¸c cu«c gäi lu«n lu«n ®îc kÕt nèi víi nhau
vµ th«ng qua NSS. NMS lµ phÇn khai th¸c vµ b¶o dìng m¹ng. Nã còng
cÇn cho viÖc ®iÒu khiÓn m¹ng. ViÖc theo dâi vËn hµnh, chÊt lîng,
b¶o dìng vµ cung cÊp dÞch vô cña m¹ng th«ng qua NMS. Giao diÖn
më n»m gi÷a MS vµ BSS lµ giao diÖn Um vµ n»m gi÷a BSS vµ NSS
lµ giao diÖn A,
MS lµ tæ hîp cña thiÕt bÞ ®Çu cuèi ME vµ m«dun nhËn d¹ng
dÞch vô cña thuª bao SIM:
MS = ME + SIM.
Bé ®iÒu khiÓn tr¹m gèc BSC lµ phÇn chÝnh cña BSS vµ nã
®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn. BSS duy tr× kÕt nèi víi MS vµ kÕt nèi víi
NSS. Tr¹m thu ph¸t gèc BTS lµ mét phÇn cña m¹ng ®¶m b¶o duy tr×
giao diÖn Um. Bé m· ho¸ vµ ®ång bé tèc ®é TRAU lµ mét phÇn cña
BSS nã duy tr× tèc ®é m· ho¸.
Trung t©m chuyÓn m¹ch MSC lµ mét phÇn cña NSS nã ®iÒu
khiÓn tÊt c¶ c¸c cuéc gäi. MSC chia lµm hai phÇn MSC/VLR cã chøc
17

18. n¨ng duy tr× kÕt nèi, qu¶n lý di ®éng, trao ®æi th«ng tin víi BSS vµ
GMSC cã chøc n¨ng qu¶n lý th«ng tin vµ kÕt nèi víi nh÷ng m¹ng kh¸c.
Bé ghi ®Þnh vÞ thêng tró HLR lµ n¬i mµ th«ng tin vÒ c¸c thuª
bao ®îc lu tr÷ cè ®Þnh. Chøc n¨ng chÝnh cña HLR lµ c¬ së d÷ liÖu vÒ
thuª bao.
Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró VLR víi chøc n¨ng chÝnh lµ lu tr÷ d÷ liÖu
thuª bao, cung cÊp dÞch vô vµ qu¶n lý di ®éng.
Trung t©m nhËn thùc AuC vµ nhËn d¹ng thiÕt bÞ EIR lµ mét
phÇn cña NSS duy tr× b¶o mËt th«ng tin. AuC duy tr× b¶o mËt th«ng
tin vµ nhËn d¹ng thuª bao cïng víi VLR. EIR duy tr× nhËn d¹ng thiÕt bÞ
di ®éng liªn kÕt víi th«ng tin b¶o mËt cïng víi VLR.
Tªn chung cho trung t©m dÞch vô gi¸ trÞ gia t¨ng VAS nh h×nh
1-3. VAS ®¬n gi¶n nhÊt còng gåm hai dÞch vô: b¶n tin ng¾n SMSC
vµ th tho¹i VMS. VÒ mÆt kü thuËt, VAS ®¶m b¶o cung cÊp mét sè
lo¹i dÞch vô nhÊt ®Þnh b»ng c¸ch sö dông c¸c giao diÖn chuÈn víi
m¹ng GSM vµ nã cã thÓ cã hoÆc kh«ng cã c¸c giao diÖn víi c¸c m¹ng
kh¸c. Trªn quan ®iÓm ph¸t triÓn dÞch vô, VAS lµ bíc ®Çu tiªn ®Ó t¹o
doanh thu víi c¸c dÞch vô gi¸ trÞ gia t¨ng trªn m¹ng GSM.
Kh¸i niÖm m¹ng th«ng minh IN ®îc tÝch hîp cïng víi m¹ng GSM
(xem h×nh 1-5). VÒ mÆt kü thuËt, nã lµm thay ®æi c¬ b¶n c¸c phÇn
tö cña m¹ng chuyÓn m¹ch ®Ó thùc hiÖn chøc n¨ng IN, ngoµi ra b¶n
th©n m¹ng IN lµ mét bé phËn t¬ng ®èi phøc t¹p. IN cã kh¶ n¨ng ph¸t
triÓn dÞch vô híng tíi tÝnh c¸ nh©n vµ nhµ khai th¸c m¹ng cã thÓ nhê
IN ®Ó ®¶m b¶o tÝnh an toµn kinh doanh.
18

19. Qu¶ n lý m ¹ ng (NMS)
bss n ss
ms
bt s bsc tr au msc / v l r g msc
isd n
pspd n
psd n
x 25
c spd n
HLR/ AuC/ EIR
H×nh 1-5. M¹ng GSM víi dich vô gi¸ trÞ gia t¨ng vµ m¹ng th«ng minh
Trong giai ®o¹n ®Çu, thuª bao GSM sö dông ®êng truyÒn d÷
liÖu chuyÓn m¹ch kªnh ®èi xøng víi tèc ®é 9,6 kb/s. Do søc Ðp tõ nhu
cÇu sö dông internet vµ th ®iÖn tö lªn ®êng truyÒn d÷ liÖu di ®éng
t¨ng nhanh, h¬n n÷a thùc tÕ cho thÊy sù ph¸t triÓn nµy ®· bÞ ®¸nh gi¸
qu¸ thÊp t¹i thêi ®iÓm thiÕt kÕ m¹ng GSM.
HiÖn nay vÒ mÆt kü thuËt cã hai gi¶i ph¸p kü thuËt sau:
• Tèi u tèc ®é m· ho¸ kªnh lµm t¨ng tèc ®é bit tõ 9,6 kb/s lªn
gÇn b»ng 14 kb/s.
• §Þnh tuyÕn d÷ liÖu ®i qua giao diÖn Um nhiÒu h¬n b»ng
c¸ch sö dông mét vµi kªnh lu lîng thay v× mét kªnh. Gi¶i ph¸p
nµy ®îc gäi lµ d÷ liÖu chuyÓn m¹ch kªnh tèc ®é cao HSCSD
nh h×nh 1-6.
19

20. Qu¶ n lý m ¹ ng (NMS)
Um A
bss n ss
ms
bt s bsc tr au msc / v l r g msc
isd n
pspd n
psd n
x 25
c spd n
HLR/ AuC/ EIR
V i
A n
Tha y ®æ HW& SW c ho HSCSD
i
S
H×nh 1-6. M¹ng d÷ liÖu chuyÓn m¹ch kªnh tèc ®é cao HSCSD.
Trong m«i trêng tèi u mét thuª bao HSCSD cã thÓ ®¹t ®Õn tèc
®é truyÒn d÷ liÖu 40-50 kb/s. Gi¶i ph¸p kü thuËt nµy cã h¹n chÕ lµ
l·ng phÝ tµi nguyªn vµ gi¸ cíc sÏ cao h¬n. ViÖc sö dông gi¶i ph¸p
HSCSD phô thuéc rÊt nhiÒu vµo chÝnh s¸ch gi¸ cña nhµ khai th¸c
m¹ng. Mét vÊn ®Ò kh¸c lµ phÇn lín lu lîng d÷ liÖu vÒ b¶n chÊt lµ
kh«ng ®èi xøng, ®iÓn h×nh lµ dïng ®êng truyÒn tèc ®é thÊp tõ thiÕt
bÞ ®Çu cuèi ®Õn m¹ng (®êng lªn) vµ dïng tèc ®é cao cho ®êng cßn
l¹i (®êng xuèng). VÒ mÆt kü thuËt, giao diÖn chuyÓn m¹ch kªnh
kh«ng ®èi xøng Um kh«ng ph¶i lµ m«i trêng truy nhËp tèt nhÊt cho
kÕt nèi d÷ liÖu. §iÒu nµy ®Æt ra yªu cÇu ph¶i n©ng cÊp m¹ng GSM
nh»m thÝch hîp h¬n cho viÖc truyÒn d÷ liÖu mét c¸ch hiÖu qña.
Gi¶i ph¸p GPRS (h×nh 1-7) yªu cÇu thªm hai nót hç trî dÞch vô
vµo m¹ng di ®éng lµ SGSN vµ GGSN. B»ng viÖc sö dông hai nót nµy
MS cã thÓ t¹o lËp nªn mét kÕt nèi chuyÓn m¹ch gãi qua m¹ng GSM tíi
mét m¹ng d÷ liÖu gãi bªn ngoµi, vÝ dô m¹ng internet.
20

21. Qu¶ n lý m ¹ ng (NMS)
Um A
bss n ss
ms
bt s bsc tr au msc / v l r g msc
isd n
pspd n
psd n
x 25
c spd n
HLR/ AuC/ EIR
V i
A n
Tha y ®æ HW& SW c ho GPRS
i
S
Gb
sg sn g g sn M¹ ng d ÷ liÖu kh¸ c
Inte rnet
H×nh 1-7. Gi¶i ph¸p GPRS.
GPRS cã kh¶ n¨ng sö dông kÕt nèi kh«ng ®èi xøng khi cã yªu
cÇu vµ do vËy tµi nguyªn m¹ng cã thÓ sö dông tèt h¬n. Gi¶i ph¸p
GPRS lµ mét bíc kü thuËt nh»m cung cÊp kh¶ n¨ng IP di ®éng vµ kh¶
n¨ng internet cho c¸c thuª bao di ®éng Cellular. Theo quan ®iÓm dÞch
vô th× GPRS më ®Çu cho bíc ph¸t triÓn ®Ó nhiÒu lo¹i dÞch vô
chuyÓn m¹ch gãi truyÒn thèng cã thÓ ®îc chuyÓn ®æi vµ sö dông
qua c«ng nghÖ GPRS. Mét vÝ dô ®iÓn h×nh lµ WAP mµ tiÒm n¨ng
cña nã sÏ ®îc khai th¸c m¹ng khi sö dông GPRS.
Khi kÕt nèi chuyÓn m¹ch gãi ®îc sö dông, chÊt lîng dÞch vô
QoS lµ vÊn ®Ò cã tÝnh quan träng hµng ®Çu. VÒ nguyªn lý GPRS hç
trî QoS nhng trong thùc tÕ th× kh«ng nh vËy. Lý do ë ®©y lµ lu lîng
GPRS lu«n lu«n ë møc u tiªn trong m¹ng GSM, nãi c¸ch kh¸c chØ cã
21

