thông tin di động nguyễn phạm anh dũng

1. Thông tin di động

2. Nội dung môn học
 Phần 1: Tổng quan về hệ thống TTDD
 Phần 2: Hệ thống GSM
 Phần 3: 3G và UMTS/WCDMA
 Phần 4: Các kênh và lớp giao thức WCDMA

3. Tài liệu tham khảo
 Thông tin di động số, Ericsson, 1996
 www.wikipedia.org
 Tính toán mạng thông tin di động số cellular,
Thầy Vũ Đức Thọ
 GSM, CdmaOne and 3G Systems,
Raymond Steele, Chin-Chun Lee, Peter Gould
 GSM, Switching, Services and Protocols,
John Wiley & Sons
 Website của tạp chí bưu chính viễn thông, địa chỉ:
http://www.tapchibcvt.gov.vn/
 http://www.google.com
 http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_mobile_phones

4. Phần 1
TỔNG QUAN VỀ
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

5. Nội dung
 Lịch sử phát triển
 Cấu trúc hệ thống
 Tế bào
 Đa truy nhập

6. ξ1. Lịch sử phát triển
Giới thiệu chung:
 Hệ thống thông tin di động tế bào số (Digital Cellular
mobile communication systems) hay còn gọi là hệ thống
thông tin di động (mobile systems) là hệ thống liên lạc
với nhiều điểm truy nhập khác nhau (access points, or
base stations) trên một vùng địa lý hay còn goi là các cell.
 Nguời sử dụng có thể di chuyển trong vùng phủ sóng
của các trạm (base station)

7. ξ1. Lịch sử phát triển
 Ra đời vào những năm 1920 ( là các phương tiện thông tin
giữa các đơn vị cảnh sát Mỹ )
 1982 sử dụng kỹ thuật TDMA là Nhóm đặc trách di đông
GSM (Group Special Mobile) sau này được đổi thành Hệ
thống di động toàn cầu (Global System for Mobile
communications
 Việt Nam sử dụng GSM từ 1993
 1991 Qualcomm triển khai hệ thống di động trên công nghệ
CDMA chuẩn IS-95A (Interim Standard-95A)
 Viêt Nam triển khai hệ thống di động theo công nghệ
CDMA và đưa vào sử dụng tháng 7/2003

8. ξ1. Lịch sử phát triển
Các thế hệ :
 Thế hệ thứ nhất (1G)
 Thế hệ thứ hai (2G)
 Thế hệ thứ ba (3G)
 Thế hệ thứ bốn (4G)

9. ξ1. Lịch sử phát triển
 First Generation (1G)
 Hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương thức
đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA và điều chế tần
số FM.
 Đặc điểm:
 Phương thức truy nhập: FDMA
 Dịch vụ đơn thuần là thoại
 Chất lượng thấp
 Bảo mật kém

10. ξ1. Lịch sử phát triển
 Một số hệ thống điển hình:
 NMT: Nordic Mobile Telephone sử dụng băng tần 450 MHz.
Triển khai tại các nước Bắc Âu vào năm 1981 (Scandinavia)
 TACS: Total Access Communication System triển khai tại
Anh vào năm 1985.
 AMPS: Advanced Mobile Phone System triển khai tại Bắc
Mỹ vào năm 1978 tại băng tần 800 MHz.

11. ξ1. Lịch sử phát triển
 Second Generation (2G)
 Hệ thống di động số tế bào:
 Dung lượng tăng
 Chất lượng thoại tốt hơn
 Hỗ trợ các dịch vụ số liệu (data)
 Phương thức truy nhập:
 TDMA, CDMA băng hẹp (NarrowBand)
 Chuyển mạch: chuyển mạch kênh (Circuit Switching).

