Tài liệu Nghiên cứu định cỡ và quy hoạch mạng vô tuyến wcdma phát triển trên nền gsm của việt nam

' j l ỉ , 5 ỉ \ u K - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ VŨ THƯ HIỂN NGHIÊN c ú u ĐỊNH CỠ VÀ QUI HOẠCH MẠNG VÔ TUYÊN YVCDMA PHÁT TRIỂN t r ê n n e n GSM c ủ a v i ệ t n a m C H U Y Ê N N G À N H : K Ỹ T H U Ậ T V Ô T U Y Ê N Đ IỆ N T Ử V À T H Ô N G T IN L IÊ N L Ạ C Mà SỐ: 2.07.00 LUÂN VĂN THAC SỸ KHOA HOC • • • NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS CHU NGỌC ANH OA! HOC•ùUOCCiiiAHANOI Ị ị M-UỰ u T f 15 ?.I r ’r i K U ¿113 1 HÀ NỘI, 2002 ị ~T iu ■ ịr \ / H • I » l u VIC.i'* i \ M Ụ C LỤC T ra n g M ụ c l ụ c ......................................................................................................................... i C h ữ v iế t t á t ................................................................................................................. i i i M ỏ đ ầ u ....................................................................................................................... 1 Chưong 1. Tổng quan về các hệ thong thóng tin di động ................................. 3 1 .1 L ị c h s ử p h á t t r iể n c ủ a th ô n g t in d i đ ộ n g - C ô n g n g h ệ th ô n g t i n d i đ ộ n g th ế h ệ trư ớ c ( 1 G , 2 G ) ............................................................... 3 1 .2 C á c đ ặ c t í n h c ơ b ả n c ủ a h ệ th ố n g t h ô n g t in d i đ ộ n g .................................. 6 1 .3 G iớ i th iệ u c h u n g x u th ế p h á t t r iể n c ủ a m ạ n g th ô n g t in d i đ ộ n g - C ô n g n g h ệ th ô n g t in đ i đ ộ n g t h ế h ệ 2 G + , 3 G .............................. 7 1 .4 C ấ u t r ú c m ạ n g th ô n g t in d i đ ộ n g 2 G - G S M ; 2 , 5 G - G P R S ; 3 G - W C D M A .........................................................................................17 Chương 2. Giói thiệu công nghệ WCDMA 2 .1 C á c th a m s ố c h ín h c ủ a W C D M A ....................................................... 21 2 . 2 T r ả i v à n é n p h ố .................................................................................... 2 3 2 . 3 C á c k ê n h v ô tu y ế n đ a đ ư ờ n g v à m á y th u R a k e ................................ 2 6 2 . 4 Đ iề u k h iể n c ô n g s u ấ t ........................................................................... 3 0 2 . 5 C h u y ể n g ia o m ề m v à m ề m h ơ n .......................................................... 3 3 Chưong 3. Định cỡ và qui hoạch mạng vô tuyến WCDMA 3 .1 T ố n g q u a n ............................................................................................ 3 7 3 . 2 Đ ịn h c ỡ ............................................................................................... 3 8 3 . 2 .1 N ă n g lư ợ n g đ ư ờ n g t r u y ề n v à h iệ u q u ả p h ủ s ó n g .................. 3 9 3 . 2 . 2 H ệ s ố tả i v à h iệ u s u ấ t p h ổ ..................................................... 4 7 3 .2 .3 C h u y ể n g ia o m ề m ................................................................... 5 7 3 .3 Q u i h o ạ c h c h i t iế t v ề v ù n g p h ủ s ó n g v à d u n g l ư ợ n g ........................ 61 3 .3 .1 D ự đ o á n v ù n g p h ủ s ó n g v à d u n g l ư ợ n g .................................61 3 . 3 . 2 C ô n g c ụ d ù n g đ ể q u i h o ạ c h ................................................... 61 3 . 3 .3 M ộ t v í d ụ n g h iê n c ứ u q u i h o ạ c h m ạ n g ................................. 6 4 3 . 3 . 4 T ố i ư u h o á h ệ t h ố n g .................................................................. 6 8 3 . 4 Q u i h o ạ c h k ế t h ợ p v ớ i G S M ............................................................. 6 9 3 . 5 N h iễ u d o n h iề u n h à k h a i t h á c .............................................................. 7 2 3 .5 .1 G iớ i t h i ệ u ................................... ............................................... 7 2 3 . 5 . 2 C á c t í n h to á n c h o trư ờ n g h ợ p x ấ u n h ấ t đ ư ờ n g l ê n .................. 7 4 3 . 5 .3 N g h ẽ n đ ư ờ n g x u ố n g ................................................................. 7 5 3 . 5 . 4 M ô p h ỏ n g đ ư ờ n g l ê n ................................................................ 7 6 3 . 5 .5 Q u i h o ạ c h m ạ n g v ớ i n h iễ u k ê n h lâ n c ậ n ................................ 7 8 Chưong 4. Phân tích tính kin h tế - kỹ thuật cho các phưong án chuyển đổi mạng thông tin di động 4 .1 P h â n tíc h t ín h k in h t ế - k ỹ t h u ậ t c ủ a b a m ô h ì n h : G S M , G P R S v à C D M A b ă n g r ộ n g k h i t r iể n k h a i ở V i ệ t N a m .............................................................. 81 4 .1 .1 C ấ u th à n h g iá c ủ a m ô h ì n h ........................................................... 8 2 4 . 1 . 2 P h ư ơ n g á n c h ỉ p h á t t r iể n G S M ...................................................... 8 3 4 . 1 .3 P h ư ơ n g á n G S M / G P R S .................................................................. 8 8 4 . 1 . 4 P h ư ơ n g á n W C D M A ..................................................................... 9 4 4 . 2 Đ á n h g iá s ơ b ộ h iệ u q u ả c ủ a c á c p h ư ơ n g á n đ ầ u t ư ........................... 1 0 0 4 .2 .1 S o s á n h b a p h ư ơ n g á n đ ề c ậ p ở t r ê n ............................................1 0 0 4 . 2 . 2 Đ á n h g iá s ơ b ộ h iệ u q u ả c ủ a các p h ư ơ n g á n c h u y ể n đ ổ i ......... 101 Kết l u ậ n ............................................................................................................ 