Nghiên cứu công nghệ HSDPA
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU i
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ . xii
DANH MỤC CÁC BẢNG . xv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA 1
Giới thiệu chung . 1Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động 1Các loại dịch vụ mạng 3G hỗ trợ 7
Phân loại dịch vụ . 8Các dịch vụ xa . 8Các dịch vụ mạng 9Các dịch vụ bổ sung 9
1.4. Khiến trúc chung của hệ thống thông tin di động 3G . 10
1.5. Kết luận 12
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP THEO MÃ BĂNG RỘNG WCDMA . 14
2.1. Giới thiệu chung . 14
2.2. Đặc điểm công nghệ WCDMA . 14
2.2.1. Hệ thống WCDMA phân chia song công theo tần số FDD . 15
2.2.2. Hệ thống WCDMA phân chia song công theo thời gian TDD 16
2.2.3. Các thông số kỹ thuật của hệ thống 3G WCDMA . 16
2.3. Kiến trúc hệ thống sử dụng công nghệ WCDMA . 19
2.3.1. Kiến trúc chung của hệ thống 3G WCDMA . 19
2.3.2. Kiến trúc hệ thống 3G WCDMA R99 (R3) . 20
2.3.2.1. Thiết bị người dùng UE . 21
2.3.2.2. Mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN) . 23
2.3.2.2. Mạng lõi 24
2.3.2.3. Các mạng ngoài 28
2.3.3. Kiến trúc hệ thống 3G WCDMA R4 28
2.3.4. Kiến trúc hệ thống 3G WCDMA R5 và R6 . 30
2.4. Giao diện vô tuyến của công nghệ WCDMA . 33
2.4.1. Kiến trúc giao diện vô tuyến WCDMA . 33
2.4.2. Các thông số lớp vật lý và quy hoạch tần số 34
2.4.3. Các loại kênh của hệ thống 3G WCDMA . 36
2.4.3.1. Kênh logic – LoCH . 37
2.4.3.2. Các kênh truyền tải – TrCH 38
2.4.3.3. Các kênh vật lý - PhCH . 40
2.5. Kết luận 44
CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP GÓI ĐƯỜNG XUỐNG TỐC ĐỘ CAO HSDPA 46
3.1. Giới thiệu chung . 46
3.2. Những cải tiến quang trọng của HSDPA so với WCDMA 47
3.3. Mô hình giao thức HSDPA 49
3.4. Cấu trúc kênh 51
3.4.1. Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao HS-DSCH 52
3.4.2. Kênh chia sẻ điều khiển tốc độ cao HS-SCCH 58
3.4.3. Kênh vật lý điều khiển dành riêng tốc độ cao HS-DPCCH 66
3.5. Các kỹ thuật sử dụng trong HSDPA 70
3.5.1. Kỹ thuật lập biểu kênh phụ thuộc 70
3.5.1.1. Tham số chất lương dịch vụ 72
3.5.1.2. Khả năng hổ trợ các thiết bị đầu cuối 73
3.5.1.3. Các thuật toán lập biểu 74
3.5.2. Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích ứng . 78
3.5.3. Kỹ thuật yêu cầu phát lại tự động hỗn hợp . 83
3.6. Kết luận 90
CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG HSDPA 91
4.1. Giới thiệu chung . 91
4.2. So sánh tốc độ của các công nghệ truy nhập gói . 92
4.3. Lợi ích phân tập đa người sử dụng . 94
4.4. Nhóm dịch vụ truy cập Internet . 95
4.4.1. Dịch vụ tải tập tin . 96
4.4.2. Trình duyệt web 96
4.4.3. Mobile Broadband . 98
4.5. Nhóm dịch vụ Content/Download . 98
4.5.1. Trò chơi thời gian thực 99
4.5.2. Mobile TV . 99
4.6. Nhóm dịch vụ Messaging/Email 100
4.7. Kết luận . 102
KẾT LUẬN . 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
13 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3013 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu công nghệ HSDPA, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ BA
Giới thiệu chung.
