Tài liệu NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HSDPA VÀ ỨNG DỤNG VÀO MẠNG MOBIFONE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------Nguyễn Đức Thọ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HSDPA VÀ ỨNG DỤNG VÀO MẠNG MOBIFONE Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS. Phạm Minh Hà Hà Nội – Năm 2011 Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT........................................................................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................................... xvi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................................. xvii LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ xix Ch-¬ng 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG VIỄN THÔNG…………….......................................................................................................................... 1 1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động và giới thiệu hệ thống thông tin IMT-2000 .. 1 1.1.1 Lịch sử phát triển............................................................................................. 1 1.1.2 Hệ thống thông tin di động 3G theo IMT-2000................................................. 2 1.2 Nâng cấp từ CDMA IS-95 (cdmaOne) lên 3G........................................................... 4 1.3 Hướng phát triển theo nhánh WCDMA từ GSM........................................................ 5 1.3.1 GPRS .............................................................................................................. 6 1.3.2 EDGE .............................................................................................................. 8 1.3.3 WCDMA ........................................................................................................ 10 1.4 Hướng phát triển tiếp theo của WCDMA................................................................. 12 1.4.1 HSDPA.......................................................................................................... 14 1.4.2 HSUPA.......................................................................................................... 15 1.4.3 HSPA+ .......................................................................................................... 15 1.4.4 3G-LTE.......................................................................................................... 16 Ch-¬ng 2. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA (HIGH–SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS) .................................................................................................. 18 2.1 Giới thiệu công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao.................................. 18 2.1.1 Nguyên lý ...................................................................................................... 19 2.1.2 Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA................................ 21 2.1.3 Cấu trúc phân lớp HSDPA............................................................................. 23 2.1.3.1 Giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-DSCH.................................... 23 2.1.3.2 Cấu trúc kênh mới trong HSDPA .............................................................. 24 2.2 Các tính năng tiên tiến trong công nghệ HSDPA .................................................... 27 2.2.1 Kỹ thuật điều chế và mã hóa thích ứng với AMC .......................................... 27 2.2.2 Định trình nhanh............................................................................................ 29 2.2.3 Phát lại nhanh HARQ .................................................................................... 31 2.2.4 Thích ứng liên kết nhanh............................................................................... 33 2.3 Cấu trúc lớp vật lý HSDPA...................................................................................... 37 2.3.1 Kênh chung đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) ........................................ 37 Nguyễn Đức Thọ ii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp 2.3.1.1 Điều chế HS-DSCH .................................................................................. 