12. ξ1. Lịch sử phát triển
 Một số hệ thống điển hình:
 GSM: (Global System for Mobile Phone) - TDMA. Triển khai
tại Châu Âu.
 D-AMPS (IS-136 - Digital Advanced Mobile Phone System)
– TDMA. Triển khai tại Mỹ
 IS-95 (CDMA one) - CDMA. Triển khai tại Mỹ và Hàn
Quốc.
 PDC (Personal Digital Cellular) – TDMA, Triển khai tại Nhật
Bản.

13. ξ1. Lịch sử phát triển
 Evolved Second Generation (2.5 G)
 Các dịch vụ số liệu cải tiến :
 Tốc độ bit data cao hơn.
 Hỗ trợ kết nối Internet.
 Phương thức chuyển mạch:
 Chuyển mạch gói - Packet Switching
Ví dụ:
 GPRS - General Packet Radio Services: Nâng cấp từ mạng GSM nhằm hỗ trợ
chuyển mạch gói (172 kbps).
 EDGE - Enhance Data rate for GSM Evolution
 Hỗ trợ tốc độ bit cao hơn GPRS trên nền GSM (384 kbps)

14. ξ1. Lịch sử phát triển
 Third Generation (3G)
 Hỗ trợ các dịch vụ số liệu gói tốc độ cao:
 Di chuyển trên các phương tiện (Vehicles):
144 kbps - Macro Cell
 Đi bộ, di chuyển chậm (Pedestrians):
384 kbps – Micro cell
 Văn phòng ( Indoor, stationary users)
2 Mbps - Pico cell
 Dịch vụ đa phương tiện, kết nối qua Internet, ví dụ như:
 Video Streaming, video conference, web browsing, email,
navigational maps . .

15. ξ1. Lịch sử phát triển
 Third Generation (3G)
 Hai hướng tiêu chuẩn cho mạng 3G:
 W-CDMA: UTMS:
 Phát triển từ hệ thống GSM, GPRS
 CDMA 2000 1xEVDO:
 Phát triển từ hệ thống CDMA IS-95

16. Cost of moving from GSM to cdmaOne overrides the benefit of the
CDMA migration path
Source: U.S. Bancorp Piper Jaffray

17. ξ1. Lịch sử phát triển
 Fourth Generation (4G)
 Hiện nay đang xây dựng chuẩn.
 Cải tiến về dịch vụ dữ liệu:
 Tốc độ bit: 20 – 100 Mb/s.
 Phương thức điều chế:
 OFDM, MC-CDMA
 Xu hướng kết hợp: mạng lõi IP + mạng truy nhập di động
(3G) và truy nhập vô tuyến Wimax & Wi-Fi !

18. Distribution of GSM Subscribers
 GSM is used by 70% of subscribers worldwide
 564 M subs / 800 M subs in July 2001
 Most GSM deployments in Europe (59%) and Asia (33%)
 ATT & Cingular deploying GSM in US today
Number of subscribers
in the world (Jul 2001)
GSM
71%
CDMA
12%
US TDMA
10%
PDC
7%
Source: EMC World Cellular / GSM Association

19. ξ1. Lịch sử phát triển
 Fourth Generation (4G)
 Hiện nay đang xây dựng chuẩn.
 Cải tiến về dịch vụ dữ liệu:
 Tốc độ bit: 20 – 100 Mb/s.
 Phương thức điều chế:
 OFDM, MC-CDMA
 Xu hướng kết hợp: mạng lõi IP + mạng truy nhập di động
(3G) và truy nhập vô tuyến Wimax & Wi-Fi !

