Nghiên cứu công nghệ cdma2000 1xev - Do và đề xuất 1 số giải pháp ứng dụng

Hình 2.19 Thêm một pilot vào active set • Điều kiện để thêm hoặc bớt PN trong active set: Một tín hiệu pilot bị loại khỏi active set trong các trường hợp sau: - Nếu cường độ tín hiệu của pilot trong active set giảm thấp hơn giá trị ngưỡng PilotDrop và tiếp tục thấp hơn khi mà bộ định thời đã đếm xong. - Khi một pilot được thêm vào active set và số lượng pilot trong active set vượt quá 6 thì pilot có cường độ tín hiệu nhỏ nhất sẽ bị loại khỏi active set. Trường hợp Dynamic Threshold = 0 thì một tín hiệu pilot sẽ được thêm vào active set khi: LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 46 - - Cường độ tín hiệu pilot trong Neighbor set và Remaining set lớn hơn mức ngưõng PilotAdd. - Cường độ tín hiệu pilot trong Candidate set lớn hơn giá trị PilotCompare Trường hợp Dynamic Threshold = 1 thì một tín hiệu pilot được thêm vào active set khi: - Cường độ tín hiệu pilot trong Neighbor set và Remaining set thoả mãn: - Cường độ tín hiệu pilot trong Candidate set thoả mãn: II.4.4.5 Quản lý tập Candidate set Việc quản lý các pilot trong Candidate set cũng tương tự như trong active set, có tối đa là 6 pilot trong Candidate set. Khi một pilot ra khỏi active set thì nó sẽ được thêm vào Candidate set. Một pilot sẽ bị loại khỏi Candidate set trong các trường hợp: - Nếu cường độ tín hiệu của pilot tăng đủ lớn để lọt vào active set. - Nếu cường độ tín hiệu bị suy giảm xuống dưới mức ngưỡng - Khi một pilot được thêm vào Candidate set và số lượng pilot trong nó vượt quá 6 thì pilot có cường độ tín hiệu nhỏ nhất sẽ bị loại khỏi Candidate set. II.4.4.6 Quản lý cell lân cận Có tối đa là 20 pilot trong neighbor set, khi AT ở trạng thái kết nối thì thông tin về Neighbor set nhận được qua Neighbor List Message qua kênh lưu LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 47 - lượng đường xuống. Bản tin bao gồm các sector đang phục vụ lân cận, pilot của chúng, số kênh CDMA và kích thước cửa sổ tìm kiếm pilot. • Điều kiện để một pilot vào neighbor set: - Khi một pilot bị loại khỏi active set thì nó sẽ chuyển vào neighbor set (Dynamic Threshole được thiết lập là 1) - Khi bộ đếm loại bỏ pilot trong candidate set đếm xong - Khi một pilot trong remaining set được liệt kê trong Neighbor List Message. • Điều kiện để một Pilot ra khỏi neighbor set: - Khi pilot đó đủ điều kiện để chuyển vào active set hoặc candidate set - Khi số lượng pilot trong neighbor set vượt quá 20. II.4.4.7 Chuyển giao soft handoff ảo AT Sector 1 Sector 2 AN DRC Frame Forward Data Request Data Packet DRC Forward Stop Indicator Flush Buffer Data Packet Frame Forward Data Request Hình 2.20 Chuyển giao soft handoff ảo Chuyển giao ở đường xuống được gọi là chuyển giao mềm ảo vì khi phát hiện một sector có khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu lớn hơn thì nó sẽ LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 48 - hướng DRC thẳng tới sector đó, ngắt kết nối với sector cũ và thực hiện truyền/nhận dữ liệu qua sector mới. BTS sẽ quyết định trễ tối thiểu thay đổi DRC đối với quá trình chuyển giao soft handoff ảo. Khi AT hướng DRC vào sector 1, sector 1 gửi yêu cầu truyền dữ liệu đến AN và sau đó AN sẽ truyền dữ liệu gói qua sector đó. Khi AT hướng DRC tới sector 2 thì sector 2 cũng gửi yêu cầu truyền dữ liệu tới AN và đồng thời sector 1 cũng gửi Forward Stop Indicator đến AT để chỉ thị rằng khung cuối cùng đã truyền xong. Ngay sau khi nhận được yêu cầu truyền dữ liệu từ sector 2, AN sẽ gửi lệnh Flush đến sector 1 và truyền tín hiệu qua sector 2. II.4.4.8 Chuyển giao đường lên Chuyển giao softer/soft Chuyển giao đường lên là loại hình chuyển giao softer/soft, đây là quá trình chuyển giao của AT tới một sector hay 1 BTS khác phục vụ nó mà không ngắt kết nối của AT với BTS đang phục vụ nó. Chuyển giao softer/soft làm chất lượng cuộc gọi (thoại, dữ liệu) của 1xEV-DO cao hơn hẳn so với các công nghệ không dây khác sử dụng chuyển giao cứng (ngắt kết nối với BTS đang phục vụ mà không cần biết AT có được chuyển giao thành công tới BTS mới hay không). Tuy nhiên, điều này phải trả giá bằng tài nguyên mạng, thông thường, tỷ lệ chuyển giao softer/soft trong CDMA chiếm tới 35% tài nguyên mạng. Chuyển giao softer/soft chỉ có thể thực hiện trong cùng băng tần, cùng tần số và cùng offset khung. Chuyển giao ở trạng thái chờ Chuyển giao ở trạng thái chờ (chuyển giao kết nối R-P) giữa các PCF khác nhau (trong cùng hay khác PDSN) nhằm duy trì phiên của AT khi AT ở trạng thái chờ. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 49 - Mục đích của chuyển giao ở trạng thái chờ để: • Tiết kiệm tài nguyên hệ thống: quá trình thiết lập phiên rất lãng phí vì: o Nó tiêu tốn rất nhiều tài nguyên để thoả hiệp các tham số/giao thức (mỗi khi thoả hiệp xong thì kết nối phải được giải phóng rồi thiết lập lại), các quá trình nhận thực RAN ở giao diện A12 (khôi phục IMSI…), các quá trình nhận thực PPP PDSN… o Đường lên của 1xEV-DO dùng chung giữa tất cả những người sử dụng. o Kênh lưu lượng được ấn định sẽ không được sử dụng để truyền dữ liệu. • Giảm trễ đối với người sử dụng: quá trình thiết lập phiên mất một thời gian dài nên quá trình chuyển giao ở trạng thái chờ cho phép giảm trễ đối với người sử dụng nếu họ muốn truyền dữ liệu khi di chuyển tại vùng biên. • Cho phép người sử dụng 1xEV-DO luôn ở trạng thái online: người sử dụng sẽ không phải khởi tạo lại kết nối PPP khi di chuyển ở vùng biên. Thủ tục thực hiện quá trình chuyển giao ở trạng thái chờ: • AT gửi 1 bản tin yêu cầu nhận dạng UATI tới AN đích. • AN đích sẽ phân tích được subnet (PCF) trước đó của AT và địa chỉ IP của subnet này. • AN đích sẽ chuyển đổi các bản tin ở giao diện A13 (giao diện giữa các AN) với AN nguồn để khôi phục phiên cũ của AT sử dụng địa chỉ IP của subnet cũ. Nếu phiên cũ được khôi phục thành công, AN đích sẽ cố gắng kết nối tới PDSN cũ. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 50 - II.4.4.9 Chuyển giao giữa 1x EVDO và 1x2000 Chuyển giao giữa 1x2000 và 1xEV-DO được thực hiện với các đầu cuối hỗ trợ cả 2 chế độ 1x và 1xEVDO (dual mode hay hybrid). Chuyển giao giữa 1x và EVDO nhằm không làm gián đoạn việc sử dụng dịch vụ dữ liệu của thuê bao. Chuyển giao xảy ra theo cả 2 chiều, từ EVDO sang 1x và từ 1x sang EVDO. Phiên IP có thể được duy trì nếu EVDO và 1x sử dụng cùng 1 PDSN hay dùng cơ chế Simple IP. Quá trình chuyển giao giữa 1x và EVDO: • AT sẽ giám sát cả kênh tìm gọi của 1x và kênh điều khiển của EVDO khi nó ở trạng thái chờ. • Đầu cuối hybrid sẽ ưu tiên sử dụng 1xEV-DO để truyền dữ liệu khi nó nằm trong vùng phủ sóng của cả 1x và EVDO. • Trong khi truyền dữ liệu bằng 1xEV-DO, nó vẫn giám sát hệ thống 1x theo chu kỳ để xem liệu có cuộc gọi đến không. Nếu có cuộc gọi đến và người sử dụng nhấc máy, phiên dữ liệu EVDO sẽ được chuyển giao sang 1x. • Trong khi truyền dữ liệu bằng 1xEV-DO, nó sẽ kiểm tra cường độ tín hiệu 1x để xem có phải chuyển giao giữa 2 hệ thống EVDO và 1x không. Nếu cần phải chuyển giao thì nó sẽ chuyển sang chế độ 1x. • Quá trình thực hiện việc chuyển đổi kênh tần số để thực hiện chuyển giao là hoàn toàn do AT. AT sẽ ngay lập tức chuyển sang hệ thống mới khi nhận thấy cần chuyển giao. Các trường hợp chuyển giao: • Trường hợp 1: AT đang có 1 phiên dữ liệu với mạng truy cập vô tuyến 1xEV-DO RAN: trong khi ở trạng thái chờ, nếu có sự di chuyển sang LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 51 - vùng phủ sóng của 1x, nó sẽ thực hiện việc chuyển giao ở trạng thái chờ từ 1x EVDO RAN hiện tại này sang 1x BTS mới • Trường hợp 2: AT đang truyền dẫn dữ liệu với hệ thống 1xEV-DO thì có cuộc gọi thoại tới trên hệ thống 1x: Vì AT giám sát kênh chung đường xuống 1x định kỳ nên nó có thể nhận được bản tin tìm gọi thông báo có cuộc gọi thoại ngay cả khi đang truyền dữ liệu trên hệ thống 1xEV-DO. Trong trường hợp này, nó sẽ thực hiện: o Chuyển ngay sang cuộc gọi thoại trên hệ thống 1x (nếu người sử dụng đồng ý) mà không thông báo gì cho hệ thống 1x EVDO. o Kết nối giữa AT với hệ thống 1xEV-DO sẽ được giải phóng khi phát hiện không có dữ liệu được truyền hoặc bộ đếm thời gian chờ về 0. o Quá trình cũng tương tự như trường hợp AT thực hiện cuộc gọi. • Trường hợp 3: AT có thể nhận SMS trong khi đang truyền dữ liệu trên hệ thống 1xEV-DO. SMS được nhận trong suốt khe thời gian được ấn định cho AT hay khe thời gian quảng bá. • Trường hợp 4: AT di chuyển ra khỏi vùng phủ sóng của hệ thống 1xEV-DO và vào vùng phủ sóng của 1x. AT sẽ thực hiện thay đổi AN từ hệ thống 1xEV-DO sang hệ thống 1x. II.5 Cơ chế xử lý cuộc gọi II.5.1 Các trạng thái của AT II.5.1.1 Trạng thái khởi tạo Là trạng thái mà khi AT chuyển từ trạng thái tắt sang bật, khi đó AT sẽ phải thực hiện thủ tục khởi tạo để có thể được phục vụ bởi mạng. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 52 - II.5.1.2 Trạng thái trống Là trạng thái mà các kênh lưu lượng không được ấn định cho AT, AT chỉ kết nối với mạng thông qua kênh truy cập hoặc kênh điều khiển. Ở trạng thái trống AT sẽ thực hiện các thủ tục đăng ký, cập nhật vị trí. Hình 2.21 Chuyển đổi trạng thái của AT trong trạng thái trống Trạng thái trống bao gồm các trạng thái cụ thể như sau: • Trạng thái không tích cực: chờ lệnh kích hoạt để chuyển trạng thái. • Trạng thái ngủ: AT không thực hiện giám sát kênh điều khiển đường xuống và giảm thiểu một số xử lý để tiết kiệm pin. Ở trạng thái ngủ AN cũng không cho phép truyền các gói tới AT. • Trạng thái giám sát: AT liên tục giám sát kênh điều khiển đường xuống và AN có thể gửi các gói tới AT. • Trạng thái thiết lập kết nối: thiết lập kết nối giữa AT và AN, nếu do AT khởi tạo gọi là normal setup, còn nếu AN khởi tạo thì gọi là fast setup. • Trạng thái treo: khi giữa AN và AT đang có kết nối mà AN đóng kết nối thì AT sẽ chuyển về trạng thái treo. Ở trạng thái treo AT giám sát kênh điều khiển theo chu kỳ. Nếu AN muốn truyền dữ liệu đến AT trong trạng thái treo thì nó sẽ gửi TrafficChannelAssignment Message LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 53 - thay vì Page message. Sau một thời gian xác định nếu không có hoạt động gì thì nó sẽ chuyển sang trạng thái ngủ. II.5.1.3 Trạng thái kết nối Là trạng thái mà tài nguyên vô tuyến đã được ấn định cho AT, giữa AT và AN đã có các quá trình xử lý thông tin. Ở trạng thái kết nối AT sẽ thực hiện các thủ tục kết nối, chuyển giao… Trạng thái kết nối bao gồm các trạng thái sau: • Trạng thái không tích cực: chờ lênh kích hoạt để chuyển trạng thái • Trạng thái kết nối mở: giữa AT và AN đang thực hiện các ứng dụng. • Trạng thái đóng kết nối: là trạng thái khi AN giải phóng tài nguyên mạng. Hình 2.22 Chuyển đổi trạng thái của AT trong trạng thái kết nối. II.5.2 Các thủ tục xử lý II.5.2.1 Thủ tục khởi tạo AT thực hiện thủ tục khởi tạo để đồng bộ với mạng và nhận được các thông tin về mạng phục vụ. Khi bật nguồn AT sẽ tìm kiếm tín hiệu pilot có LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 54 - cường độ mạnh nhất rồi nhận bản tin Sync qua kênh điều khiển để đồng bộ với thời gian hệ thống. Sau đó nó sẽ chuyển sang trạng thái chờ. Hình 2.23 Thủ tục khởi tạo. II.5.2.2 Thủ tục đăng ký (yêu cầu phiên UATI) Sau khi chuyển sang trạng thái chờ AT sẽ ngay lập tức thiết lập một phiên mở bằng việc thực hiện thủ tục đăng ký. Khi thực hiện thủ tục đăng ký AT sẽ được chỉ định một số nhận dạng UATI để phân biệt các AT và các AT cũng dùng UATI để giám sát các bản tin điều khiển trên kênh điều khiển. Hình 2.24 Thủ tục đăng ký. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 55 - II.5.2.3 Thủ tục sắp xếp phiên (thoả thuận cấu hình) Sau khi AT được ấn định một số nhận dạng UATI, nó sẽ thực hiện thoả thuận các tham số cho phiên kết nối. Trình tự quá trình thoả thuận cấu hình như sau: Hình 2.25 Thủ tục sắp xếp phiên. 1. AT gửi yêu cầu thiết lập cấu hình bằng bản tin Configuration message 2. AN sẽ phản hồi bằng bản tin Configuration Response. Bước 1 và bước 2 sẽ được lặp lại cho đến khi thoả thuận giữa 2 bên hoàn thành 3. AT gửi bản tin Configuration Complete. II.5.2.4 Thủ tục yêu cầu kết nối Nếu AN khởi tạo kết nối, nó sẽ gửi bản tin tìm gọi đến cho AT và chỉ thị cho AT gửi bản tin yêu cầu kết nối Connection Request. Còn nếu AT khởi tạo kết nối thì bước này được bỏ qua. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 56 - Hình 2.26 Thủ tục yêu cầu kết nối II.5.2.5 Thủ tục sắp xếp kết nối CONNECTED State C on ec tio n N eg ot ia tio n Hình 2.27 Thủ tục sắp xếp kết nối II.5.2.6 Thủ tục thiết lập phiên PPP Sau khi các thủ tục về phiên và kết nối đã được cấu hình thì một kết nối PPP (Point to Point Protocol) sẽ được thiết lập giữa AT và PDSN để truyền các gói dữ liệu. Trình tự thiết lập kết nối PPP như sau: LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 57 - Hình 2.28 Thiết lập phiên PPP. II.5.2.7 Chức năng Keep Alive Khi giữa AT và AN đang tồn tại một phiên kết nối, trong suốt thời gian không tích cực của AT thì giữa AT và AN luôn có sự trao đổi các bản tin KeepAliveRequest/KeepAliveResponse để đảm bảo là kết nối vẫn được duy trì. Các bản tin này được truyền qua các kênh điều khiển và kênh truy cập nếu AT trong trạng thái ngủ hoặc được truyền trên kênh lưu lượng khi kênh lưu lượng chưa được giải phóng. Nếu sau khi một bên gửi bản tin KeepAliveRequest mà không nhận được phản hồi trong một khoảng thời gian nhất định thì bộ định thời KeepAliveTimer sẽ được kích hoạt. Nếu không có hoạt động nào của AT cho đến khi bộ định thời về 0 thì phiên kết nối sẽ bị giải phóng. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 58 - II.5.2.8 Thủ tục chuyển giao Khi AT di chuyển giữa các BTS nó sẽ thực hiện việc chuyển giao theo thủ tục như sau: Hình 2.29 Thủ tục chuyển giao soft/softer 1. AT sẽ gửi bản tin RouteUpdate khi phát hiện đạt ngưỡng chuyển giao 2. AN sẽ quyết định có cho phép handoff hay không. Nếu cho phép AN sẽ gửi bản tin TrafficChannelAssignment. 3. AN gửi bản tin ResetReport để thiết lập nguyên tắc gửi 4. AT gửi bản tin TrafficChannelComplete để xác định việc chuyển giao đã hoàn tất. II.5.3 Quá trình thực hiện cuộc gọi dữ liệu gói Quá trình xử lý cuộc gọi dữ liệu gói tuân theo một chu trình kép kín như sau: LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 59 - Hình 2.30 Chu trình xử lý cuộc gọi dữ liệu gói II.5.3.2 AT khởi tạo kết nối dữ liệu gói từ trạng thái chờ Hình 2.31 AT khởi tạo kết nối từ trạng thái chờ LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 60 - 1. Sau khi thực hiện các thủ tục kết nối, AN chỉ định kênh lưu lượng cho AT 2. AT gửi Xon Request để xác nhận đã sẵn sàng trao đổi dữ liệu, AN chỉ định một địa chỉ IP cho AT. 3. Phiên PPP được thiết lập, bắt đầu trao đổi dữ liệu. II.5.3.3 AT kết thúc kết nối và trở về trạng thái chờ Hình 2.32 AT kết thúc kết nối và chuyển về trạng thái chờ Khi AT không thực hiện trao đổi dữ liệu AT sẽ kết thúc kết nối bằng cách giải phóng kênh lưu lượng. Khi đó AT sẽ chuyển về trạng thái chờ và phiên PPP vẫn được duy trì. II.5.3.4 AN kết thúc kết nối và trở về trạng thái chờ Khi người quản trị mạng thực hiện thao tác ngắt kết nối, kênh lưu lượng sẽ được giải phóng và AT chuyển về trạng thái chờ. Phiên PPP vẫn được duy trì. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 61 - Hình 2.33 AN kết thúc kết nối và chuyển về trạng thái chờ II.5.3.5 AT tái khởi tạo kết nối từ trạng thái chờ Hình 2.34 AT tái khởi tạo kết nối từ trạng thái chờ AT đang ở trạng thái chờ và có nhu cầu trao đổi dữ liệu, nó sẽ gửi yêu cầu kết nối. Sau khi kênh lưu lượng được chỉ định có thể bắt đầu trao đổi dữ liệu. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 62 - II.5.3.6 AN tái khởi tạo kết nối từ trạng thái chờ Hình 2.35 AN tái khởi tạo kết nối từ trạng thái chờ II.5.4 Thủ tục báo hiệu cuộc gọi 1x EVDO II.5.4.1 Khởi tạo cuộc gọi bởi AT Hình 2.36 Khởi tạo cuộc gọi bởi AT LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 63 - II.5.4.2 Tái kích hoạt kết nối bởi AN Hình 2.37 Tái kích hoạt kết nối bởi AN II.5.4.3 Tái kích hoạt kết nối bởi AT Hình 2.38 Tái kích hoạt kết nối bởi AT LUẬN VĂN CAO HỌC Chương II:Công nghệ CDMA2000 1xEV-DO Nguyễn Thái Trường - 64 - II.5.4.4 Giải phóng kết nối bởi AT Hình 2.39 Giải phóng kết nối bởi AT II.5.4.5 Giải phóng phiên bởi AT Hình 2.40 Giải phóng phiên bởi AT LUẬN VĂN CAO HỌC Chương III: Thực trạng mạng CDMA2000 Việt Nam Nguyễn Thái Trường - 65 - PHẦN III: GIẢI PHÁP CHO MẠNG 1X EV-DO VIỆT NAM CHƯƠNG III: THỰC TRẠNG MẠNG CDMA 2000 VIỆT NAM III.1 Thực trạng mạng CDMA 2000 Cùng với xu hương chung của thế giới các nhà khai thác di động Việt Nam cũng nhanh chóng tiếp nhận công nghệ CDMA. Hiện nay Việt nam hiện nay có 6 nhà khai thác dich vụ điện thoại di động trong đó có 3 nhà khai thác sử dụng công nghệ GSM là VinaPhone, MobiFone, Viettel và 3 nhà khai thác sử dụng công nghệ CDMA 2000 là S-Telecom, EVNTelecom và Hanoi Telecom. Hai nhà khai thác sử dụng công nghệ GSM MobiFone và VinaPhone là những nhà khai thác có mặt trên thị trường đã khá lâu và chiếm lĩnh phần lớn thị phần thuê bao di động tại Việt nam. Một nhà khai thác cũng sử dụng công nghệ GSM mới tham gia vào thị trường di động Việt Nam cũng rất thành công là Viettel. Ngược lại, các khai thác sử dụng công nghệ CDMA đều là những nhà khai thác mới (hiện nay mới chỉ có Sfone và EVNTelecom đã triển khai thương mại), chiếm thị phần nhỏ và chưa có được sự cạnh tranh lớn so với các nhà khai thác khác. III.2 Các khó khăn và tồn tại Hiện nay các mạng thông tin di động CDMA của Việt Nam còn rất nhiều hạn chế, cụ thể như sau: - Vốn đầu tư còn hạn chế - Việc thiết kế, qui hoạch mạng chưa đồng bộ, còn phân tán - Chưa có hệ thống quản lý, điều hành mạng lưới tập trung. - Chịu sự cạnh tranh quyết liệt của các nhà khai thác GSM khác... LUẬN VĂN CAO HỌC Chương III: Thực trạng mạng CDMA2000 Việt Nam Nguyễn Thái Trường - 66 - Với những hạn chế như trên, các mạng CDMA đều gặp phải một số khó khăn chính như sau: - Vùng phủ sóng còn hạn chế - Chất lượng dịch vụ chưa ổn định - Chưa roaming trong nước và quốc tế - Chưa có khả năng cung