38 2.3.1.2 Mã hóa kênh HS-DSCH............................................................................ 39 2.3.1.3 HS-DSCH so với các dạng kênh đường xuống khác đối với dữ liệu gói... 41 2.3.2 Kênh điều khiển chung tốc độ cao (HS-SCCH) ............................................. 42 2.3.3 Kênh điều khiển lớp vật lý dành riêng tốc độ cao hướng lên......................... 44 2.3.4 Thủ tục hoạt động lớp vật lý HSDPA ............................................................. 46 2.4 Dung lượng đầu cuối HSDPA và các tốc độ dữ liệu đạt được ................................ 48 2.5 Di động với HSDPA ................................................................................................ 51 2.5.1 Phép đo tế bào HS-DSCH tốt nhất ................................................................ 51 2.5.2 Chuyển giao từ HS-DSCH tới HS-DSCH Node B.......................................... 52 2.5.3 Chuyển giao HS-DSCH tới HS-DSCH liên Node B(Inter-Node B) ................. 54 2.5.4 Chuyển giao HS-DSCH tới DCH ................................................................... 55 Ch-¬ng 3. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HSDPA VÀO MẠNG WCDMA CỦA MOBIFONE ………………………. ..................................................................................................................... 58 3.1 Lợi ích khi sử dụng công nghệ HSDPA đối với nhà khai thác và người sử dụng .... 58 3.1.1 Lợi ích đối với nhà khai thác.......................................................................... 58 3.1.2 Lợi ích đối với người sử dụng ....................................................................... 59 3.1.3 Tình hình triển khai công nghệ HSDPA và thiết bị đầu cuối di động HSDPA trên thế giới…....................................................................................................................... 61 3.1.4 Bài học kinh nghiệm trong việc triển khai/thử nghiệm công nghệ HSDPA..... 62 3.2 Các bước chuẩn bị cho triển khai mạng 3G WCDMA Mobifone ............................. 63 3.3 Hiện trạng mạng Mobifone ..................................................................................... 64 3.3.1 Cấu trúc mạng thông tin di động VMS-Mobifone ........................................... 64 3.3.2 Đánh giá hiện trạng mạng Mobifone.............................................................. 69 3.3.2.1 Đánh giá tình hình phát triển thuê bao ...................................................... 69 3.3.2.2 Đánh giá cấu trúc mạng............................................................................ 70 3.3.2.3 Đánh giá về năng lực mạng...................................................................... 73 3.4 Ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng WCDMA Mobifone .................................. 74 3.4.1 Mạng truy nhập WCDMA sử dụng công nghệ HSDPA tại mạng Mobifone.... 74 3.4.1.1 Các cơ sở cho việc tính toán triển khai mạng HSDPA.............................. 75 3.5 Thực tế kết quả triển khai công nghệ HSDPA ........................................................ 82 3.5.1 Các công cụ cần có để kiểm tra tốc độ download của mạng di động Mobifone sau khi áp dụng công nghệ HSDPA ..................................................................................... 82 3.5.2 Các bước cài đặt và thực hiện kiểm tra tốc độ HSDPA DL: .......................... 83 3.5.3 Kết quả thực tế tại mạng di động Mobifone sau khi test tại quận Hoàn Kiếm 88 KẾT LUẬN............................................................................................................................. 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 91 Nguyễn Đức Thọ iii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được đề cập trong luận văn “Nghiên cứu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng Mobifone” được viết dựa trên kết quả nghiên cứu theo đề cương của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của TS. cùng với kết quả nghiên cứu thực tế tại công ty thông tin di động VMS – Mobifone. Mọi thông tin và số liệu tham khảo đều được trích dẫn dầy đủ nguồn và sử dụng đúng luật bản quyền quy định. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình. Học viên Nguyễn Đức Thọ Nguyễn Đức Thọ iv Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3GPP Nhóm tiêu chuẩn 3GPP 3rd Generation partnership project (produces WCDMA standard) 3GPP2 Nhóm tiêu chuẩn 3GPP2 3rd Generation partnership project 2 (produced cdma2000 standard) A AAL2 ATM Adaptation Layer type 2 Lớp thích ứng ATM loại 2 ACIR Adjacent channel interference Tỉ lệ nhiễu kênh kề cận, gây ra ratio, caused by the transmitter bởi bộ phát không lý tưởng và non-idealities and imperfect lọc bộ thu không hoàn hảo. receiver filtering ACK Acknowledgement Xác nhận thành công ACIR Adjacent channel interference Tỉ lệ nhiễu kênh kề cận ratio AICH Acquisition indication channel Kênh chỉ thị bắt ALCAP Access link control application Phần ứng dụng điều khiển kết part nối truy nhập AM Acknowledged mode Chế độ xác nhận thành công AMR Adaptive multirate (speech Đa tốc độ thích ứng (mã hoá codec) thoại) AMR-NB Narrowband AMR AMR băng hẹp AMR-WB Wideband AMR AMR băng rộng ARIB Association of radio industries Hiệp hội công nghiệp vô tuyến and businesses (Japan) và các doanh nghiệp của Nhật Bản Nguyễn Đức Thọ v Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp ARQ Automatic repeat request Yêu cầu phát lại tự động ASC Access service class Lớp dịch vụ truy nhập ATM Asynchronous transfer mode Chế độ truyền không đồng bộ AWGN Additive white Gaussian noise Tạp âm Gauss trắng cộng B BB SS7 Broad band signalling system #7 Hệ thống báo hiệu băng rộng #7 BCCH Broadcast channel (logical Kênh quảng bá (Kênh logic) channel) BCH Broadcast channel (transport Kênh quảng bá (Kênh truyền channel) tải) BER Bit error rate Tỉ lệ lỗi Bit BLER Block error rate Tỉ lệ lỗi khối BoD Bandwidth on demand Băng thông theo yêu cầu BPSK Binary phase shift keying Điều chế BPSK BS Base station Trạm thu phát gốc BSS Base station subsystem Hệ thống con trạm gốc BSC Base station controller Bộ điều khiển trạm gốc C CA-ICH Channel assignment indication Kênh chỉ thị gán kênh channel CB Cell broadcast Quảng bá Cell CCCH Common control channel (logical Kênh điều khiển chung (kênh channel) logic) CCH Common transport channel Kênh truyền tải chung CCH Control channel Kênh điều khiển CDMA Code division multiple access Đa truy nhập chia theo mã CFN Connection frame number Số khung kết nối Nguyễn Đức Thọ vi Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp CIR Carrier to interference ratio Tỉ lệ sóng mang trên nhiễu CN Core network Mạng lõi CPCH Common packet channel Kênh gói chung CPICH Common pilot channel Kênh hoa tiêu chung CQI Channel quality indicator Bộ chỉ thị chất lượng kênh CRC Cyclic redundancy check Mã kiểm tra lỗi CRC CRNC Controlling RNC RNC điều khiển CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh CSCF Call state control function Chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi CSICH CPCH status indication channel Kênh chỉ thị trạng thái CPCH CTCH Common traffic channel Kênh lưu lượng chung CWTS China wireless Tổ chức tiêu chuẩn thông tin telecommunications standard vô tuyến của Trung Quốc group D DCA Dynamic channel allocation Cấp phát kênh động DCCH Dedicated control channel Kênh điều khiển dành riêng (logical channel) (kênh logic) Dedicated control functional Thực thể chức năng điều khiển entity dành riêng Dedicated channel (transport Kênh dành riêng (kênh truyền channel) tải) Digital enhanced cordless Hệ thống DECT ở Châu Âu DCFE DCH DECT telephone DL Downlink Đường xuống DPCCH Dedicated physical control Kênh điều khiển vật lý dành channel riêng Nguyễn Đức Thọ vii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp DPDCH Dedicated physical data channel Kênh dữ liệu vật lý dành riêng DS-CDMA Direct spread code division Đa truy nhập chia theo mã - multiple access Trải phổ trực tiếp DSCH Downlink shared channel Kênh chia sẻ đường xuống DTCH Dedicated traffic channel Kênh lưu lượng dành riêng DTX Discontinuous transmission Phát không liên tục E E-DCH Enhanced uplink DCH Kênh DCH đường lên cải tiến EDGE Enhanced data rates for GSM Hệ thống EDGE evolution EFR Enhance full rate Toàn tốc tăng cường EGSM Extended GSM Hệ thống GSM mở rộng EIRP Equivalent isotropic radiated Công suất phát xạ đẳng hướng power tương đương