20. ξ2. Cấu trúc hệ thống

21. ξ2. Cấu trúc hệ thống
Trong đó:
 HLR: Home Location Register: bộ đăng ký định vị thường
trú
 VLR: Visited Location Register: bộ đăng ký định vị tạm trú
 AuC: Authentication Center: Trung tâm nhận thực
 MSC: Mobile Switching Center: Trung tâm chuyển mạch di
động

22. ξ3. Khái niệm tế bào
 Cell – tế bào hay ô: là đơn vị cơ sở của mạng, tại đó trạm di
động MS tiến hành trao đổi thông tin với mạng qua trạm thu phát
gốc BTS (BS).
 Trong đó:
 MS: Mobile Station - trạm di động.
 BTS (BS): Base Tranceiver Station (Base Station)

23. ξ3. Khái niệm tế bào
Trạạm thu pháát gốốc BTS
–– Base Transceiver
Station
Tếế bàào ­­cell

24. ξ3. Khái niệm tế bào
 Phương thức phủ sóng:
 an ten vô hướng và có hướng
 1 hoặc 3 anten
 Độ nhạy thu - Receive Sensitivity:
 Mức công suất tối thiểu mà tại đó máy thu vẫn nhận
được tín hiệu.
 Đơn vị: [dBm]
 VD: Card mạng WLAN theo chuẩn 802.11 có độ nhạy
thu là -96 dBm

25. ξ4. Các phương thức đa truy nhập
 FDMA: Frequency Division Multiple Access
đa truy nhâp phân chia theo tần số
 TDMA: Time Division Multiple Access
đa truy nhâp phân chia theo thời gian
 CDMA: Code Division Multiple Access
đa truy nhâp phân chia theo mã

26. Băng tần của hệ thống
 Mỗi hệ thống thông tin di động được cấp phát một hoặc nhiều băng
tần xác định.
 Trong mỗi băng tần, các kênh vô tuyến của hệ thống sẽ được ấn
định.
 Ví dụ: Băng tần GSM 900 được cấp phát là
- UL: 890 MHz – 915 MHz
- DL: 935 MHz – 960 MHz

27. Phần 2
HỆ THỐNG GSM

28. Nội dung
 Cấu trúc hệ thống
 Phân cấp vùng phục vụ
 Các giao diện
 Các giao thức
 Sử dụng lại tần số
 Chu trình cuộc gọi và chuyển giao

29. ξ2.1. Cấu trúc hệ thống GSM
 Mạng thông tin di động mặt đất công cộng PLMN (Public Land
Mobile Network) theo chuẩn GSM được chia thành 3 (4) phân hệ
chính sau:
 Phân hệ chuyển mạch - NSS
 Network Switching Subsystem.
 Phân hệ vô tuyến - RSS = BSS + MS
 Radio SubSystem
 Phân hệ vận hành và bảo dưỡng - OMS
 Operation and Maintenance Subsystem

30. ξ2.1. Cấu trúc hệ thống GSM
msc
iwf
ec
vlr
auc hlr
eir
NSS
bsc
bts bts bts
S I E M E N S
N IX D O R F
trau
BSS
omc
Data
NetwoRK
pstn
ms
Me sim
Omc­s
Omc­r
IWF: InterWorking Function ­Khối
tương tác mạng EC: Echo Canceler ­Khối
triệt tiếng vọng
Kết nối mang thông tin báo hiệu /điều khiển Kết nối mang thông tin người sử dụng và báo hiệu

31. 1. Tr m di đ ng ạ ộ MS - Mobile Station
 Trạm di động MS = ME + SIM
 ME : Mobile Equipment - thiết bị di động
 SIM: Subscriber Indentity Module
Module nhận dạng thuê bao.
 ME = hardware + software
 ME  IMEI = Assigned at the factory
6 digits 2 digits
Final Assembly Serial Number
Code
Type Approval
Code
IMEI
6 digits
1 digit
Sp

32. Tr m di đ ng MS ạ ộ - Mobile Stattion
 SIM: lưu giữ các thông tin nhận thực thuê bao và mật mã
hóa/giải mật mã hóa.
 Các thông tin lưu giữ trong SIM:
 Các số nhận dạng IMSI, TMSI
 Khóa nhận thực Ki
 Số hiệu nhận dạng vùng định vị LAI: (Location Area ID)
 Khóa mật mã Kc
 Danh sách các tần số lân cận

33. Phân hệ trạm gốc BSS
 BSS: Base Station Subsystem
 BSS = TRAU + BSC + BTS
 TRAU (XCDR): Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ.
 BSC: Bộ điều khiển trạm gốc.
 BTS: trạm thu phát gốc.
 BSS kết nối với NSS qua luồng PCM cơ sở 2 Mbps.