Trong thế kỷ 21, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ về nhu cầu truyền thông không dây cả về số lượng, chất lượng và các loại hình dịch vụ. Tuy nhiên, theo đánh giá thì công nghệ truyền thông không dây hiện thời vẫn còn quá chậm và không đáp ứng được các yêu cầu về dịch vụ mới đặc biệt là các dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện. Điều này đòi hỏi các nhà khai thác phải có được công nghệ truyền thông không dây nhanh hơn và tốt hơn. Để đáp ứng yêu cầu đó, ngay từ những năm đầu của thập kỷ 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu, hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đã tiến hành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000, còn ở châu Âu ETSI đã tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là UMTS (Universal Mobile Telecommunnication System). Mục tiêu trước mắt là tăng tốc độ bit truyền từ 9.5Kbps lên 2Mbps. Công nghệ này sẽ nâng cao chất lượng thoại, và dịch vụ dữ liệu sẽ hỗ trợ truyền thông đa phương tiện đến các thiết bị không dây.
Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ ba và một bộ phận quan trọng của nó là hệ thống UMTS thông qua tìm hiểu cấu trúc mạng.
Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động.
Ra đời vào những năm 1920, cho đến nay hệ thống thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ phát triển khác nhau. Hệ thống thông tin di động thế hệ đầu tiên (1G) sử dụng kỹ thuật tương tự cùng với đa truy nhập phân chia theo tần số - FDMA (Frequency division Multiple Access). Đầu những năm 1980, các hệ thống thông tin di động 1G được đưa vào thương mại hoá gồm hai hệ thống chính là AMPS (Advanced Mobile Phone Sysem) tại Bắc Mỹ và TACS (Total Access Communication System) ở Châu Âu. Hai hệ thống này sớm đã bộc lộ những hạn chế như dung lượng thấp, chất lượng tiếng không ổn định (tiếng ồn khó chịu), chịu nhiều ảnh hưởng bởi Fading, không đảm bảo được tính an toàn cho các cuộc gọi…….
Hình 1-1. Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động
Để giải quyết những hạn chế trên, hệ thống thông tin di động thế hệ hai (2G) ra đời với tên gọi GSM (Global System for Mobile Communication) tại châu Âu và IS-95 tại Bắc Mỹ vào cuối những năm 1980. GSM là hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian – TDMA (Time Division Multiple Access) đầu tiên trên thế giới và hoạt động ở băng tần 900Mhz, giải pháp GSM với công nghệ TDMA băng hẹp đã cơ bản cung cấp được các dịch vụ cho người dùng di động thoại, SMS (Short Message Services) với chất lượng tốt. Trong khi đó hệ thống CdmaOne sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã – CDMA (Code Division Multiple Access) được phát triển bởi Qualcomm Communication và được sử dụng rất phổ biến tại Bắc Mỹ, Hàn Quốc và Hồng Kông. Phiên bản CdmaOne đầu tiên sử dụng cho hệ thống thông tin di dộng 2G là IS-95, IS-95A dùng FDD với độ rộng kênh là 1,25MHz cho mỗi hướng lên và xuống, tốc độ dữ liệu tối đa là 14,4 Kbps.
Hình 1-2. Các phương pháp đa truy nhập vô truyến.
Đến năm 1999, nhằm cung cấp các dịch vụ số liệu cho người dùng di động thì các kỹ thuật cải tiến từ 2G GSM như GPRS (Greneral Packet Raidio Services) và EDGE (Enhanced DataRates for GSM Evolution) được nghiên cứu và đưa vào sử dụng. GPRS và EDGE đã cung cấp được các dịch vụ số liệu cho người dùng di động nhưng với tốc độ rất hạn chế, tốc độ cơ sở của GPRS là 172Kbps ở đường xuống và 14Kbps ở đường lên trong khi EDGE cung cấp được tốc độ tối đa 384Kbps. Hệ thống CdmaOne cũng phát triển hệ thống 2G của mình với tên gọi là IS-95B, IS-95B có thể cung ứng tốc độ dữ liệu lên đến 115Kbps bằng cách gộp 8 kênh lại với nhau. Với tốc độ này, IS-95B còn được phân loại như là công nghệ 2,5G.