22. c¸c tµi nguyªn cha sö dông ë giao diÖn Um míi ®îc dµnh cho lu lîng
GPRS. Râ rµng kh«ng ai cã thÓ ®¶m b¶o lu«n dµnh mét ®é réng b¨ng
nhÊt ®Þnh cho lu lîng GPRS v× kh«ng thÓ biÕt tríc lîng tµi nguyªn cha
sö dông t¹i giao diÖn Um.
Mét kü thuËt ®iÒu chÕ míi cã thÓ ®îc ¸p dông t¹i giao diÖn v«
tuyÕn lµ 8-PSK sao cho mét ký tù cã thÓ mang mét tæ hîp ba bit
th«ng tin vµ nh vËy tèc ®é bit sÏ ®îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ. Khi kü thuËt
nµy ®îc kÕt hîp víi kü thuËt m· ho¸ kªnh phøc t¹p, ngêi ta cã thÓ ®¹t ®-
îc tèc ®é d÷ liÖu 48 kbps so víi 9,6 kbps cho mét kªnh ë GSM truyÒn
thèng. Kü thuËt lµm t¨ng tèc ®é d÷ liÖu trªn ®îc gäi lµ EDGE (xem
h×nh 1-8).
Qu¶ n lý m ¹ ng (NMS)
Um
bss n ss
ms
bt s bsc tr au msc / v l r g msc
isd n
pspd n
psd n
x25
c spd n
Tha y ®æ HW& SW c ho EDGE
i
HLR/ AuC/ EIR
V i
A n
S
Gb
M ¹ ng d ÷ liÖu kh¸ c
sg sn g g sn Internet
Hinh 1-8. M¹ng EDGE.
Sù ph¸t triÓn cña EDGE chia lµm hai giai ®äan:
• EDGE giai ®äan mét ®îc biÕt nh lµ E-GPRS (Enhanced
GPRS). Còng nh vËy BSS ®æi thµnh E-RAN (M¹ng truy
nhËp v« tuyÕn EDGE). Giai ®o¹n mét EDGE x¸c ®Þnh c¸c
ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vµ m· ho¸ kªnh nh»m ®¹t ®îc tèc ®é d÷
22

23. liÖu lªn ®Õn 384 kb/s cho lu lîng chuyÓn m¹ch gãi díi c¸c
®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh. Gi¶ thiÕt ë ®©y lµ mét thiÕt bÞ ®Çu
cuèi sÏ sö dông tèi ®a 8 khe thêi gian ë giao diÖn Um cho
mét ®êng kÕt nèi, do ®ã 8x48 kb/s = 384 kb/s. Ngoµi ra,
thiÕt bÞ ®Çu cuèi EDGE ph¶i ë gÇn BTS ®Ó sö dông tèc ®é
m· ho¸ kªnh cao h¬n.
• EDGE ë giai ®o¹n thø 2 cã tªn th¬ng m¹i lµ E-HSCSD vµ
nh»m ®¹t ®îc tèc ®é truyÒn d÷ liÖu trªn cho c¸c dÞch vô
chuyÓn m¹ch kªnh cao h¬n.
§øng trªn quan ®iÓm ph¸t triÓn m¹ng th× nãi chung c«ng nghÖ
EDGE cã c¶ u ®iÓm vµ nhîc ®iÓm. ¦u ®iÓm chÝnh cña c«ng nghÖ
nµy lµ cã thÓ ®¹t ®îc tèc ®é truyÒn d÷ liÖu gÇn nh t¬ng ®¬ng víi yªu
cÇu phñ sãng ë vïng ®« thÞ cña c«ng nghÖ UMTS. Nhîc ®iÓm lµ tèc
®é d÷ liÖu nµy khã ®¹t ®îc cho toµn bé c¸c thuª bao trªn toµn cell phñ
sãng. NÕu yªu cÇu cho toµn bé mét vïng víi c«ng nghÖ EDGE th×
ch¾c ch¾n sè lîng cell phñ sãng trong vïng nµy sÏ ph¶i t¨ng lªn ®¸ng
kÓ. Nãi c¸ch kh¸c, EDGE lµ gi¶i ph¸p ®¾t gi¸ vÒ c«ng nghÖ sö dông
cho mét sè trêng hîp.
3G giíi thiÖu ph¬ng ph¸p truy nhËp v« tuyÕn míi WCDMA.
WCDMA vµ nh÷ng biÕn thÓ cña nã mang tÝnh toµn cÇu, do ®ã tÊt c¶
m¹ng 3G cã thÓ chÊp nhËn viÖc truy nhËp bëi thuª bao ë m¹ng 3G
bÊt kú. Ngoµi tÝnh toµn cÇu, WCDMA ®· ®îc nghiªn cøu rÊt kü trong
phßng thÝ nghiÖm vµ ®· chøng tá ®îc hiÖu qu¶ sö dông phæ tèt h¬n
(trong c¸c ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh) vµ phï hîp h¬n cho viÖc truyÒn d÷
liÖu gãi so víi c¸c truy nhËp v« tuyÕn trªn c¬ së TDMA. C«ng nghÖ
WCDMA vµ c¸c thiÕt bÞ truy nhËp v« tuyÕn cña nã kh«ng t¬ng thÝch
víi c¸c thiÕt bÞ m¹ng GSM.
MÆt kh¸c, mét trong c¸c yªu cÇu c¬ b¶n cña UMTS lµ kh¶ n¨ng
ho¹t ®éng ®ång thêi GSM/UMTS, vÝ dô nh viÖc chuyÓn giao gi÷a hai
hÖ thèng khi truy nhËp v« tuyÕn thay ®æi tõ GSM sang WCDMA vµ
ngîc l¹i trong mét cuéc gäi. Kh¶ n¨ng nµy ®Æt ra hai yªu cÇu cô thÓ
lµ:
23

24. • Thø nhÊt, giao diÖn v« tuyÕn GSM ph¶i thay ®æi sao cho
cã thÓ ph¸t qu¶ng b¸ c¸c th«ng tin hÖ thèng vÒ m¹ng v«
tuyÕn WCDMA t¹i ®êng xuèng. §¬ng nhiªn m¹ng truy nhËp
v« tuyÕn WCDMA còng cã thÓ ph¶i qu¶ng b¸ th«ng tin hÖ
thèng cña m¹ng GSM t¹i ®êng xuèng.
• Thø hai, nh»m gi¶m thiÓu chi phÝ khai th¸c, c¸c chØ tiªu kü
thuËt quy ®Þnh trong 3GPP cho phÐp ®¶m b¶o ®îc c¸c chøc
n¨ng liªn m¹ng cña hÖ thèng ®Ó c¸c MSC/VLR 2G n©ng cÊp
cã thÓ xö lý ®îc truy nhËp v« tuyÕn b¨ng réng, UTRAN.
Cho tíi nay, kh¸i niÖm IN ®îc ph¸t triÓn trùc tiÕp t m¹ng
PSTN/ISDN vµ do vËy ch¾c ch¾n sÏ cã mét vµi nhîc ®iÓm khi cha
®Ò cËp trùc tiÕp cho m¹ng di ®éng. VÊn ®Ò chñ yÕu víi c«ng nghÖ
IN chuÈn lµ kh«ng thÓ truyÒn c¸c th«ng tin vÒ dÞch vô gi÷a c¸c m¹ng.
Nãi c¸ch kh¸c, nÕu mét thuª bao sö dông c¸c dÞch vô trªn c¬ së IN th×
c¸c dÞch vô nµy chØ ®îc cung cÊp tèt trong m¹ng thêng tró cña thuª
bao. T×nh huèng nµy cã thÓ ®îc c¶i thiÖn b»ng c¸ch sö dông “c«ng
nghÖ IN n©ng cÊp”®îc gäi lµ CAMEL. C«ng nghÖ CAMEL cã thÓ
truyÒn th«ng tin dÞch vô gi÷a c¸c m¹ng vµ vai trß cña c«ng nghÖ nµy
sÏ t¨ng lªn khi triÓn khai 3G ®Òu Ýt nhiÒu cã sù tham gia cña CAMEL.
C¸c kÕt nèi truyÒn dÉn trong m¹ng truy nhËp v« tuyÕn WCDMA
®îc sö dông b»ng c¸ch dïng ATM (3GPP R99) ( xem h×nh 1-9). Dù ¸n
tiªu chuÈn ho¸ FRAMES ®· th¶o luËn rÊt nhiÒu vÒ viÖc cã sö dông
ATM cho m¹ng 3G hay kh«ng, vµ cuèi cïng ®· quyÕt ®Þnh sö dông
ATM dùa trªn hai lý do sau:
• KÝch thíc cell vµ t¶i lu lîng khi sö dông ATM lµ t¬ng ®èi nhá
do ®ã cã u ®iÓm lµ gi¶m ®îc bé nhí ®Öm lu tr÷ th«ng tin.
Trong truêng hîp ngîc l¹i, khi ph¶i nhí ®Öm nhiÒu th«ng tin
th× ®¬ng nhiªn trÔ sÏ t¨ng, ®ång thêi t¶i lu lîng tÜnh ë c¸c
thiÕt bÞ nhí ®Öm còng sÏ t¨ng lªn. Hai yÕu tè nµy cã ¶nh h-
ëng xÊu ®Õn yªu cÇu chÊt lîng dÞch vô ®èi víi lu lîng thêi
gian thùc.
24

