Đồ án WCDMA – Công nghệ và ứng dụng

LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ viễn thông hiện nay đã và đang ngày càng có những bước phát triển vô cùng rực rỡ. Công nghệ GSM 2G với những ưu điểm về chất lượng thoại cùng với một số dịch vụ đã có những thành công to lớn tại rất nhiều quốc gia với tỷ trọng thuê bao di động chiếm tới trên 50% tổng số các thuê bao. Tuy nhiên, nhu cầu của người sử dụng về dịch vụ mới là không giới hạn, đòi hỏi các dịch vụ đa dạng và chất lượng cao từ thoại, audio, video đến truyền dữ liệu tốc độ cao. Công nghệ GSM cũng đã vấp phải nhiều hạn chế trong việc thoả mãn các yêu cầu này. Quá trình phát triển dần qua các bước trung gian và tiến lên công nghệ 3G là một tất yếu. Hệ thống thông tin di động 3G với những ưu điểm nổi trội về dung lượng và công nghệ đã từng bước đáp ứng được những yêu cầu trên. Nghiên cứu về công nghệ thông tin di động 3G và các dịch vụ mà nó cung cấp cả về kiểu hình dịch vụ lẫn chất lượng dịch vụ là một đề tài lý thú song còn mới mẻ tại Việt Nam. Vì vậy mà em đã quyết định chọn đề tài “WCDMA – công nghệ và ứng dụng”làm đề tài tốt nghiệp. Nội dung đồ án gồm ba phần: Chương 1: Tổng quan về sự phát triển thông tin di động Chương 2: Công nghệ WCDMA Chương 3: Hướng triển khai 3G tại Việt Nam Do nội dung kiến thức tương đối rộng, thời gian có hạn và sự hiểu biết còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của quý thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ThS. Lê Thị Cẩm Hà đã tận tình giúp đỡ và trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Kỹ Thuật-Công Nghệ và các bạn đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn! Quy Nhơn, tháng 5 năm 2010 Sinh viên thực hiện

doc116 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 11/06/2013 | Lượt xem: 2391 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án WCDMA – Công nghệ và ứng dụng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
y bản tin được gửi đến MSC. Việc chọn MSC hay SGSN phụ thuộc vào thông tin mào đầu trong bản tin truyền khởi đầu từ UE. Phần bản tin của bản tin truyền trực tiếp khởi đầu được sắp xếp vào phần tải tin của bản tin UE khởi đầu của RANAP. Tiếp theo, MSC sẽ khởi đầu các thủ tục bảo vệ. Thủ tục này bắt đầu bằng nhận thực trên nguyên tắc hiệu lệnh - trả lời giống như ở GSM. Ở đây có một điểm khác là UE và mạng nhận thực lẫn nhau. Nghĩa là mạng không chỉ phát một số ngẫu nhiên đến UE để nhận được một trả lời đúng mà còn phát một thẻ bài nhận thực mạng (AUTN), thẻ bài này được tính toán độc lập tại USIM và HLR. AUTN này phải trùng với AUTN ở mạng. Yêu cầu nhận thực được phát đến UE trong bản tin truyền trực tiếp của RANAP và giao thức RRC. Nếu nhận thực thành công thì UE phát bản tin trả lời nhận thực để MSC kiểm tra. Bản tin này cũng được truyền đi nhờ các khả năng truyền trực tiếp của RANAP và RRC. Tiếp theo, mạng lõi sẽ kích hoạt các thủ tục mật mã và kiểm tra tính trung thực, các thủ tục này đều do mạng lõi khởi xướng nhưng được thực hiện giữa UE và UTRAN. Bởi vậy, MSC gửi bản tin lệnh chế độ bảo vệ RANAP đến UE. UE đáp lại RNC bằng bản tin RRC, hoàn thành chế độ bảo vệ, và RNC gửi đến MSC bản tin RANAP, hoàn thành chế độ bảo vệ. Tại thời điểm này, thông tin thiết lập cuộc gọi thực sự như: số thoại bị gọi được gửi ở bản tin thiết lập từ UE đến MSC thông qua báo hiệu truyền trực tiếp. Nếu lần thử cuộc gọi được bắt đầu thì MSC trả lời bằng bản tin đang tiến hành gọi. Tiếp theo, cần phải thiết lập một RAB để truyền tải luồng thoại thực tế từ người sử dụng. RAB là một vật mang giữa UE và mạng lõi để truyền tải số liệu của người sử dụng. Nó được sắp xếp thành một hoặc nhiều vật mang vô tuyến ở giao diện vô tuyến. Mỗi vật mang có một số nhận dạng riêng để sử dụng trong báo hiệu giữa UE và mạng lõi. Mạng lõi phát yêu cầu thiết lập RAB thông qua bản tin yêu cầu ấn định RAB của RANAP. Dựa vào thông tin trong bản tin ấn định RAB mà RNC có thể thiết lập một vật mang vô tuyến mới cho UE sử dụng hoặc sẽ cấu hình lại vật mang đang tồn tại. RNC sử dụng hoặc bản tin thiết lập vật mang vô tuyến hoặc cấu hình lại vật mang vô tuyến để hướng dẫn UE sử dụng các sóng mang mới hay lập lại cấu hình. UE trả lời bằng bản tin hoàn thành thiết lập vật mang vô tuyến hoặc bản tin hoàn thành cấu hình lại vật mang vô tuyến. Sau đó, RNC gửi đến MSC bản tin hoàn thành ấn định RAB. Khi này, tồn tại một đường vật mang từ UE đến MSC. Phần còn lại của thủ tục thiết lập cuộc gọi gần giống như trong GSM. Nó liên quan đến các bản tin báo chuông (Alerting), kết nối và khẳng định kết nối được truyền ở báo hiệu truyền trực tiếp. Cần phải chú ý rằng, dịch vụ tiếng vẫn là dịch vụ chuyển mạch kênh. Mặc dù thông tin thoại được đóng gói để truyền qua giao diện vô tuyến và vì nó cũng được đóng gói để truyền qua giao diện Iub và Iu nên cần thiết lập một vật mang riêng trong thời gian có cuộc gọi thậm chí cả khi phát không liên tục được tích cực và các gói thoại đang không được phát. Hình 2.37. Thủ tục thiết lập một cuộc gọi trong WCDMA Giải pháp chuyển giao giữa mạng 3G và 2G Để nhà khai thác cung cấp được vùng phủ sóng liên tục ở những khu vực không phủ sóng WCDMA, chẳng hạn những vùng nông thôn, chuyển giao giữa mạng WCDMA và GSM sẽ là một giải pháp mở rộng vùng phủ sóng vô tuyến. Thêm nữa, trong trường hợp ở những vùng có cả mạng WCDMA và mạng GSM, ta có thể thực hiện chuyển giao giữa hai hệ thống này để cân bằng hoặc kiểm soát tải lưu lượng giữa các hệ thống. Ví dụ kết nối thoại được chuyển giao sang mạng GSM để cho phép các kết nối số liệu GSM/EDGE của chuyển mạch kênh CS được mạng WCDMA điều khiển. Tại các khu vực chồng lấn vùng phủ sóng GSM và WCDMA, việc chuyển giao cho phép cân bằng tải giữa hai hệ thống này, rất tốt cho việc chống nghẽn trên phần mạng GSM và trên phần mạng WCDMA. Việc quy hoạch vô tuyến như vậy sẽ đảm bảo: Tại các khu vực tập trung thuê bao và có nhu cầu sử dụng các ứng dụng số liệu cao thì WCDMA sẵn sàng đáp ứng. Vùng phủ GSM rộng sẽ đảm bảo tính liên tục về vùng phủ sóng, đảm bảo kết nối liên tục ngay cả khi máy đầu cuối di động với tốc độ cao. Hai lớp mạng GSM và WCDMA sẽ bổ trợ cho nhau về tải và dung lượng. Chuyển giao giữa hệ thống GSM và hệ thống WCDMA được chia thành hai phần sau: Chuyển giao trên kết nối chuyển mạch kênh. Chuyển giao trên kết nối chuyển mạch gói. Chuyển giao từ hệ thống GSM sang hệ thống WCDMA được khởi tạo từ mạng vô tuyến GSM và chuyển giao từ hệ thống