34. B ộ điều khiển trạm gốc BSC
 BSC: Base Station Controller
 Bộ điều khiển trạm gốc BSC thực hịên các chức
năng sau:
 Điều khiển một số trạm BTS: xử lý các bản tin báo hiệu,
điều khiển,vận hành & bảo dưỡng đi/đến BTS.
 Khởi tạo kết nối.
 Điều khiển chuyển giao:Intra & Inter BTS HO
 Kết nối đến MSC, BTS và OMC.

35. BSS’s components
bsc
bts
trau
BSS
MSC
bts bts
BSS = TRAU + BSC + BTS

36. Trạm thu phát gốc BTS
 BTS: Base Tranceiver Station
hoặc BS: Base Station
 Trạm thu phát gốc BTS thực hịên các chức năng sau:
 Thu phát vô tuyến (Radio Carrier Tx and Rx)
 Ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý
( Logical to physical Ch Mapping )
 Mã hóa/giải mã hóa (Coding/Decoding)
 Mật mã hóa/giải mật mã hóa(Ciphering/Deciphering)
 Điều chế / giải điều chế (Modulating/ Demodulating)

37. Cấu hình BSS
BTS
BTS
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
1
2
3
4
6
7
BTS
5
* Vị trí của BTS so với BSC:
BTS đặt gần: co­located
BTS: 
BTS ở xa: remote BTS:  ÷ 
* Cấu hình kết nối các BTS:
Hình sao: star ­
,,
Hình chuỗi: chain ­
,,,
Mạch vòng: loop ­
,, ,, ,, 

38. Bộ TRAU (XCDR)
TRAU: Transcoding and Rate Adaption Unit
hoặc XCDR : TransCoDeR
chuyển
đổi
mã
PCM: 64 Kbps
MSC
LPC: 13 Kbps
BSC
+ header: 3 Kbps
MUX
Ghép kênh:
4*(3+13) = 64 Kbps
Tốc độ 1 kênh
thoại: 16 Kbps
1
2
3
4
1 TS  1 kênh
thoại: 64 kbps
1 TS (64kbps)
 4 kênh (16kbps)

39. 2. Phân hệ chuyển mạch NSS

40. Tổng đài di động MSC
Chức năng:
• Xử lý cuộc gọi (call procesing).
• Điều khiển chuyển giao (Handover control).
• Quản lý di động (mobility management).
• Xử lý tính cước (billing).
• Tương tác mạng (interworking function):GatewayMSC
GMSC

41. Bộ định vị thường trú HLR
“HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê
bao”.
• Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN.
• Các thông tin về thuê bao
• Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng.
• Số hiệu VLR đang phục vụ MS
HLR: Home Location Register

42. Bộ định vị tạm trú VLR
“VLR là cơ sở dữ liệu trung gian lưu giữ tạm thời
thông tin về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR
được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR”.
• Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN,TMSI.
• Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS.
• Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng
• Trạng thái của MS (bận: busy; rỗi : idle)
VLR: Visitor Location Register

43. Trung tâm nhận thực AuC
“AuC (AC) là cơ sở dữ liệu lưu giữ mã khóa cá nhân
Ki của các thuê bao và tạo ra bộ ba tham số nhận
thực ‘triple: RAND, Kc,SRES’ khi HLR yêu cầu
để tiến hành quá trình nhận thực thuê bao”.
AuC: Aunthentication Center