cấp các dịch vụ tiên tiến, vượt trội so với các nhà khai thác GSM hiện nay. Chính những khó khăn này làm giảm tính cạnh tranh của các nhà khai thác CDMA, làm cho các nhà khai thác chưa phát huy được hết thế mạnh công nghệ để phục vụ người tiêu dùng. III.3 Phương hướng giải quyết chung Để tháo gỡ những khó khăn trên tôi xin đề xuất một số phương hướng chung nhằm tăng khả năng cạnh tranh của các khai thác khai thác CDMA như sau: • Phát triển và qui hoạch các mạng CDMA một cách hợp lý tối ưu, lấy chất lượng dịch vụ và chăm sóc khách hàng là tiêu chí cạnh tranh. • Đầu tư phát triển mạng lưới lên công nghệ di động thế hệ 3 là CDMA 2000 1x EV-DO để có khả năng cung cấp các dịch vụ tiên tiến vượt trội. • Thực hiện roaming giữa các mạng CDMA của Việt nam cũng như thực hiện roaming quốc tế để thực hiện việc mở rộng mạng đồng thời tiết kiệm chi phí đầu tư. Trong chương tiếp theo chúng ta sẽ tập trung vào giải pháp thiết kế một hệ thống 1x EV-DO tiêu chuẩn và giải pháp roaming trong nước và quốc tế cho mạng CDMA Việt Nam. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 67 - CHƯƠNG IV: MỘT SỐ GIẢI PHÁP CỤ THỂ IV.1 Thiết kế mạng CDMA 2000 1x EV-DO IV.1.1 Giả thiết thông số đầu vào Để hiểu được phương pháp thiết kế mạng, sau đây sẽ xét một ví dụ tính toán thiết kế mạng CDMA 2000 1x EV-DO với quy mô 100.000 thuê bao và 50 BTS EVDO. Các thông tin đầu vào: • Dung lượng mạng: 100.000 thuê bao Tham số Giá trị Thuê bao thoại 1x 90.000 Thuê bao dữ liệu 1x 8.000 Thuê bao dữ liệu kênh 2.000 Thuê bao 1x EV-DO 50.000 Tổng số thuê bao 100.000 • Số lượng BTS: 50 BTS Æ mỗi BTS phục vụ 100.000/50 = 2000 thuê bao • Vùng phủ sóng: khu vực đô thị. • Dự trữ suy hao do phản xạ đa đường qua các toà nhà cao tầng: từ kết quả khảo sát địa hình, mức suy hao kiến nghị là 10 dB. • Chiều cao anten khuyến nghị: tối thiểu 30 m. Các giả thiết về lưu lượng • Traffic Direction: o Mobile-to-Mobile: 20% o Between Mobile and PSTN: 80% LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 68 - • BHSM/Subscriber : 0,6 (0,1 MO/0.,5 MT) o Average number of character per SMS message: 60 bytes o Subscriber penetration: 50% • Erlang/Trunk: 0.7 Erl IV.1.2 Tính toán thông lượng cho các loại hình thuê bao Tham số cho dịch vụ thoại Giá trị Giao diện vô tuyến CDMA 2000 1x Tần số hoạt động 450 MHz Block A Kiểu bộ Vocoder 8 Kbps EVRC Tỷ lệ chuyển giao soft và softer 35 % Cấp phục vụ của giao diện vô tuyến - GoS 2 % GoS của giao diện MSC-PSTN 1 % Tỷ lệ lỗi khung thoại mục tiêu - FER 2 % BHCA/thuê bao 1 call/thuê bao Thời gian trung bình 1 cuộc gọi 72 s Thông lượng trung bình của thuê bao thoại 0.02 Erlang Bảng 4.1 Thông số giả thiết cho thoại 1x. Thông lượng trung bình thuê bao thoại được tính như sau: Sv = BHCA. t/3600 = 72/3600 = 0.02Erl Tham số cho dịch vụ dữ liệu gói 1x Giá trị Tỷ lệ thuê bao (%) 8 % Tỷ lệ lỗi khung dữ liệu mục tiêu - FER 5 % Thông lượng trung bình của mỗi thuê bao trong giờ bận 0,1Kbps/Subs LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 69 - Tham số cho dịch vụ dữ liệu gói 1x Giá trị Số ngày trung bình của 1 tháng 28 ngày Độ thâm nhập BHCA (tham khảo: 10% of 10 giờ/ngày) 10 % Data Vol/Sub/Month 12,6 MB Thông lượng đường lên trong giờ bận 20bps Bảng 4.2 Thông số giả thiết cho dữ liệu gói 1x. Dịch vụ dữ liệu gói PDS sử dụng 2 kênh là Fundamental Channel (FCH) với tốc độ dữ liệu là 9,6kbps và Supplemental Channel (SCH) với tốc độ dữ liệu lớn hơn. Chúng ta giả thiết rằng 42,24% dữ liệu sẽ được xử lý bằng FCH và 57,76% được xử lý bằng SCH. - Thông lượng FCH/1 thuê bao = FCH data throughput of single cell/ (Basic rate of FCH data) = 20bps*42.24%/9600 = 0,00088 Erl - Thông lượng SCH/1 thuê bao = SCH data throughput of single cell/ (Basic rate of SCH data* Utilization of data demodulation resource) = 20bps*57.76%/9600/1.47 = 0,00082 Erl - Tổng thông lượng cho dịch vụ PDS/1 thuê bao = 0,0017 Erl. Tham số cho dịch vụ dữ liệu kênh 1x Giá trị Tỷ lệ thuê bao 2 % Erlang/thuê bao 0,02 Erlang Thời gian trung bình 1 cuộc gọi 90 s BHCA/thuê bao 1 Thông lượng đường lên trong giờ bận 144kbps Bảng 4.3 Thông số giả thiết cho dữ liệu kênh 1x. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 70 - Thông lượng dịch vụ dữ liệu kênh CDS/1 thuê bao = CDS data throughput of single cell/ (Basic rate of CDS data) = 144bps/14400bps = 0,01 Erlang Tham số cho dịch vụ dữ liệu 1x EV-DO Giá trị Giao diện vô tuyến 1xEV-DO Tỷ lệ thuê bao 50% Số lượng thuê bao luôn on-line 90% Thời gian phiên dữ liệu PPP (phút) ALWAYS ON Mobile IP Penetration of attached subscriber 20 % Thông lượng dữ liệu trung bình cho mỗi thuê bao 1 Kbps Dung lượng dữ liệu trung bình cho mỗi thuê bao 450 KB/h Thông lượng đường lên giờ bận 200 bps Bảng 4.4 Thông số giả thiết cho dữ liệu 1xEV-DO Thông lượng cho 1xEV-DO = Data throughput of single cell/ (Basic rate of data) = 200/9600 = 0,02 Erl. IV.1.3 Tính toán cấu hình card kênh cho BTS IV.1.3.1 Cấu hình Channel Element (CE) cho 3G 1x Dung lượng thoại/cell (Erl) = 2000*90%*0,02 = 36 Erl Dung lượng dữ liệu kênh/cell (Erl) = 2000*2%*0,01 = 0,4 Erl Dung lượng dữ liệu gói/cell = 2000*8%*0,0017 = 0,272 Erl Tổng cộng: 36 + 0,4 +0.272 = 36,672 Erl Tra bảng Erlang B với Gos = 2% ta được CE = 46 + 3 (kênh chung) = 49 CE. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 71 - IV.1.3.2 Cấu hình CE cho 1x EV-DO Dung lượng dữ liệu gói/cell = 1000*90%*0,02 = 18 Erl Tra bảng Erlang B với Gos = 2% ta được CE = 25 + 3 (kênh chung) = 28 CE. IV.1.4 Tính toán đơn vị dịch vụ dữ liệu gói cho PCF Chức năng điều khiển gói PCF thực hiện chức năng định tuyến các gói dữ liệu tới PDSN. Đơn vị dịch vụ dữ liệu gói được xác định bằng cách tra bảng Erlang với lưu lượng xử lý cho dịch vụ dữ liệu gói và cấp độ phục vụ Gos = 1% Theo như tính toán ở phần trên, lưu lượng dịch vụ dữ liệu gói = 20 + 0,272 = 20,272 Erl. Æ Đơn vị dịch vụ dữ liệu gói mà PCF phải hỗ trợ là: 30. IV.1.5 Tính toán dung lượng trung kế Theo như tính toán ở trên thì tổng tải xử lý bởi BSC cho lưu lượng dữ liệu kênh là: 90.000*0,02 + 2000*0,01 = 1820 Erl Trong đó 1 kênh PCM E1 hỗ trợ lưu lượng là 0,7Erlang Æ số kênh PCM E1 là 1820/0,7 = 2600 Vậy số luồng E1 cần thiết là: 2600/30 = 85 E1. IV.1.6 Tính toán dung lượng báo hiệu Để tính toán được số lượng link báo hiệu giữa các phần tử mạng lõi chúng ta cần biết các tham số các bản báo hiệu được trao đổi trong mạng. 1) Maximum message length for A interface (uni-directional): • Location update: 152 bytes • Authentication: 47 bytes LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 72 - • Voice call: 222 bytes • SMS call: 283 bytes • Inter-MSC handoff: 140 bytes 2) Maximum message length for C interface (uni-directional): MSC->HLR: • Registration (REGNOT): 168 bytes • Authentication request: 151 bytes • Location request or Response to Route request: 164 bytes HLR->MSC: • Response to registration (REGNOT): 141 bytes • Authentication Response: 87 bytes • Route request or Response to location request: 196 bytes 3) Maximum message length (uni-directional) for normal call: • VLR->HLR: (Response to route request): 176 bytes • HLR->MSC: (Response to location request): 196 bytes 4) Maximum message length (uni-directional) for registration: • CurrentVLR->HLR (Registration request): 168 bytes • Previous VLR->HLR: (Registration cancellation): 98 bytes 5) Maximum message length (uni-directional) for SMS call (average length per SMS message, MT or MO: 60 bytes) • MSC->SMSC: MO 176 bytes • SMSC->MSC: MT 171 bytes • SMSC->HLR: MT 82 bytes 6) ISUP message: • Average number of characters per MSU: 35 bytes • Average number of MSU per call: 7.5 LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 73 - IV.1.6.1 Báo hiệu giữa MSC - BSC (IS-41) Lưu lượng báo hiệu/thuê bao = A*152+B*47*10%+C*222 +D*283+E*140 A: Location update BH/Sub: 3 B: Authentication BH/Sub: 5 C: BHCA/Sub: 3 D: BHSM/Sub. 0,6 E: Inter-MSC handoff BH/Sub: 0,1 Tổng cộng = 456+237.5+666+169.8+14=1329Bytes Giả thiết mỗi link báo hiệu có dung lượng tải là 0,2 Erl thì nó có thể hỗ trợ số lượng thuê bao là: 3600*8000*0,2/1329 = 4334 thuê bao. Vậy số link báo hiệu (một chiều) cần thiết để phục vụ cho 100.000 thuê bao là: 100.000/4334 =23 link báo hiệu. IV.1.6.2 Báo hiệu giữa MSC - HLR (IS-41) Lưu lượng báo hiệu giờ bận/thuê bao = A*168+B*151+C*196=1847 A: Registration BH/Sub: 3 B: Authentication BH/Sub: 5 C: BHCA/Sub: 3 Giả thiết mỗi link báo hiệu có dung lượng tải là 0,2 Erl thì nó có thể hỗ trợ số lượng thuê bao là: 3600*8000*0,2/1847 = 3119 thuê bao. Vậy số link báo hiệu (một chiều) cần thiết để phục vụ cho 100.000 thuê bao là: 100.000/3119 =32 link báo hiệu. IV.1.6.3 Báo hiệu giữa MSC - SMSC (IS-41) Lưu lượng báo hiệu giờ bận/thuê bao: LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 74 - =BHSM (MO) * 176 + BHSM(MT)*171 = 0.1*176 + 0.5*171=103,1 Bytes Giả thiết mỗi link báo hiệu có dung lượng tải là 0,4 Erl thì nó có thể hỗ trợ số lượng thuê bao là: 3600*8000*0,4/103,1=111736 thuê bao Vậy số link báo hiệu (một chiều) cần thiết để phục vụ cho 100.000 thuê bao là: 100.000/111736 =0,895 ~ 1 link báo hiệu. IV.1.6.4 Báo hiệu giữa HLR - SMSC (IS - 41) Lưu lượng báo hiệu giờ bận/thuê bao = BHSM(MT)*82= 0,5*82=41 Bytes Giả thiết mỗi link báo hiệu cho SMS có dung lượng tải là 0,4 Erl thì nó có thể hỗ trợ số lượng thuê bao là: 3600*8000*0,4/41=280976 thuê bao Vậy số link báo hiệu (một chiều) cần thiết để phục vụ cho 100.000 thuê bao là: 100.000/280976 =0,356 ~ 1 link báo hiệu. IV.1.6.5 Báo hiệu giữa MSC - PSTN (ISUP) Số lượng đường link báo hiệu phụ thuộc vào số trung kế thoại nối tới PSTN. Một link báo hiệu có thể hỗ trợ số trung kế là: (3600*8000*0.2/(3*7.5*(35/2))*0,02/0.7 = 418 trunk Vậy số link báo hiệu cần thiết là 2600/418 = 6,2 ~ 7 link báo hiệu IV.1.7 Tính toán độ dự trữ đường truyền và xác suất phủ sóng Dựa vào các tham số thiết kế giả thiết, số liệu thống kê và khảo sát thực tế, độ dự trữ đường truyền (Link Budget) và xác suất phủ sóng cho các dịch vụ 3G1x và EVDO đối với địa hình đô thị thể hiện ở các bảng dưới đây. Mô hình truyền sóng Okumura-Hata: LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 75 - [ ] FactorCorrection dHHaHfBAL basemobilebase + ∗∗−+−∗−∗+= )log()log(55.69.44)()log(82.13)log( ⎭⎬ ⎫ ⎩⎨ ⎧ << <<= MHzfMHz MHzfMHz A 2000150030.46 150015099.69 ⎭⎬ ⎫ ⎩⎨ ⎧ << <<= MHzfMHz MHZfMHz B 2000150090.33 150015016.26 { } { } ⎭⎬ ⎫ ⎩⎨ ⎧ −∗−∗−∗ +∗∗= RuralSuburbanUrbanfHf DenseUrbanH Ha mobile mobile m ,,:8.0)log(56.17.0)log(1.1 :4.5)75.11(log(2.3 )( 2 ⎪⎪⎭ ⎪⎪⎬ ⎫ ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ +∗ − −= )(,:4.5))28/(log(2 )(:1 )(:3 )(,:0 2 CommonRuralSubUrbanf MumbaiUrban MumbaiDenseUrban DelhiUrbanDenseUrban FactorCorrection Trong đó: L : Suy hao đường truyền [ dB] f : Tần số [MHz] hbase : Độ cao trạm gốc [m] hmobile : Độ cao anten máy thu [m] d : Bán kính phủ sóng [km] Correction Factor : Hệ số điều chỉnh cho từng khu vực Dự trữ fading được xác định trong các tính toán đường truyền được thiết kế để phủ sóng 95% vùng dịch vụ và 90% biên của các cell vùng dịch vụ. Bán kính cell được xác định theo các công thức trong mô hình Okumara - Hata với giả thiết chiều cao anten trạm gốc là 30m và chiều cao anten thuê bao là 1,5m. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 76 - Với kết quả độ dữ trữ đường truyền tính toán được ta xác định được bán kính phủ sóng cho đường xuống và xác suất phủ sóng đường lên (trong trường hợp thuê bao ở ngoài trời) cho từng tốc độ dữ liệu như sau: Tốc độ kênh lưu lượng dịch vụ 1x EVDO (Kbps) 3G 1x 9,6 19,2 38,4 76,8 153,6 Bán kính phủ sóng (km) 8,3 8,3 7,5 6,6 5,6 4,1 Bảng 4.5 Bán kính phủ sóng đường xuống của 1x EV-DO Tốc độ kênh lưu lượng 1x EVDO 38,4 76,8 153,6 307,2 614,4 921,6 1228,8 1843,2 2457,6 Xác suất phủ sóng (%) >95 >95 95 78 53 33 25 10 3 Bảng 4.6 Xác suất phủ sóng đường lên của 1x EV-DO LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 77 - Bảng 4.7 Kết quả tính toán cho đường lên (Reverse Link). LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 78 - Bảng 4.8 Kết quả tính toán cho đường xuống (Forward Link). LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 79 - IV.2 Vấn đề chuyển vùng cho mạng CDMA 2000 Việt Nam IV.2.1 Định nghĩa chuyển vùng Chuyển vùng (roaming) là khả năng cho phép thuê bao di động của một mạng di động truy cập và thực hiện cuộc gọi trên mạng của hệ thống khác đã có thỏa thuận kết nối với hệ thống mà ở đó thuê bao đăng ký. "Nhà khai thác gốc" là bên cung cấp dịch vụ di động cho các thuê bao của họ trong một khu vực địa lý nhất định hoặc có quyền thiết lập và khai thác dịch vụ điện thoại di động. "Nhà khai thác khách" là bên cho phép thuê bao roaming truy cập và sử dụng hạ tầng mạng của họ. Chuyển vùng có 2 loại là chuyển vùng trong nước là chuyển vùng quốc tế. Chuẩn ANSI-41 được TIA/EIA phát triển và được triển khai đầu tiên tại Mỹ đã được mở rộng và là chuẩn đang được sử dụng để cung cấp khả năng roaming cho mạng CDMA một cách rộng rãi. Chuẩn ANSI-41 đưa ra các tiêu chuẩn cho các quá trình báo hiệu và trao đổi thông tin giữa các phần tử mạng của các hệ thống khác nhau để có thể cung cấp các ứng dụng chuyển vùng. IV.2.2 Các lợi ích của việc roaming a. Đối với khách hàng sử dụng dịch vụ: - Thỏa mãn tốt hơn nhu cầu khách hàng: thuê bao di động có thể di chuyển sang vùng phủ sóng của nhà khai thác khác (trong nước hoặc quốc tế) mà không lo gián đoạn dịch vụ - Thuê bao chỉ trả cước dịch vụ roaming cho nhà khai thác gốc. b. Đối với nhà khai thác dịch vụ: - Tiết kiệm chi phí đầu tư mà vẫn đạt được hiệu quả về vùng phủ sóng. Đây là một yếu tố vô cùng quan trọng để có thể thu hút được thuê bao - Tăng lưu lượng thông tin của hai mạng, do đó sẽ tăng doanh thu LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 80 - IV.2.3 Nguyên tắc thực hiện roaming a. Điều kiện thực hiện roaming Điều kiện cần để các hệ thống CDMA có thể roaming được với nhau cũng như roaing với các hệ thống khác là các phần tử mạng chính như MSC, HLR... phải hỗ trợ các tính năng phục vụ cho quá trình roaming. Cụ thể: MSC phải hỗ trợ các tính năng: - Chuẩn ANSI và ITU Global Title Translation (GTT) - Phần mở rộng cho các định dạng số khác nhau - Kết nối báo hiệu giữa ANSI và mạng báo hiệu số 7 CSS7 HLR phải hỗ trợ các tính năng: - R-UIM - GTT (thích ứng cho các nước khác nhau) - Định dạng chuẩn quốc tế cho MDN và TLDN MSC MSC PDSN AAA AAA PDSN CCS7 Network IP Network Home Network Visited Network Hình 4.1 Mô hình kết nối roaming giữa hai mạng Trong mạng CDMA vấn đề roaming bao gồm roaming cho tất cả các dịch vụ thoại, nhắn tin và cuộc gọi dữ liệu gói. Do vậy điều kiện tiếp theo đó LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 81 - là các tổng đài phải được kết nối với nhau bằng báo hiệu số 7 và mạng báo hiệu số 7 sẽ thực hiện truyền dẫn các bản tin ANSI-41 giữa hai mạng; các thành phần mạng gói (PDSN, AAA Server) cũng phải kết nối với nhau bằng giao diện TCP/IP và đều sử dụng thủ tục nhận thực giống nhau (ví dụ như chuẩn RADIUS). Ngoài các vấn đề về kỹ thuật các nhà khai thác CDMA cần phải thỏa thuận với nhau về vấn đề cước phí, hình thức thanh toán, đối soát cước phí và các thông tin trao đổi để phục vụ công tác chăm sóc khách hàng và tiếp thị. b. Các dịch vụ roaming Quá trình xử lý roaming cho cuộc gọi thoại: 1. Thuê bao di động khỏi tạo cuộc gọi từ mạng chủ 2. MSC chủ truy vấn tới HLR để xác định vị trí của thuê bao bị gọi 3. Yêu cầu định tuyến được gửi đến MSC khách đang phục vụ 4. Một số TLDN được gán cho thuê bao bị gọi 5. Số TLDN này được gửi lại mạng chủ 6. MSC chủ định tuyến cuộc gọi theo TLDN đó và cuộc gọi được thiết lập Hình 4.2 Quá trình xử lý roaming cho cuộc gọi thoại LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 82 - Quá trình xử lý roaming cho dịch vụ nhắn tin: 1. SMSC nhận được một bản tin nhắn 2. SMSC gửi bản tin yêu cầu INSI-41 SMS Request tới HLR 3. HLR gửi lại trạng thái hợp lệ và địa chỉ định tuyến trong bản tin SMS_Adress parameter. 4. SMSC đánh địa chỉ cho bản tin nhắn và gửi tới MSC khách đang phục vụ 5. MSC khách chuyển bản tin đó tới thuê bao roaming 6. Các bước 2 - 5 sẽ được lặp lại nếu không tìm thấy thuê bao. Hình 4.3 Quá trình xử lý roaming cho nhắn tin Quá trình xử lý roaming cho cuộc gọi dữ liệu gói: Để có thể thực hiện được dịch vụ chuyển vùng dữ liệu gói thì như đã nói ở trên hai hệ thống dữ liệu gói của hai mạng phải được kết nối với nhau và đều hỗ trợ chức năng roaming. Khi một thuê bao di chuyển vùng sang mạng khác và thực hiện cuộc gọi dữ liệu gói thì PDSN khách đang phục vụ sẽ gửi yêu cầu nhận thực từ AAA Server khách. AAA Server khách sẽ biết được đây là thuê bao roaming bằng cách phân tích số nhận dạng IMSI, vì vậy AAA Server khách sẽ phải gửi LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 83 - bản tin yêu cầu nhận thực tới AAA Server chủ. Quá trình nhận thực cho dịch vụ roaming dữ liệu gói cụ thể như sau: BSC/PCF PDSN FAAA TCH Establish A11 Registration Request A11 Registration Reply HAAA Begin PPP Establish RADIUS Access Request FAAA checked no local user, need proxy to HAAA RADIUS Access Request (Proxy) RADIUS Access Accept RADIUS Access Accept (proxy) Complete PPP Establish Accounting Request (start) Accounting Request (start) Accounting Response Accounting Response User Data over PPP Interim Accounting Information (Optional) Realse Order A11 Registration Request (Lifetime =0) A11 Registration Reply RADIUS Accounting (Stop) Clear RN Resouse MS Hình 4.4 Quá trình nhận thực cho cuộc gọi dữ liệu gói roaming LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 84 - 1. Kênh dịch vụ cho thuê bao roaming được khởi tạo 2. RN gửi bản tin đăng ký tới PDSN để thiết lập kênh dữ liệu gói 3. PDSN gửi bản tin phản hồi xác nhận hoàn thành thiết lập kênh 4. Phiên PPP bắt đầu được khởi tạo 5. PDSN gửi yêu cầu nhận thực tới AAA Server khách 6. AAA Server khách chuyển tiếp bản tin yêu cầu tới AAA Server chủ 7. Sau khi nhận thực xong AAA Server chủ gửi lại bản tin Acess- Acept 8. AAA Server khách gửi bản tin phản hồi đó cho PDSN 9. PDSN gửi bản tin hoàn