1 0 5 Tài liệu tham k h ả o .......................................................................................... a C H Ữ V IẾ T T Ắ T 1G F irst G e n e ra tio n - T h ế hệ thứ n h ấ t 2G S e c o n d G e n e ra tio n - T h ế hệ thứ hai 3G T h ird G e n e ra tio n - T h ế h ệ thứ b a 3G P P T hird G eneration Partnership Project - D ự án 8-PSK 8 -P h a se Shift K e y in g - K h o á c h u y ể n 8 p h a đ ố i tác 3 G 7 i/ 4 - D Q P S K 7r/4-D ifferential Q u a d ra tu r e P h a s e S h ift K e y in g pha A bis K hoá chuyển ĩĩ/4 A -b is interface, an in terfa ce b e tw e e n B T S a n d B S C - G ia o d iện A -bis, g iữ a B T S và B SC A M P S A dvanced M obile Phone S ystem -H ệ thống đ iện thoại di động A M PS A R IB A ssociation for R adio Industry and B usiness - H iệp hội thư ơ ng m ạ i và c ô n g n g h iệ p vô tuyến B SC B ase S tation C o n tro ller - B ộ điều k h iể n trạm gốc BSS B ase S tation S u b sy ste m - P h â n h ệ trạ m g ố c B TS B a se T ra n s c e iv e r S tation - T rạ m thu p h át g ố c C D M A C o d e D ivision M u ltip le A c c e ss - D -A M P S D igital A d v a n c e d M o b ile P h o n e S y s te m - H ệ th ố n g đ iệ n th o ại số Đ a truy n h ậ p p h â n m ã D A M PS D E C T D igital E n h a n c e d C o rd le s s T e le p h o n e - H ệ thống vô tuyến D E C T E F R E n h a n c e d F ull R ate - T o à n tốc c ấ p cao E T S I E u ro p e a n T e le c o m m u n ic a tio n s S ta n d a rd s Institute - V iệ n tiêu c h u ẩ n viễn th ô n g C h â u  u FD D F P L M T S 'F re q u e n c y D iv is io n D u p le x - S o n g c ô n g p h â n tần F uture P ublic L a n d M o b ile T e le c o m m u n ic a tio n S y stem - Hệ t h ố n g t h ô n g tin di đ ộ n g m ặ t đ ấ t c ô n g c ộ n g t ư ơ n g lai G G SN G a te w a y G P R S S u p p o rt N o d e - N ú t h ỗ trợ c ố n g G P R S G P R S G en eral P acket R adio Service - D ịch vụ vô tuyến gói ch u n g G PS G lobal P ositioning S ystem - H ệ th ố n g đ ịn h vị to à n c ầ u G SM G lo b al S y stem for M o b ile C o m m u n ic a tio n s - H ệ thô n g G S M H D R H ig h D a ta R ate - T ố c đ ộ c a o H L R H o m e L o c a t i o n R e g i s t e r - B ộ đ ă n g k ý vị t r í t h ư ờ n g t r ú H SC SD H ig h S p eed C ircuit S w itch ed D ata - D ữ liệu c h u y ê n m ạ c h k ê n h tốc đ ộ c a o IM T -2000 I n te rn a tio n a l M o b i le T e l e c o m m u n i c a t i o n s in th e Y e a r 2 0 0 0 - Hệ thống IM T -2 0 0 0 IM T -D S D irect S e q u e n c e radio interface for IM T -2 0 0 0 - G ia o diện vô t u y ế n trải trự c tiếp c h o I M T - 2 0 0 0 I1M T-FT F re q u e n c y T im e radio in terface for IM T -2 0 0 0 - G iao diện vô tu y ế n th e o thời g ia n v à tầ n s ố c h o Ĩ M T - 2 0 0 0 1M T -M C M u lti-C arrier radio interface for IM T -2 0 0 0 - G ia o d iện vô tuyến đa só n g m a n g ch o IM T -2 0 0 0 IM T -S C S ingle C arrier radio interface for IM T -2 0 0 0 - G ia o diện vô tuyến đơ n sóng m a n g ch o IM T -2 0 0 0 IM T -T C T im e C o d e rad io in terface fo r I M T - 2 0 0 0 - G ia o d iệ n vô tu y ến theo m ã thời g ia n c h o I M T - 2 0 0 0 IP Internet P rotocol - G ia o thức Internet IT Inform ation T ech n o lo g y - C ô n g IT U International T e le c o m m u n ic a tio n s U n io n — n g h ệ t h ô n g tin L iê n m in h viễn th ô n g q u ố c tế M A P (G S M ) M o b ile A p p lic a tio n P ro to co l - G ia o thứ c ứ ng d ụ n g vô tuyến (của G S M ) M H M o b ile H o st - M á y c h ủ di đ ộ n g M S M o b ile S taion - M S C M o b ile S w itching C e n te r - T ru n g tâm ch u y ể n m ạ c h N M T N o rd ic M o b ile T e le p h o n e - Đ iệ n thoại di đ ộ n g PD C P e rso n al D igital C e llu la r - PD N Packet D ata N etw o rk - PD P P a c k e t D a ta P ro to co l - G ia o th ứ c d ữ liệu gói P L M N P u b lic L a n d M o b ile N e tw o r k - M ạ n g di đ ộ n g m ặ t đ ất c ô n g c ộ n g M á y di đ ộ n g Bắc di đ ộ n g Âu H ệ thống P D C M ạ n g d ữ liệu g ói IV PST N P ublic S w itch ed T e le p h o n e N e tw o rk - M ạ n g đ iệ n thoại c h u y ế n m ạch gói công cộn g R A N R adio A ccess N etw o rk - M ạ n g tru y n h ậ p vô tu y ế n R L C R a d io L ink C on tro l - Đ iều k h iể n tu y ến vô tuyến SG SN S erving G P R S S upport N o d e - SIR S ig n a l - t o - ln t e r f e r e n c e R a tio - T ỉ s ố tín h iộ u - tr ê n - n h iễ u SM S S h o it M e ssa g e S ervice - T C H T raffic C h a n n e l - T D D T im e D ivision D u p le x - T D M A T im e D iv isio n M u ltip le A c c e ss - Đ a truy n h ậ p p h â n T ỈA T e le c o m m u n ic a tio n s in dustry A sso ciatio n - N ú t h ồ trợ p h ụ c vụ G P R S D ịc h v ụ n h ắ n tin n g ắ n K ê n h lư u lư ợ n g S o n g c ô n g p h â n thời thời H iệp hội cô n g nghiệp viẻn th ô n g T X T ransceiver - M á y thu p h á t U M T S U niversal M o b ile T e le c o m m u n ic a tio n s S y ste m - H ệ th ố n g thông till d i đ ộ n g U M T S U T R A U n iv ersal T errestrial R a d io A c c e ss - T ru y n h ậ p vô tu y ến m ậ t đất của U M T S uwc U niversal W ireless C o m m u n ic a tio n s - H ệ th ố n g th ô n g tin v ô tuyến U W C V L R V isitor L ocation R egister - B ộ đ ă n g k ý vị tr í t ạ m trú W A P W ireless A pplication P rotocol W C D M A W id e b a n d C o d e D iv isio n M u ltip le A c c e s s - Đ a truy n h ậ p p h â n m ã - G ia o thứ c ứ n g d ụ n g vô tu y ến băng rộng W R C W orld R adiocom m unication C onference giới V H ội nghị vô tuyến thế MỞ ĐÂU C h o đ ế n n a y , đ iệ n th o ạ i v ô tu y ế n di đ ộ n g tổ o n g đ ã trải q u a h ai t h ế hệ. T h ế hệ th ứ n h ất là th ế h ệ c ủ a đ iệ n thoại vô tu y ế n di đ ộ n g sử dụng công nghệ analog từ n h ữ n g n ă m 7 0 với c á c c ô n g n g h ệ tiêu b iế u n h ư A M P S ( A d v a n c e d P h o n e S y s te m ) và N M T ( N o d i c M o b i l e T e l e p h o n e ) . D o h ạ n c h ế v ề c h ấ t l ư ợ n g v à d ị c h v ụ , h ệ t h ố n g di động th ế h ệ hai (2G ) đã ra đời đầu tiên ở c h â u Âu với c ô n g nghệ G SM bổ sung n h ữ n g k h iế m k h u y ế t c ủ a th ế h ệ trưóc, v à tiếp th e o là c á c c ô n g n g h ệ D - A M P S , P D C , C D M A (IS -9 5 ). N h ìn c h u n g , c á c th u ê b a o di đ ộ n g 2 G c ó tốc đ ộ tr u y ề n s ố liệu thấp, tru n g b ìn h v ào k h o ả n g 9,6 kbps. T u y nhiên c ũ n g g iố n g n hư các cô n g nghệ khác, sau đ iện thoại th ế hệ 2 G bắt đầu bộc lộ c á c n h ư ợ c đ i ể m 15 n ă m p h á t t r i ể n , v ô t u y ế n của nó khi nhu cầu dịch vụ t r u y ề n s ố li ệ u v à c á c d ị c h v ụ b ă n g r ộ n g n g à y c à n g t r ở n ê n c ấ p th i ế t , đ ặ c b i ệ t là v ề d u n g lượng. Đứng trước tình h ìn h đ ó , từ n h ữ n g n ă m 1997, L iên m inh V iễn thông quốc tế IT U đ ã x â y d ự n g tiêu c h u ẩ n c h u n g c h o vô tu y ế n đ iệ n th o ại di đ ộ n g th ế h ệ m ớ i - th ế h ệ th ứ b a (3 G ) tro n g m ộ t d ự án c ó tên là IM T -2 0 0 0 . Đ ể c ó th ể k ết h ợ p đ ư ợ c với các c ô n g n g h ệ 2 G đ ã đ ư ợ c triển k h a i rộ n g k h ắ p trên to àn th ế giớ i, ÍT U đ ã th ô n g q u a 5 tiêu c h u ẩ n g ia o d iệ n vô tu y ế n m ặ t đ ấ t c h o I M T - 2 0 0 0 , đ ư ợ c x â y d ự n g trên công nghệ C D M A hoặc T D M A . Ba trong n ă m tiêu c h u ẩ n đ ư ợ c IT U lựa chọi) c h o th ô n g tin di đ ộ n g t h ế h ệ b a là c ô n g n g h ệ C D M A . T r o n g s ố đ ó , V / C D M A s ự ú n g h ộ m ạ n h m ẽ n h ấ t tr o n g c á c tiêu c h u ẩ n cơ sở các nhận được g iao d iện k h ô n g g ian c ủ a hệ th ố n g th ô n g tin d i đ ộ n g 3 G . T r o n g k h u ô n k h ổ b ả n lu ậ n văn n ày , tác g iả đi v à o n g h iê n c ứ u việc đ ịn h cỡ, qui h o ạ c h m ạ n g vô tu y ế n W C D M A . Đ ồ n g thời, đ ư a ra p h ư ơ n g p h á p lu ậ n c h o c á c n h à khai thác m ạ n g về tính hiệu q u ả c ủ a các p h ư ơ n g án c h u y ể n đổi m ạ n g G S M h i ệ n tại lên W C D M A . T r o n g k h i n g h iê n c ứ u đ ịn h c ỡ v à q u i h o ạ c h m ạ n g W C D M A , tác g iả cố g ắ n g n ắ m bắt các vấn để đặt ra khi cần qui h o ạch m ạ n g vô tuyến W C D M A theo ỵ ê u c ẩ u c ủ a n h à k h a i t h á c l i ê n q u a n đ ế n c á c y ế u tô' v ề v ù n g p h ủ s ó n g , d u n g l ư ợ n g và c h ấ t lư ợ n g d ịc h vụ. Đ ể c ó th ể x â y d ự n g q u i h o ạ c h c h i tiết, y ê u c ầ u p h ả i c ó c á c s ố liệu về đ iề u k iệ n tru y ề n s ó n g thự c tế ở m ô i tr ư ờ n g lậ p q u i h o ạ c h v à d ự đ o á n v ề lưu lư ợ n g tr o n g m ỗ i v ù n g c ủ a n h à k h a i thác. P h a q u i h o ạ c h ch i tiết n à y đ ư ợ c h ỗ trợ bới m ộ t “ c ô n g c ụ lậ p q u i h o ạ c h W C D M A ” . Đ â y là m ộ t v ấ n đ ề rấ t p h ứ c tạp , y ê u c ầ u c á c s ố liệ u t h ự c t ế v à c ô n g c ụ q u i h o ạ c h h ỗ trợ. D o v ậ y t r o n g b ả n l u ậ n v ă n n à y , tá c g i á chỉ c ó th ể s ử d ụ n g c á c k ế t q u ả m ô p h ỏ n g h ệ th ố n g th e o tài liệu c ủ a n ư ớ c n g o à i đế rút ra m ộ t s ố n h ậ n x é t tro n g q u á trình đ ịn h c ỡ v à q ui h o ạ c h m ạ n g . Luận văn được tổ chức nh ư sau: Ch ỉ ton g 1 trình bày tống quan về các hệ thống thông tin di động, Chưoĩig 2 giói thiệu vê' công nghệ WCDMA, Chưong 3 trình bày các vấn đê vê định cỡ và qui hoạch m ạng vô tuyến WCDMA, Chưong 4 phản tích tính kinh tê kỹ thuật cho các phưong án chuyển đổi mạng thông tin di động. Cuối cùng rút ra một số kết luận, nhận xét. 2 Chưong 1 T Ổ N G 1.1 Q U A N V Ề C Á C H Ệ T H Ố N G T H Ô N G T IN DI Đ Ộ N G SỬ PH ÁT TR IỂ N CỦA THÔNG T IN DI ĐỘNG - CÔNG NGHỆ T H Ô N íí L ỊC H T IN DI ĐỘNG T H Ế HỆ TRƯỚC (1G, 2G). V ô tu y ế n di đ ộ n g đ ã đ ư ợ c s ử d ụ n g g á n 7 8 n ă m . M ặ c dù c á c k h á i n iệ m tố o n g , c á c k ỹ th u ậ t trải p h ổ , đ iề u c h ế s ố v à c á c c ô n g n g h ê v ô tu y ế n h iệ n đ ạ i k h á c đ ã đ ư ợ c đến biết 50 năm trước đây, hơn dịch v ụ điện thoại nó 6 0 m ớ i xu ất hiện ở d ạ n g sử d ụ n g đư ợ c và khi đ ó các hệ th ố n g điều dung rất lư ợ ng thoại tổ ong vận. C ác hệ th ố n g điện th ấp điều so với các hê tần s o n g c ô n g thố n g th ế hệ thứ nhất (1G ). những Cuối t i ê n n à y ít t i ệ n cùng các hệ đó lợi v à thống điện phân chia k ỹ th u ật a n a lo g đ a truy n h ậ p T rong năm ch ỉ là c á c sử a đổi th ích ứ n g c ủ a nay. theo tần s ố ( F D M A ) đ ã x u ấ t h iệ n v ào n h ữ n g n ă m till d i đ ộ n g động mãi đến đầu thoại di đ ộ n g đ ầ u hiện sử dụ n g di 1 9 8 0 , đ ư ợ c g ọ i là h ệ t h ố n g t h ô n g A M PS là h ệ thống đáng chú ý nhất. A M P S s ử d ụ n g c ô n g n g h ệ đ i ề u t ầ n đ ể t r u y ề n d ẫ n t h o ạ i v à b á o h i ệ u s ố c h o t h ô n g tin diều khiển. Cuối những năm 80 người ta n h ậ n thấy rằng các hệ thố n g tổ ong tương tự k h ô n g th ể đ á p ứ n g đ ư ợ c n h u c ầ u n g à y c à n g tă n g v à o t h ế k ỷ s a u n ế u n h ư k h ô n g loại b ó đ ư ợ c c á c hạn c h ế c ố h ữ u c ủ a c á c h ệ th ố n g này: (1) p h â n b ổ tần s ố rất h ạn chế, dung lư ợ n g thấp, (2) tiến g ổ n k h ó c h ịu v à n h iễ u x ảy ra khi m á y di đ ộ n g chuyến d ị c h t r o n g m ô i t r ư ờ n g p h a đ i n h đ a tia, ( 3 ) k h ô n g đ á p ứ n g đ ư ợ c c á c d ị c h v ụ m ớ i , h ấ p d ẫ n đ ố i v ớ i k h á c h h à