25. • Ph¬ng ¸n kh¸c lµ sö dông IP, song hiÖn nay IPv4 cã mét nhîc
®iÓm nghiªm träng vÒ giíi h¹n kh«ng gian ®Þa chØ vµ kh«ng
®¸p øng QoS. Ngîc l¹i ATM vµ c¸c líp tèc ®é bit t¬ng øng cña
nã l¹i ®¸p øng rÊt tèt c¸c yªu cÇu vÒ QoS. Cã mét gi¶i ph¸p lµ
ATM vµ IP ®îc kÕt hîp cho c¸c lu lîng gãi, trong ®ã giao thøc
IP sÏ ®îc sö dông trªn nÒn ATM. Gi¶i ph¸p kÕt hîp nµy sÏ kÕt
hîp ®îc u ®iÓm cña c¶ hai giao thøc lµ IP sÏ ®¶m b¶o viÖc
kÕt nèi cßn ATM sÏ ®¶m b¶o chÊt lîng kÕt nèi vµ ®Þnh
tuyÕn. Do nh¬c ®iÓm cña IPv4 nªn gi¶i ph¸p tho¶ hiÖp lµ
trong m¹ng 3G mét sè phÇn tö m¹ng nhÊt ®Þnh sö dông c¸c
®Þa chØ IPv4 cè ®Þnh, cßn c¸c lu lîng thuª bao cßn l¹i sö
dông c¸c ®Þa chØ IPv6 ®îc ph©n bæ ®éng. Trong trêng hîp
nµy, ®Ó thÝch øng m¹ng 3G víi c¸c m¹ng kh¸c, m¹ng lâi IP 3G
ph¶i cã thiÕt bÞ chuyÓn ®æi gi÷a c¸c ®Þa chØ IPv4 vµ IPV6
bëi c¸c m¹ng kh¸c cã thÓ kh«ng hç trî IPv6. VÒ mÆt kü thuËt,
c¸c nót m¹ng lâi cÇn ph¶i n©ng cÊp. C¸c phÇn tö chuyÓn
m¹ch kªnh cÇn ph¶i xö lý ®îc cho hai lo¹i thuª bao 2G vµ 3G.
Yªu cÇu nµy ®ßi hái ph¶i thay ®æi MSC/VLR vµ
HLR/AC/EIR. VÝ dô, c¬ chÕ b¶o mËt trong khi thiÕt lËp cuéc
gäi lµ hoµn toµn kh¸c nhau trong m¹ng 2G vµ 3G vµ nh vËy
c¸c phÇn tö chuyÓn m¹ch kªnh ph¶i ®îc n©ng cÊp ®Ó xö lý
cho hai trêng hîp nµy. C¸c phÇn tö chuyÓn m¹ch gãi thùc
chÊt sÏ ®îc n©ng cÊp tõ GPRS. Trong trêng hîp nµy, vÒ tªn
vÉn gi÷ nguyªn nh trong m¹ng 2G song chøc n¨ng sÏ cã
nh÷ng kh¸c biÖt. Thay ®æi lín nhÊt ®èi víi c¸c SGSN lµ chøc
n¨ng cña nã gÇn nh kh¸c so víi trong m¹ng 2G. Trong m¹ng
2G chøc n¨ng chÝnh cña c¸c SGSN lµ qu¶n lý di ®éng cho
c¸c kÕt nèi gãi. Sang m¹ng 3G, chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng ®-
îc ph©n chia gi÷a RNC vµ SGSN. §iÒu nµy cã nghÜa lµ khi
thuª bao trong m¹ng 3G chuyÓn cell th× c¸c phÇn tö chuyÓn
m¹ch gãi kh«ng nhÊt thiÕt can thiÖp cßn RNC th× ph¶i qu¶n
lý qu¸ tr×nh nµy.
25

26. Q u¶ n lý m ¹ ng (NMS)
Um A
ms
e- r a n CN CS Dom a in
bsc 3g 3g g msc
isd n
pspd n
psd n
x 25
c spd n
c w m u
HLR/ AuC / EIR
V A a e s
Iu A m p x a
S e e t
Uu
ue ut r a n CN PS Do m a in
Gb
bs r nc sg sn g g sn
M¹ ng d ÷ liÖu kh¸ c
Interne t
Iu
H×nh 1-9. M¹ng 3G triÓn khai theo chØ tiªu kü thuËt cña 3GPP
R99
M¹ng 3G triÓn khai theo 3GPP R99 cung cÊp c¸c lo¹i dÞch vô
gièng víi m¹ng 2,5G. Trong giai ®o¹n hiÖn nay hÇu hÕt c¸c dÞch vô ®-
îc chuyÓn ®æi sang d¹ng gãi khi øng dông cã yªu cÇu. WAP lµ mét
trong c¸c øng cö viªn thuéc lo¹i nµy, bêi v× vÒ b¶n chÊt th«ng tin
truyÒn ®i th× WAP lµ lo¹i chuyÓn m¹ch gãi. C¸c dÞch vô chuyÓn m¹ch
gãi chia lµm c¸c nh¸nh dÞch vô, trong ®ã mçi nh¸nh sÏ gåm nhiÒu lo¹i
dÞch vô kh¸c nhau.
Trong giai ®o¹n 3GPP R4 ( h×nh 1-10) míi chØ triÓn khai viÖc
t¸ch biÖt phÇn kÕt nèi cuéc gäi, phÇn ®iÒu khiÓn vµ phÇn dÞch vô
cho phÇn m¹ng lâi chuyÓn m¹ch kªnh. Trong m¹ng lâi nµy, lu lîng d÷
liÖu thuª bao sÏ ®i qua MGW lµ phÇn ®¶m b¶o kÕt nèi vµ c¸c chøc
n¨ng chuyÓn m¹ch khi cã yªu cÇu. Toµn bé qu¸ tr×nh nµy ®îc qu¶n lý
bëi mét MSC Server ®îc n©ng cÊp tõ MSC/VLR. Mét MSC server cã
thÓ ®iÒu khiÓn nhiÒu MGW vµ do vËy m¹ng lâi chuyÓn m¹ch kªnh cã
thÓ më réng dÔ dµng. Khi nhµ khai th¸c cã thÓ lµm t¨ng thªm phÇn
26

27. dung lîng cho ®iÒu khiÓn th× cã thÓ thiÕt lËp thªm mét MSC server,
ngîc l¹i khi muèn t¨ng dung lîng chuyÓn m¹ch th× thiÕt lËp thªm c¸c
MGW.
Qu¶ n lý m¹ ng (NMS)
Um Iu
CN CS Doma in
msc
ms Server
g er a n
bt s bsc
mg w mg w isd n
psd n c spd n
CN PS Dom a in ims
ue ut r a n
bs r nc sg sn g g sn
IP. Multim ed ia
Uu
c w m u
HSS A a e s
V
A m p x a
e e t
S
l
H×nh 1-10. 3GPP-R4.
Khi ®· thiÕt lËp mét m¹ng nh trªn th× c¸c bíc ph¸t triÓn vÒ c«ng
nghÖ vµ yªu cÇu chØ tiªu kü thuËt sÏ x¸c ®Þnh giíi h¹n tiÕp theo cña
m¹ng nµy. Khi IPv6 cµng ®îc triÓn khai nhiÒu trªn m¹ng 3G th× sè kÕt
nèi cña m¹ng 3G cã thÓ chuyÓn ®æi sang IPv6 cµng t¨ng, vµ do vËy
sÏ lµm gi¶m yªu cÇu chuyÓn ®æi gi÷a IPv4 vµ IPv6. Trong giai ®o¹n
nµy, tû träng lu lîng gi÷a d÷ liÖu chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch
gãi sÏ thay ®æi ®¸ng kÓ. HÇu nh lu lîng sÏ chuyÓn m¹ch gãi, vµ mét
sè dÞch vô chuyÓn m¹ch kªnh truyÒn thèng, vÝ dô nh tho¹i Ýt nhÊt sÏ
mét phÇn trë thµnh gãi –VoIP. Trong 3GPP R5 (h×nh 1-11), c«ng
nghÖ sÏ tiÕp tôc ph¸t triÓn vµ toµn bé c¸c lu lîng träng m¹ng 3G sÏ lµ lu
lîng IP. LÊy vÝ dô mét cuéc gäi tõ thiÕt bÞ ®Çu cuèi cña m¹ng tíi m¹ng
PSTN th× nã ph¶i chuyÓn qua m¹ng 3G theo d¹ng gãi vµ tõ GGSN
27

28. cuéc gäi VoIP sÏ ®îc ®Þnh tuyÕn qua IMS cã c¸c chøc n¨ng chuyÓn
®æi ®Ó tíi PSTN.
Qu¶ n lý m ¹ ng (NMS)
Um Iu
isd n
ms
g er a n psd n c spd n
ims
sg sn g g sn
ip/ a t m IP. Multimed ia
ip/ a t m
CN PS Do ma in
ue
ut r a n
c w m u
rnc HSS A a e s
V
A m p x a
S e e t
l
ip/ a t m
Uu
H×nh 1-11. 3GPP-R5.
Trªn quan ®iÓm cña ®Çu cuèi di ®éng th× m¹ng lu«n lu«n gièng
nhau trong c¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn theo c¸c h×nh 1-9, h×nh 1-10, vµ
h×nh 1-11. Tuy nhiªn, trong néi bé m¹ng th× hÇu nh mäi thø thay ®æi.
Thay ®æi tríc hÕt lµ c«ng nghÖ truyÒn t¶i mµ trong triÓn khai 3GPP
R99 lµ ATM vµ sau nµy 3GPP R4 vµ R5 chuyÓn sang IP. Bëi v× hÖ
thèng cÇn ph¶i t¬ng thÝch ngîc, nªn nhµ khai th¸c lu«n cã mét lùa
chän lµ sö dông céng nghÖ truyÒn t¶i ATM hoÆc IP, hoÆc lµ cã gi¶i
ph¸p cho c¶ hai c«ng nghÖ nµy. Nh ®· gi¶i thÝch tríc ®©y, ATM cã
thÕ m¹nh lµ hç trî QoS Ýt nhÊt ë thêi ®iÓm nµy, sau ®ã c«ng nghÖ IP
sÏ cã c¬ chÕ b¶o ®¶m QoS triÓn khai cho nhiÒu lo¹i m¹ng con kh«ng
sö dông ATM.
Sang giai ®o¹n nµy, dÞch vô vµ m¹ng trë nªn quan träng h¬n lµ
b¶n th©n c«ng nghÖ, vµ do vËy lo¹i c«ng nghÖ truy nhËp v« tuyÕn ®-
îc sö dông sÏ gi¶m ý nghÜa quan träng cña m×nh. Tiªu chuÈn ®Ó lùa
chän lo¹i c«ng nghÖ truy nhËp v« tuyÕn lµ kh¶ n¨ng cung cÊp ®ñ b¨ng
th«ng cho c¸c dÞch vô yªu cÇu. Trong t¬ng lai c¸c m¹ng lâi 3G sÏ cã
c¸c giao diÖn cho mét vµi c«ng nghÖ truy nhËp v« tuyÕn, vÝ dô nh
GSM, EDGE, CDMA2000, WCDMA vµ WLAN. §¬ng nhiªn nã sÏ ®Æt
28