European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông Standards Institute Châu Âu ETSI F FACH Forward access channel Kênh truy nhập đường xuống FBI Feedback information Thông tin phản hồi FCS Fast cell selection Lựa chọn Cell nhanh FDD Frequency division duplex Song công phân tần FDMA Frequency division multiple Đa truy nhập chia theo tần số access FER Frame error ratio Tỉ lệ lỗi khung FP Frame protocol Giao thức khung FTP File transfer protocol Giao thức truyền file G GERAN GSM/EDGE Radio Access Nguyễn Đức Thọ Mạng truy nhập vô tuyến viii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp Network GSM/EDGE GGSN Gateway GPRS support node Node hỗ trợ GPRS GMSC Gateway MSC MSC cổng GPRS General packet radio system Hệ thống vô tuyến gói chung GPS Global positioning system Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global system for mobile Hệ thống thông tin di động communications GSM H HARQ Hybrid automatic repeat request Yêu cầu phát lại tự động kiểu Hybrid HLR Home location register Bộ đăng ký thường trú HSDPA High speed downlink packet Truy nhập gói đường xuống access tốc độ cao HS-DPCCH Uplink high speed dedicated Kênh điều khiển vật lý dành physical control channel HSUPA Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao High speed shared control Kênh điều khiển chia sẻ đường channel HS-SCCH High speed downlink shared channel HS-DSCH riêng tốc độ cao đường lên xuống tốc độ cao High speed uplink packet access Truy nhập goi đường lên tốc độ cao I IC Interference cancellation Triệt nhiễu ID Identity Nhận dạng IMSI International mobile subscriber Nhận dạng thuê bao di động identity toàn cầu International mobile telephony, Hệ thống tiêu chuẩn mạng 3G 3rd generation networks are IMT-2000 IMT-2000 Nguyễn Đức Thọ ix Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp referred IN Intelligent network Mạng thông minh IP Internet protocol Giao thức IP IPDL Idle periods in downlink Các chu kỳ rỗi ở đường xuống IPI Inter-path interference Nhiễu giữa các tuyến IRC Interference rejection combining Kết hợp triệt nhiễu IS-95 cdmaOne, one of the 2nd Tiêu chuẩn mạng 2G-CDMA, generation systems, mainly in chủ yếu phát triển ở Mỹ và Hàn Americas and in Korea Quốc ISI Inter-symbol interference Nhiễu liên ký tự ITU International telecommunications Tổ chức tiêu chuẩn viễn thông union quốc tế ITU L L2 Layer 2 Lớp 2 LAI Location area identity Nhận dạng vị trí M MAC Medium access control Điều khiển truy nhập trường truyền MAI Multiple access interference Nhiễu đa truy nhập MCS Modulation and coding scheme Khuôn dạng điều chế và mã hoá ME Mobile equipment Thiết bị di động MGW Media gateway Gateway phương tiện MIMO Multiple input multiple output Hệ thống nhiều đầu vào nhiều đầu ra MM Mobility management Quản lý di động MMS Multimedia message Bản tin đa phương tiện MMSE Minimum mean square error Lỗi bình phương trung bình nhỏ nhất Nguyễn Đức Thọ x Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp MRF Media resource function Chức năng tài nguyên phương tiện MS Mobile station Máy di động MSC/VLR Mobile services switching Tổng đài MSC/bộ đăng ký tạm centre/visitor location register trú Mobile termination Đầu cuối di động MT N NBAP Node B application part Phần ứng dụng Node B NRT Non-real time Dịch vụ phi thời gian thực O OFDMA Orthogonal frequency division Đa truy nhập chia theo tần số multiple access trực giao O&M Operation and maintenance Hoạt động và bảo dưỡng OSS Operations support system Hệ thống hỗ trợ hoạt động OVSF Orthogonal variable spreading Hệ số trải phổ biến thiên trực factor giao P PC Power control Điều khiển công suất PCCCH Physical common control channel Kênh vật lý điều khiển chung PCCH Paging channel (logical channel) PCCPCH Primary common control physical Kênh vật lý điều khiển chung Kênh tìm gọi (kênh logic) channel PCH cơ bản Paging channel (transport Kênh tìm gọi (kênh truyền tải) channel) PCPCH Physical common packet channel Kênh vật lý gói chung PCS Personal communication systems, Hệ thống thông tin cá nhân thê 2nd generation cellular systems hệ 2, PCS, phổ biến ở Mỹ, hoạt mainly in Americas, operating động một phần trong băng Nguyễn Đức Thọ xi Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp partly on IMT-2000 