n g , ( 4 ) k h ô n g c h o p h é p g i ả m đ á n g k ể g i á t h à n h c ủ a th i ế t bị di đ ộ n g v à c ơ sở h ạ tầng, (5) k h ô n g đ ả m tư ơ ng thích giữ a c ác hệ thống khác b ả o tính b í m ậ t c ủ a c á c c u ộ c gọi, (6) k h ô n g nhau, đặc biệt ở c h â u  u, làm cho thuê bao k h ô n g th ể s ử d ụ n g đ ư ợ c m á y di đ ộ n g c ủ a m ì n h ở n ư ớ c k h á c . G i ả i p h á p d u y n h ấ t đ ê lo ạ i b ỏ c á c h ạ n c h ế t r ê n là p h ả i c h u y ể n s a n g s ử d ụ n g k ỹ th u ậ t th ô n g tin s ố c h o t h ô n g tin di đ ộ n g c ù n g với c á c k ỹ th u ậ t đ a tru y n h ậ p m ớ i, đ ó là: đ a tru y n h ậ p p h â n c h ia th e o thời g ia n - T D M A , đ a tru y n h ậ p p h â n c h ia th e o m ã - C D M A . V à o giữ a n h ữ n g n ă m 8 0 đ ã x u ấ t h iệ n h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g s ố t h ế hệ hai ( 2 G ) đ ầ u tiên r a đ ờ i ở C h â u â u với c ô n g n g h ệ G S M , tiếp th e o là c á c c ó n g n g h ệ 3 D -A M PS, PD C, C D M A (IS 9 5 ).C á c hệ th ố n g th ế h ệ hai c ó ưu đ iế m c ủ a c á c k ỹ thuật nén và m ã hoá phối h ợ p vói k ỹ thuật số và đ ề u thiết k ế chỉ đ ể h ỗ trợ th o ại và tru y ề n d ữ liệu dùng cơ cấu tốc đ ộ đ iề u c h ế số. N ó đ ư ợ c thấp; trình d u y ệ t In tern et vẫn c ò n s ơ k h ai tro n g g iai đ o ạ n này . T ro n g s ố c á c tiêu c h u ẩ n đ ó , G S M được ứng dụng ở n h iề u nơi n h ấ t trên th ế giới. B ố n t i ê u c h u ẩ n 2 G c h í n h , h i ệ n đ ã đ ư ợ c t r i ể n k h a i ở n h i ề u n ư ớ c là: H ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g s ố s ử d ụ n g k ỹ th u ậ t s ố đ a tr u y n h ậ p p h â n c h i a th e o thờ i g ia n ( T D M A GSM , “Hệ b ă n g h ẹ p ) đ ầ u tiê n tr ê n t h ế g iớ i r a đ ờ i ở C h â u  u v à c ó tê n g ọ i là th ố n g th ô n g tin di động to àn cầu” (G lobal System for M obile C o m m u n ic a t io n s ) . H ệ th ố n g n à y c u n g c ấ p d ịc h v ụ tru y ề n d ữ liệu tố c đ ộ th ấ p (< 9 ,6 kbps) và chủ G SM PLM N yếu được sử dụng để tru y ền em ail d ù n g s o n g c ô n g p h ầ n tần F D D từ c á c m áy tính ở dải tần 8 9 0 - 9 1 5 xách tay. M ạng M H z ở đ ư ờ n g lên (h ư ớ n g từ M S đ ế n B T S ) v à 9 3 5 - 9 6 0 M H z ở đ ư ờ n g x u ố n g (h ư ớ n g từ B T S đ ế n M S ). K h o ả n g c á c h g i ữ a c á c s ó n g m a n g là 2 0 0 k H z , m ỗ i k h u n g T D M A g ia n ( l T i m e Slot = 0 ,5 7 7 m s ) n h ư v ậ y h ệ th ố n g g ồ m có gồm tá m k h e thời 124 sóng m ang song công, với s ố k ê n h là 9 9 2 k ê n h ( 1 2 4 X 8). Ở M ỹ khi hệ thống k hai vào giữ a n h ữ n g trư ờ n g di đ ộ n g ch ín h A M PS năm tư ơ ng 1980, các như: N ew tự s ứ d ụ n g vấn đề Y ork, Los phương về d u n g A ngeles thức lượng đ ã FD M A được phát sinh và C hicago. M ỹ là IS-54, tương những năm thích với tiêu chuẩn A M PS hiện được sử dụng. Tuy ở các đã có lư ợ c n â n g c ấ p h ệ t h ố n g n à y t h à n h h ệ t h ố n g số : c h u y ể n tới h ệ t h ố n g T D M A triển thị chiến k ý hiệu nhiên cuối 1 9 8 0 , q u a k h ả o sá t k h á c h h à n g c h o th ấ y c h ấ t lư ợ n g c ủ a A M P S v ẫ n tốt h ơ n , k h i ế n n h i ề u h ã n g c ủ a M ỹ l ạ n h n h ạ t v ớ i T D M A . A T & T l à h ã n g l ớ n d u y n h ấ t ỏ' M ỹ sử dụng T D M A . Hãng này đã p h át triển ra m ột phiên bản đ ư ợ c g ọ i là A M P S s ố ( D - A M P S ) v à đ ư ợ c c o i là tiê u c h u ẩ n T D M A m ới: IS -136, còn c ủ a B ắc M ỹ.. T in h trạn g trên đ ã tạo c ơ h ộ i c h o c ác n h à n g h iê n c ứ u ở M ỹ tìm ra m ộ t p h ư ơ n g á n th ô n g tin di đ ộ n g s ố m ớ i. Đ ể tìm k iế m 4 hệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g s ố m ớ i n g ư ờ i ta nghiên cứ u c ô n g nghệ đa thâm sử dụng kỹ thuật trải phổ mà n h ập p h ân ch ia theo m ã (C D M A ). C ô n g n g h ệ này trướ c Q u a lc o m đ ư a ra phiên bán C D M A (IS-95A ). N ó d ự a trên c ô n g hẹp. H ệ thố n g C D M A đó được ứng dụng chỉ) yếu trong quân sự. đ ầ u tiên c h o t h ô n g tin di đ ộ n g g ọ i là C D M A O n e n g h ệ đ a truy nhập phân c h ia th eo m ã - C D M A băng sử d ụ n g đ iều k h iể n c ô n g su ất và đ ặ c tính c ủ a thoại đ ể g iả m th iể u n h iễ u . H ệ s ố đ ặ c tính thoại đ ư ợ c c u n g c ấ p b ằ n g c á c h d ù n g b ộ m ã thoại tố c đ ộ k h á b iế n , với m ã RS1 tnỳ thuộc vào m ứ c đ ộ công h o ạ t đ ộ n g ở tốc đ ộ c ự c đại 8 k b p s đ ế n tố c đ ộ c ự c tiếu hoạt đ ộ n g c ủ a thoại, m ạ c h đ iề u k h iể n suất phát m à vẫn đạt được cùng 1 3 k b p s c ũ n g đ ư ợ c h ỗ trợ. T ó m công lkbps, suất làm giám m ộ t tỷ lệ lỗ i bit. T h u ậ t t o á n m ã h o á R S 2 lại, h ệ t h ố n g C D M A h o ạ t đ ộ n g v ớ i tỷ s ố ở E J \Xt h ấ p ( k h o á n g 7 d B ), tậ n d ụ n g đ ư ợ c đ ặ c tín h h o ạ t đ ộ n g c ủ a th o ạ i, v à s ứ d ụ n g c ù n g m ộ t tần s ố t r o n g m ọ i s e c t o r c ủ a c e ll. M ỗ i s e c t o r c ó tới 6 4 k ê n h C D M A trên m ỗ i tần số s ó n g m a n g . Đ â y là m ộ t h ệ t h ố n g đ ổ n g b ộ c ó m á y th u R A K E đ ể c u n g c ấ p p h â n tậ p đ ư ờ n g t r u y ề n ở M S v à ở m ọ i t r ạ m g ố c . H ệ tr ả i p h ổ c h u y ể n b ă n g t h ô n g t h à n h t ă n g íc h x ử lý và hệ thống phân m ã sử d ụ n g nhiều m ã trực g ia o c h o p h é p h ỗ trợ n h iều người sử d ụ n g tro n g c ù n g m ộ t b ă n g th ô n g . D o đ ó , h ệ th ố n g h ỗ trợ C D M A c ó d u n g lư ợ n g c a o hơ n c á c hệ th ố n g tư ơ n g tự h o ặ c h ệ th ố n g s ố T D M A . T u y n h iê n , d o n h ữ n g trở ngại thự c tế h ệ th ố n g C D M A k h ô n g thể đ ạt đ ư ợ c d u n g S h a n o n n h ư thiết k ế h ệ th ố n g . lượng cao nh ất th eo đ ư ờ n g B iên trên c ủ a h ệ th ố n g C D M A bao bị giới h ạn bởi tăn g íc h x ứ lý c ủ a h ệ t h ố n g , c h ỉ ti ê u đ i ể u c h ế m á y th u , đ ộ c h í n h x á c c ủ a đ i ề u k h i ế n c ô n g s u ấ t, n h iễ u rừ c á c c e ll k h á c , h ệ s ố h o ạ t đ ộ n g th o ạ i, s e c t o r h o á c e ll v à k h ả n ă n g d u y trì đ ồ n g b ộ c h í n h x á c c ủ a h ệ t h ô i i g . D u n g nối trội so với T D M A nêu trên. Lúc đầu Hệ lượng c ủ a hệ th ố n g C D M A thể hiện sự tr o n g trư ờ n g h ợ p d ù n g W L L d o loại b ỏ đ ư ợ c m ộ t s ố trở ngại thống này được đón nhận m ột cách dè dặt do quan niệm tr u y ề n th ố n g về vô tu y ế n là m ỗ i c u ộ c th o ạ i đ ò i h ỏ i m ộ t k ê n h v ô tu y ế n riêng. Đ ế n n a y H ệ th ố n g đ ã trở n ê n rất p h ổ d ụ n g ở n h iề u n ư ớ c trên th ế giới. H ệ t h ố n g t h ô n g till d i đ ộ n g c á n h â n c e l l u l a r k ỹ t h u ậ t s ố P D C ( P e r s o n a l D i g i t a l C ellular T elecom m unication System ) được sử dụng ở N hật, dùng cóng nghệ T D M A . P D C l à m v iệ c ở c á c b ă n g tầ n 8 0 0 M H z v à 1,5 G H z , đ ư ợ c p h á t tr iể n đ ế đ á p ứng nhu cầu C ellular số tro n g tương lai. 5 Nhờ phân tập anten, yêu cầu về tỷ số tín/tạp (S/I) đ ư ợ c g iả m củ a hệ thống phép khả PDC đi, c h o p h é p d ù n g h ệ s ố tái s ử d ụ n g là c u n g c ấ p d ịc h n ă n g di đ ộ n g hạn. N g o à i thoại, P D C tốc đ ộ c a o tầ n s ố là 4. M ụ c đ í c h vụ c h ấ t lư ợ n g c a o so với d ịch vụ a n alo g , c h o và dung lư ợ ng c a o tro n g những c ò n c ó k h ả Iiãng h ỗ trợ m ộ t s ố ứ n g d ụ n g băng tần giới t h ô n g till s ố n h u ' F a x n h ó m 3 ( 2 ,4 k b p s ) và tru y ề n s ố liệu tốc đ ộ thấp. T u y nhiên, sau 15 n ă m t r i ể n k h a i , h ệ t h ố n g t h ô n g t i n d i đ ộ n g t h ế h ệ h a i đ ã b ộ c lộ c á c h ạ n c h ế v ề d u n g l ư ợ n g v à tố c đ ộ d ị c h vụ . H i ệ n n a y , đ ể đ á p ứ n g c á c n h u c ầ u n g à y c à n g tăng c ủ a k h á c h h à n g về các dịch vụ viễn th ô n g m ớ i, các hệ th ố n g th ô n g tin d i đ ộ n g đang tiến tới t h ế h ệ t h ứ b a ( 3 G ) . ở th ế hệ thứ b a này, các hệ thống t h ô n g tin di đ ộ n g c ó x u t h ế h o à n h ậ p th à n h m ộ t tiêu c h u ẩ n d u y n h ấ t v à c ó k h ả n ă n g phục vụ ở tốc đ ộ b it lên đ ế n 2 M b it/s. Đ ể p h â n b iệt với c á c h ệ t h ố n g t h ô n g t i l l cii đ ộ n g b ă n g h ẹ p h i ệ n n a y , c á c h ệ t h ố n g t h ô n g t i n d i đ ộ n g t h ế h ệ t h ứ b a đ ư ợ c g ọ i là c á c h ệ th ố n g th ô n g tin b ă n g rộ n g với n ă m tiêu c h u ẩ n b à n g r ộ n g m ớ i đ ư ợ c x á y d ự n g trên c ơ s ở c ô n g n g h ệ C D M A 1.2 hoặc T D M A . CÁC ĐẶC T ÍN H Cơ BẢN CỦA HỆ T H ố N G TH Ô N G T IN DI ĐỘNG N goài nhiệm vụ phải c u n g c ấ p c ác d ịch vụ n h ư m ạ n g đ iện thoại c ố đ ịn h th ô n g t h ư ờ n g , c á c m ạ n g t h ô n g tin di đ ộ n g p h ả i c u n g c ấ p c á c d ị c h v ụ đ ặ c t h ù c h o m ạ n g di đ ộ n g , đ ả m b ả o t h ô n g tin m ọ i lú c , m ọ i nơi. Đ ể đ á p ứ n g đ ư ợ c c á c y ê u c ầ u đ ó , c á c m ạ n g th ô n g tin di đ ộ n g p h ả i đ á m b á o c á c đ ặ c tính c ơ b ả n sa u đ ây: 1. S ử d ụ n g h i ệ u q u á p h ổ t ầ n . D o h ạ n c h ế về b ă n g tần số vô tu y ến điện đ ư ợ c c ấ p p h á t đ ể triển k h a i h ệ th ố n g , n ê n đ ể đ ạ t đ ư ợ c d u n g lư ợ n g c a o , p h ải c ó k ế h o ạ c h sử d ụ n g b ă n g tần h iệu q u ả nhất. 2. Đảm bảo chất lượng truyền dẫn yêu cầu. V iệ c tr u y ề n d ẫ n tín h iệ u ở c á c m ạ n g t h ô n g tin di đ ộ n g c h ủ y ế u th ự c h iệ n b ằ n g sóng vô tu y ế n đ iện , tron g m ô i tr ư ờ n g tru y ề n d ẫ n h ở n ê n tín h iệ u d ễ bị ả n h hưởng c ủ a n h i ễ u v à p h a đ i n g . C á c h ệ t h ố n g t h ô n g tin di đ ộ n g p h á i đ ư ợ c th i ế t k ế s a o c h o c ó k h ả n ă n g h ạ n c h ế tố i đ a c á c ả n h h ư ở n g n ày . N g o à i ra, v iệc s ử d ụ n g c á c C o d e c tốc 6 đ ộ t h ấ p đ ể tiết k i ệ m b ă n g tầ n ở m ạ n g th ô n g tin di đ ộ n g s ố y ê u c ầ u c á c c ô n g n g h ệ đ ặ c b iệ t tro n g v iệc thiết k ế C o d e c đ ế đạt đ ư ợ c c h ấ t lư ợ n g tru y ề n d ẫ n cao. 3. Đ ả m b á o a n to à n t h ô n g tin tốt n h ất. M ô i trư ờ n g tru y ền d ẫ n vô tu y ến trộm đ ư ờ n g truyền, nên phải c ó biện là m ô i tr ư ờ n g rấ t d ễ bị n g h e t r ộ m p h á p đ ặc biệt đ ể đ ả m Đ ó là: g i ữ b í m ậ t s ố n h â n d a n g t h u ê b a o v à k i ể m khi họ th âm trộm , ớ nhập m ạng; m ật m ã bảo an và sử dụng t o à n t h ô n g tin. tra tín h h ơ p lê c ủ a n g ư ờ i s ử d u n g h o á th ô n g tin c ủ a n g ư ờ i s ử d ụ n g để tránh nghe c á c h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g m ỗ i n g ư ờ i sử d ụ n g c ó m ộ t k h o á n h ậ n d ạ n g bí m ậ t riê n g đ ư ợ c lưu g iữ ở b ộ Iihó an to àn . 4. G i ả m tối đ a h i ệ n tư ợ n g rớt c u ộ c g ọ i k h i th u ê b a o c h u y ế n từ v ù n g phú này sang vùng phủ khác. 5. C h o p h é p p h á t tr iể n d ị c h v ụ m ớ i , Iihất là c á c d ị c h v ụ p h i th o ạ i. 6. C ó k h ả n ă n g c h u y ể n v ù n g q u ố c tế 7 . C á c t h i ế t b ị c ầ m t a y p h ả i g ọ n n h ẹ , t i ê u t ố n ít n ă n g l ư ợ n g . 