29. ra nhiÒu yªu cÇu cho c¸c nhµ chÕ t¹o thiÕt bÞ ®Çu cuèi vµ yªu cÇu
thÞ trêng sÏ ph¶i cã c¸c ®Çu cuèi xö lý ®îc nhiÒu lo¹i c«ng nghÖ truy
nhËp v« tuyÕn. §Çu cuèi 3G dÇn dÇn sÏ trë thµnh vËt bÊt ly th©n víi
nhiÒu chøc n¨ng nh mét ®iÖn tho¹i, vÝ, card ID vµ hé chiÕu…
1.2.2. CDMA IS-95 (CDMA One) n©ng cÊp lªn 3G.
CÊu tróc cña hÖ thèng CDMA-95 nµy còng gièng nh c¸c hÖ
thèng cellular kh¸c, nghÜa lµ gièng cÊu tróc GSM ®· tr×nh bµy ë trªn.
HÖ thèng CDMA IS-95 cã nh÷ng ®Æc ®iÓm chÝnh sau ®©y:
CDMA IS-95 ®îc tèi u ho¸ cho viÖc triÓn khai ë Mü ®Ó kh¾c
phôc nh÷ng nhîc ®iÓm cña hÖ thèng t¬ng tù AMPS thÕ hÖ thø nhÊt.
HÖ thèng ho¹t ®éng ë cïng b¨ng tÇn víi hÖ thèng AMPS dïng song
c«ng ph©n tÇn FDD. B¨ng tÇn ®êng xuèng vµ ®êng lªn sö dông b¨ng
869MHz vµ 824MHz ®Õn 849MHz t¬ng øng. C¸c kªnh CDMA ®îc x¸c
®Þnh b»ng tÇn sè vµ chuçi m·. 64 hµm Walsh ®îc dïng ®Ó ph©n biÖt
kªnh ®êng xuèng, cßn c¸c tËp bï m· PN dµi ®îc dïng ®Ó ph©n biÖt
kªnh ®êng lªn. C¸c ®Æc tÝnh ®iÒu chÕ vµ m· ho¸ ®îc cho trong b¶ng
1-4:
B¶ng
1-4
§Æc tÝnh ®iÒu chÕ vµ m· ho¸ cña IS-95 CDMA
§iÒu chÕ QPSK
Tèc ®é chip 1,2288Mcps
Tèc ®é d÷ liÖu chuÈn 9,600 bps tèc ®é ®ñ víi RS1
B¨ng th«ng 1,25MHz
M· ho¸ ChËp víi m· Viterbi
§an xen 20 ms
Chi tiÕt vÒ m· ho¸ vµ ®iÒu chÕ mét kªnh ®êng xuèng vµ ®êng
lªn kh¸c nhau. TÝn hiÖu hoa tiªu ®îc ph¸t trong mçi cell ®Ó gióp m¸y
thu ph¸t v« tuyÕn di ®éng th©m nhËp vµ b¸m tÝn hiÖu ®êng xuèng tõ
cell.
29

30. C¸c nhµ khai th¸c m¹ng CDMA One muèn cã ®îc c¸c kh¶ n¨ng
m¹ng míi cho xö lý d÷ liÖu ®Ó cung cÊp c¸c dÞch vô gi¸ trÞ gia t¨ng cã
thÓ khai th¸c tèt c¸c thÕ hÖ c«ng nghÖ hiÖn t¹i còng nh t¬ng lai. Víi sù
ph¸t triÓn m¹nh c«ng nghÖ nh÷ng n¨m gÇn ®©y. Internet vµ Intranet
®· trë thµnh c¸c c«ng cô thiÕt yÕu cña ho¹t ®éng kinh doanh hµng
ngµy. ChÝnh v× vËy c¸c doanh nghiÖp cã khuynh híng muèn thiÕt lËp
®îc c¸c v¨n phßng, dùa trªn c«ng nghÖ v« tuyÕn, ®Ó ®iÒu hµnh ho¹t
®éng kinh doanh tíi c¸c nh©n viªn sö dông thiÕt bÞ di ®éng cña m×nh.
H¬n n÷a, viÖc ph¸t triÓn c«ng nghÖ ®Ó cung cÊp c¸c tin tøc vµ nh÷ng
th«ng tin cÇn thiÕt trùc tiÕp tíi ®Çu cuèi di ®éng còng cã mét tiÒm
n¨ng lín lµ t¹o ra nhiÒu nguån doanh thu míi cho nhµ khai th¸c.
H×nh 1-12 minh ho¹ tiÕn ®é triÓn khai 3G tõ CDMA One.
CDMA One 3G
2 Mb p s
3g 3x
144 kb p s
3g 1x
64 kb p s
is- 95b
14.4 kb p s
is- 95a
2000 2001
H×nh 1-12. KÕ ho¹ch triÓn khai 3G tõ CDMA One
1.2.2.1. CDMA IS-95B.
MÆc dï CDMA One kh«ng ph¶i ®îc thiÕt kÕ tõ ®Çu cho truy
nhËp d÷ liÖu nhng m¹ng nµy ®îc thiÕt kÕ ®ång bé cho dÞch vô d÷
liÖu. M¹ng CDMA One qu¶n lý truyÒn tho¹i vµ d÷ liÖu theo ph¬ng thøc
gièng nhau. Kh¶ n¨ng truyÒn dÉn tèc ®é thay ®æi cho phÐp CDMA
One cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc tèc ®é d÷ liÖu phï hîp cho lîng th«ng tin
truyÒn ®i, do vËy tµi nguyªn hÖ thèng chØ sö dông khi cã yªu cÇu.
30

31. Do CDMA One sö dông mét “m¹ng trôc” ho¸ cho c¶ tho¹i, nªn c¸c chøc
n¨ng d÷ liÖu gãi ®· s½n cã trong thiÕt bÞ. C«ng nghÖ truyÒn d÷ liÖu
gãi CDMA One ®· sö dông giao thøc d÷ liÖu sè gãi (CDPD) t¬ng
thÝch víi TCP/IP cho phÐp kÕt nèi di ®éng víi c¸c m¹ng riªng cña
doanh nghiÖp vµ tíi c¸c øng dông cña bªn thø ba.
ViÖc bæ xung d÷ liÖu cho m¹ng CDMA One cho phÐp nhµ khai
th¸c tiÕp tôc sö dông c¸c m¸y thu ph¸t v« tuyÕn, thiÕt bÞ m¹ng lâi, c¸c
thiÕt bÞ vµ h¹ tÇng ®êng trôc còng nh m¸y cÇm tay hiÖn t¹i cña hä
trong khi chØ cÇn triÓn khai n©ng cÊp phÇn mÒm cã chøc n¨ng liªn
m¹ng. Khi n©ng cÊp tõ IS-95A lªn IS-95B cho phÐp tÝch hîp kªnh vµ
m· ho¸ ®Ó ®¹t tèc ®é 64-115 kbps, ®ång thêi c¶i tiÕn kü thuËt
chuyÓn giao mÒm vµ chuyÓn giao cøng gi÷a c¸c tÇn sè. C¸c nhµ chÕ
t¹o thiÕt bÞ còng ®· thiÕt kÕ chøc n¨ng IS-707 cho d÷ liÖu chuyÓn
m¹ch gãi, chuyÓn m¹ch kªnh vµ Fax sè cho c¸c thiÕt bÞ theo c«ng
nghÖ CDMA One.
Tiªu chuÈn internet ®Ò xuÊt cho th«ng tin di ®éng cßn gäi lµ IP
di ®éng hiÖn còng lµ mét gi¶i ph¸p n©ng cao cho c¸c dÞch vô d÷ liÖu
gãi c¬ b¶n. IP di ®éng cho phÐp thuª bao cña m×nh duy tr× liªn tôc c¸c
kÕt nèi d÷ liÖu vµ cã mét ®Þa chØ IP duy nhÊt khi thuª bao di chuyÓn
gi÷a c¸c BSC vµ khi chuyÓn vïng sang mét m¹ng CDMA kh¸c.
1.2.2.2. CDMA 2000 IX EV-DO, EV-DV.
Khi ph¸t triÓn tõ c«ng nghÖ giao diÖn v« tuyÕn IS-95 CDMA lªn
3G1X theo tiªu chuÈn CDMA 2000, c¸c nhµ khai th¸c cã thÓ t¨ng gÊp
®«i dung lîng v« tuyÕn vµ kh¶ n¨ng xö lý tèc ®é d÷ liÖu tíi 144 kbps.
Can thiÖp chñ yÕu ë c¸c giai ®o¹n lµ ë líp vËt lý. Trong giai ®o¹n mét,
tuæi thä cña pin m¸y di ®éng ®îc t¨ng gÊp ®«i do sö dông kªnh nh¾n
tin nhanh. Dich vô tho¹i còng sÏ ®îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ do c¶i tiÕn c¸c
kü thuËt chuyÓn giao vµ ®iÒu khiÓn c«ng suÊt. §Ó ®¹t ®îc tèc ®é d÷
liÖu 144 kbps, giai ®o¹n mét còng n©ng cao ®Æc tÝnh kü thuËt cña
c¸c giao thøc trong MAC vµ RLP.
M¨c dï CDMA 2000 1X cã thÓ cung cÊp dung lîng tho¹i lín h¬n
IS-95 b»ng c¸ch sö dông ®êng lªn liªn kÕt coherent vµ ®iÒu khiÓn
c«ng suÊt nhanh ë ®êng xuèng, ®a sè c¸c nhµ khai th¸c IS-95 (vµ
31