band IMT-2000 PDCP Packet data converge protocol Giao thức hội tụ dữ liệu gói PDP Packet data protocol Giao thức dữ liệu gói PDSCH Physical downlink shared channel Kênh vật lý chia sẻ đường xuống PDU Protocol data unit Đơn vị dữ liệu gói PHY Physical layer Lớp vật lý PI Page indicator Chỉ thị tìm gọi PIC Parallel interference cancellation Triệt nhiễu song song PICH Paging indicator channel Kênh chỉ thị tìm gọi PLMN Public land mobile network Mạng di động mặt đất công cộng POC Push-to-talk over cellular Dịch vụ bộ đàm thông qua hệ thống di động PRACH Physical random access channel Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên PS Packet switched Chuyển mạch gói PSCH Physical shared channel Kênh chia sẻ vật lý PSTN Public switched telephone Mạng điện thoại chuyển mạch network kênh công cộng Payload unit Đơn vị tải tin PU Q QAM Quadrature amplitude modulation Điều chế biên độ cầu phương QoS Quality of service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature phase shift keying Điều chế QPSK R RAB Radio access bearer Kênh mang truy nhập vô tuyến RACH Random access channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên Nguyễn Đức Thọ xii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp RAN Radio access network Mạng truy nhập vô tuyến RANAP RAN application part Phần ứng dụng RAN RB Radio bearer Kênh mang vô tuyến RF Radio frequency Tần số vô tuyến RLC Radio link control Điều khiển kết nối vô tuyến RNC Radio network controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio network sub-system Hệ thống con mạng vô tuyến RNSAP RNS application part Phần ứng dụng RNS RNTI Radio network temporary identity Nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến RRC Radio resource control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RRM Radio resource management Quản lý tài nguyên vô tuyến RSSI Received signal strength indicator Chỉ thị cường độ tín hiệu thu được RSVP Resource reservation protocol Giao thức dự phòng tài nguyên RT Real time Thời gian thực RTCP Real time transport control Giao thức điều khiển truyền tải protocol thời gian thực RTP Real time protocol Giao thức thời gian thực RTSP Real time streaming protocol Giao thức luồng thời gian thực RU Resource unit Đơn vị tài nguyên S SCCPCH Secondary common control Kênh vật lý điều khiển chung physical channel thứ cấp SCH Synchronisation channel Kênh đồng bộ SCTP Simple control transmission Giao thức phát điều khiển đơn protocol SDD giản Space division duplex Song công phân theo không Nguyễn Đức Thọ xiii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp gian SDP Session description protocol Giao thức quyết định phiên SDU Service data unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ SEQ Sequence Dãy/ chuỗi SF Spreading Factor Hệ số trải phổ SGSN Serving GPRS support node Node hỗ trợ GPRS phục vụ SIP Session initiation protocol Giao thức khởi tạo phiên SHO Soft handover Chuyển giao mềm SIB System information block Khối thông tin hệ thống SINR Signal-to-noise ratio where noise Tỷ số tín hiệu trên nhiễu includes both thermal noise and interference SIP Session initiation protocol Giao thức khởi tạo phiên SIR Signal to interference ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu SM Session management Quản lý phiên SMS Short message service Dịch vụ bản tin ngắn SN Sequence number Số dãy SNR Signal to noise ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu SRB Signalling radio bearer Mạng mang vô tuyến báo hiệu SRNC Serving RNC RNC phục vụ SS7 Signalling System #7 Hệ thống báo hiệu số 7 T TCH Traffic channel Kênh lưu lượng TCP Transport control protocol Giao thức điều khiển truyền tải TDD Time division duplex Song công chia theo thời gian TDMA Time division multiple access Đa truy nhâp chia theo thời gian TE Terminal equipment Nguyễn Đức Thọ Thiết bị đầu cuối xiv Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp TF Transport format Khuôn dạng truyền tải TFCI Transport format combination Chỉ thị kết hợp khuôn dạng indicator truyền tải Transport format combination set Thiết lập kết hợp khuôn dạng TFCS truyền tải TFI Transport format indicator Chỉ thị khuôn dạng truyền tải TFRC Transport format and resource Kết hợp tài nguyên