1.3 G IỚ I T H IỆ U CHUNG x u T H Ế PH ÁT T R IỂ N CỦA M ẠN G TH Ô N G T IN DI ĐỎNG - CÔNG NG HỆ THÔ NG T IN 1)1 ĐỘNG T H Ế HỆ 2G+, 3G. T ố n g k ế t q u á trìn h v à xu th ế p h á t triể n c ủ a c á c h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g trên th ế giới đ ư ợ c c h o ở h ìn h di đ ộ n g 1.1. H ì n h v ẽ c h o t h ấ y s ự p h á t t r i ể n c ủ a h ệ t h ố n g đ i ệ n t h o ạ i tổ o n g ( C M T S : C e l l u l a r M o b i l e T é l é p h o n é S y s t e m ) ti ế n tới m ộ t h ệ t h ố n g c h u n g t o à n c ầ u t ư ơ n g lai - I M T 2 0 0 0 . Đ ê đ ạ i d i ệ n c h o c á c t h ế h ệ t h ô n g tin d i đ ộ n g , h ìn h vẽ I . I ch ỉ đ ư a ra c á c h ệ th ố n g đ iể n h ìn h nhất. Các h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g tổ o n g t h ế h ệ m ộ t đ ư ợ c đ ư a ra ở h ìn h gồm: A M P S : D ịc h vụ đ iệ n th o ạ i di đ ộ n g tiên tiến N APS: A M P S băng hẹp T A C S : H ệ t h ố n g t h ô n g tin t h â m n h ậ p to à n b ộ ETA C S: T A C S m ở rộng N M T 4 5 0 : H ệ th ố n g đ iện thoại di đ ộ n g B ắc âu b ă n g tần 4 5 0 M H z N M T 9 0 0 : H ệ th ố n g đ iệ n th o ại di đ ộ n g B ắc âu b ă n g tán 9 0 0 M H z 7 vẽ bao N T T : H ệ th ố n g d o N T T p h á t triển JTA CS: T A C S ở N hật N T A C S : TACwS b ă n g h ẹ p ở N h ậ t 81 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 2000 _J___ ỉ___ ỉ___ I___ I___ I___ I___ I___ I___ I___ I___ I.......I___ L _ L _ J _ J 0 2 ♦ DECT NTI J TACS — ► N i ACS PH S Ký ■ ■ ■ hiệu: CMTS: Cellưiar Mobile Telephone System = Hệ thống diện thoại di dộng tổ ong UMTvS: Universal Mobile Teleeonưiuinicaiions Sysiem = I lệ thống viễn thông di dộng toàn cầu. 1‘PLMTS: l-uture Public Lãnd Mobilc 'iclccominunicalions System = Hệ Ihốiìg viển thông di (lộng mại ílàì công cộng urưiig lai. B IMT-2000: Inlernalioiial Mobilc Telecoinniunications-2000= Viễn thông di dộng quốc lế 2000 H ìn h 1.1. Q u á tr ìn h p h á t triể n c ủ a c á c h ệ t h ố n g t h ô n g tin d i đ ộ n g trê n t h ế giớ i 8 C á c h ệ t h ố n g t h ô n g tin di đ ộ n g tổ o u g s ố t h ế h ệ h a i đ ư ợ c đ ư a ra tr ê n h ìn h bao gồm: vẽ IS -54B T D M A , IS -136 T D M A , IS-95 C D M A , G S M , P C N , C T -2 , D E C T , PDC. I Đ ố i v ớ i c á c m ạ n g 2 G đ ã triển k h a i, v iệ c tận d ụ n g c ơ s ở h ạ tầ n g h iệ n c ó là vấn đ ể tối q u a n tr ọ n g đ ể đ ả m lự a c h ọ n phương án b ả o an to à n đ ầ u tư c h o n h à k h a i thác. D o vậy, tro n g việc p h á t triển lên 3 G , n h iề u nhà khai th ác trên th ế giới đ ã c h ọ n p h ư ơ n g á n c h u y ể n đ ổ i tr u n g g ia n “ n â n g c ấ p ” th ế h ệ 2 G th à n h 2 G + đ ể c u n g c ấ p tốc đ ộ bit c a o hơn (đến 115kbps) nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng thực tế c ủ a k h á c h h à n g tr o n g thời k ỳ đ ầ u c ủ a 3 G . C ông n g h ệ 2G+ C á c tiêu c h u ẩ n di đ ộ n g thế hệ 2G + sẽ đ ư ợ c trìn h b à y d ư ớ i đ â y , tr o n g đ ó tiêu c h u ẩ n G P R S đ ư ợ c đ ề c ậ p k ỹ nhất: 1. D ị c h v ụ d ữ l i ệ u c h u y ể n m ạ c h k ê n h S w iched D ata) có đặc trưng k ỹ th u ật c h o tốc đ ộ c a o H S C S D phép đồng lư ợ n g (đ ế n 4 k ê n h ) với tốc đ ộ tối đ a c ủ a G S M (H igh thời ấ n đ ịn h S p eed C ircuit nhiều kênh lưu vào tro n g cấu h ìn h c ủ a H S C S D nén c ó th ể c u n g c ấ p tố c đ ộ tr u y ề n g ấ p vài lầ n , n h i ề u n h ấ t là 4 lầ n ( 5 7 , 6 k b p s ) tiê u c h u ẩ n tr u y ề n d ữ liệu c h u y ể n m ạ c h g ó i cân b ằ n g q u a giao diện k h ô n g đirợc s ố liệu với tốc d ộ c a o 14,4 k b p s . V ớ i k h á n ă n g tạ o ra c á c k ế t nối k h ô n g gian, nó hơn chiều cho ngược phép các thiết bị đ ẩ u lại k h i s o s á n h cuối với kiểu tiếp n h ận kết nối cân bàng. Đ ố i với n g ư ờ i s ử d ụ n g đ ầ u c u ố i, H S C S D m ở ra k h ả n ă n g c u n g c ấ p c á c d ịc h vụ m ớ i ( d u y ệ t n h a n h W e b , tải v ề c á c F il e , t r u y n h ậ p I n t e r n e t ) c ù n g v ó i c á c d ị c h v ụ g iá trị g i a t ă n g k h á c . 2. D - A M P S IS 1 3 6 B là b ư ớ c tr u n g g i a n đ ể tiế n tới t h ô n g tin v ô t u y ế n p h ổ t h ô n g - U W C 136 ( m ộ t tiêu c h u ẩ n c ủ a th ô n g tin di đ ộ n g th ế h ệ b a). P h a đ ầ u c u n g c ấ p tố c đ ộ t r u y ề n 6 4 k b p s . P h a h a i s ẽ c u n g c ấ p tố c đ ộ tới trư ờ n g di đ ộ n g . 9 D -A M P S sẽ 115 k b p s tro n g m ôi 3. T i ê u c h u ẩ n IS 9 5 B , đ ư ợ c p h át triển từ IS 9 5 , ti ê u c h u ẩ n này cũng cho phép g h é p tá m k ê n h lưu lư ợ n g c ủ a C D M A O n e (IS 9 5 ) đ ể c ó th ế c u n g c ấ p d ịc h vụ tru y ề n d ữ liệu tố c đ ộ lê n tới 1 1 5 k b p s . 4. D ị c h v ụ v ô t u y ế n g ó i - G P R S là b ư ớ c p h á t tr iể n từ G S M hệ thố n g th ô n g till d i đ ộ n g 136 T D M A th ế hệ ba. G P R S c ó th ể c u n g c ấ p tốc đ ộ 1 15 k b p s b ằ n g c á c h s ử d ụ n g đ ổ n g t h ờ i c ả t á m g ia tăn g phi th o ại c h o v à IS phép gửi và nhận truyền k h e thờ i g ia n . G P R S th ô n g tin trê n nhiều tới lên tới là m ộ t d ị c h vụ m ạng điện thoại di đ ộ n g , n ó b ổ s u n g c h o d ịc h vụ c h u y ể n m ạ c h k ê n h v à n h ắ n tin n g ắ n h iệ n n a y . G P R S s ử d ụ n g c ô n g Iighệ d ữ liệu g ó i đ ể tr u y ề n th ô n g tin k h á c b iệ t c ă n b ả n với công nghệ chuyển GSM bằng cách m ạch phân bổ kênh. G PR S các khe sẽ c u n g thời g ia n cấp dịch vụ d ữ trên g ia o d iệ n liệu vô tuyến k ê n h tạo lu ồ n g d ữ liệu g ó i từ m ộ t vài th u ê b a o di đ ộ n g . C h u y ể n là tài n g u y ê n gói cho m ạng đê từ đ ó ghép m ạ c h gói có nghĩa vô tu y ến chỉ đ ư ợ c sử d ụ n g khi người sử d ụ n g thự c sự gửi h oặc nhận d ữ l i ệ u . N h ờ G P R S , t h ô n g till đ ư ợ c c h i a v à o c á c g ó i r i ê n g b i ệ t c ó liên k ế t với n h a u tr ư ớ c k h i đ ư ợ c t r u y ể n v à s a u đ ó đ ư ợ c g h é p lại ở đ ầ u th u . V ới c á c n h à k h ai thác m ạ n g d ự k iế n k ế h o ạ c h c u n g c ấ p c á c d ịc h vụ đ a p h ư ơ n g tiện b