Mặc dù hệ thống thông tin di động 2G được coi là những tiến bộ đáng kể nhưng vẫn gặp phải các hạn chế sau: Tốc độ thấp và tài nguyên hạn hẹp. Vì thế cần thiết phải chuyển đổi lên mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo để cải thiện dịch vụ truyền số liệu, nâng cao tốc độ bit và tài nguyên được chia sẻ…
Mặt khác, khi các hệ thống thông tin di động ngày càng phát triển, không chỉ số lượng người sử dụng điện thoại di động tăng lên, mở rộng thị trường mà người sử dụng còn đòi hỏi các dịch vụ tiên tiến hơn không chỉ là các dịch vụ cuộc gọi thoại truyền thống và dịch vụ số liệu tốc độ thấp hiện có trong mạng hiện tại. Nhu cầu của thị trường có thể phân loại thành các lĩnh vực như: Dịch vụ dữ liệu máy tính, dịch vụ viễn thông, dịch vụ nội dung số như âm thanh hình ảnh. Những lý do trên thúc đẩy các tổ chức nghiên cứu phát triển hệ thống thông tin di động trên thế giới tiến hành nghiên cứu và đã áp dụng trong thực tế chuẩn mới cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba (3G). Hệ thống 3G được xem là một bước tiến quan trọng khi có khả năng cung cấp được các dịch vụ số liệu đòi hỏi tốc độ cao, điểm khác biệt lớn nhất của hệ thống thông tin di động 3G là sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã sử dụng băng tần thu phát rộng (5Mhz) so với các hệ thống trước đây sử dụng băng hẹp như 200Khz của GSM và 30Khz của IS-95.
Các nhà cung cấp dịch vụ và người dùng đều luôn mong muốn và hướng tới các công nghệ không dây có thể cung cấp được nhiều loại hình dịch vụ hơn với tính năng và chất lượng dịch vụ cao hơn. Với cách nhìn nhận này, Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đã và đang làm việc để hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ tư 4G. ITU đã lên kế hoạch để có thể cho ra đời chuẩn này một vài năm tới. Công nghệ này sẽ cho phép thoại dựa trên IP, truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các công nghệ của mạng di động hiện nay. Về lý thuyết, theo tính toán dự kiến tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 200Mbps.
Cho đến hiện nay, chưa có một chuẩn nào rõ ràng cho 4G được thông qua. Tuy nhiên, những công nghệ phát triển cho 3G hiện nay sẽ làm tiền đề cho ITU xem xét để phát triển cho chuẩn 4G. Các cơ sở quan trọng để ITU thông qua cho chuẩn 4G đó chính là từ sự hỗ trợ của các công ty di động toàn cầu, các tổ chức chuẩn hóa và đặc biệt là sự xuất hiện của ba công nghệ cho việc phát triển mạng di động tế bào LTE (Long-Term Evolution), UMB (Ultramobile Broadband) và WiMAX II (IEEE 802.16m). Ba công nghệ này có thể được xem là các công nghệ tiền 4G. Chúng sẽ là các công nghệ quan trọng giúp ITU xây dựng các phát hành cho chuẩn 4G trong thời gian tới.
Sau đây xem xét ba công nghệ được xem là các công nghệ tiền 4G, đó là các công nghệ làm cơ sở để xây dựng nên chuẩn 4G trong tương lai, gồm:
- LTE (Long-Term Evolution)
Tổ chức chuẩn hóa công nghệ mạng thông tin di động 3G UMTS 3GPP bao gồm các tổ chức chuẩn hóa của các nước châu Á, châu Âu và Bắc Mỹ đã bắt đầu chuẩn hóa thế hệ tiếp theo của mạng di động 3G là LTE.