44. Khối nhận dạng thiết bị EIR
“EIR là cơ sở dữ liệu thông tin về tính hợp lệ của thiết bị ME qua số
EIR: Equipment
Identity Register
IMEI”.
• Một thiết bị sẽ có số IMEI thuộc 1 trong 3 danh sách:
+ Danh sách trắng (white list) -> valid ME
+ Danh sách đen (black list) -> stolen ME
+ Danh sách xám (gray list) -> ME is fauly or do not meet curent GSM
specifications

45. 3. Phân h v ệ ận hành và bảo dưỡng OMS
OMS: Operation and Maintenance Subsystem

46. Trung tâm v ận hành và bảo dưỡng OMC
OMC:
Operation and
Maintenance
Center

47. Trung tâm v ận hành và bảo dưỡng OMC

48. Cấu trúc mạng GSM

49. Vùng phủ sóng - Vinaphone
Miền Bắc
Vùng 1
KV1: Hà Nội và các
tỉnh phía Bắc đến
Quảng Bình

50. Vùng phủ sóng -
Vinaphone
Vùng 3
KV1: Các tỉnh miền Trung từ
Quảng trị đến Khánh hòa và
tỉnh Tây nguyên

51. Vùng phủ sóng - Vinaphone
Vùng 2
KV2: TP. Hồ Chí Minh và
các tỉnh phía Nam từ Ninh
thuận đến Cà mau

52. ξ2.2. Phân cấp vùng phục vụ
GSM Service Area

53. Vùng phục vụ PLMN

54. Vùng định vị LAI
và vùng phục vụ MSC/VLR

55. Số nhận dạng vùng định vị LAI
3 digits 2 digits 2 Bytes
Location Area
Code (LAC)
Mobile country
Code (MCC)
Mobile
Network Code
(MNC)
Số LAI: Location Area Identity => Số nhận dạng vùng định vị
3 digits 2 digits
Mobile country
Code (MCC)
Số nhận dạng ô toàn cầu GCI:
2 Bytes 2 Bytes
Location Area
Code (LAC)
GCI = MCC + MNC + LAC + CI = LAI + CI
Cell
Identity (CI)
Mobile Network
Code (MNC)

56. ξ2.3. Các giao diện trong mạng GSM

57. Khái niệm
 Giao diện - Interface:
”Là ranh giới giữa các thực thể chức năng (functional
entities) tại đó khuôn dạng dữ liệu (protocols) và
quá trình trao đổi thông tin (procedure) được chuẩn
hóa”

59. GSM’s interfaces

60. Quá trình xử lý tín hiệu thoại GSM
Speech
coding
Channel
Coding
Encry-ption
Inter-leaving
Burst
assembly
Modu-lator
Speech
decoding
Channel
De-
Coding
Decry-ption
Deinter-leaving
Burst
disasse-mbly
Demod-ulator
T
CH
transmitter
receiver
Mã hóa
nguồn
Mã hóa
kênh
M t mã ậhóa
Ghép
xen
Tạo
cụm
Điều
chế
thoại

61. Phân cấp cấu trúc khung - Frame hierarchy
1 hyperframe = 2048 superframes = 2715648 TDMA frames
……
0 1 2 3 2044 2045 2046 2047
OR 26 (51 Frames) multiframes
6.12 s
……….
0 1 2 3 47 48 49 50
0 1 24 25
T0 T1 … ..
T1
1
S T1
2
… ..
T2
4
……….
I T0
T1
T2
T3
….
… ..
… ..
T4
8
T4
9
T5
0
1 superframe = 51 (26 Frames) multiframes
1 trafic multiframe = 26TDMA frames 1 control multiframe = 51TDMA frames
235.4 ms
26 * 51 = 1326 TDMA Frames
0 1 ... 6 7
TDMA Frame
slot 577 μs
burst
4.615 ms
120 ms
3 h 28 min 53.76 s

62. Kênh lưu lượng - TCH

63. Kênh điều khiển - CCH

64. ξ2.5. Sử dụng lại tần số
 Khái niệm:
 Số kênh tần số là hữu hạn
 Sử dụng lại tần số là việc cấp phát cùng một nhóm tần số vô
tuyến tại các vị trí địa lý khác nhau trong mạng mà không làm ảnh
hưởng đến chất lượng kết nối tại giao diện vô tuyến do nhiễu
đồng kênh và nhiễu kênh lân cận gây nên.