32. CDMA 2000) vÉn mong muèn triÓn khai ®Ó ®¸p øng mét phÇn nhu
cÇu dÞch vô d÷ liÖu. MÆc dï ®Õn 2001, c¸c dÞch vô d÷ liÖu ®· ®îc
triÓn khai thµnh c«ng ë mét sè n¬i trªn thÕ giíi (vÝ dô triÓn khai I-
Mode cña NTT DoCoMo ë NhËt B¶n), c¸c dÞch vô cao cÊp ë B¾c Mü
t¹o ra lîi nhuËn cã t¨ng lªn nhng vÉn kh«ng ®¸ng kÓ so víi tho¹i. Do ®ã,
trong c¶i tiÕn CDMA 2000 1X cho dÞch vô d÷ liÖu v« tuyÕn, ngêi ta
vÉn cè g¾ng duy tr× sù t¬ng thÝch víi c¸c dÞch vô tho¹i CDMA 2000
®· ®îc triÓn khai vµo ®Çu n¨m 2000.
Th¸ng 2 n¨m 2000, Qualcomm ®Ö tr×nh ®Ò xuÊt hÖ thèng tèc
®é d÷ liÖu cao (HDR) lªn 3GPP2. HÖ thèng nµy cung cÊp dÞch vô d÷
liÖu cao cÊp trªn mét sãng mang 1X vµ lµ hÖ thèng cho phÐp t¬ng
thÝch víi c¸c dÞch vô tho¹i CDMA 2000 trong mét hÖ th«ng ®a sãng
mang (tøc HDR trªn mét sãng mang 1X vµ CDMA 2000 trªn mét sãng
mang 1X kh¸c). Còng trong th¸ng 3/2000, Nokia, Motorola vµ Texas
Instruments tr×nh lªn 3GPP2 ®Ò xuÊt 1XTREME (1X thÕ hÖ cã ®iÒu
chÕ vµ m· ho¸ c¶i tiÕn) cã thÓ cung cÊp c¸c dÞch vô sè liÖu trªn sãng
mang 1X trong khi vÉn ®¶m b¶o tÝnh t¬ng thÝch ngîc víi dÞch vô
tho¹i CDMA 2000 trªn cïng mét sãng mang.
Nhãm ph¸t triÓn CDMA (CDG), vµ tËp ®oµn c«ng nghiÖp c¸c
nhµ s¶n xuÊt vµ khai th¸c IS-95, ®· ®a ra mét ®Ò xuÊt c¶i tiÕn CDMA
2000 dùa trªn nhng ph¸t triÓn trong 3GPP2. Th¸ng 6/2000, CDG ®· ®Ö
tr×nh lªn 3GPP2 mét ®Ò xuÊt vÒ CDMA 2000 ®îc ph©n thµnh hai giai
®o¹n: 1X-EV-DO (1X c¶i tiÕn chØ cho d÷ liÖu) dùa trªn ®Ò xuÊt HDR
vµ 1X-EV-DV (1X c¶i tiÕn cho c¶ d÷ liÖu vµ tho¹i).
1.2.2.3. 1X-EV-DO.
Trªn chuÈn 1X-EV-DO ®Ò xuÊt mét hÖ thèng lai TDMA/CDMA
®Ó n©ng cao dich vô d÷ liÖu trªn mét kªnh 1,25MHz ë ®êng xuèng. §-
êng lªn duy tr× hÇu hÕt c¸c phÇn tö cña ®êng lªn CDMA 2000 cã bæ
xung mét sè ®Æc tÝnh cho phÐp n©ng cao tèc ®é d÷ liÖu.
Mét ®Æc tÝnh chÝnh cña hÖ thèng 1X-EV lµ sö dông thñ tôc
thÝch nghi tuyÕn. §©y lµ ®Æc tÝnh cho phÐp ph©n bæ c¸c thuéc
tÝnh líp vËt lý kh¸c nhau cho nh÷ng ngêi sö dông kh¸c nhau tuú theo
t×nh tr¹ng kªnh cña mçi ngêi sö dông, vÝ dô thuª bao ë gÇn tr¹m gèc
32

33. cã thÓ ®îc ph©n bæ tèc ®é d÷ liÖu cao h¬n thuª bao ë xa. Tèc ®é d÷
liÖu trªn ®êng xuèng thay ®æi ®îc b»ng c¸ch sö dông m· ho¸ vµ ®iÒu
chÕ thÝch nghi (AMC). AMC liªn quan ®Õn viÖc sö dông c¸c ph¬ng
ph¸p ®iÒu chÕ dùa trªn hiÖu qu¶ b¨ng th«ng kh¸c nhau (nh BPSK,
QPSK, QAM) cïng víi viÖc thay ®æi tû lÖ m· söa sai tríc (FEC). Dùa
trªn chÊt lîng kªnh ®êng xuèng cña ngêi sö dông, c¬ cÊu m· ho¸ vµ
®iÒu chÕ cho phÐp truyÒn d÷ liÖu tèc ®é cao nhÊt ®îc sö dông.
1.2.2.4. 1X-EV-DV.
C«ng nghÖ chuÈn ho¸ 1X-EV-DV ®îc b¾t ®Çu thùc hiÖn ë
3GPP2 vµo mïa thu 2000 víi mét sè ®Ò xuÊt. §Ò xuÊt hoµn thiÖn cho
1X-EV-DV ®îc ®Ö tr×nh trong thêi gian nµy lµ 1XTREME. §Ò xuÊt
nµy ®a ra mét hÖ thèng tho¹i hoµn toµn t¬ng thÝch víi chÕ ®é tho¹i
cña CDMA 2000 1X vµ còng cho phÐp dïng chung kªnh (gièng 1X-EV-
DO) cho c¸c dÞch vô d÷ liÖu. H¬n n÷a, mét líp ®iÒu khiÓn truy nhËp
trung gian ®îc ®a ra ®Ó hç trî dÞch vô d÷ liÖu tèc ®é cao cho ®êng
xuèng.
Ngoµi ra, 1XTREME còng sö dông lo¹i kªnh chung tõ CDMA
2000 1X, nh kªnh nh¾n tin ®êng xuèng, kªnh ®ång bé ®êng xuèng vµ
kªnh truy nhËp ®êng lªn … Thùc tÕ, ®ã lµ do 1XTREME chØ ®¬n
gi¶n ®a ra mét chÕ ®é lu lîng riªng míi nh»m n©ng cao tèc ®é d÷ liÖu
®êng xuèng.
1.2.2.5. CDMA2000 3X.
TriÓn khai giai ®o¹n hai sÏ n©ng cao kh¶ n¨ng cña hÖ thèng vµ
dÞch vô. Giai ®o¹n hai vÒ nguyªn t¾c sÏ hç trî tÊt c¶ c¸c lo¹i kªnh 6X,
9X, 12X. Khi ®ã sÏ cã thÓ ®¸p øng c¸c dÞch vô thùc ®a ph¬ng tiÖn.
Giao thøc kÕt nèi v« tuyÕn cho d÷ liÖu gãi RLP hç trî tèc ®é d÷ liÖu
tíi 2 Mbps vµ c¸c dÞch vô ®a ph¬ng tiÖn tiªn tiÕn.
VÒ phÇn dÞch vô vµ b¸o hiÖu, giai ®o¹n hai sÏ cã cÊu tróc b¸o
hiÖu thùc sù theo c«ng nghÖ 3G CDMA 2000 cho líp ®iÒu khiÓn truy
nhËp kÕt nèi (LAC) vµ cÊu tróc b¸o hiÖu cho c¸c líp trªn. CÊu tróc vµ
thiÕt bÞ m¹ng hiÖn t¹i cã vai trß quan träng khi n©ng cÊp ph¸t triÓn
tiÕp lªn 3G. NÕu m¹ng ®îc x©y dùng theo cÊu tróc më, cã tÝnh tíi ph-
¬ng ¸n më réng ph¸t triÓn lªn 3G1X th× chØ cÇn tiÕn hµnh n©ng cÊp
33

34. theo tõng modul cho phÇn v« tuyÕn. NÕu m¹ng ®îc cÊu tróc kÐm linh
®éng h¬n th× cã thÓ ph¶i tèn kÐm h¬n nhiÒu ®Ó thay thÕ toµn bé
hÖ thèng BTS hiÖn t¹i. Trong ph¬ng ¸n ph¸t triÓn còng cÇn ph¶i cã c¸c
nót dÞch vô d÷ liÖu gãi (PDSN) ®Ó cã thÓ kÕt nèi d÷ liÖu víi c¸c
dÞch vô internet vµ intranet.
Ch¬ng 2
HÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø 3 UMTS
2.1 cÊu tróc m¹ng
2.1.1 Giíi thiÖu vÒ cÊu tróc m¹ng 3G.
HÖ thèng 3G ®îc x©y dùng nh»m chuÈn bÞ mét c¬ së h¹ tÇng
di ®éng chung cã kh¶ n¨ng phôc vô c¸c dÞch vô hiÖn t¹i vµ trong t¬ng
lai. C¬ së h¹ tÇng 3G ®îc thiÕt kÕ víi ®iÒu kiÖn nh÷ng thay ®æi, ph¸t
triÓn vÒ kü thuËt cã kh¶ n¨ng phï hîp víi m¹ng hiÖn t¹i mµ kh«ng lµm
¶nh hëng ®Õn c¸c dÞch vô ®ang sö dông. §Ó thùc hiÖn ®iÒu ®ã,
cÇn t¸ch biÖt gi÷a kü thuËt truy nhËp, kü thuËt truyÒn dÉn, kü thuËt
dÞch vô (®iÒu khiÓn kÕt nèi) vµ c¸c øng dông cña ngêi sö dông. CÊu
tróc m¹ng 3G ®îc m« h×nh ho¸ theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. Trong
phÇn nµy giíi thiÖu mét sè cÊu tróc m¹ng bao gåm:
• M« h×nh kh¸i niÖm.
• M« h×nh cÊu tróc.
• CÊu tróc qu¶n lý tµi nguyªn
• CÊu tróc dÞch vô vµ kªnh m¹ng.
2.1.1.1 M« h×nh kh¸i niÖm.
Theo quan ®iÓm m« h×nh kh¸i niÖm, cÊu tróc m¹ng ®îc ph©n
thµnh c¸c hÖ thèng con dùa trªn cÊu tróc thñ tôc, lu lîng còng nh c¸c
phÇn tö vËt lý. Khi ®Ò cËp ®Õn nguån gèc cña lu lîng, m¹ng 3G bao
34