LTE được xây dựng trên nền công nghệ GSM, vì thế nó dễ dàng thay thế và triển khai cho nhiều nhà cung cấp dịch vụ. Nhưng khác với GSM, LTE sử dụng phương thức ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). LTE sử dụng phổ tần một cách thích hợp và mềm dẻo, nó có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25MHz cho tới 20MHz. Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất về lý thuyết của LTE có thể đạt tới 250Mbps khi độ rộng băng tần là 20MHz. LTE khác với các công nghệ tiền 4G khác như WiMAX II ở chỗ nó chỉ sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao ở hướng lên, còn ở hướng xuống nó sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang để nâng cao hiệu quả trong việc điều khiển công suất và nâng cao thời gian sử dụng pin cho thiết bị đầu cuối của khách hàng.
- UMB (Ultra Mobile Broadband):
Tổ chức chuẩn hóa công nghệ thông tin di động 3G CDMA2000 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) được thành lập và phát triển bởi các tổ chức viễn thông của Nhật, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Hàn Quốc đã đề xuất phát triển UMB. Thành viên của 3GPP2, Qualcomm là người đi đầu trong nỗ lực phát triển UMB, mặc dù công ty này cũng chú tâm cả vào việc phát triển LTE.
UMB dựa trên CDMA có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25MHz đến 20MHz và làm việc ở nhiều dải tần số. UMB được đề xuất với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 288Mbps cho luồng xuống và 75Mbps cho luồng trên với độ rộng băng tần sử dụng là 20MHz. Công nghệ này sẽ cung cấp kết nối thông qua các sóng mang dựa trên đa truy nhập phân chia theo mã CDMA.
- IEEE 802.16m (WiMAX II):
Như chúng ta đã biết, WiMAX hay chuẩn 802.16 ban đầu được xây dựng cho mục đích chính là cung cấp các dịch vụ mạng cố định. Chuẩn IEEE 802.16e được phát triển thêm tính năng di động từ các chuẩn WiMAX trước đó. IEEE 802.16 là một chuỗi các chuẩn do IEEE phát triển, chúng hỗ trợ cả cố định và di động, là công nghệ truyền thông, truy nhập diện rộng, nó cũng được gọi với một tên khác là WiMAX. WiMAX hoạt động trong dải tần từ 10GHz đến 66GHz.
IEEE 802.16m hay còn gọi là WiMAX II là công nghệ duy nhất trong các công nghệ tiền 4G được xây dựng hoàn toàn dựa trên công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA. WiMAX II được phát triển lên từ chuẩn IEEE 802.16e. Công nghệ WiMAX II sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 100Mbps cho các ứng dụng di động và có thể lên tới 1Gbps cho các người dùng tĩnh. Khoảng cách truyền cho WiMAX II sẽ khoảng 2km ở môi trường thành thị và khoảng 10km cho các khu vực nông thôn.
Bảng 1-1. So sánh các hệ thống thông tin di động.
Thế hệ
1G
2G
2,5G
3G
4G
Thời gian nghiên cứu
1970
1980
1985
1990
2000
Thời gian triển khai
1984
1991
1999
2000
2010
Dịch vụ hỗ trợ
Thoại tương tự
Thoại số, SMS
Truyền dữ liệ gói tốc độ cao
Truyền dữ liệu số trên mạng băng rộng
Truyền dữ liệu đa phương tiện sử dụng IP
Tên gọi
AMPS
TACS
GSM
IS-95A
GPRS
IS-95B
WCDMA
CDMA2000
LTE
UMT
Băng thông
1.9Kbps
14.4Kbps
138Kbps
2Mbps
200Mbps
Công nghệ đa truy nhập
FDMA
TDMA
CDMA
TDMA
CDMA
CDMA
OFDM
Mạng lõi
PSTN
PSTN
PSTN
Mạng gói
Mạng gói
Internet
Các loại dịch vụ mạng 3G hỗ trợ.