65. Trong m ng GSM, ạ mỗi trạm BTS được cấp
phát một nhóm tần số vô tuyến.
Các trạm thu phát gốc BTS lân cận được cấp
phát các nhóm kênh vô tuyến không trùng với
các kênh của BTS liền kề.

66. Khái niệm
GG
FF DD
EE
GG BB
FF
EE
AA
AA CC BB
CC
DD
DD
BB
FF
EE
CC
AA G
Các cell cùng tên được cấp
phát cùng một nhóm tần số vô
tuyến.
Một cụm - cluster có kích
cỡ N cell, được lăp lại tại
các vị trí địa lý khác nhau
trong toàn bộ vùng phủ
sóng.

67. Khoảng cách giữa hai cell lân cận 2μ

68. Kho ng cách ả sử dụng lại tần số D

69. Kho ng cách ả sử dụng lại tần số D

70. D = khoảng cách giữa hai cell đồng kênh

71. Khoảng cách sử dụng lại tần số D

72. Mẫu sử dụng lại tần số
 Ký hiệu tổng quát : mẫu N/M
Trong đó:
N = tổng số site / cluster
M = tổng số cell / cluster
 Hệ số sử dụng lại tần số: 1/M

73. Mẫu sử dụng lại tần số
Với site phân cung 1200 thì :
M = 3N
Þ3 mẫu chuẩn hóa:
Mẫu 3/9, 4/12 và 7/21
SSiittee AA
AA11
AA22
AA33
CCeellll
112200

74. Mẫu sử dụng lại tần số 3/9
Cluste
r
AA11
AA22
AA33 BB11
BB22
BB33
AA11
BB11
BB22
BB33
AA22
AA33 BB11
BB22
CC11 BB33
CC22
CC33
AA11
AA22
AA33 BB11
BB22
CC11 BB33
CC22
CC33

75. ξξ5. 5. Chu trìình cuộộc gọọi vàà chuyểển giao

76. Chu trình cuộc gọi
 Cuộc gọi kết thúc tại MS
MTC - Mobile Terminating Call
ví dụ: Cuộc gọi từ PSTN đến PLMN
 Cuộc gọi khởi tạo từ MS
MOC - Mobile Originating Call
 Trạng thái của MS:
 MS tắt máy (detached)
 MS bật máy (atached): - rỗi (idle).
- bận (busy).

77. 0912345678
CCahlul sterìqnuhe nccueộ: cM gTọCi
0912345678

78. TP. Ha Noi
HCM
Mobile Terminating Call (1)

79. Mobile Terminating Call (2)

80. Mobile Terminating Call (3)

81. Mobile Terminating Call (4)

82. Chuy n giao cu c ể ộ gọi – HO (Hand Over)

83. Phân loại chuyển giao theo cấp điều khiển
MS MS MS MS
BTS BTS BTS BTS
BSC BSC BSC
MSC MSC
1
2 3 4

84. ξ2.9. GPRS
General Packet Radio Service
D ch ị vụ vô tuyến gói chung

85. Cấu trúc của GSM
Mobile Station
SD
Base Station
Subsystem
BTS
Network Subsystem
MSC/
VLR
SIM ME
BSC
GMSC
EIR HLR AUC
Other Networks
Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.
+
PSTN
PLMN
Internet