35. gåm hai khèi chøc n¨ng chÝnh: khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch gãi (PS)
vµ khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch kªnh (CS). Theo tiªu chuÈn TR 21.905
cña 3GPP, kh¸i niÖm khèi chøc n¨ng liªn quan ®Õn nhãm ë líp thÊp
nhÊt cña c¸c thùc thÓ vËt lý vµ c¸c giao diÖn (®iÓm truy nhËp) ®îc
®Þnh nghÜa gi÷a c¸c khèi chøc n¨ng. C¸c giao diÖn lµ ph¬ng tiÖn ®Ó
c¸c khèi chøc n¨ng giao tiÕp víi nhau.
M¹ ng th- ê ng tró
TÇng kh«ng truy nhËp
MiÒn CS
ThiÕt b Þ M¹ ng M¹ ng
M¹ ng
d i ®é ng truy nhËp p hôc vô truyÒn d Én
u sim
TÇng truy nhËp
M iÒn PS
Cu Uu Iu Yu
H×nh 2-1. M« h×nh kh¸i niÖm.
Dùa trªn c¸c cÊu tróc thñ tôc vµ nhiÖm vô cña chóng, m« h×nh
m¹ng 3G cã thÓ chia thµnh hai tÇng: t©ng truy nhËp vµ tÇng kh«ng
truy nhËp. Kh¸i niÖm tÇng thÓ hiÖn c¸ch c¸c thñ tôc liªn kÕt víi mét
khÝa c¹nh c¸c dÞch vô ®îc cung cÊp bëi mét hay nhiÒu khèi chøc
n¨ng (Tiªu chuÈn TR 21.905 cña 3GPP). Do vËy, tÇng truy nhËp bao
gåm c¸c thñ tôc xö lý giao tiÕp gi÷a thiÕt bÞ ngêi sö dông (UE) víi
m¹ng truy nhËp. TÇng kh«ng truy nhËp chøa c¸c thñ tôc xö lý giao
tiÕp gi÷a UE víi m¹ng lâi (khèi chøc n¨ng CS/PS) t¬ng øng.
Trªn h×nh 2-1, phÇn “M¹ng thêng tró” chøa c¸c th«ng tin ®¨ng ký
vµ th«ng tin b¶o mËt. M¹ng phôc vô lµ mét phÇn cña m¹ng lâi, hç trî
c¸c chøc n¨ng cña m¹ng lâi trong ph¹m vi khu vùc cho ngêi sö dông.
M¹ng truyÒn t¶i lµ phÇn m¹ng lâi thùc hiÖn kÕt nèi th«ng tin gi÷a m¹ng
phôc vô víi m¹ng bªn ngoµi.
2.1.1.2 M« h×nh cÊu tróc.
35

36. HÖ thèng UMTS ®îc x©y dùng dùa trªn c¬ së GSM. Do vËy, hÖ
thèng nµy cã xu híng tËn dông tèi ®a c¬ së h¹ tÇng GSM. CÊu tróc
m¹ng 3G ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2-2.
Uu
ut r a n Iu
cn
Vï ng CN CS
Rn c
ue
1
4 2
7 5 3
* 8 6
0 9
#
3G MRC/ VLR 3G G MSC
bs
Rn c
ue
bs HLR/ AuC/ EIR § ¨ ng ký
1
4 2
7 5 3
* 8 6
0 9
#
Rn c
Vï ng CN PS
SG SN G G SN
bs
ue
7
4
1
5
2
3
Rn c
* 8 6
0 9
#
bs
H×nh 2-2. M« h×nh cÊu tróc
ThiÕt bÞ ®Çu cuèi m¹ng 3G gäi lµ UE, gåm hai phÇn: thiÕt bÞ
di ®éng (ME) vµ modul nhËn d¹ng dÞch vô UMTS (USIM). HÖ thèng
cßn ®iÒu khiÓn truy nhËp v« tuyÕn b¨ng réng cã nhiÒu tªn kh¸c nhau
tuú theo c«ng nghÖ v« tuyÕn ®îc sö dông. Tªn dïng chung lµ m¹ng
truy nhËp v« tuyÕn (RAN). M¹ng truy nhËp v« tuyÕn cßn cã tªn kh¸c lµ
UTRAN hoÆc UTRA nÕu hÖ thèng sö dông ph¬ng ph¸p truy nhËp
CDMA. Trong c¸c gi¶i ph¸p 3GPP R4 vµ 3GPP R5, m¹ng truy nhËp v«
tuyÕn cßn ®îc gäi lµ GERAN.
UTRAN ®îc chia thµnh c¸c hÖ thèng con RNS. Mét RNS bao
gåm c¸c phÇn tö v« tuyÕn vµ phÇn tö ®iÒu khiÓn t¬ng øng. PhÇn tö
v« tuyÕn lµ c¸c BS, vµ phÇn tö ®iÒu khiÓn lµ RNC. C¸c hÖ thèng
RNS giao tiÕp víi nhau sö dông giao diÖn m¹ng Iur.
36

37. Kh¸i niÖm m¹ng lâi CN bao gåm tÊt c¶ c¸c phÇn tö m¹ng cã nhu
cÇu chuyÓn m¹ch vµ ®iÒu khiÓn thuª bao. M¹ng lâi bao gåm khèi
chøc n¨ng chuyÓn m¹ch gãi (PS) vµ khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch kªnh
(CS).
Trªn h×nh 2-2, khèi “thanh ghi” thùc hiÖn chøc n¨ng gièng nh
“m¹ng thêng tró” trong m« h×nh kh¸i niÖm 3G. Khèi nµy lu gi÷ c¸c
th«ng tin ®¨ng ký vµ th«ng tin b¶o mËt.
Trong m« h×nh cÊu tróc m¹ng 3G, tån t¹i c¸c giao diÖn më: giao
diÖn Uu gi÷a m¹ng truy nhËp UTRAN víi UE vµ giao diÖn gi÷a CN víi
UTRAN. Giao diÖn Iur còng lµ giao diÖn më gi÷a c¸c RNS.
2.1.1.3. CÊu tróc qu¶n lý tµi nguyªn.
CÊu tróc qu¶n lý tµi nguyªn (h×nh 2-3) dùa trªn c¬ së ph©n chia
c¸c chøc n¨ng qu¶n lý sau:
• Qu¶n lý kÕt nèi (CM).
• Qu¶n lý di ®éng (MM).
• Qu¶n lý tµi nguyªn v« tuyÕn (RMM).
§ iÒu khiÓn th«ng tin
CM CM
MM § iÒu khiÓn d i ®éng MM § iÒu khiÓn d i ®éng MM
§ iÒu khiÓn tµi ng uyª n
v« tuyÕn
RRM RRM
Gia o d iÖn më Uu Gia o d iÖn më Iu
UE UTRAN CN
NMS
H×nh 2-3. CÊu tróc qu¶n lý tµi nguyªn.
37

38. CM bao gåm tÊt c¶ c¸c thñ tôc, c¸c chøc n¨ng liªn quan ®Õn
viÖc qu¶n lý kÕt nèi cña ngêi sö dông.
MM gåm tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng, c¸c thñ tôc qu¶n lý di ®éng vµ b¶o
mËt nh c¸c thñ tôc b¶o mËt kÕt nèi, c¸c thñ tôc b¶o mËt vÞ trÝ. PhÇn
lín c¸c chøc n¨ng cña MM ®îc thùc hiÖn bªn trong m¹ng lâi. Trong 3G,
c¸c chøc n¨ng cña MM cßn ®îc thùc hiÖn trong m¹ng truy nhËp v«
tuyÕn (UTRAN).
RMM bao gåm c¸c thñ tôc cña UTRAN thùc hiÖn viÖc qu¶n lý tµi
nguyªn v« tuyÕn nh: ®iÒu khiÓn c«ng suÊt, chuyÓn giao vµ ®iÒu
khiÓn t¶i hÖ thèng.
MÆc dï c¸c nhiÖm vô qu¶n lý ®îc thùc hiÖn bªn trong c¸c khèi
chøc n¨ng vµ c¸c phÇn tö m¹ng nhng chóng cÇn ®îc hç trî b»ng th«ng
tin gi÷a c¸c khèi chøc n¨ng vµ c¸c phÇn tö m¹ng cã liªn quan ®Õn
nhiÖm vô qu¶n lý. ViÖc th«ng tin nµy bao gåm thu thËp th«ng tin vµ
b¸o c¸o vÒ tr¹ng th¸i cña c¸c phÇn tö bªn ngoµi còng nh ra lÖnh cho c¸c
phÇn tö nµy thùc hiÖn nhiÖm vô qu¶n lý. Do vËy, c¸c chøc n¨ng ®iÒu
khiÓn ®îc kÕt hîp víi c¸c nhãm nhiÖm vô ®iÒu khiÓn sau:
• §iÒu khiÓn th«ng tin (COMC).
• §iÒu khiÓn di ®éng (MOBC).
• §iÒu khiÓn tµi nguyªn v« tuyÕn (RRC).
COMC duy tr× c¸c c¬ chÕ nh ®iÒu khiÓn cuéc gäi, ®iÒu khiÓn
phiªn trong chuyÓn m¹ch gãi. MOBC duy tr× ®iÒu khiÓn cËp nhËt vÞ
trÝ vµ b¶o mËt. RRC thùc hiÖn chøc n¨ng qu¶n lý thiÕt lËp kÕt nèi v«
tuyÕn vµ duy tr× kÕt nèi gi÷a UE víi UTRAN.
2.1.1.4 . CÊu tróc dÞch vô UMTS.
Víi quan ®iÓm x©y dùng hÖ thèng 3G theo ®Þnh híng dÞch vô
nhiÒu h¬n so víi m¹ng th«ng tin di ®éng truyÒn thèng. Nãi c¸ch kh¸c,
c¸c hÖ thèng 1G vµ 2G lµ nh÷ng hÖ thèng bÞ giíi h¹n céng nghÖ chØ
cho phÐp ngêi sö dông sö dông mét sè c¸c dich vô c«ng nghÖ ®Æc
thï. Theo quan ®iÓm dÞch vô, m« h×nh m¹ng 3G cã d¹ng nh h×nh 2-
4.
38