KBit/s
Đối xứng
Không đối xứng
Đa phương
Điểm đến điểm
Đa điểm
Đa phương tiện di động
Quảng bá
Truyền hình hội nghị
(Chất lượng cao)
Truyền hình hội nghị (Chất lượng thấp)
Đàm thoại hội nghị
Điện thoại
Truy nhập
Internet
WWW
Thư điện tử
FTP
Điện thoại IP
vv…
Y tế từ xa
Thư tiếng
Mua hàng theo Catalog
Video
Video theo yêu cầu
Báo điện tử
Karaoke
ISDN
Xuất bản điện tử
Thư điện tử
FAX
Các dịch vụ phân phối thông tin
Tin tức
Dự báo
thời tiết
Thông tin
lưu lượng
Thông tin
nghỉ ngơi
Truyền hình di động
Truyền thanh di động
Tiếng
Số liệu
H.ảnh
1.2
2.4
9.6
16
32
64
384
2M
Hình 1-3. Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống 3G.
Truy nhập cơ sở dữ liệu
Các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp các dịch vụ tốc độ cao lên đến 2Mbps. Với khả năng này, các hệ thống 3G có thể có thể dể dàng cung cấp một số các dịch vụ mới như: Thoại hình ảnh, tải dữ liệu tốc độ cao, dịch vụ Internet..... Ngoài ra các hệ thống 3G cũng phải cung cấp được các dịch vụ đa phương tiện, các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống 3G được biểu diễn ở hình 1-3.
Trong hình 1-3 ta thấy các dịch vụ trong 3G trải rộng từ thông tin tốc độ thấp đến thông tin tốc độ cao và tốc độ cực đại là 2Mbps. Bao gồm nhiều kiểu truyền thông tin: đối xứng và bất đối xứng, truyền dữ liệu điểm điểm và điểm đa điểm. Nhà khai thác mạng phải đảm bảo mối trường trong mạng, trong đó người sử dụng có thể tự do sử dụng các dịch vụ đa phương tiện mà không bị hạn chế bởi cấu hình của mạng cũng như cần phải trang bị các dịch vụ của người sử dụng.
Phân loại dịch vụ.
Các nhà khai thác có thể cung cấp rất nhiều dịch vụ khác nhau cho khách hàng, các loại dịch vụ mà nhà khai thác mạng có thể cung cấp được phân thành ba kiểu dịch vụ: Dịch vụ di động, dịch vụ viễn thông, dịch vụ Internet. Bảng 1-2 sẽ trình bày các dịch vụ chi tiết trong từng kiểu dịch vụ.
Bảng 1-2. Phân loại các dịch vụ.
Kiểu
Phân loại
Dịch vụ chi tiết
Dịch vụ
di động
Dịch vụ di động
Di động đầu cuối, di động cá nhân, di động dịch vụ
Dịch vụ thông tin định vị
Theo dõi di động, theo dõi di động thông minh
Dịch vụ
viến thông
Dịch vụ âm thanh
Dịch vụ âm thanh chất lượng cao ( 12-46Kbps )
Dịch vụ AM ( 32-64Kbps )
Dịch vụ FM ( 64-384Kbps )
Dịch vụ số liệu
Dịch vụ số liệu trung bình (46-144Kbps)
Dịch vụ số liệu tương đối cao ( 144Kbps-2Mbps)
Dịch vụ số liệu tốc độ cao ( ≥ 2Mbps )
Dịch vụ đa phương tiện
Dịch vụ Video ( 384Kbps )
Dịch vụ ảnh động (384Kbps – 2Mbps )
Dịch vụ ảnh động thời gian thực ( ≥ 2Mbps )
Dịch vụ
Internet
Internet đơn giản
Dịch vụ truy cập Web ( 384Kbps )
Internet thời gian thực
Dịch vụ Internet (384Kbps – 2Mbps )
Dịch vụ đa phương tiện
Dịch vụ web đa phương tiện thời gian thực
( ≥ 2Mbps )
Các dịch vụ xa.
Các dịch vụ xa là một kiểu của dịch vụ viễn thông , có khả năng cung cấp đầy đủ các chức năng cần thiết cho thiết bị đầu cuối để thông tin trao đổi giữa người sử dụng theo các giao thức thoả thuận giữa các cơ quan quản lý. Các dịch vụ này bao gồm:
Điện thoại.