WCDMA sang hệ thống GSM được khởi tạo từ mạng vô tuyến WCDMA (UTRAN). Chuyển giao trên kết nối chuyển mạch kênh (CS) Chuyển giao giữa GSM và 3G là chuyển giao cho thoại hoặc kết nối số liệu GSM trong chuyển mạch kênh (CS) giữa mạng GSM và 3G. Nếu kết nối chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS) cùng đồng thời tồn tại ở một thiết bị đầu cuối UE thì các tiêu chuẩn chuyển giao của kết nối chuyển mạch kênh CS luôn luôn có quyền ưu tiên hơn những tiêu chuẩn lựa chọn lại cell 3G của kết nối chuyển mạch gói PS. Ưu điểm Loại chuyển giao này có những ưu điểm sau đây: Mở rộng vùng phủ sóng liên tục cho mạng 3G bằng mạng GSM sẵn có. Mở rộng dung lượng cho mạng GSM bằng việc chia tải giữa mạng 3G và mạng GSM. Cung cấp các dịch vụ 3G cho các máy đầu cuối 2 chế độ (GSM và 3G). Chuyển giao từ mạng WCDMA sang GSM Loại chuyển giao này được thực hiện hoặc là do mất vùng phủ sóng WCDMA hoặc là vì mục đích cân bằng tải và lưu lượng. Hình 2.38 thể hiện chuỗi bản tin khi thực hiện chuyển giao từ mạng WCDMA sang mạng GSM. Khi máy đầu cuối đang sử dụng dịch vụ chuyển mạch kênh và cường độ tín hiệu giảm xuống dưới ngưỡng cho trước, thì mạng WCDMA yêu cầu máy đầu cuối thực hiện việc đo cell GSM. Cụ thể là máy đầu cuối được chỉ dẫn gửi báo cáo kết quả đo đạc khi chất lượng của cell GSM bên cạnh vượt mức ngưỡng cho trước và chất lượng của cell WCDMA không thoả mãn. Khi mạng UTRAN nhận được bản tin báo cáo kết quả đo đạc, mạng bắt đầu thực hiện quá trình chuyển giao với điều kiện thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn cho quá trình chuyển giao, với điều kiện là khi đó máy đầu cuối không liên quan đến các dịch vụ cần đến mạng WCDMA. Sau đó mạng UTRAN yêu cầu BSS đích dự trữ nguồn tài nguyên. BSS đích chuẩn bị bản tin yêu cầu chuyển giao bao gồm chi tiết cụ thể các tài nguyên vô tuyến được cấp phát. Hình 2.38. Các thủ tục chuyển giao từ WCDMA sang GSM Khi máy đầu cuối nhận được yêu cầu chuyển giao, nó sẽ di chuyển sang cell GSM đích và thiết lập kết nối vô tuyến phù hợp với các tham số có trong bản tin yêu cầu chuyển giao. Máy đầu cuối xác nhận quá trình chuyển giao thành công bằng cách gửi bản tin chuyển giao thành công đến BSS sau khi mạng GSM bắt đầu giải phóng kết nối vô tuyến với WCDMA. Chuyển giao từ mạng GSM sang WCDMA Loại chuyển giao này được coi là ít quan trọng hơn chuyển giao từ WCDMA sang GSM bởi vì vùng phủ sóng WCDMA nói chung thường nằm trên và nhỏ hơn vùng phủ sóng của GSM. Chuyển giao này được thực hiện hoặc là khi mất sóng mạng GSM mà vùng phủ sóng của WCDMA đã sẵn sàng, hoặc là tại đó có nhu cầu cải thiện QoS, hoặc là để mở rộng dung lượng. Giai đoạn đầu tiên của việc thực hiện chuyển giao này là cố gắng để xoá bỏ sự gián đoạn về vùng phủ sóng của cả hai mạng và để cân bằng tải lưu lượng bằng cách làm giảm sự quá tải trên lớp GSM đối với các cuộc gọi thoại. Hình 2.39. Các thủ tục chuyển giao từ GSM sang WCDMA Giai đoạn thứ hai sẽ cung cấp nhiều dịch vụ hơn và chuyển giao căn cứ trên tải để cho phép cân bằng số lượng thuê bao giữa GSM và WCDMA. Hình 2.39 mô tả chuỗi bản tin để thực hiện chuyển giao từ mạng GSM sang mạng WCDMA. Mạng yêu cầu máy đầu cuối hai chế độ thực hiện việc đo cell WCDMA bằng cách gửi bản tin về thông tin đo đạc bao gồm thông tin về các cell WCDMA bên cạnh và các tiêu chuẩn để thực hiện và báo cáo đo đạc. Khi các tiêu chuẩn về chuyển giao sang WCDMA thoả mãn thì BSS bắt đầu cấp phát tài nguyên vô tuyến cho cell WCDMA. BSS cũng gửi thông tin đến mạng UTRAN về khả năng sử dụng công nghệ WCDMA của máy đầu cuối kèm trong những bản tin trên. Khi tài nguyên vô tuyến của cell WCDMA đích được cấp phát, mạng UTRAN sẽ biên dịch bản tin yêu cầu chuyển giao sang mạng UTRAN mà bản tin này sẽ bao gồm nhận dạng cấu hình được định nghĩa trước đối với dịch vụ đang sử dụng. Sau đó bản tin này được gửi đi một cách trong suốt đến máy đầu cuối thông qua mạng lõi và BSS. Khi máy đầu cuối nhận được bản tin yêu cầu chuyển giao sang mạng UTRAN, nó sẽ điều chỉnh sang tần số WCDMA và bắt đầu thực hiện đồng bộ vô tuyến. Sau đó máy đầu cuối xác nhận rằng chuyển giao đã thành công bằng cách gửi bản tin hoàn thành chuyển giao sang mạng UTRAN sau khi tài nguyên vô tuyến của mạng GSM được giải phóng. Chuyển giao trên kết nối chuyển mạch gói (PS) Ưu điểm Chuyển giao trên kết nối chuyển mạch gói giữa các SGSN cho phép: Mở rộng vùng phủ sóng cho mạng 3G bằng mạng GSM/GPRS sẵn có (hoặc ngược lại). Chia tải giữa mạng 3G và mạng GSM/GPRS. Tính liên tục của dịch vụ giữa mạng 3G và mạng GSM/GPRS (hoặc ngược lại). Lựa chọn lại cell giữa mạng WCDMA và GSM Khi đang trong vùng phủ sóng WCDMA, máy đầu cuối thực hiện việc lựa chọn lại cell: Ở chế độ nghỉ Ở chế độ kết nối khi kênh chung được sử dụng dịch vụ chuyển mạch gói Máy đầu cuối hai chế độ lựa chọn lại cell GSM khi cell đó được xếp cao hơn cell WCDMA đang sử dụng hay bất kỳ cell WCDMA nào khác. Cell WCDMA và GSM được xếp với nhau theo cường độ tín hiệu. Khi thực hiện lựa chọn lại cell trên mạng WCDMA hoặc khi chất lượng của cell WCDMA đang phục vụ giảm xuống dưới một ngưỡng cho trước thì máy đầu cuối sẽ liên tục đo cell GSM. Máy đầu cuối chỉ được phép lựa chọn một cell WCDMA hoặc GSM mới khi chất lượng thu trung bình và cường độ tín hiệu trung bình vượt quá ngưỡng tối thiểu. Ngưỡng chất lượng tối thiểu (tỷ số tín hiệu trên nhiễu) đảm bảo rằng máy đầu cuối có thể nhận được thông tin do cell đích gửi đến. Ngưỡng tối thiểu về cường độ tín hiệu đảm bảo rằng mạng có thể nhận thông tin về lựa chọn lại cell do máy đầu cuối ở cell đích gửi đến. Tiêu chuẩn này cũng phải được tính đến cả: Công suất phát tối đa mà máy đầu cuối được phép sử dụng khi truy nhập cell. Công suất đầu ra RF tối đa mà máy đầu cuối có thể phát. Việc lựa chọn lại tần số có thể tránh được bằng các cơ chế như thời gian phát và độ lệch tạm thời. Cũng giống như vậy, những cơ chế được định nghĩa để tránh cho máy đầu cuối di chuyển nhanh khỏi phải lựa chọn lại những cell kích thước nhỏ khi một cell phủ sóng kích thước lớn được định dạng lại. Mạng có thể cài đặt những lựa chọn này bằng cách quảng bá các tham số trong cell WCDMA. Khi máy đầu cuối đang cung cấp dịch vụ số liệu chuyển mạch gói trong cell WCDMA và lựa chọn lại cell GSM, nó sẽ thiết lập kết nối vô tuyến đến phân hệ trạm gốc (BSS) của GSM và sau đó bắt đầu thủ tục cập nhật vùng định tuyến. Trong quá trình thực hiện thủ tục này, mạng lõi có thể lấy thông tin từ mạng