86. SD
Mobile Station
BTS
MSC/
Base Station
Subsystem
BSC VLR
Network Subsystem
GMSC
EIR HLR AUC
Other Networks
SGSN GGSN
Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.
SIM ME
+
PSTN
PLMN
Internet
Cấu trúc hệ thống GPRS

87.  SGSN: Serving GPRS Support Node
Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS
- Quản lý di động
- Mật mã và nén
- Đóng gói và truyền dẫn gói
 GGSN: Gateway GPRS Support Node
Nút hỗ trợ cổng GPRS
- Liên kết giữa các mạng
- Định tuyến dữ liệu

88. Phần 3
3G and UMTS/WCDMA

89. Mục tiêu
 Mô tả các yêu cầu chính của UMTS/WCDMA
 Liệt kê các phiên bản chính của chuẩn UMTS và cái mà phiên
bản đó hỗ trợ
 Liệt kê các thành phần chính trong mạng UMTS và các chức
năng của chúng
 Mô tả các giao thức ở giao diện vô tuyến UMTS và các kênh

90. Tài liệu tham khảo
 Christophe Chevallier, Christopher Brunner, Andrea
Garavaglia, Kevin P. Murray, and Kenneth R. Baker,
editors. WCDMA (UMTS) Deployment Handbook, Wiley
& Sons, Ltd., 2006. (ISBN 13: 978-0-470-03326-5) (ISBN
10: 0-470-03326-6)
 Juha Korhonen, Introduction to 3G Mobile
Communications, Artech House, 2001 (ISBN 10:
158053287X)
 3rd Generation Partnership Project Technical
Specifications, ftp://ftp.3gpp.org/Specs

91. Từ GSM đến UMTS

92. 3G hay IMT-2000 là gì?
 T ch c ITU (International Telecommunication ổ ứ Union) định nghĩa các yêu
cầu trọng yếu cho các dịch vụ viễn thông di động quốc tế (International
Mobile Telecommunications 2000 / IMT-2000), thường được biết đến
như…..
3G
ITU thông qua họ chuẩn thỏa mãn được tiêu chí của IMT-2000
 Các yêu cầu 3G
o Khả năng hệ thống cải thiện, tương thích với hệ thống 2G, hỗ trợ đa
phương tiện, các dịch vụ dữ liệu gói tốc độ cao thỏa mãn các tiêu chí
sau:
- 2 Mb/s trong môi trường cố định hoặc trong tòa nhà
- 384kb/s trong môi trường thành phố hoặc với người đi bộ
- 144kb/s trong môi trường di động diện rộng

93. UMTS là gì ?
 Universal Mobile Telecommunications System – UMTS
 Là m t chu n IMT-2000 - gi i pháp ộ ẩ ả vô tuyến di động 3G
 Được thiết kế để có thể được triển khai sử dụng lại phần lớn
mạng lõi GSM/GPRS
 UMTS sử dụng công nghệ truy nhập vô tuyến dựa vào CDMA
hoàn toàn mới trong dạng WCDMA
 Hỗ trợ đa dịch vụ, phân biệt chất lượng dịch vụ tốt hơn và tốc
độ dữ liệu cao hơn ( tới 14Mb/s)

94. WCDMA là gì?
 WCDMA = wideband code division multiple access
 WCDMA (còn đ c bi t đ n nh UTRA-ượ ế ế ư FDD) có các kênh
riêng rẽ mỗi kênh rộng 5MHz được dành cho liên lạc ở cả
uplink và downlink
 WCDMA là công nghệ mạng truy nhập vô tuyến (radio access
network –RAN) trong chuẩn UMTS
 Rất nhiều người sử dụng từ UMTS như WCDMA
 Bài giảng này dùng từ WCDMA để chỉ tới công nghệ tại giao
diện vô tuyến sử dụng trong UMTS, và UMTS để chỉ tới một
hệ thống hoàn chỉnh