Cuộc gọi khẩn
Dịch vụ bản tin ngắn điểm đến điểm kết cuối trạm di động.
Dịch vụ bản tin ngắn điểm đến điểm khởi xướng từ trạm di động.
Dịch vụ bản tin ngắn phát quảng bá ở ô.
Dịch vụ đa văn bản.
FAX lưu và phát trên cơ sở T.37.
FAX thời gian thực trên cơ sở T.38.
Cuộc gọi nhóm.
Truy cập Internet……
Các dịch vụ mạng.
Dịch vụ mạng là một dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng để truyền dẫn tín hiệu giữa hai giao diện là người sử dụng và mạng.
Các dịch vụ bổ sung.
Các dịch vụ bổ sung gồm:
Các dịch vụ bổ sung cho cuộc gọi:
Chuyển hướng cuộc gọi không điều kiện (CFU).
Chuyển hướng cuộc gọi khi thuê bao di động bận (CFB).
Chuyển hướng cuộc gọi khi không trả lời (CFNRy).
Các dịch vụ bổ sung khi hoàn thành cuộc goi.
Đợi gọi (CW – Call Waiting).
Chiếm giữ gọi (CH – Call Hold).
Các dịch vụ bổ sung tính cước:
Thông báo về thông tin cước (AOCH).
Thông báo về tính cước (AOCC).
Các dịch vụ bổ sung hạn chế cuộc gọi:
Cấm tất cả các cuộc gọi đi (BOIC).
Cấm tất cả các cuộc gọi đi quốc tế (BAIC).
Cấm tất cả các cuộc gọi đến (BACI).
1.4. Kiến trúc chung của hệ thống thông tin di động 3G.
Như đã đề cập ở trên, hệ thống thông tin di động 3G phải đảm bảo kế thừa và tiếp tục phát triển trên hệ thống 2G. Dựa vào các hệ thống 2G sẵn có, các hệ thống 3G lần lượt được nghiên cứu và phát triển. Cho đến nay, các công nghệ được đưa ra xem xét cho hệ thống 3G gồm:
Hệ thống CDMA mã băng rộng – WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access).
Hệ thống TDMA băng rộng – WTDMA (Wideband Time Division Multiple Access).
Hệ thống TDMA/CDMA.
Hệ thống đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao – OFDM (Orthogonal Frequency division Multiple Access).
Đa truy nhập theo cơ hội – ODMA (Opportunity Dreiven Multiple Access).
Để xây dựng tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thứ ba, nhiều tổ chức quốc tế được thành lập dưới sự điều hành chung của ITU. Các tổ chức này bao gồm
Đề án của các đối tác thế hệ ba – 3GPP ( 3rd Gerneration Parnership Project ) bao gồm các thành viên sau:
EITS của Châu Âu.
TTA của Hàn Quốc.
ARIB của Nhật Bản.
T1P1 của Mỹ.
Đề án thứ hai của các đối tác thế hệ 3 – 3GPP2 gồm các thành viên sau:
TIA, T1P1 của Mỹ.
TTA của Hàn Quốc.
ARIB, TTC của Nhật Bản.
Thông qua 2 đề án trên hiện nay hai tiêu chuẩn được chấp nhận cho ITM-2000 là:
W-CDMA được xây dựng từ đề án 3GPP.
CDMA2000 được xây dựng từ đề án 3GPP2.
Bảng 1-3 sau đây sẽ so sánh các thông số của WCDMA và CDMA 2000.
Bảng 1.3. So sánh WCDMA và CDMA2000.