truy nhập vô tuyến mặt đất của UMTS (UTRAN) trên “context” của máy đầu cuối. Khi hoàn thành, kết nối tới mạng UTRAN được giải phóng. Cuối cùng, mạng lõi xác nhận việc cập nhật vùng định tuyến. Hình 2.40 thể hiện một chuỗi bản tin sau quá trình lựa chọn lại cell từ cell WCDMA sang cell GSM ở chế độ nghỉ. Hình 2.40. Thủ tục lựa chọn lại cell từ cell WCDMA sang cell GSM Yêu cầu thay đổi cell từ cell WCDMA sang cell GSM Máy đầu cuối đo các cell GSM và gửi báo cáo kết quả đo đạc cho mạng và mạng sẽ yêu cầu máy đầu cuối chuyển sang mạng GSM. Thủ tục đo đạc và việc sử dụng chế độ nén giống với quá trình được mô tả dưới đây đối với thủ tục chuyển giao từ WCDMA sang GSM. Báo hiệu trong thủ tục yêu cầu thay đổi cell giống với báo hiệu trong thủ tục lựa chọn lại cell như mô tả ở hình 2.40, ngoại trừ việc mạng lựa chọn cell GSM đích và bắt đầu thủ tục này bằng cách gửi yêu cầu thay đổi cell từ bản tin của mạng UTRAN, bản tin này bao gồm thông tin về cell GSM đích. HƯỚNG TRIỂN KHAI 3G TẠI VIỆT NAM Cơ sở hạ tầng hiện có Mạng MobiFone,VinaPhone, và Viettel hiện tại được xây dựng trên tiêu chuẩn GSM với các khối chức năng truyền thống của nó. Mạng lưới được chia ra về mặt địa lý thành 3 mạng nhỏ hơn, thao tác bởi các trung tâm khác nhau. Mạng hiện tại sẽ là cơ sở khi chuyển đổi sang mạng có tốc độ dữ liệu cao hơn. Về cấu hình, để đơn giản có thể chia một mạng tổng thể thành bốn phân hệ chính NSS (Network Subsystem), BSS (Base Station Subsystem), NMS (Network Management Subsystem), MS (Mobile Station): ISDN PSPDN PSTN PLMN CSPDN MS NSS AUC HLR EIR VLR MSC OSS BSS BTS BSC Hình 3.1. Mạng GSM cơ bản với các phân hệ Tất cả các cuộc gọi được kết nối thông qua BSS. Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller) là phần chính nối với NSS. Trạm thu phát gốc BTS (Base Transceiver Station) là một phần của mạng đảm bảo duy trì giao diện Um. Mã hoá và đồng bộ tốc độ TRAU (Transcoding and Rate Unit) là một phần của BSS, nó duy trì tốc độ mã hoá. Phân hệ điều khiển trạm gốc BSS Giao diện mở nằm giữa MS và BSS là của BSS và nó điều khiển mạng vô tuyến. BSC duy trì kết nối với MS và kết giao diện Um thực hiện chức năng truy nhập vô tuyến giữa MS và mạng di động dựa trên tiêu chuẩn GSM 900 với phổ 8MHz. Khoảng phổ này đủ để mang dung lượng thoại trên mạng với chất lượng tốt. Phân hệ điều khiển chuyển mạch NSS Tất cả các cuộc gọi luôn luôn được kết nối với nhau và thông qua NSS. Trung tâm chuyển mạch MSC là một phần của NSS nó điều khiển tất cả cuộc gọi. MSC chia làm hai phần MSC/VRL có chức năng duy trì kết nối, quản lý di động, trao đổi thông tin với BSS và GMSC có chức năng quản lý thông tin và kết nối với những mạng khác. Mạng lưới hiện tại gồm các chuyển mạch MSC. Những MSC này chuyển mạch cuộc gọi trong nôi bộ mạng và liên kết nối với các mạng khác. Bộ đăng ký tạm trú VLR (Visitor Location Register) chức năng chính là lưu trữ dữ liệu và thuê bao, cung cấp dịch vụ và quản lý động. Bộ đăng ký thường trú HLR (Home Location Register) là nơi mà thông tin về các thuê bao được lưu trữ cố định. Chức năng chính của HLR là dữ liệu và thuê bao. Trung tâm nhận thực AUC và nhận dạng thiết bị EIR là một phần của NSS duy trì bảo mật thông tin. AUC duy trì bảo mật thông tin và nhận dạng thuê bao cùng với VLR. EIR duy trì nhận dạng thiết bị di động (phần cứng) liên kết với thông tin bảo mật cùng với VLR. Tên chung cho trung tâm dịch vụ gọi node mạng tương ứng là phần dịch vụ giá trị gia tăng VAS (Value Additional Service). VAS đơn giản nhất cũng gồm hai loại thiết bị: trung tâm dịch vụ tin nhắn SMSC (Short Massage Service Center) và hệ thống thư thoại VMS (Voice Mail System). Khái niệm mạng thông minh IN (Intelligent Network) được tích hợp cùng với mạng GSM. Về mặt kỹ thuật, nó làm thay đổi cơ bản các phần tử mạng chuyển mạch nhằm thêm vào chức năng IN, ngoài ra bản thân mạng IN là một bộ phận tương đối phức tạp. IN có khả năng phát triển dịch vụ hướng tới tính cá nhân và nhà khai thác mạng có thể nhờ IN để đảm bảo an toàn kinh doanh. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng mạng NMS NMS là phần khai thác và bảo dưỡng mạng. Nó cũng cần cho việc điều khiển mạng. Việc theo dõi vận hành và chất lượng bảo dưỡng và cung cấp dịch vụ của mạng thông qua NMS. Phân hệ máy con MS MS là tổ hợp của thiết bị đầu cuối ME và modul nhận dạng dịch vụ của thuê bao SIM. MS = ME + SIM Phương án khả thi chuyển đổi lên 3G Phân tích các phương án chuyển đổi Bốn công nghệ cellular 2G chính hiện nay là: Cellullar số của Mỹ (USDC) tiêu chuẩn IS-54 và IS-136: được coi là tiêu chuẩn TDMA của Bắc Mỹ, tuy nhiên nó cũng được triển khai ở Châu Mỹ La Tinh, Châu Á Thái Bình Dương và Đông Âu. Hệ thống GSM: theo tên gọi có nghĩa là hệ thống toàn cầu cho điện thoại di động, là hệ thống 2G xuất hiện đầu tiên, được đưa ra vào năm 1992. GSM dựa trên kỹ thuật chuyển mạch kênh. Dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ thấp (<9,6 kbps) đã được cung cấp ngay từ đầu khi triển khai hệ thống và chủ yếu được sử dụng để truyền email từ các máy tính xách tay. Hệ thống PDC: được sử dụng ở Nhật, sử dụng công nghệ TDMA. cdmaOne (IS-95) : dựa trên công nghệ CDMA băng hẹp. Hệ thống đã trở nên rất phổ dụng ở Hàn Quốc và Bắc Mỹ. Ngoài hệ thống PDC của Nhật với lo ngại không phát triển được thị trường ra ngoài nước nên không nâng cấp tiếp mà triển khai thẳng công nghệ 3G mới, các hệ thống khác đều có kế hoạch chuyển đổi tới 2,5G và 3G. Nhận thấy rằng những đặc điểm chính của mạng di động Việt Nam với các công ty lớn là Viettel, Mobifone và VinaPhone hiện nay là: - GSM sẽ vẫn là hệ thống chủ yếu của dịch vụ thông tin di động ở Việt Nam. - Dải phổ 1800 là cần thiết để tăng dung lượng. - Thiết kế và quy hoạch mạng sẽ đóng vai trò chủ chốt nhằm nâng cao chất lượng mạng. - Tính cước cho GPRS là một vấn đề nổi cộm, cần được xem xét kỹ lưỡng. - EDGE là con đường tiến hoá tới thế hệ thứ ba và cũng là một bổ trợ cho UMTS. - UMTS là đề xuất của Châu Âu cho thông tin di động thế hệ thứ ba. Giao diện vô tuyến đã được lựa chọn và sẽ dựa trên công nghệ CDMA băng rộng (W-CDMA). - Đối với mạng GSM hiện đang hoạt động ở 168 nước cung cấp dịch vụ cho 500 triệu thuê bao thì việc triển khai tiêu chuẩn UMMT trên nền hệ thống GSM là hoàn toàn phù hợp với quy luật tự nhiên. Vì những lý do trên nên em chỉ trình bày chi tiết phương án chuyển đổi được quan tâm nhất là từ GSM. Phương án khả thi: chuyển đổi từ GSM Chuyển đổi