ă n g r ộ n g thì b ư ớ c c h u y ể n đ ổ i lên G P R S c ó ý n ghĩa q u an c h i là m ộ t b ư ớ c n h ổ s o v ớ i v i ệ c x â y d ự n g m ộ t m ạ n g 3G trọ n g , m ặ c d ù đ â y I M T - 2 0 0 0 h o à n to àn m ới. C ấ u trú c m ạ n g G P R S c h o c á c d ịc h vụ d ữ liệu g ó i về k ỹ th u ậ t c h o p h é p th u ê b a o c ó thể c h u y ể n v ù n g với c á c m ạ n g G S M to à n c ầu , n ế u c á c m ạ n g n à y c ó h ỗ trợ G P R S . H i ệ n n a y , G P R S c u n g c ấ p c á c p h ư ơ n g á n m ạ n g lõi đ ể c á c n h à k h a i t h á c m ạ n g G SM hiện tại k h ô n g c ầ n phải m ở rộng m ạng chuẩn bị cho các dịch vụ 3G, đồng t h ờ i I1 Ó c ũ n g c ó c á c p h ư ơ n g á n m ạ n g l õ i p h ụ c v ụ c h o v i ệ c p h á t t r i ể n m ạ n g k h a i t h á c b ă n g tần IM T -2 0 0 0 . v ể cơ bản G P R S kết nối d ữ hiệu n â n g c ấ p c á c d ịc h v ụ d ữ liệu G S M liệu c h u y ể n quả cho lưu m ạch lượng gói từ đ ẩ u cu ố i Internet/Intranet d o C u ộ c gọi đ ư ợ c thiết lập q u a c ô n g tới đ ầ u tính cuối. G iải p h á p chất của n g h ệ G P R S là g ầ n bằng cách cung cấp các các luồng này đặc dữ n h ư tức thờ i và c á c liệu biệl này. th u ê b a o tr o n g c h ế đ ộ n à y c ó th ể lu ô n c o i là trự c tu y ế n . N g o à i ra, c á c t h u ê b a o G P R S c ó m ộ t lợi đ i ể m rõ ràn g là đ ư ợ c tính c ư ớ c theo lư ợ ng d ữ thời g i a n k ế t n ố i c u ộ c g ọ i n h ư tr ư ớ c đ â y . 10 liệu truyền thự c tế thay vì t h e o V iệc triển khai G PRS có ảnh hưởng nhất định đến m ạng lõi G S M . G iải p h á p n à y y ê u c ầ u th ê m c á c n ú t c ổ n g và n ú t c h u y ể n m ạ c h d ữ liệu gó i m ớ i, đ ồ n g thờ i p h ả i n â n g c ấ p c á c n ú t h iệ n c ó đ ể c u n g c ấ p đ ư ờ n g đ ịn h tu y ế n c h o d ữ liệu gói g iữ a các đ ầu cu ố i di đ ộ n g và n út cổng. C ác nút c ổ n g đ ả m n h i ệ m c h ứ c n ă n g liên m ạ n g tới c á c m ạ n g b ê n n g o à i đ ể tr u y n h ậ p I n te r n e t, I n t r a n e t v à c ơ s ở d ữ liệu. M ộ t cấ u trúc m ạ n g G P R S đ iển h ìn h đư ợ c m in h h ọ a trên hình 1.2. G P R S s ẽ h ỗ trợ tất c ả c á c g i a o th ứ c tr u y ề n d ữ liệu , b a o g ồ m c ả IP, d o v ậ y n ó c ó th ể k ế t nối tới m ọ i n g u ồ n d ữ liệ u từ m ọ i n ơ i tr ê n t h ế g iớ i b ằ n g đ ầ u c u ố i G P R S . G P R S h ỗ tr ợ n h i ề u lo ạ i ứ n g d ụ n g từ n h ắ n tin tố c đ ộ th ấ p tới t r u y ề n d ẫ n q u a m ạ n g L A N tố c đ ộ ca o . M ộ t tro n g c á c ư u đ iể m q u a n trọ n g c ủ a G P R S là c ó th ế k ế t n ố i q u a g ia o d iện vô tuyến của m ang G SM hiên tại với c ù n g phương thứ c điều chế. T uy nhiên, n g ư ợ c lại thì đ â y c ũ n g là m ộ t đ i ể m h ạ n c h ế l à m g iớ i h ạ n k h ả n ă n g c u n g c ấ p tố c đ ộ d ữ liệu k h ô n g th ể c a o h ơ n 115 k b p s. K h i cần đ á p ứng k h ả n ă n g vói tốc đ ộ d ữ liệu c a o h ơ n thì n h ấ t th iết p h ả i c ầ n m ộ t p h ư ơ n g thứ c đ iề u c h ế m ớ i. Hình 1.2. C ấu trúc m ạ n g G S M /G P R S K h i triển k h a i trên m ạ n g G S M h iệ n tại, th ự c c h ấ t G P R S c h ỉ y ê u c ầ u m ộ t s ố th a y đổi n h ỏ tro n g m ạ n g này . P h ân h ệ trạm g ố c sẽ bao g ồ m quản G PR S lý gói PCƯ (Packet C ontrol U nit). PCƯ hỗ trợ tất cả BSC và bộ phận các giao q u a g i a o d iệ n v ô tu y ế n . C h ứ c n ă n g c ủ a n ó là thiết lậ p c u ộ c g ọ i, 11 điều thứ c kh iển g iám sát và kết thúc đ ịn h cấu hình trạm chuyển vô tu y ến cuộc cũng tiếp, c h ỉ đ iề u gọi. như chê PC U phân h ỗ trợ các bổ kênh. v à g iải đ iề u chức BTS chế m à năng lúc này không chuyển chí cần có các cell, vai trò chức năng G G SN . H LR x ử lý g i a o th ứ c . T iêu trong dữ chuẩn G P R S m ạn g G SM cần thêm hai nút sẽ được nâng cấp để m ạng xử m ới lý c h o là các SG SN và th ông tin đ ị n h tuyến và liệ u t h u ê b a o . G P R S c u n g c ấ p h a i lo ạ i d ị c h v ụ là: D ịch vụ đ iể m -đ iể m (PT P). D ịch vụ đ iểm -đ a đ iể m T ro n g cấu hìn h m ạ n g nút hỗ trợ G P R S (gọi (P T M ). n à y , ỈP đ ư ợ c là G S N ) để sử dụ n g chuyển tới c á c t r o n g m ạ n g G P R S s ẽ đ ó n g g ó i tại n ú t G S N G SN nút làm tru y ền d ẫ n khối PD U . hiện quá thự c trình hiện đường chức năng ngẩm cung từ các cấp PD U C ác khối PD U k h ở i tạ o c u ộ c g ọ i v à m ở g ó i tại n ú t đ íc h . T o à n b ộ q u á trìn h n à y g ọ i là c ơ c h ế đ ư ờ n g n g ầ m G G S N trục g iữ a c á c các tới th ông tin nút SG SN trong G P R S . C ác đ ịn h hiện tu y ến để thự c th u ê bao gọi. có C ác nút SG SN sẽ y ê u c á u to à n b ộ c á c d ữ liệu về th u ê b a o G P R S n à y đ ư ợ c trữ tr o n g H L R đ ể th ự c h iệ n c h ứ c n ă n g đ ịn h tu y ế n v à tru y ề n d ữ liệu. ch ín h c ủ a c ấ u trúc m ạ n g G P R S - 1 3 6 G SM G P R S chuyển H L R vùng IS-41 H iện của m à th u ê bao ít n h ấ t t ớ i h a i c ô n g th u ộ c các và th ay m ột m ạng đổi G P R S nhỏ G P R S m ạng B SC -SG SN vô tu y ến nhằm nhất trong ch ín h này và SG SN -G G SN . D ặc ch ín h là k h ó khăn cho bộ nhau G SM G SM . từ th u ê G PR S, các kết nối sẵn có hạn kỹ động tới G iớ i bao b iệt p h ầ n g ia o d iệ n di sau: M S-B TS, U m bao gồm m ạ n g G P R S d o c á c giớ i h ạ n tần, v ề c h ấ t lư ợ n g v à tốc đ ộ c ủ a k ê n h . D o c ó n h iề u tiên k h á c bảo đám tối đ a h ạ tầ n g m ạng nối gồm IS-136 và này. Đ ể và trong m ạ n g G P R S nên đ ể đ ả m riêu G PR S. k h a i th ác kết bao nghệ G PR S-I3Ó G SM nội là đ ư ờ n g (M S-SG SN ). Đ ư ờ n g kết nối B TS-B SC , các kênh các đổi th iết k ế c ủ a m ạ n g G SM th u ật tro n g nút G SN cho thay sẽ phải b ổ su n g b ộ chứ c n ă n g