thành nhận thực đến thuê bao và phiên PPP được thiết lập 10. PDSN gửi bản tin kế toán tới AAA Server khách 11. AAA Server khách chuyển tiếp bản tin này đến AAA Server chủ 12. Thuê bao bắt đầu dịch vụ dữ liệu gói qua phiên PPP IV.2.4 Vấn đề roaming của mạng CDMA Việt Nam IV.2.4.1 Roaming trong nước Việt Nam có 3 nhà khai thác sử dụng công nghệ CDMA 2000 1x là SFone (STelecom), EVNTelecom và Hanoi Telecom, trong đó SFone và Hanoi Telecom sử dụng băng tần 800 Mhz còn EVNTelecom sử dụng băng tần 450Mhz. Do đó việc roaming giữa các mạng CDMA của Việt nam gặp rất nhiều khó khăn vì các mạng sử dụng giải băng tần không giống nhau. Để thực hiện roaming giữa mạng của EVNTelecom với hai mạng còn lại chỉ có thể thực hiện khi tất cả các đầu cuối là loại dual band (450Mhz và 800 Mhz). Để thực hiện được điều này cần sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 85 - khai thác và đòi hỏi một nguồn kinh phí khá lớn, do đó vấn đề roaming trong nước của EVNTelecom là khó khả thi. Còn đối với hai mạng còn lại là SFone và Hanoi Telecom do cùng sử dụng băng tần là 800Mhz nên việc thực hiện roaming là dễ dàng hơn và có tính khả thi cao. Với vai trò là những nhà khai thác mới tham gia vào thị trường di động Việt Nam chưa lâu thì việc thực hiện roaming giữa hai mạng này sẽ tạo cho họ có một khả năng cạnh tranh lớn hơn so với các nhà khai thác GSM đã có thị phần rất lớn tại Việt Nam. Trên thực tế việc kết nối phục vụ cho roaming giữa hai mạng sẽ cần phải xem xét kỹ lưỡng về cấu trúc và qui hoạch của từng mạng, tuy nhiên về cơ bản việc kết nối giữa 2 mạng được thực hiện qua những bước sau: 1. Kết nối hai mạng CDMA bằng đường truyền báo hiệu số 7 2. Khai báo các điểm báo hiệu cho hai mạng CDMA này. 3. Kết nối các AAA Server của hai mạng với nhau bằng giao thức TCP/IP 4. Khai báo địa chỉ IP cho các thành phần mạng gói và thực hiện cấu hình các router để các AAA Server có thể định tuyến IP lẫn nhau. IV.2.4.2 Roaming quốc tế Hiện nay ngày càng nhiều các nhà khai thác sử dụng công nghệ CDMA đã tạo thuận lợi cũng như khuyến kích các nhà khai thác CDMA tiến hành roaming quốc tế. Tính đến thời điểm hiện nay có khoảng 30 nhà khai thác CDMA 450 và CDMA 800 đã triển khai thương mại (và rất nhiều các nhà khai thác đang tiến hành thử nghiệm) là điều kiện rất thuận lợi cho các nhà khai thác CDMA Việt Nam trong việc tiến hành roaming quốc tế, đặc biệt là các nhà khai thác trong khu vực Đông Nam Á như Thái Lan, Indonesia, Trung Quốc, Đài Loan, Lào, Campuchia. LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 86 - Country Operator Frequency Technology Cambodia Cambodia Shinawatra Co. Ltd. 450 MHz CDMA2000 1X China China Telecom 450 MHz CDMA2000 1X Indonesia PT Sampoerna Telekomunikasi 450 MHz CDMA2000 1X Laos Lao Telecommunications 450 MHz CDMA2000 1X Pakistan Great Bear International Services 450 MHz CDMA2000 1X Argentina Telecom Argentina 450 MHz CDMA2000 1X Brazil Unicel Telecomunica 450 MHz CDMA2000 1X Peru Valtron 450 MHz CDMA2000 1X Azerbaijan Aztrank LCC 450 MHz CDMA2000 1X Belarus BelCel JV 450 MHz CDMA2000 1X Czech Republic Eurotel Praha 450 MHz CDMA2000 1X Kyrgystan AkTelLLC 450 MHz CDMA2000 1X Kyrgystan WinLine 450 MHz CDMA2000 1X Latvia Telekom Baltija 450 MHz CDMA2000 1X Moldova JSC Moldtelecom 450 MHz CDMA2000 1X Portugal Radiomovel 450 MHz CDMA2000 1X Russia Kuzbass Cellular Communications KCC) 450 MHz CDMA2000 1X Russia Moscow Cellular Communications 450 MHz CDMA2000 1X Russia Regional Technical Center 450 MHz CDMA2000 1X Russia SibirTelecom 450 MHz CDMA2000 1X Russia SOTEL-Video 450 MHz CDMA2000 1X Russia Tele-North JSC 450 MHz CDMA2000 1X Russia UralWestcom 450 MHz CDMA2000 1X Russia Volga Telecom 450 MHz CDMA2000 1X Russia ZAO Tver Cellular Communications 450 MHz CDMA2000 1X Tajikistan JSC Tajiktelecom 450 MHz CDMA2000 1X Kenya Telkom Kenya Ltd. 450 MHz CDMA2000 1X LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 87 - Country Operator Frequency Technology Madagascar Telecom Malagasy S.A. (Telma) 450 MHz CDMA2000 1X Mozambique Telecomunicações de Mozambique 450 MHz CDMA2000 1X Bảng 4.9 Tình hình triển khai CDMA 450 trên thế giới (8-2006) Country Operator Frequency Technology Australia Hutchison Telecomms Australia 800 MHz CDMA 2000 1x Bangladesh Onetel Communications Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x Bangladesh RanksTel 800 MHz CDMA 2000 1x China China Unicom 800 MHz CDMA 2000 1x Guam Guamcell 800 MHz CDMA 2000 1x India Bharat Sanchar Nigam Ltd. (BSNL) 800 MHz CDMA 2000 1x India HFCL Infotel Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x India Mahangar Telephone Nigam Ltd. (MTNL) 800 MHz CDMA 2000 1x India Reliance Infocomm Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x India Shyam Telelink Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x Indonesia PT Bakrie Telecom 800 MHz CDMA 2000 1x Indonesia PT Mobile-8 Telecom 800 MHz CDMA 2000 1x Indonesia PT Indosat 800 MHz CDMA 2000 1x Mongolia SkyTel 800 MHz CDMA 2000 1x Nepal Nepal Telecom 800 MHz CDMA 2000 1x Saipan Saipancell Communications 800 MHz CDMA 2000 1x Sri Lanka Sri Lanka Telecom Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x Sri Lanka Suntel 800 MHz CDMA 2000 1x Taiwan Asia Pacific Broadband Wireless Communications Inc. 800 MHz CDMA 2000 1x LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 88 - Country Operator Frequency Technology Thailand Hutchison CAT 800 MHz CDMA 2000 1x Canada SaskTel 800 MHz CDMA 2000 1x United States ACS Wireless 800 MHz CDMA 2000 1x United States ALLTEL 800 MHz CDMA 2000 1x United States Bluegrass Cellular 800 MHz CDMA 2000 1x United States Carolina West Wireless 800 MHz CDMA 2000 1x United States CellCom 800 MHz CDMA 2000 1x United States Eloqui Wireless 800 MHz CDMA 2000 1x United States Illinois Valley Cellular 800 MHz CDMA 2000 1x United States Midwest Wireless 800 MHz CDMA 2000 1x United States Rural Cellular Corporation 800 MHz CDMA 2000 1x United States Sagebrush Cellular 800 MHz CDMA 2000 1x