từ GSM cần có 3 sự chuyển đổi: Sự chuyển đổi về kỹ thuật Sự chuyển đổi về kỹ thuật là con đường phát triển chỉ rõ phương thức để triển khai các phần tử mạng và loại công nghệ để thực thi kỹ thuật đó. Đây chính là bước phát triển trực tiếp theo các xu hướng chung về mặt công nghệ. Bởi vì các phần tử mạng là yếu tố tạo lập nên mạng, nên về mặt lý thuyết sự chuyển đổi về mặt kỹ thuật sẽ tương ứng với sự phát triển mạng. Trong giai đoạn một, do tính chất mở của các giao diện được định nghĩa trong chỉ tiêu kỹ thuật hệ thống, mạng 3G có thể được kết hợp từ nhiều chủng loại thiết bị của nhiều hãng khác nhau. Sự chuyển đổi về kỹ thuật có thể xử lý được điều này tuy nhiên với sự khác nhau về tốc độ và bước triển khai cụ thể trong mối kết hợp của các thiết bị giữa các hãng khác nhau và yêu cầu thích ứng với các thay đổi của chỉ tiêu kỹ thuật 3G nên trong nhiều trường hợp nếu không xem xét thấu đáo thì kết quả có thể không như mong muốn. Sự chuyển đổi về dịch vụ Khác với chuyển đổi về mặt kỹ thuật, sự chuyển đổi dịch vụ dựa trên nhu cầu của người sử dụng và như cầu này có thể là thực tế hoặc chỉ là tưởng tượng. Đôi khi các nhà khai thác mạng và chế tạo thiết bị cung cấp các dịch vụ vượt qua sự kỳ vọng của các thuê bao. Rõ ràng nếu hai yếu tố này không tương đồng thì việc kinh doanh các dịch vụ thông tin di động sẽ khó khăn. Sự chuyển đổi về mạng Chỉ tiêu kỹ thuật của GSM đảm bảo tính mở của các giao diện quyết định nên thành phần chuẩn của hệ thống GSM. Bởi vì có giao diện mở này, nhà khai thác mạng có thể sử dụng các thiết bị mạng khác nhau từ các hãng cung cấp thiết bị mạng GSM khác nhau. Tính mở của giao diện được thể hiện là nó xác định một cách nghiêm ngặt các chức năng hệ thống thực hiện tại giao diện này, đồng thời xác định rõ các chức năng nào cho phép nhà khai thác mạng có thể sử dụng trong nội bộ mạng tại hai phía của giao diện này. Lộ trình công nghệ và các bước triển khai cụ thể theo mỗi giai đoạn Dựa trên nền tảng sẵn có về thị trường và cơ sở hạ tầng tương đối mạnh của hệ thống GSM, mạng GSM hoàn toàn hội tụ đủ điều kiện để tiến hóa lên các thế hệ thông tin di động 2,5G (GPRS/EDGE) và 3G (WCDMA) mà vẫn khai thác tối đa tài nguyên sẵn có của mạng lưới, tận dụng tối đa hiệu quả của thiết bị đã đầu tư. Về máy đầu cuối, sử dụng các máy đầu cuối hai chế độ WCDMA/GSM - với GSM để tận dụng vùng phủ sóng và với WCDMA để sử dụng các tính năng dịch vụ mới. GPRS 2G 3G GSM 900 GSM 1800 EDGE WCDMA 2,5G Hình 3.2. Lộ trình triển khai nâng cấp mạng GSM lên 3G Theo dự đoán của các chuyên gia, cho đến nay và có thể trong nhiều năm tới dịch vụ thoại truyền thống sẽ vẫn đóng vai trò chủ chốt và bên cạnh đó là sự tăng trưởng ngày càng lớn mạnh về nhu cầu dịch vụ số liệu, điển hình là dịch vụ tin nhắn trên thị trường Việt Nam. Do vậy, sự phát triển song song giữa dịch vụ thoại và dịch vụ phi thoại sẽ tất yếu tồn tại trong một thời gian dài. GPRS sẽ là cầu nối giữa hệ thống thông tin di động thế hệ 2 và thế hệ 3. Việc đầu tư hệ thống GPRS là thực sự cần thiết nhằm từng bước triển khai hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 trên mạng. Đây cũng là xu hướng tất yếu mà các nhà khai thác thông tin di động phải thực hiện nhằm giữ vững thị trường và tăng cường khả năng cạnh tranh. Có thể khẳng định mạng thế hệ 2,5 GPRS sẽ phát triển trong một thời gian dài. GPRS sẽ được mở rộng khắp trên toàn quốc để dần dần có được sự chấp nhận của khách hàng đối với các dịch vụ phi thoại. Tiếp theo việc triển khai GPRS sẽ là EDGE nhằm tăng khả năng truyền số liệu lên 384kbps để có khả năng cung cấp các dịch vụ thư điện tử, dịch vụ định vị trên bản đồ, dịch vụ truy cập thông tin dữ liệu, giải trí… Thuận lợi của việc triển khai EDGE là: Trước hết, EDGE không cần phải sử dụng băng tần mới. Dựa trên cơ sở hạ tầng sẵn có của triển khai GPRS, việc phát triển lên giai đoạn EDGE tiết kiệm được chi phí đầu tư. Do chỉ thay đổi kỹ thuật điều chế vô tuyến 8-PSK nên EDGE vẫn giữ nguyên cấu trúc của mạng cũ mà chỉ cần nâng cấp phần mềm và thêm các TRX mới có khả năng EDGE. EDGE là con đường tiến hóa tới thế hệ thứ ba và cũng là một bổ trợ cho WCDMA. EDGE tăng cường được các khả năng truyền số liệu của mạng GSM/GPRS, hỗ trợ tốc độ số liệu lên tới 384 kbps - một tốc độ số liệu của mạng thế hệ ba. Do vậy, có thể nói EDGE sẽ tạo một bước đệm quan trọng tiến tới mạng WCDMA. Giai đoạn phát triển qua EDGE có thể được bỏ qua khi nhu cầu của thị trường về dịch vụ của số liệu tăng trưởng mạnh mẽ. Trên cơ sở của mạng lõi GPRS đã được phát triển, việc xây dựng hệ thống WCDMA về cơ bản là xây dựng phần cứng cho mạng truy nhập vô tuyến UTRAN gồm RNC và Node B. Trước mắt sẽ tập trung phát triển ở một số thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. Lộ trình từ GSM lên WCDMA theo công nghệ WCDMA tương đối rõ ràng đảm bảo sự kết hợp cùng tồn tại giữa mạng GSM hiện tại và mạng 3G đồng thời cũng tận dụng được rất nhiều lợi thế của mạng GSM hiện có như lợi thế về số thuê bao đang có, thói quen của khách hàng về sử dụng các dịch vụ truy nhập Internet khi triển khai GPRS và lợi thế trong việc triển khai roaming quốc tế. Vệc lựa chọn WCDMA làm định hướng công nghệ WCDMA còn có một số lợi thế như sau: Hiệu quả sử dụng phổ tần rất cao. Cho phép sử dụng các máy đầu cuối công suất thấp. Cho phép cung cấp các ứng dụng khác nhau với các tốc độ truyền số liệu khác nhau. Toàn bộ phổ tần sử dụng cho WCDMA như sau: WCDMA TDD: 1900 MHz - 1920 MHz và 2020 MHz - 2025 MHz. WCDMA FDD: + Đường lên (Uplink ) : 1920 MHz - 1980 MHz. + Đường xuống (Downlink ) : 2110 MHz - 2170 MHz. Các giải pháp nâng cấp lên GPRS cho mạng GSM Việt Nam Hiện nay, các mạng thông tin di động ở Việt Nam đã và đang bắt tay vào giai đoạn triển khai GPRS dựa trên nền tảng mạng GSM hiện tại. Việc đầu tư hệ thống GPRS là thật sự cần thiết nhằm từng bước triển khai hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 trên mạng. Đây cũng là xu hướng tất yếu mà các nhà khai thác thông tin di động phải thực hiện nhằm giữ vững thị trường và tăng khả năng cạnh tranh. Về mặt công nghệ, mạng GSM hoàn toàn hội đủ điều kiện để tiến hóa lên các thế hệ thông tin di động 2,5G (GPRS/EDGE) và 3G (UMTS) mà vẫn khai thác tối đa tài nguyên sẵn có của mạng lưới, tận dụng tối đa hiệu quả của các thiết bị đầu cuối hiện có. Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS được phát triển trên co sở mạng GSM sẵn có nên GPRS sẽ hổ trợ dịch vụ số liệu tốc độ cao cho GSM.Trong GPRS tốc độ truyền dữ liệu không phụ thuộc vào tốc độ dữ liệu của từng kênh cụ thể mà có thể thay đổi. Một người sử dụng GPRS có thể sử dụng đến 8 khe thời gian để đạt được tốc độ 100kbps. Tuy nhiên đây là tốc độ cực đại, nếu nhiều người sử dụng thì tốc độ bit sẽ thấp hơn. Giao diện vô tuyến GPRS sử dụng các tính năng cơ bản của giao diện vô tuyến GSM. Như vậy, cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói có thể sử dụng cùng sóng mang. Tuy nhiên, mạng đường trục của GPRS được thiết kế sao cho nó không phụ thuộc vào giao diện vô tuyến. GPRS có một số ưu điểm sau: Giảm chi phí đầu tư: một trong những giải pháp tối ưu về mặt công nghệ của mạng GSM là khả năng cung cấp các dịch vụ số liệu cao cấp (truyền số liệu tốc độ cao) mà không phải xây dựng một mạng hoàn toàn mới. Thông qua triển khai GPRS, các nhà khai thác dịch vụ có thể nâng cấp hệ thống GSM của mình lên hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3. Bởi GPRS cùng tồn tại song song với mạng GMS, tận dụng tối đa tài nguyên rỗi của thiết bị hiện có trên mạng GSM. Tính cước mềm dẽo và linh hoạt: sau khi triển khai GPRS việc tính cước sử dụng dịch vụ của khách hàng có thể dựa trên nguyên tắc theo thời gian truy cập hệ thống (như phương pháp tính cước truyền thống) hoặc dựa theo nguyên tắc tính cước theo dung lượng dữ liệu được truyền qua hệ thống hoặc có thể kết hợp cả hai phương pháp trên. Điều này làm cho dịch vụ thông tin di động càng trở nên hấp dẫn khách hàng, không những đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ tốc độ cao của khách hàng mà còn lựa chọn về phí sử dụng dịch vụ sao cho phù hợp của khách hàng. Đó chính là tính mềm dẻo và linh hoạt trong phương án tính cước sử dụng dịch vụ mới mà GPRS hổ trợ. Nâng cao doanh thu và lợi nhuận: bằng việc triển khai GPRS, một số dịch vụ mới sẽ ra đời như sau: - Truy nhập nội bộ intranet: Email fax, truy cập cơ sở dữ liệu công cộng, cơ sở dữ liệu cá nhân. - Truy nhập internet: truy nhập web, tin tức, thương mại điện tử. - Truyền hình ảnh. - Giải trí. - Nhắn tin. Thông qua GPRS, nhà cung cấp dịch vụ đã tạo ra một cơ hội tốt để mang lại các nguồn thị trường mới cho mình. Từ đó có thể nâng cao doanh thu và kèm theo đó là nguồn lợi nhuận mới cho mình. Trên cơ sở những phân tích trên đây, có thể nói rằng GPRS là thực sự cần thiết và là xu hướng, là con đường tất yếu hướng tới 3G của các nhà khai thác thông tin di động GSM. Gói dịch vụ vô tuyến chung GPRS được phát triển trên cơ sở mạng GSM sẵn có nên để nâng cấp hệ thống GSM có khả năng kết nối GPRS thì phần tử của mạng GSM chỉ cần nâng cấp về phần mềm, ngoại trừ BSC phải nâng cấp phần cứng. GSM lúc đầu được thiết kế cho chuyển mạch kênh nên việc đưa dịch vụ chuyển mạch gói vào mạng đòi hỏi phải bổ sung thêm thiết bị mới: Hai node được thêm vào để làm nhiệm vụ quản lý chuyển mạch gói là node hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN) và node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN), cả hai node được gọi chung là các node GSN. Node hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN) và node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN) thực hiện thu và phát các gói số liệu giữa các MS và các thiết bị đầu cuối số liệu cố định của mạng số liệu công cộng (PDN). GSM còn cho phép thu phát các gói số liệu đến các MS ở các mạng thông tin di động GSM khác. Trang bị chức năng quản lý các gói số liệu trên mạng PCU (Package Control Unit). Nâng cấp phần mềm NSS và BSS để hỗ trợ kết nối GPRS. Bổ sung chức năng PCU cho các BSC trên mạng. PCU là chức năng bổ sung tại BSC phục vụ cho kết nối số liệu dạng gói giữa thuê bao và SGSN. Chuẩn bị giao tiếp là Gb. Để có thể mở rộng khả năng triển khai dịch vụ GPRS về sau, ban đầu khi triển khai GPRS sẽ đồng thời thử nghiệm trên cả hai dải tần GSM900 và GSM1800. Việc đưa dịch vụ GPRS áp dụng trên mạng GSM Việt Nam sã có nhiều giải pháp của các hãng sản xuất khác nhau. Giải pháp của hãng Alcatel (Pháp) Giải pháp của hãng Alcatel tập trung ở các điểm chính sau: Trạm BTS không thay đổi phần cứng, chỉ thay đổi phần mềm. BSC giữ nguyên không thay đổi. Đặt thêm một server chuyển mạch gói MFS (A935) ở phần transcoder. Server này làm chức năng của khối PCU và xử lý giao tiếp Gb hỗ trợ cho BSC trong việc chuyển dữ liệu từ BTS sang SGSN. SGSN: Sử dụng thiết bị của hãng Cisco gồm có một server SGSN, một server tính cước và một router truy nhập IP để làm hệ thống truyền dữ liệu backbone. GGSN: sử dụng router của hãng Cisco. HLR, SMS và NMC được nâng cấp phần mềm để hỗ trợ cho dịch vụ GPRS. Giải pháp của hãng Alcatel là thêm vào các thiết bị server, router của hãng Cisco mà Alcatel đã liên kết, không sử dụng thiết bị đặc chủng, nên dễ dàng áp dụng với mạng GSM có qui mô vừa và nhỏ. Giải pháp của hãng Ericson (Thụy Điển) Giải pháp của hãng Ericson gồm một số điểm sau: Trạm BTS với thiết bị RBS 200 chỉ cần nâng cấp phần mềm không bổ sung phần cứng. BSC được bổ sung thêm phần cứng PCU và phần mềm để đáp ứng yêu cầu của GPRS. HLR cũng được bổ sung phần mềm để hỗ trợ cho việc truy cập, quản lý GPRS và chuyển tin nhắn SMS. MSC/VLR cũng được nâng cấp phền mềm để hỗ trợ cho việc quản lý thuê bao GPRS class A và B. Riêng SGSN và GGSN được lắp đặt trong AXB-250, một dạng tổng đài mới truyền dữ liệu của Ericson. Như vậy giải pháp của Ericson là có tổng đài dữ liệu AXB-250, phần cứng thêm vào cho BSC và nâng cấp phần mềm các phần tử còn lại của mạng GSM như BTS, HLR, MSC/VLR. Giải pháp của hãng Motorola (Mỹ) Hãng motorola đưa ra giải pháp thực hiện GPRS như sau: Trạm BTS không thay đổi. BSC được bổ sung thêm phần cứng PCU và phần mềm hỗ trợ cho việc chuyển dữ liệu đến SGSN. Các phần tử khác được đặt thiết bị GSN gồm có: Ngăn SGSN: Mỗi ngăn có 3 card SGSN và một card tín hiệu số 7 để cung cấp cho 10000 thuê bao, phần cứng SGSN dựa trên cơ sở phần cứng hãng Compact PCI. Ngăn GGSN: Chuẩn là router 7206 của hãng cisco. Mỗi ngăn có khả năng cung cấp dịch vụ cho 15000 thuê bao. Ngăn CommHub : Dựa trên cơ sở của router 5500 của hãng cisco. Ngăn này làm nhiệm vụ mạng Backbone của GPRS trên các giao tiếp Gi, Gn, Gp. Ngăn ISS: Dựa trên cơ sở của Server Dual-T 1125 của hãng SUN Nestra. Server này có bộ nhớ trên 100Gb đảm nhận các chức năng: cổng tính cước, đồng bộ mạng, địa chỉ IP động và bảo mật. Giải pháp của hãng Motorola là sử dụng phần cứng bổ sung BSC và lắp đặt thiết bị GSN cho mạng dựa