39. lí p dÞ h vô
c
Chøc
Qu¶ n l í p t¹ o dÞ h v ô
c
n¨ ng
lý l í p ph Çn t ö m¹ n g b¶o
m Ët
m ¹ ng
Lí p t r u yÒ t ¶ i v Ët l ý
n
H×nh 2-4. CÊu tróc dÞch vô
Do c¬ së h¹ tÇng m¹ng 3G rÊt phøc t¹p, cã hai vÊn ®Ò kü thuËt
trong m¹ng cÇn ®îc sö lý kü lìng: vÊn ®Ò qu¶n lý vµ an ninh m¹ng.
§øng trªn quan ®iÓm cÊu tróc dÞch vô, m¹ng 3G vµ c¸c phÇn tö cña
nã cã thÓ ®îc chia thµnh bèn líp kh¸c nhau. Líp thÊp nhÊt lµ nÒn t¶ng
cho tÊt c¶ c¸c líp cßn l¹i, cßn l¹i lµ líp truyÒn t¶i vËt lý. C¸c nót sö dông
ph¬ng tiÖn truyÒn t¶i vËt lý h×nh thµnh mét líp gäi lµ líp phÇn tö
m¹ng. Líp thø ba chøa c¸c phÇn tö vµ chøc n¨ng t¹o ra c¸c khèi chøc
n¨ng trong ®ã h×nh thµnh c¸c dich vô phôc vô ngêi sö dông ®Çu cuèi.
Líp dÞch vô ë trªn cïng trong m« h×nh dÞch vô t¹o ra ng÷ c¶nh cho c¸c
dÞch vô phøc t¹p. Cã hai quy t¾c ®îc ¸p dông cho m« h×nh bèn líp nãi
trªn:
• Quy t¾c A: c¸c líp cµng thÊp th× c¸c kho¶n ®Çu t cho c¸c
phÇn tö m¹ng cña líp ®ã cµng lín. Nãi c¸ch kh¸c c¸c phÇn tö
truyÒn dÉn vµ c¸c phÇn tö m¹ng tèn nhiÒu tiÒn ®Çu t nhÊt
trong hÖ thèng 3G.
• Quy t¾c B: líp cµng cao th× cµng ph¶i ®Çu t nhiÒu cho ý t-
ëng. §èi víi c¸c líp cao, c¸c vÊn ®Ò vÒ c«ng nghÖ kh«ng cßn
quan träng. VÊn ®Ò ë ®©y lµ ph¶i cã hiÓu biÕt vÒ hµnh vi
ngêi sö dông.
2.1.2 CÊu tróc m¹ng truy nhËp v« tuyÕn UTRAN.
NhiÖm vô chÝnh cña UTRAN lµ t¹o vµ duy tr× c¸c kªnh m¹ng truy
nhËp v« tuyÕn (RAB) ®Ó thùc hiÖn th«ng tin gi÷a thiÕt bÞ di ®éng
(UE) víi m¹ng lâi (CN). UTRAN n»m gi÷a hai giao diÖn më Uu vµ Iu.
NhiÖm vô cña UTRAN lµ thùc hiÖn c¸c dÞch vô m¹ng qua c¸c giao
39

40. diÖn nµy. NhiÖm vô ®ã ®îc thùc hiÖn víi sù phèi hîp cña m¹ng lâi. C¸c
kªnh m¹ng v« tuyÕn (RAB) tho¶ m·n c¸c yªu cÇu QoS ®îc thiÕt lËp bëi
m¹ng lâi (CN). H×nh 2-5 m« t¶ cÊu tróc UTRAN ë líp phÇn tö m¹ng
UTRAN bao gåm c¸c hÖ thèng con m¹ng v« tuyÕn (RNS). Mçi RNS
bao gåm mét sè tr¹m gèc (BS, cßn gäi lµ node B), giao diÖn Uu lµ mét
bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn (RNC). C¸c RNS giao tiÕp víi nhau sö
dông giao diÖn Iur gi÷a hai RNC. Iur lµ giao diÖn më mang c¶ th«ng
tin b¸o hiÖu vµ lu lîng.
Uu
ut r a n Iu
Rn c
ue
1
4 2
7 5 3
* 8 6
0 9
#
bs
Rn c
ue
bs Vï ng m ¹ ng lâi:
*
7
4
1
8
5
2
6
3
c ¸ c kÕt nèi c huyÓn
m ¹ c h kª nh vµ
0 9
#
c huyÓn m ¹ c h g ã i
Rn c
bs
ue
7
4
1
5
2
3
Rn c
* 8 6
0 9
#
bs
H×nh 2-5. CÊu tróc cña UTRAN
2.1.2.1. Tr¹m gèc.
Tr¹m gèc ®Æt ë gi÷a hai giao diÖn Uu vµ Iub (giao diÖn UMTS
gi÷a BS víi RNC). NhiÖm vô chÝnh cña BS lµ thiÕt lËp giao diÖn Uu
víi m¹ng vµ giao diÖn Iub b»ng c¸ch sö dông c¸c líp thñ tôc dµnh cho
c¸c giao diÖn nµy. Sù hiÖn diÖn cña giao diÖn Uu cã ý nghÜa lµ BS
sö dông c¸c kªnh vËt lý truy nhËp v« tuyÕn WCDMA vµ chuyÓn c¸c
th«ng tin tõ c¸c kªnh truyÒn t¶i vµo c¸c kªnh vËt lý dùa trªn nh÷ng bè
trÝ cña bé ®iÒu khiÓn truy nhËp m¹ng RNC.
40

41. CÊu tróc bªn trong tr¹m gèc phô thuéc vµo nhµ s¶n xuÊt thiÕt
bÞ. Tuy nhiªn cÊu tróc l«gic cña BS trong hÖ thèng UTRAN cã tÝnh
chÊt phæ biÕn. Theo quan ®iÓm m¹ng, BS cã thÓ ®îc ph©n chia
thµnh c¸c thùc thÓ l«gic trªn h×nh 2-6
PhÝ Uu
a PhÝ Iub
a
Cell TruyÒn t¶ i c hung
Cæ d ÷ liÖu RACH
ng
TRX
C¸ c kª nh truyÒn t¶ i
C ¸ c kª nh vËt lý
TRX Cæ d ÷ liÖu FACH
ng
C¸ c kª nh truyÒn t¶ i
C ¸ c kª nh vËt lý
TRX Cæ d ÷ liÖu CPCH
ng
C¸ c kª nh truyÒn t¶ i
C ¸ c kª nh vËt lý
Cæ d ÷ liÖu PCH
ng
Cæ ®iÒu khiÓn Nod e B
ng
Cell Ng ÷ c ¶ nh th«ng tin
Nod e B
Cell DSCH § iÓm ®Çu
c uèi l- u
DCH
Cell l- î ng
Cæ ®iÒu khiÓn
ng
Cell th«ng tin
H×nh 2-6. CÊu tróc l«gic cña tr¹m gèc
ë phÝa giao diÖn Iub, BS bao gåm cã hai thùc thÓ: thùc thÓ
truyÒn t¶i dïng chung vµ mét sè ®iÓm kÕt cuèi lu lîng (TPP). Thùc
thÓ truyÒn t¶i dïng chung cã mét cæng ®iÒu khiÓn nót B ®Ó phôc vô
cho viÖc vËn hµnh vµ b¶o dìng (O&M). Mét TTP bao gåm mét sè ng÷
c¶nh th«ng tin nót B. Ng÷ c¶nh th«ng tin nót B gåm tÊt c¶ c¸c nguån
tµi nguyªn dµnh riªng sö dông khi UE ho¹t ®éng ë chÕ ®é rµnh riªng.
Do vËy mét ng÷ c¶nh th«ng tin nót B cã Ýt nhÊt mét kªnh rµnh riªng
(DCH). Kªnh ph©n chia híng xuèng (DSCH) còng n»m trong khèi ng÷
c¶nh nµy. Theo quan ®iÓm c¬ së h¹ tÇng m¹ng UMTS, BS ®îc coi nh
41

42. lµ mét thùc thÓ l«gic O&M, thùc thÓ nµy phôc vô cho nhiÖm vô qu¶n
lý m¹ng.
Dùa vµo khÝa c¹nh m¹ng v« tuyÕn vµ phÇn ®iÒu khiÓn cña nã,
BS bao gåm mét sè thùc thÓ l«gic kh¸c gäi tªn lµ cell. Mét cell lµ thùc
thÓ nhá nhÊt cña m¹ng v« tuyÕn vµ cã mét sè nhËn d¹ng (ID) riªng.
Sè nhËn d¹ng nµy ®îc nhËn biÕt bëi c¸c UE.
Mçi cell cã m· ngÉu nhiªn riªng. UE nhËn d¹ng cell b»ng c¸ch sö
dông hai sè liÖu ®Çu vµo: m· ngÉu nhiªn (khi UE ®¨ng ký víi cell) vµ
cell ID (sö dông cho t«p« m¹ng v« tuyÕn). Mét cell cã thÓ cã mét vµi
bé thu ph¸t (TRX). TRX chuyÓn c¸c th«ng tin qu¶ng b¸ ®Õn UE. Th«ng
tin qu¶ng b¸ nµy lµ kªnh vËt lý ®iÒu khiÓn chung s¬ cÊp (P-CCPCH),
néi dung kªnh nµy chøa th«ng tin kªnh qu¶ng b¸ (BCH). TRX duy tr×
c¸c kªnh vËt lý th«ng qua giao tiÕp Uu, c¸c kªnh vËt lý chøa c¸c kªnh
truyÒn t¶i mang th«ng tin cã thÓ lµ dïng chung hoÆc dµnh riªng. Mçi
cell cã tèi thiÓu mét TRX. TRX lµ phÇn vËt lý cña BS thùc hiÖn mét
sè chøc n¨ng. C¸c dßng sè liÖu ®îc truyÒn qua giao diÖn Iu tíi ®êng
truyÒn v« tuyÕn vµ ngîc l¹i.
2.1.2.2. Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn.
Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn (RNC) lµ phÇn tö chuyÓn m¹ch
vµ ®iÒu khiÓn cña TURAN. RNC n»m gi÷a hai giao diÖn Uu vµ Iu.
Ngoµi ra, cßn cã giao diÖn Iur gi÷a c¸c RNS. CÊu tróc l«gic cña RNC
®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2-7.
42