Bermuda Bermuda Digital Communications 800 MHz CDMA 2000 1x Jamaica Oceanic Digital Jamaica 800 MHz CDMA 2000 1x Mexico IUSACELL 800 MHz CDMA 2000 1x Nicaragua Movistar Nicaragua 800 MHz CDMA 2000 1x Peru Movistar Peru 800 MHz CDMA 2000 1x Azerbaijan Caspian American Telecom LLC 800 MHz CDMA 2000 1x Kazakhstan JSC ALTEL 800 MHz CDMA 2000 1x Ukraine CST Invest 800 MHz CDMA 2000 1x Ukraine Intertelecom 800 MHz CDMA 2000 1x Uzbekistan Perfectum Mobile 800 MHz CDMA 2000 1x Angola Movicel Telecomunicações Lda. 800 MHz CDMA 2000 1x Cote d’Ivoire Arobase Telecom S.A. 800 MHz CDMA 2000 1x Ghana Kasapa Telecom Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x Kuwait Ministry of Communications, Kuwait 800 MHz CDMA 2000 1x LUẬN VĂN CAO HỌC Chương IV:Một số giải pháp cụ thể Nguyễn Thái Trường - 89 - Country Operator Frequency Technology Nigeria Independent Telephone Network Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x Nigeria Intercellular Nigeria Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x Nigeria Rainbownet Ltd. 800 MHz CDMA 2000 1x Rwanda Terracom 800 MHz CDMA 2000 1x Ugand MTN Uganda Ltd 800 MHz CDMA 2000 1x Yemen Yemen Telecom 800 MHz CDMA 2000 1x Bảng 4.10 Tình hình triển khai CDMA 800 trên thế giới (8-2006) Về nguyên tắc roaming quốc tế cũng tuân thủ nguyên tắc roaming giữa hai nhà khai thác bất kỳ. Rất nhiều nhà khai thác CDMA trên thế giới đã có những thành công trong việc tiến hành thỏa thuận roaming với các nhà khai thác trên thế giới như China Unicom, KDDI (Japan), Sprint(US), Verizon Wireless (US), Vivo (Brazil)... LUẬN VĂN CAO HỌC Kết luận Nguyễn Thái Trường - 90 - PHẦN IV: KẾT LUẬN Trong các mạng thông tin di động, xu hướng phát triển, nâng cấp mạng là một yêu cầu tất yếu khi nhu cầu của khách hàng ngày càng cao về các ứng dụng, dịch vụ. Trong điều kiện hiện nay khi nhu cầu của người sử dụng về các dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao đang tăng cao là cơ hội để các nhà khai thác mạng sử dụng công nghệ CDMA đầu tư nâng cấp, mở rộng và phát triển mạng nhằm cung cấp cho khách hàng những ứng dụng vượt trội mà các nhà khai thác GSM hiện nay chưa có khả năng cung cấp để làm tăng khả năng cạnh tranh của các nhà khai thác CDMA. Mặc dù công việc phát triển mạng lưới là rất cần thiết với sự phát triển của các mạng thông tin di động, nhưng trong thực tế triển khai công việc này, xuất hiện nhiều khó khăn, đòi hỏi người thực hiện phải có trình độ am hiểu hệ thống một cách sâu sắc cũng như kinh nghiệm vững vàng. Với một công nghệ mới như CDMA 2000 1xEV-DO thì việc triển khai, phát triển mạng có rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu và giải quyết. Trong thời gian thực hiện đề tài của mình, tôi đã nghiên cứu những vấn đề sau: - Nghiên cứu về công nghệ CDMA 2000 và CDMA 2000 1x EV-DO, các ưu điểm như dung lượng mạng lớn, tính năng cải thiện chất lượng thoại, dễ dàng phát triển mạng… đã làm cho công nghệ CDMA có những phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. - Phân tích khảo sát thực trạng của mạng CDMA tại Việt Nam, chỉ ra các khó khăn tồn tại. - Đưa ra một số đề xuất ứng dụng cho các nhà khai thác sử dụng công nghệ CDMA Việt Nam để tăng cường khả năng cạnh tranh của các nhà khai thác CDMA, thúc đẩy công nghệ CDMA phát triển. Cụ thể là giải pháp thiết kế cho một mạng CDMA 2000 1xEV-DO tiêu chuẩn và đề xuất LUẬN VĂN CAO HỌC Kết luận Nguyễn Thái Trường - 91 - phương án roaming trong nước cũng như quốc tế cho mạng CDMA Việt Nam. Trong quá trình thực hiện đề tài, do thời gian có hạn nên có một số vấn đề chưa được đề cập đến một cách chi tiết. Rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo, các bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong suôt quá trình thực hiện đề tài vừa qua. Xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Hà Quốc Trung người trực tiếp hướng dẫn tôi làm bản luận văn này. Học viên NGUYỄN THÁI TRƯỜNG LUẬN VĂN CAO HỌC Tài liệu tham khảo Nguyễn Thái Trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Nhà xuất bản Bưu điện (2002), Thông tin di động thế hệ 3. 2. Nhà xuất bản Bưu điện (2003), CDMA one và CDMA 2000 3. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật (2004), Hệ thống thông tin 3G và xu hướng phát triển. Tiếng Anh 1. Airvana 1xEV Technical White Paper - Airvana Inc (2001), All - IP 1xEV-DO Wireless Data Network, pp. 17 - 25. 2. CDMA Development Group (2006), “CDMA 2000 Market Fact 08-2-06”, “CDMA Tracks May06”, “EV-DO RevA”, pp. 9 - 11. 3. Nie Jimin, Huawei Technologies Co., Ltd. (2005), Introduction to EV- DO Call Flow, pp. 52 - 64. 4. Qualcomm Inc. (2001), 1xEV/IS-856 TIA/EIA Standard - Air link Over view, pp. 26 - 36. 5. Qualcomm Corp. (2003), 1xEV-DO Web Paper. 6. Zeng Shuhui, Huawei Technologies Co., Ltd. (2005), Introdution to EV-DO Call Processing, pp. 37 - 64. 7. LUẬN VĂN CAO HỌC Tóm tắt luận văn Nguyễn Thái Trường TÓM TẮT LUẬN VĂN Công nghệ 1xEV-DO là xu hướng phát triển của các nhà khai thác thông tin di động sử dụng công nghệ CDMA2000 để cung cấp các ứng dụng tiên tiến có tốc độ truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, mobile internet. Luận văn "Nghiên cứu công nghệ CDMA2000 1xEV-DO và đề xuất một số giải pháp ứng dụng" trình bày các đặc điểm mới, cơ chế hoạt động của công nghệ 1x EV-DO, đề xuất giải pháp thiết kế mạng và roaming cho hệ thống 1xEV-DO. Luận văn bao gồm các phần sau: ‚ Giới thiệu về công nghệ thông tin di động CDMA2000 và các ưu điểm. ‚ Nghiên cứu CDMA 2000 1x EV-DO, các đặc điểm mới và cơ chế hoạt động. ‚ Phân tích khảo sát thực trạng của mạng CDMA tại Việt Nam, chỉ ra các khó khăn tồn tại. ‚ Đưa ra một số đề xuất ứng dụng cho các nhà khai thác sử dụng công nghệ CDMA Việt Nam, cụ thể là giải pháp thiết kế cho một mạng CDMA2000 1xEV-DO tiêu chuẩn và đề xuất phương án roaming trong nước cũng như quốc tế cho mạng CDMA Việt Nam. Từ khoá: Công nghệ CDMA2000 1x Công nghệ CDMA 2000 1xEVDO Giao diện vô tuyến 1xEVDO Cơ chế xử lý cuộc gọi 1xEVDO Thiết kế mạng CDMA2000 1xEVDO