trên các router chuyên dụng của hãng Cisco, Compact, Sun Nestra. Dung lượng của GPRS Motorola tương đối lớn, do có thể mở rộng thêm các tủ của GSN và các thiết bị của các hãng chuyên dụng có dung lượng cao. Giải pháp của hãng Siemen (Đức) Giải pháp của hãng Siemen bao gồm các điểm chính: Không thêm phần cứng BTS chỉ nâng cấp phần mềm. BSC bổ sung thêm phần cứng PCU và phần mềm hỗ trợ. HLR nâng cấp bổ sung thêm để hỗ trợ GPRS. Các phần tử khác được chế tạo theo công nghệ của Siemen và lắp đặt tủ SGN gọi là EWSX (36190) gồm: SGSN và GGSN chế tạo theo công nghệ của Siemen. Phần chuyển mạch và mạng Backbone dựa trên cơ sở kỹ thuật ATM. Có bộ xử lý chính (Main Processor) điều khiển hoạt động toàn bộ thiết bị trong Tóm lại giải pháp của hãng Siemen là sản xuất riêng biệt thiết bị chuyển mạch gói EWSX cho SGSN và GGSN còn BTS và HLR nâng cấp phần mềm, BSC thêm phần cứng PCU. 3.2.5. Mạng WCDMA – Bước phát triển tất yếu của mạng viễn thông Việt Nam Để có thể thoả mãn mọi yêu cầu của ITU về 3G (tốc độ truyền dữ liệu lên tới 2Mbps) thì việc triển khai một mạng truy nhập vô tuyến mới WCDMA sẽ là tất yếu. WCDMA có mạng báo hiệu phát triển từ giao thức GSM-MAP nên sẽ thuận tiện cho việc tương thích ngược với mạng GSM như đã nói ở trên. Mạng 3G WCDMA được đề xuất phát triển sẽ là một mạng toàn IP (3GPP R5) với yêu cầu là phải tận dụng tốt mạng GPRS đã xây dựng ở bước trên. Hình 3.3. Cấu trúc mạng WCDMA toàn IP Cùng với sự phát triển, mạng 3G sẽ không còn trung tâm chuyển mạch kênh mà toàn bộ đều sử dụng chuyển mạch gói IP. Có như vậy mới tận dụng được hết ưu điểm của công nghệ chuyển mạch gói trong việc sử dụng hiệu quả đường truyền dẫn và quản lý, tính cước. Hiện nay, mạng viễn thông Việt Nam đã triển khai mạng 3G với 4 nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trúng tuyển 3G gồm: Viettel, VinaPhone, MobiFone, và cuối cùng là liên danh giữa EVN Telecom và Hanoi Telecom.Trong đó có 3 “đại gia” trúng tuyển rất cao là Viettel, VinaPhone, MobiFone. Bằng việc “chậm” triển khai 3G so với các nước tiên tiến khác (Châu Âu cũng đã hoãn thời điểm triển khai 3G thương mại đến đầu năm 2003) ngoài việc tuân thủ quy luật khách quan của thị trường, chúng ta còn có được những ưu điểm chính sau: Giá thiết bị sẽ giảm khoảng 20% mỗi năm, ví dụ đánh giá giá máy đầu cuối hiện nay khoảng 500 đô là thì sau 3 năm sẽ giảm đi hơn 60%. Như vậy, dễ được thị trường chấp nhận hơn. Công nghệ mạng 3G sử dụng lúc đó sẽ hoàn toàn là gói IP đạt được nhiều ưu điểm hơn. Về tốc độ thị trường, hầu hết các doanh nghiệp di động Việt Nam cũng mới triển khai 2G cách đây 4-5 năm, và cũng cần có thời gian để các doanh nghiệp thu hồi vốn, có lãi và tái đầu tư. Về mặt công nghệ, nếu triển khai 3G sớm 3-5 năm trước, chúng ta cũng sẽ chỉ triển khai được công nghệ WCDMA và sau đó phải nâng cấp tiếp. còn hiện nay, Việt Nam có thể triển khai thẳng lên công nghệ HSPA 3,5G ngay tại thời điểm này. Đây chính là lợi thế của chúng ta, đi sau nhưng lại đuổi kip. Chuẩn 3G cho phép truyền không dây các dữ liệu thoại (giọng nói) và phi thoại (email, hình ảnh, video…). Những dịch vụ 3G mà 4 nhà mạng Việt Nam cung cấp sẽ là những dịch vụ trên nền những tiện ích trên, bao gồm: Điện thoại truyền hình (Video Call): cho phép người gọi và người nghe có thể nhìn thấy hình ảnh của nhau trên ĐTDT, giống như hai người đang nói chuyên trực tiếp với nhau. Nhắn tin đa phương tiện(MMS): Cho phép chuyển tải đồng thời hình ảnh và âm thanh, các đoạn video clip (dữ liệu động) và text cùng lúc trên bản tin với tốc độ nhanh và dung lượng lớn. Xem phim trực tuyến (Video Streaming): xem phim trên ĐTDĐ với chất lượng hình ảnh, âm thanh tốt, không bị giật hình hay trễ tiếng như truy cập internet. Tải phim trực tuyến (Video Downloading): người dùng dịch vụ 3G có thể tải trực tiếp các bộ phim ngay từ ĐTDĐ của mình với tốc độ nhanh nhờ vào đường truyền băng rộng. Thanh toán điện tử (Mobile Payment): cho pháp thanh toán hóa đơn hay giao dịch chuyển tiền…qua tin nhắn ĐTDĐ (nếu khách hàng có tài khoản mở tại ngân hàng và có liên kết với nhà cung cấp dịch vụ di động). Truy cập interrnet di động (Mobile Interrnet): cho phép người dùng có thể kết nối từ xa trên ĐTDĐ với các thiết bị điện tử tại văn phòng hay ở nhà. Quảng cáo di động (Mobile Advertizing)… 3.2.6. Tình hình triển khai 3G của các mạng viễn thông Việt Nam Mạng Viettel đưa ra kế hoạch chi tiết và cụ thể nhất, với tham vọng sau 9 tháng sẽ hoàn thành việc phủ sóng toàn quốc với 5000 trạm Node phát sóng, trong năm đầu tiên lắp đặt 9000 trạm, tập trung tại các tỉnh thành phố lớn. Dự kiến trong 2 năm đầu tiên sẽ có 5% thuê bao sử dụng dịch vụ 3G, tương đương 2,8 triệu, tại thời điểm khai trương dịch vụ, Viettel sẽ phủ sóng đến 86,3% dân số. Viettel sẽ hoàn thành phủ sóng đến 100% dân cư sau 3 năm. Đến nay, Viettel đã hoàn thành 8.000 trạm, gấp hơn 1,5 lần so với cam kết. Với số lượng trạm 3G lớn nhất này, Viettel đã phủ sóng tới tận trung tâm huyện và các xã lân cận của 63 tỉnh, thành phố trên cả nước. Bên cạnh vùng phủ rộng, Viettel còn quan tâm đầu tư để có một mạng di động 3G có tốc độ cao nhất. Viettel đã triển khai HSPA trên toàn mạng với tốc độ tải dữ liệu trên lý thuyết lên tới 14.4 Mbps download và upload lên tới 5.7 Mbps sẵn sàng cho HSPA+ với tốc độ tải dữ liệu lên đến 21 Mbps. Với quan điểm mạng 3G phải tốt và rộng khắp như mạng 2G, dự kiến đến hết năm 2010 Viettel sẽ có hệ thống hạ tầng lên đến gần 20.000 trạm phát sóng 3G.Hiện tại, đã có hơn 1 triệu khách hàng đăng ký và sử dụng các dịch vụ 3G của Viettel. Mạng MobiFone 3G là mạng viễn thông di động mặt đất tiêu chuẩn IMT-2000, sử dụng băng tần 2.100 Mhz được MobiFone chính thức khai thác từ ngày 15 tháng 12 năm 2009 theo giấy phép số 1118/GP-BTTTT do Bộ TT&TT cấp ngày 11/8/2009. Là mạng di động theo chuẩn thế hệ thứ 3 (Third Generation Network - 3G), của MobiFone cho phép thuê bao di động thực hiện các dịch vụ cơ bản như thoại, nhắn tin ngắn với chất lượng cao, đặc biệt là truy cập Internet với tốc độ tối đa đạt tới 7,2 Mbps. MobiFone 3G sẽ có khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ cao hơn trong thời gian tới. Mạng MobiFone 3G được kết nối và tích hợp toàn diện với mạng MobiFone hiện tại (công nghệ GSM 900/1800 Mhz), cho phép cung cấp dịch vụ theo chuẩn 3G cho các thuê bao trả trước và trả sau của MobiFone. Công nghệ chuyển giao (hand-over) cho phép thuê bao MobiFone duy trì liên lạc thông suốt khi di chuyển giữa vùng phủ sóng mạng 2G và 3G. Các dịch vụ mà Mobifone cung cấp như: Video Call Mobile Internet Fast Connect Mobile TV WAP Portal Dự kiến đến năm 2012, MobiFone sẽ phủ sóng 3G đến 98% dân số. Theo giấy phép của bộ TT-TT, mạng 3G của Vinaphone hoạt động trên tiêu chuẩn IMT-2000 trong băng tần số 1900-2200 MHz. Sau khi nhận được giấy phép ngày 2/4/2009, sau một tháng nhà mạng đã triển khai thử nghiệm nhằm đảm bảo các thuê bao của VinaPhone được hưởng các dịch vụ tiện ích của mạng 3G sớm nhất. Với đường truyền dữ liệu và truy cập Internet tốc độ tối đa lên tới 14.4 Mbps, VinaPhone đang là mạng có tốc độ truyền dữ liệu cao nhất tại Việt Nam, cho phép thuê bao sử dụng nhiều dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao một cách thuận tiện, mọi lúc, mọi nơi.  