95. Mạng UMTS

96. D i t n đ c c ả ầ ượ ấp phát cho UMTS-WCDMA

97. Băng thông UMTS-WCDMA

98. Ai đ nh nghĩa ị các chuẩn UMTS/WCDMA ?

99. Các phiên bản và đặc tính 3GPP
Con đường phát triển băng rộng di động đã được hình thành thành công

100. Một số chuẩn UMTS
Chủ đề Số specification series
Hiệu suất RF 25.1xx
Lớp vật lý 25.2xx
Lớp 2 và 3 25.3xx
UTRAN 25.4xx
Lớp NAS (CC,SS, SMS,MM) 22.xxx, 23.xxx, 24.xxx
Dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói 22.060, 23.060
Dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh 23.910
Dịch vụ thoại 26.Xxx
USIM 31.xxx
LTE 36.xxx

101. T GSM đ ừ ến WCDMA – dịch vụ dữ liệu

102. T GSM đ n WCDMA ừ ế – sự phát triển của
tốc độ dữ liệu

103. Kiến trúc mạng UMTS

104. Kiến trúc mạng UMTS

105. Thiết bị người dùng (UE)
 Universal subscriber Indentity
Module (USIM)
 ứng dụng để quản lý thông tin
đăng ký hòa mạng của UE và
các chức năng authentication
 Thiết bị di động (Mobile
Equipment)

106. M ng truy nh p vô ạ ậ tuyến mặt đất toàn cầu
(UTRAN)
 UTRAN = Universal terrestrial radio access network

107. M ng ạ lõi (CN- core network)

108. Topology m ạng UMTS – quy hoạch mạng

109. Phần 4
Các kênh và lớp giao thức WCDMA

110. Đối tượng học hỏi của phần
 Mô tả gói giao thức AS/NAS trong phiên bản 99 UMTS
 Giải thích sự khác biệt giữa mặt phẳng kiểm soát và mặt
phẳng người sử dụng
 Mô tả các chức năng giao thức của tầng truy nhập chính
 Giải thích các chức năng kênh của Rel99 chính và ánh xạ của
chúng

111. Giao thức báo hiệu UMTS

112. Gói giao thức báo hiệu UE

113. M t ph ng ặ ẳ kiểm soát chuyển mạch kênh

114. M t ph ng ặ ẳ kiểm soát chuyển mạch gói

115. M t ph ng ng ặ ẳ ười dùng chuyển mạch kênh

116. M t ph ng ặ ẳ người dùng chuyển mạch gói

117. Vỉa truy nhập

118. Các giao thức vỉa truy nhập
 Lớp 3 – kiểm soát nguồn vô tuyến (RRC – radio resource
control)
 Lớp 2:
 Giao thức hội tụ dữ liệu gói ( PDCP – packet data convergence
protocol)
 Kiểm soát phát đa điểm/quảng bá (BMC – broadcast/multicast
control)
 Kiểm soát liên kết vô tuyến (RLC – radio link control)
 Kiểm soát truy nhập môi trường truyền dẫn ( MAC - medium
access control)
 Lớp 1 – lớp vật lý

119. L p 3 - Ki m ớ ể soát nguồn tài nguyên vô
tuyến RRC
 Kiểm soát vỉa truy nhập
 Thông báo và nhắn tin
 Báo cáo và kiểm soát đo đạc
 Quản lý kết nối RRC
 Quản lý bearer vô tuyến
 Thông tin hệ thống quảng bá

120. Lớp 2 – PDCP và BMC
 Giao thức hội tụ dữ liệu gói (PDCP)
 Nén header của gói IP
 Không sử dụng cho dịch vụ chuyển mạch kênh
 Kiểm soát phát đa điểm/quảng bá (BMC)
 Hỗ trợ các bản tin phát quảng bá trong tế bào, bao gồm:
 Việc phát các bản tin BMC đến UE
 Chuyến phát các bản tin quảng bá trong tế bào đến lớp cao hơn
(NAS)