WCDMA
CDMA2000
Đa truy nhập
DS-CDMA băng rộng
CDMA đa sóng mang
Độ rộng băng tần (Mhz)
5/ 10/ 15/ 20
1.25/ 5/ 10/ 15/ 20
Tốc độ Chip (Mcps)
1.28/ 3.84/ 7.68 /
11.52/ 15.36
1.2288/ 3.6864/ 7.2738
11.0592/ 14.7456
Độ dài khung
10ms
5/ 20ms
Đồng bộ giữa các BTS
Dị bộ/ Đồng bộ
Đồng bộ
Điều chế đường xuống/
Đường lên
QPSK/ BPSK
QPSK/ BPSK
Trải phổ đường xuống/
Đường lên
QPSK/ OCQPSK (HPSK)
QPSK/ OCQPSK (HPSK)
Tổ chức tiêu chuẩn
3GPP/ EITS/ ARIB
3GPP2/ TIA/ TTA/ ARIB
Mạng truy nhập
Phát quảng bá thông tin truy nhập hệ thống.
Phát và thu vô tuyến.
Điều khiển truy nhập vô truyến.
Mạng lõi
Điều khiển cuộc gọi.
Điều khiển chuyển mạch dịch vụ.
Điều khiển tài nguyên quy định.
Quản lý dịch vụ.
Quảng lý vị trí.
TE di đông
TE di động
TE di động
TE di động
USIM
USIM
Vùng thiết bị đầu cuối
Vùng mạng truy nhập
Vùng mạng lõi
Vùng mạng
ngoài
Vùng các thiết bị đầu cuối.
TE: Thiết bị đầu cuối.
USIM: Module nhận dạng thuê bao
Hình 1-4. Mô hình mạng ITM-2000.
Từ mô hình mạng ITM-2000 ở hình 1-4 ta có thể chia hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba thành 4 vùng chính như sau:
Vùng thiết bị đầu cuối, đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ ảnh hưởng lớn lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. Vùng thiết bị đầu cuối giao tiếp với vùng mạng truy nhập thông qua giao diện vô tuyến Uu.
Vùng mạng truy nhập, vùng này có nhiệm vụ liên kết vùng thiết bị đầu cuối với vùng mạng lõi. Nó gồm các phần tử đảm bảo các cuộc truyền thông vô tuyến từ các thiết bị đầu cuối và điều khiển chúng. Vùng mạng truy nhập giao tiếp với vùng mạng lõi thông qua giao diện chuyển mạch Iu.
Vùng mạng lõi, vùng này đảm bảo dịch vụ số liệu cho người sử dựng bằng các kết nối đến Internet và các mạng số liệu khác. Đồng thời đảm bảo các dịch vụ điện thoại đến mạng khác thông qua kết nối TDM, đây cũng là nơi lưu thông tin cá nhân của người sử dụng và quản lý chúng. Vùng này nối với các mạng ngoài thông qua mạng đường trục.
Vùng mạng ngoài, vùng này để đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác. Các mạng ngoài có thể là các mạng điện thoại như: PLMN (Public Land Mobile Network: mạng di động mặt đất công cộng), PSTN (Public Switched Telephone Network: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng), ISDN hay các mạng số liệu như Internet.
Cụ thể của các vùng trong hệ thống ITM-2000 sẽ được trình bày rõ trong chương 2.
1.5. Kết luận.
Trong chương này trước hết đã xét tổng quan quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động từ thế hệ thứ nhất (1G) đến thế hệ thứ 4 (4G). Nếu hệ thống 1G sử dụng công nghệ Analog còn bị hạn chế bởi dung lượng thấp, cuộc gọi không ổ định… Thì lên đến 3G các hệ thống thông tin di động đã sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng và đáp ứng được các dịch vụ số liệu lên đến 2Mbps. Song, với nhu cầu ngày càng cao của con người, xu thế nghiên cứu và phát triển của thông ti di động thì các nhà phát triển đang hướng tới mạng thông tin di động thế hệ thứ 4 (4G) có khả năng đáp ứng các loại dữ liệu số lên đến 200Mbps.
Cũng trong chương này chúng ta đã đề cập đến mô hình mạng ITM-2000, được ITU và nhiều nhà tổ chức viễn thông quốc tế xây dựng nên. Và chương tiếp theo sẽ xét đến kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS được xây dựng từ đề án 3GPP.