Hiện tại, VinaPhone đang cung cấp các dịch vụ Internet di động tốc độ cao như Mobile Internet (truy cập Internet tốc độ cao trực tiếp từ điện thoại), Mobile Broadband (truy cập Internet tốc độ cao từ máy tính thông qua sóng di động); các dịch vụ có tính đột phá như: Video Call (đàm thoại thấy hình giữa các thuê bao Vinaphone), Mobile Camera (xem trực tiếp hình ảnh tình trạng các nút giao thông); các dịch vụ giải trí cao cấp như Mobile TV (xem trực tiếp 15 kênh truyền hình trên máy di động, 3G Portal (thế giới thông tin và giải trí trên điện thoại di động).…Đặc biệt là dịch vụ Mobile Camera, một dịch vụ tiện ích trên nền 3G được đánh giá là ứng dụng có tính xã hội cao, cung cấp hình ảnh thực  hàng trăm nút giao thông cho các thuê bao ngay trên màn hình điện thoại. Tính đến thời điểm này VinaPhone đã thu hút được khoảng 7 triệu khách hàng sử dụng các dịch vụ 3G. Dự kiến, đến hết năm 2010, Vinaphone sẽ phủ sóng toàn quốc. Liên doang EVN-HT cho biết: EVN Telecom và Hanoi Telecom sẽ sử dụng chung cơ sở hạ tầng sẵn có của nhau để cùng triển khai giấp phép 3G theo tỉ lệ 50-50. Ngay trong giai đoạn 9 tháng đầu liên doanh 3G này sẽ triển khai 2500 trạm Node B, trong đó 1000 trạm sẽ được đầu tư ngay vào công nghệ HSPA. Liên doanh này hi vọng trong vòng 3 năm sẽ lắp đặt được 5000 trạm Node để cung cấp dịch vụ 3G trên toàn quốc. dịch vụ 3G của EVN-HT sẽ đến tay người tiêu dùng vào quí I năm 2010. KẾT LUẬN Công nghệ CDMA ra đời đã tạo ra một bước phát triển mới trong thông tin nói chung và thông tin di động nói riêng. CDMA đã vượt qua được những hạn chế của hệ thống trước đó là sự hạn hẹp về tần số, khả năng chống nhiễu và tính bảo mật của dữ liệu. CDMA cũng giảm nhẹ gánh nặng về quy hoạch tần số nhờ khả năng sử dụng lại tần số ở các ô lân cận. Sự phát triển nhanh chóng của các mạng di động sử dụng công nghệ CDMA đã chứng minh cho ưu thế và khả năng phát triển của công nghệ này. WCDMA là lộ trình tiến lên 3G của các nhà khai thác GSM/GPRS. WCDMA thương mại được triển khai tại nhiều nơi cung cấp tốc độ dữ liệu đỉnh lên tới 384Kbps. WCDMA còn được mở rộng tới HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). HSDPA cung cấp một mạng gói hội tụ cho phép hỗ trợ các dịch vụ IP từ đầu đến cuối. Hệ thống HSDPA thương mại được dự kiến sẽ hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh trên đường truyền xuôi lên đến 7,2Mbps. Để nâng cao khả năng dữ liệu đường truyền hướng lên (uplink), nhà khai thác WCDMA dự định triển khai một cải tiến khác gọi là HSUPA (High Speed Uplink Packet Access). Hệ thống HSUPA dự kiến sẽ hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh đường truyền hướng lên là 5,7Mbps. Cả HSDPA và HSUPA đều có thể tương thích được với WCDMA. Với sự phát triển liên tục không ngừng của mạng thông tin vô tuyến hiện nay, thì việc chuyển sang hệ thống thông tin di động thứ 3 là cần thiết và khả thi tại Việt Nam. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: [1] TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động thế hệ ba, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2002. [2] Vũ Đức Thọ, Thông tin di động số Cellular, Nhà xuất bản giáo dục–1997. [3] TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động GSM, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 1999. [4] Tạp Chí Bưu Chính Viễn Thông, Nhà xuất bản bưu điện. Tài liệu tiếng Anh: [5] Harri Holma and Anti Toskala, WCDMA for UMTS, John Wiley & Sons, 2000. [6] McGraw Hill: WCDMA and cdma2000 for 3G Mobile Network. Tài liệu trên internet: [7] http:// www.3gpp2.org [8] http:// www.etsi.org [9] MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................... 1 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3G 3rd Genneration (of Mobile networks) Mạng di động thế hệ thứ 3 ACI Adjacent Channel Interference Nhiễu kênh kế AICH Acquistion Indicator Channel Kênh chỉ thị bắt AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến ARIB Association of Radio Industry Board Hiệp hội công nghiệp vô tuyến AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bít PBSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CCI Co-Channel Interference Nhiều kênh cùng tần số CCTrCh Coded Composite Transport Channel Kênh truyền tải đa hợp được mã hoá CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CP-2 Coreless Phone – 2 Điện thoại không dây CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CRNC Control RNC Điều khiển RNC CSPDN Circuit Switched Pulic Data Network Mạng số liệu công cộng chuyển mạch theo mạch DETC Digital Enhanced Coreless Telecommunication Viễn thông không dây số tiên tiến DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng DSCH Dedicated Shared Channel Kênh đường xuống dùng chung DSSS Direct Sequence Spreading Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp DTCH Dedicated Traffic Chanel Kênh lưu lượng riêng EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Số liệu gói tốc độ cao GSM ETACS Extended Total Access Communication System TACS mở rộng ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FBI Feedback Information FDD Frequency Division Duplexing Song công phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi tiên tiến FHSS Frequency Hopping Spectrum Spread Trải phổ nhảy tần FSK Frequency Shift Keying Khoá dịch chuyển tần số GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ cổng GPRS GMSC Gateway MSC Tổng đài di động cổng GMSK Gaussian Minimum Shift Keying Khóa dịch tối thiểu Gauxo GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile communications Hệ thống thông tin toàn cầu cho điện thoại di động HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSCSD High Speed Circuit Switched Data Hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao IMT-2000 International Mobile Telecommunications in the year 2000 Hệ thống thông tin di động toàn cầu trong năm 2000 IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ ISI Inter Symbol Interference Nhiễu giao thoa giữa các kí hiệu ITU International telecommunication Union Liên đoàn viễn thông quốc tế Iub Giao diện giữa RNC và nút B Iur Giao diện giữa 2 RNC. IWF Internet Working Function Chức năng tương tác mạng LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động NAMPS Narrow AMPS AMPS băng hẹp NMT-450 Nordic Mobile Telephone 450 Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu băng tần 450 MHz. NMT-900 Nordic Mobile Telephone 900 Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu băng tần 900 MHz. NTACS Narrow TACS TACS băng hẹp NTT Nippon Telegraph and Telephone Hệ thống do NTT phát triển OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép phân chia tần số trực giao OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao PCCPCH Primary Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PCN Personal Communication Network Mạng thông tin cá nhân PCPCH Physical CPCH Kênh gói chung vật lý PCS Personal Communication System Hệ thống thông tin cá nhân PDC Personal Digital Cellular Hệ thống tổ ong số cá nhân PDN Packet Data Network Mạng số liệu công cộng PDP Packet Data Protocol Giao thức đóng gói dữ liệu PDSCH Physical Dedicated Shared Channel Kênh vật lý đường xuống dùng chung PG Processing Gain Độ lợi xử lí PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PN Pseudo Noise Giả tạp âm PRACH Physical RACH Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý PS Packet Switched Chuyển mạch gói PSK Phase Shift Keying Khoá dịch chuyển pha PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khoá dịch chuyển pha cầu phương RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên RANAP Radio Access Network Application RLC Radio Link Control Bộ điều khiển đường truyền vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến SCCPCH Secondary Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ SGSN Servicing GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ SMS Short Massage Service Dịch vụ nhắn tin ngắn SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SS Subcriber Station Trạm thuê bao TACH Traffic and Associated Channel Lênh lưu lượng và liên kết TACS Total Access Communication System Hệ thống thông tin truy nhập toàn bộ. TAF Terminal Adaption Function Chức năng thích ứng đầu cuối TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDD Time Division Duplexing Song công phân chia theo thời gian TDM Time Division Multiplexing Sự truyền dồn kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TRAU Transcoder and Rate Adaptor Unit Khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ UE User Equipment. Thiết bị người sử dụng. UMTS Universal Mobile Telecommunnication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu USIM UMTS Subscriber Identify Modul nhận dạng thuê bao UMTS. UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu VLR Visitor Location Registor. Bộ đăng ký định vị tạm trú. WAP Wireless application protocol Giao thức ứng dụng vô tuyến WCDMA Wideband Code Division Multiplex Access Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng. DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Phân loại các dịch vụ ở IMT-2000 11 2.1 Các thông số giao diện vô tuyến của WCDMA 15 2.2 Đa thức tạo mã trong WCDMA 63 2.3 Các tham số cần thiết trong quá trình chuyển giao 68 DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Xu hướng phát triển của mạng thông tin di động 8 1.2 Quá trình phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất sang hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba 13 1.3 Phân bổ phổ tần ở WRC-92 cho IMT-2000 14 1.4 Phân bổ phổ tần ở WRC-2000 cho IMT-2000 14 2.1 Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA 16 2.2 Cấu trúc hệ thống HSCSD 18 2.3 Cấu trúc mạng GPRS 20 2.4 Các phần tử của mạng UMTS 21 2.5 Cấu trúc hệ thống WCDMA 22 2.6 Phân lớp hệ thống CDMA tổng quát 30 2.7 Cấu trúc kênh vật lý của UTRA/IMT-2000 32 2.8 Giao diện giữa các lớp cao và lớp vật lý 35 2.9 Cấu trúc khung vô tuyến kênh DPDCH/DPCCH đường lên 37 2.10 Số thứ tự các khe truy nhập RACH và khoảng cách giữa chúng 38 2.11 Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên 39 2.12 Cấu trúc khung vô tuyến phần bản tin của RACH 39 2.13 Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên CPCH 41 2.14 Cấu trúc khung vô tuyến cho kênh DPCH đường xuống 42 2.15 Cấu trúc khung vô tuyến của CPICH 43 2.16 Cấu trúc khung cho kênh P-CCPCH 43 2.17 Cấu trúc khung vô tuyến cho kênh S-CCPCH 44 2.18 Cấu trúc kênh đồng bộ 45 2.19 Cấu trúc khung vô tuyến của PDSCH 45 2.20 Cấu trúc khung vô tuyến cho AICH 46 2.21 Sắp xếp giữa các kênh logic và các kênh truyền tải 48 2.22 Quan hệ giữa trải phổ điều chế và ngẫu nhiên 49 2.23 Cấu trúc cây của mã định kênh 50 2.24 Ghép kênh mã I-Q cùng với ngẫu nhiên hoá phức 51 2.25 Sơ đồ tổng quát trải phổ và ghép kênh vật lý 52 2.26 Phần bản tin của PCPCH 53 2.27 Sơ đồ phần bản tin của PRACH 54 2.28 Sơ đồ bộ tạo chuỗi ngẫu nhiên đường dài 55 2.29 Sơ đồ bộ tạo chuỗi ngẫu nhiên ngắn đường lên cho chuỗi 255 55 2.30 Điều chế kênh vật lý đường lên 58 2.31 Cấu hình của bộ tạo mã ngẫu nhiên đường xuống 60 2.32 Sơ đồ khối trải phổ kênh vật lý đường xuống trừ SCH 61 2.33 Sơ đồ khối ghép kênh vật lý đường xuống 62 2.34 Các phương pháp mã hoá FEC cơ bản cho WCDMA 62 2.35 Dồn kênh dịch vụ trong WCDMA 63 2.36 Dồn kênh dịch vụ tách biệt trong WCDMA 64 2.37 Thủ tục thiết lập một cuộc gọi trong WCDMA 73 2.38 Các thủ tục chuyển giao từ WCDMA sang GSM 76 2.39 Các thủ tục chuyển giao từ GSM sang WCDMA 77 2.40 Thủ tục lựa chọn lại cell từ cell WCDMA sang cell GSM 80 3.1 Mạng GSM cơ bản với các phân hệ 81 3.2 Lộ trình triển khai nâng cấp mạng GSM lên 3G 86 3.3 Cấu trúc mạng WCDMA toàn IP 94

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docwcdma hoan chinh6.doc
  • docban nhan xet giao vien huong dan.doc
  • docDANH MỤC BẢNG BIỂU.doc
  • docDANH MỤC HÌNH VẼ.doc
  • docLỜI NÓI ĐẦU.doc
  • docnhan xet giao vien phan bien.doc
  • docnhiem vu thiet ke.doc
  • docTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT.doc
  • pptwcdma trinh chieu2.ppt