43. Iub Iu
®Õn tõ ®Õn tõ
c ¸ c BS (B¨ ng ré ng ) m¹ ng lâi
ChuyÓn m¹ c h
Khèi Khè i
g ia o g ia o
d iÖn d iÖn
Chøc Q u¶ n lý Gia o d iÖn
n¨ ng ®iÒu tµ i ng uyª n O&M
khiÓn v« tuyÕn
®Õn tõ
UTRAN
c ¸ c RNC
kh¸ c
®Õn tõ khèi
Qu¶ n lý m¹ ng
H×nh 2-7. CÊu tróc RNC
Chøc n¨ng RNC dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c ng÷ c¶nh th«ng tin cña
tr¹m gèc (nót B) gäi lµ CRNC. Khi tÝnh ®Õn c¸c kªnh mang, RNC lµ
®iÓm chuyÓn m¹ch gi÷a c¸c kªnh mang Iu vµ kªnh mang v« tuyÕn
(RB). RB liªn quan ®Õn ng÷ c¶nh cña UE. Ng÷ c¶nh UE lµ mét bé c¸c
tiªu chuÈn dïng trong giao diÖn Iub ®Ó ph©n bæ c¸c kÕt nèi chung vµ
c¸c kÕt nèi dµnh riªng gi÷a UE vµ RNC. Do UTRAN sö dông ph©n tËp
vÜ m«, cho nªn UE cã thÓ cã mét sè kªnh mang v« tuyÕn (RB) gi÷a
chóng vµ RNC (trong trêng hîp chuyÓn giao mÒm). RNC phôc vô
(SRNC) chøa c¸c kªnh mang Iu cho mét UE nhÊt ®Þnh.
Chøc n¨ng cßn l¹i cña RNC lµ DRNC. Khi ë chÕ ®é lµm viÖc
DRNC, RNC tù x¸c ®Þnh c¸c ng÷ c¶nh UE. C¸c yªu cÇu cho ho¹t ®éng
nµy xuÊt ph¸t tõ SRNC th«ng qua giao diÖn Iur.
Hai chøc n¨ng SRNC vµ DRNC cã thÓ ho¸n ®æi cho nhau.
Trong trêng hîp UE di chuyÓn trong m¹ng khi thùc hiÖn chuyÓn giao
mÒm. UE ®îc truy nhËp hoµn toµn nhê mét RNC, kh«ng ph¶i lµ
SRNC. RNC nµy thùc hiÖn thiÕt lËp kªnh mang v« tuyÕn (RB) ®Çu
tiªn cho UE. Trong trêng hîp ®ã, chøc n¨ng SRNC ®îc chuyÓn cho
43

44. mét RNC x¸c ®Þnh. Thñ tôc nµy ®ù¬c gäi lµ ®Þnh vÞ l¹i SRNC hoÆc
SRNS.
2.1.2.3. C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cña UTRAN.
§Ó cã thÓ ®iÒu khiÓn vµ qu¶n lý c¸c kªnh mang v« tuyÕn (RB),
UTRAN thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng kh¸c ngoµi chøc n¨ng qu¶n lý tµi
nguyªn v« tuyÕn RRM. C¸c chc n¨ng ®ã bao gåm:
• Ph¸t qu¶ng b¸ th«ng tin hÖ thèng.
• ThiÕt lËp c¸c kªnh mang b¸o hiÖu vµ truy nhËp ngÉu nhiªn.
• Qu¶n lý kªnh mang v« tuyÕn (RB).
• C¸c chøc n¨ng an toµn trong m¹ng UTRAN.
• Qu¶n lý di ®éng líp UTRAN.
• Xö lý c¬ së d÷ liÖu.
• §Þnh vÞ thuª bao.
2.1.3 CÊu tróc m¹ng lâi.
2.1.3.1. CÊu tróc m¹ng lâi theo tiªu chuÈn 3GPP R99.
2.1.3.1.1. CÊu tróc m¹ng.
3GPP R99 lµ tiªu chuÈn UMTS ®Çu tiªn, trong ®ã thÓ hiÖn mét
hÖ thèng truy nhËp v« tuyÕn b¨ng réng víi m¹ng lâi (CN) ®îc n©ng
cÊp tõ GSM. M¹ng lâi sö dông h¹ tÇng GSM vµ phÇn më réng GPRS
®Ó sö dông cho c¸c dÞch vô gãi. M¹ng lâi ®îc chia thµnh hai khèi chøc
n¨ng: khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch kªnh (CS) vµ khèi chøc n¨ng
chuyÓn m¹ch gãi (PS). CÊu tróc m¹ng CN ®îc cho trªn h×nh 2-8.
44

45. cn
Vï ng C N CS
3G MRC/ VLR 3G GM SC
ue
M¹ ng M¹ ng
HLR/ AuC / EIR § ¨ ng ký
*
7
4
1
8
5
2
6
3
truy ng o µi
0 9
nhËp
#
Vï ng CN PS
SGSN G GSN
H×nh 2-8. CÊu tróc m¹ng lâi theo tiªu chuÈn 3GPP R99
Khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch kªnh (CS) gåm hai phÇn tö m¹ng
c¬ b¶n:
• Trung t©m chuyÓn m¹ch di ®éng (MSC/VLR).
• Trung t©m chuyÓn m¹ch di ®éng cæng (GMSC).
MSC/VLR chÞu tr¸ch nhiÖm cho c¸c ho¹t ®éng qu¶n lý kÕt nèi
chuyÓn m¹ch kªnh, qu¶n lý di ®éng (MM) nh: cËp nhËp vÞ trÝ, t×m
gäi vµ c¸c chøc n¨ng b¶o mËt. Ngoµi ra, MSC/VLR cßn chøa c¸c bé
chuyÓn m· (sö dông ®Ó chuyÓn m· tho¹i). §©y lµ mét kh¸c biÖt so víi
hÖ thèng GSM truyÒn thèng, ë hÖ thèng nµy bé chuyÓn m· lµ mét
phÇn cña m¹ng truy nhËp v« tuyÕn.
GMSC phô tr¸ch kÕt nèi víi c¸c m¹ng bªn ngoµi. Theo quan
®iÓm qu¶n lý kÕt nèi, GMSC thiÕt lËp ®êng kÕt nèi ®Õn c¸c
MSC/VLR ®ang phôc vô mµ t¹i ®ã cã thÓ t×m thÊy thuª bao cÇn t×m.
theo quan ®iÓm qu¶n lý di ®éng, GMSC khëi t¹o thñ tôc phôc håi
45

46. th«ng tin vÞ trÝ víi môc ®Ých ®Ó t×m MSC/VLR phôc vô ®Ó kÕt nèi
cuéc gäi.
Khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch gãi (CNPS) gåm hai phÇn tö m¹ng
c¬ b¶n:
• Nót hç trî GPRS phôc vô (SGSN).
• Nót hç trî GPRS cæng (GGSN).
SGSN hç trî th«ng tin chuyÓn m¹ch gãi tíi m¹ng truy nhËp v«
tuyÕn: SGSN giao tiÕp víi GSM BSS qua giao diÖn Gb vµ UTRAN
qua giao diÖn Iu. Chøc n¨ng chñ yÕu cña SGSN liªn quan ®Õn viÖc
qu¶n lý di ®éng: cËp nhËt khu vùc ®Þnh tuyÕn, ®¨ng ký vÞ trÝ, t×m
gäi vµ ®iÒu khiÓn c¬ chÕ b¶o mËt trong chuyÓn m¹ch gãi.
GGSN duy tr× kÕt nèi tíi c¸c m¹ng chuyÓn m¹ch gãi kh¸c nh
m¹ng internet GGSN thùc hiÖn chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng gièng nh
GMSC. Ngoµi ra, nã cßn thùc hiÖn chøc n¨ng qu¶n lý phiªn.
M¹ng truyÒn t¶i kÕt nèi gi÷a c¸c GSN ®îc gäi lµ ®êng trôc IP (®-
îc coi nh mét m¹ng Intranet c¸ nh©n). §êng trôc IP cã thÓ thùc hiÖn ®-
îc chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn, khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch gãi ph¶i cã
mét m¸y chñ tªn miÒn (DNS).
Ngoµi khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch kªnh (CS) vµ khèi chøc n¨ng
chuyÓn m¹ch gãi (PS), m¹ng lâi cßn cã khèi thanh ghi bao gåm: thanh
ghi thêng tró (HLR), trung t©m nhËn thùc (AuC) vµ thanh ghi chØ thÞ
thiÕt bÞ (EIR). Khèi thanh ghi chøa th«ng tin ®Þa chØ vµ th«ng tin
nhËn thùc cho c¶ hai khèi chøc n¨ng chuyÓn m¹ch kªnh (CS) vµ khèi
chøc n¨ng chuyÓn m¹ch gãi (PS) ®Ó thùc hiÖn chøc n¨ng qu¶n lý di
®éng. HLR chøa c¸c d÷ liÖu cè ®Þnh vÒ thuª bao. Th«ng thêng mét
thuª bao chØ ®îc phÐp ®¨ng ký víi mét HRL. AuC lµ mét c¬ së d÷ liÖu
t¹o ra c¸c vect¬ nhËn thùc. C¸c vect¬ nµy chøa c¸c tham sè b¶o mËt ë
giao diÖn Iu. Th«ng thêng AuC ®îc tÝch hîp víi HLR vµ chóng cïng sö
dông giao tiÕp thñ tôc MAP ®Ó truyÒn th«ng tin. EIR duy tr× c¸c
th«ng tin chØ thÞ liªn quan ®Õn phÇn cøng cña UE.
Ngoµi c¸c thanh ghi trong khèi thanh ghi, CN cßn cã thªm mét
thanh ghi n÷a (thanh ghi t¹m tró -VLR). ë GSM, thanh ghi nµy ho¹t
46