H L R nay m ạng chỉ phải là t í c h h ợ p tố i đ a k h ả n ă n g c ủ a M ục lưu lo ại lư u về phổ lư ợ ng với m ứ c bảo ch ất lư ợ n g d ịch ưu vụ và q u ản lý tà i n g u y ê n v ô t u y ế n h i ệ u q u ả c ầ n c ó c á c đ á n h g iá c h ỉ tiê u . M ột GSM nhược điếm chính trong triển k h a i G P R S trên m ạng GSM hiện tại là m ạ n g th ự c c h ấ t c h ỉ đ ư ợ c tối ư u h ó a c h o tr u y ề n th o ạ i ( c h ấ t lư ơ n g k ê n h đ ư ợ c th iế t k ế 12 cho t h o ạ i v ớ i m ộ t x á c s u ấ t lỗi b it c h o tr ư ớ c ). D o đ ó G P R S p h ả i c ó k h ả n ă n g t h a y đối chỉ tiêu truyền G P K S có giải dẫn pháp hỗ n g u y ê n vô tuyêìi với giữ a trợ m ã các các m ạng và các h ó a đ a tốc đ ộ dịch vụ c h u y ể n mạch khu trên vực khác nhau, v ể kỹ thuật, lớ p v ậ t lý. V i ệ c d ù n g c h u n g kênh được tài th ự c h iệ n trên c ơ sở d u n g l ư ợ n g t h e o y ê u c ầ u v ớ i v iệ c x ử lý c ụ th ể t h ô n g q u a c á c lớ p R L C / M A C . Công nghệ ĩ G T h ế h ệ t h ô n g tin d i đ ộ n g th ứ b a s ẽ p h ả i là t h ế h ệ th ô n g tin di đ ộ n g c h o c á c d ịc h vụ di đ ộ n g tr u y ề n th ô n g c á n h â n đ a p h ư ơ n g tiện ở m ọ i nơi, m ọ i lúc. H ộ p th ư thoại sẽ đ ư ợ c th a y th ế b ằ n g b ư u th iếp đ iện tử đ ư ợ c lồ n g g h é p với h ìn h ả n h và các c u ộ c thoại th ô n g th ư ờ n g trước đ â y sẽ đ ư ợ c b ổ s u n g các h ìn h ả n h đ ể trở th à n h thoại có h ì n h , v.v D ư ớ i đ â y là m ộ t s ố y ê u c ầ u c h u n g đ ố i với h ệ t h ố n g t h ô n g tin di đ ộ n g th ế hệ thứ ba này: - P h ả i là h ệ th ố n g b ă n g r ộ n g v à c ó k h ả n ă n g tr u y ề n t h ô n g đ a p h ư ơ n g tiện. T ố c đ ộ tru y ề n d ữ liệu c a o 144 k bps hoặc 3 8 4 k bps ch o vùng phủ r ộ n g n g o à i trời v à 2 M b p s c h o v ù n g p h ú h ẹp trong nhà. - Phải có k h ả n ă n g c u n g c ấ p đ a d ịc h vụ với y ê u c ầ u về c h ấ t lư ợ n g k h á c n h au trê n m ộ t k ế t n ố i đ ơ n , v í d ụ : th o ạ i, v id e o , g ó i d ữ liệu. - H ỗ trợ c ả d ịc h v ụ k ê n h v à g ó i, tru y ề n d ữ liệu k h ô n g đ ố i x ứ n g (tố c đ ộ bitc a o ở đ ư ờ n g x u ố n g v à th ấ p ở đ ư ờ n g lên). - C h ấ t lư ợ n g th o ại n g a n g b ằ n g với m ạ n g h ữ u tuyến. - C ó k h ả n ă n g c h u y ể n v ù n g ( R o a m i n g ) q u ố c g ia v à q u ố c tế, h ỗ trợ c ấ u trú c C ell n h i ề u lớp. - C ù n g tồ n tại v à liên k ế t với vệ tin h , h ỗ Irợ c ơ c ấ u đ a tr u y n h ậ p tư ơ n g th íc h c h o th à n h p h ầ n m ặ t đ ấ t v à v ệ tinh. - C ơ c ấ u tín h c ư ớ c m ớ i th e o d u n g lư ợ n g tru y ề n th a y c h o thời g ia n k ế t nối. Hội các nghị th ô n g tin vô tu y ến th ế giới 1992 (W R C -92) đã 1 8 8 5 -2 0 2 5 M H z và 2 1 1 0 - 2 2 0 0 M H z c h o I M T - 2 0 0 0 trên p h ạ m dành b ă n g tần vi t o à n t h ế g i ớ i . C á c n h à s á n x u ấ t v à c á c n h à c u n g c ấ p d ị c h vụ v iể n t h ô n g đ ề u n h ấ t trí r ằ n g v iệ c s ử d ụ n g 13 chung m ộ t p h ố t ầ n t r ê n p h ạ m vi t o à n c á u s ẽ l à m g i ả m đ á n g k ế g i á t h à n h v à s ự p h ứ c tạp c ủ a hệ th ố n g c ũ n g n h ư sớ m đ ư a hệ th ố n g IM T - 2 0 0 0 vào h o ạt đ ộ n g . C ó 5 tiêu c h u ẩ n đ ư ợ c IT U c h ấ p n h ậ n làm p h ư ơ n g p h á p đ a tru y n h ậ p và c ấ u trúc m ạ n g cho các dịch v ụ v ô tu y ế n c ủ a t h ế h ệ b a . N g o à i ra, h ọ c á c tiê u c h u ẩ n y ê u c ầ u liên h o ạ t đ ộ n g vói c ả hai m ạ n g G S M - T iêu C D M A chuẩn IM T-D S, là tiêu chuẩn n ày sẽ - M A P v à IS - 4 1 . Đ ó là: C D M A b ă n g rộ n g h o ặ c W C D M A - F D D , tro n g đ ó trải phổ trực tiếp, nhiều th u ê b a o đ ồ n g còn gọi là thời c h i ế m c ù n g m ộ t p h ổ t ầ n . N h ữ n g k ê n h r i ê n g đ ư ợ c m ã h o á b ở i đ i ề u c h ế v ớ i c h u ỗ i đ ư ợ c trái t r ê n b ă n g t ầ n r ộ n g h ơ n n h i ề u b ă n g t ầ n c ủ a k ê n h v à đ ư ợ c k h ô i p h ụ c lại b ở i s ự t ư ơ n g q u a n ở đ ầ u th u . M ứ c tín h iệ u th ấ p d ẫ n đ ế n k h ô n g c ó n h i ễ u lẫ n n h a u g iữ a c á c k ê n h . B á n g c á c h d ù n g n h iề u c h u ỗ i m ã n g ẫ u n h iê n k h á c n h a u , n h iề u n g ư ờ i s ử d ụ n g c ó thể đ ư ợ c đ ả m b ả o tr ê n c ù n g m ộ t p h ổ tầ n . K h i k h ô i p h ụ c t h ô n g tin, tín h i ệ u k h ô n g m o n g m uốn xuất hiện như nhiễu. T iêu chuẩn này nhằm vào các ứng dụng trong môi trư ờ n g m a c ro -c e ll và m icro -cell c ô n g cộ n g . C h ế đ ộ so n g c ô n g p h â n tần (F D D ) đư ợ c s ử d ụ n g c h o c á c ứ n g d ụ n g đ ố i x ứ n g , tứ c là n h ữ n g ứ n g d ụ n g y ê u c ầ u t h ô n g l ư ợ n g tài nguyên đường lên và đ ư ờ n g xuống m ạ n h m ẽ c ủ a H iệp hội kinh d o an h giố n g nhau. T iêu chuẩn này được sự ủng hô và c ô n g n g h iệp vô tu y ến - A R IB c ũ n g n h ư củ a c á c n h à sản x u ấ t v à k h ai thác hệ th ố n g G S M . - T iê u c h u ẩ n ỈM T - T C : là tiêu c h u ẩ n C D M A k ê n h th e o thời g ia n T D D môi trường trong m icro-cell nhà do yêu cầu và b ă n g rộ n g sử d ụ n g k ỹ thuật g h ép ( W C D M A - T D D ) . C h ế đ ộ s o n g c ô n g p h â n thời n h ằ m pico-cell n ghiêm ngặt công cộng và chủ về nhiễu. T iêu yếu chuẩn dùng này tối cho môi vào trường ưu cho các ứng d ụ n g đ ố i x ứ n g v à k h ô n g đ ố i x ứ n g tốc đ ộ cao. - T i ê u c h u ẩ n I M T - M C , là ti ê u c h u ẩ n C D M A đ a s ó n g m a n g , c ò n g ọ i là C D M A 2 0 0 0 hay ỈS2000. - T iê u c h u ẩ n I M T - S C : là tiêu c h u ẩ n T D M A m ột sóng m ang. - T i ê u c h u ẩ n I M T - P Ĩ : là t i ê u c h u ẩ n T D M A đ a s ó n g m a n g c ò n g ọ i là D E C T . 14