và khuôn combination dạng truyền tải TPC Transmission power control Điều khiển công suất phát TR Transparent mode Chế độ trong suốt TS Technical specification Tiêu chuẩn kỹ thuật TTA Telecommunications Technology Hiệp hội thông tin viễn thông Association (Korea) Hàn Quốc Telecommunication Technology Uỷ ban công nghệ viễn thông Commission (Japan) của Nhật Transmission time interval Khoảng thời gian phát TTC TTI U UE User equipment Thiết bị người sử dụng UL Uplink Đường lên UMTS Universal mobile Hệ thống 3G, UMTS telecommunication services USCH Uplink shared channel Nguyễn Đức Thọ Kênh chia sẻ đường lên xv Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Đặc tính điều chế và mã hóa của IS-95 CDMA ....................................................... 5 Bảng 1.2: Thực hiện triển khai GPRS ...................................................................................... 7 Bảng 1.3: Thực hiện triển khai EDGE ...................................................................................... 9 Bảng 1.4: Thực hiện triển khai WCDMA................................................................................ 10 Bảng 1.5: Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP.............................................................. 13 Bảng 2.1: Ví dụ về MCS của HSDPA và tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi mã ..................... 28 Bảng 2.2: So sánh các dạng kênh khác nhau ........................................................................ 42 Bảng 2.3: Các loại dung lượng đầu cuối HSPDA ................................................................... 49 Bảng 2.4: Các tốc độ bit lý thuyết với 15 đa mã cho các TFRC khác nhau ............................ 50 Bảng 2.5: Các dạng chuyển giao HSDPA và đặc tính của chúng .......................................... 57 Bảng 3.1: Bảng các dịch vụ HSDPA ...................................................................................... 59 Bảng 3.2: Bảng sau trình bày chi tiết phân bổ thiết bị mạng lưới ........................................... 66 Bảng 3.3: Dự báo phát triển thuê bao .................................................................................... 69 Bảng 3.5: Phân vùng hình thái phủ sóng ............................................................................... 75 Bảng 3.6: Tỷ lệ thuê bao 3G và HSDPA dự kiến.................................................................... 76 Bảng 3.7: Diện tích phủ sóng ................................................................................................. 77 Bảng 3.8: Vùng phủ sóng liên tục theo dịch vụ ...................................................................... 78 Bảng 3.9: Vùng phủ sóng mong muốn ................................................................................... 79 Bảng 3.10: Bán kính vùng phủ theo node B tiêu chuẩn.......................................................... 79 Bảng 3.11: Bảng lưu lượng traffic theo dịch vụ ..................................................................... 80 Bảng 3.12: Bảng thông lượng cho mỗi node B ...................................................................... 80 Bảng 3.13: Chỉ tiêu chất lượng............................................................................................... 81 Nguyễn Đức Thọ xvi Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính........................................ 3 Hình 1.2: Tuỳ chọn các phương án chuyển đổi từ GSM và CDMA IS-95............................... 4 Hình 1.3: Kế hoạch triển khai phát triển mạng cdmaOne ........................................................ 5 Hình 1.4: Triển khai GPRS trên nền mạng GSM ...................................................................... 7 Hình 1.5: Triển khai EDGE ....................................................................................................... 9 Hình 1.6: Minh hoạ cấu trúc mạng UMTS R99. ..................................................................... 11 Hình 1.7: Lộ trình phát triển cho các hệ thống của 3GPP ...................................................... 14 Hình 1.8: Kiến trúc mạng của 3GPP LTE .............................................................................. 16 Hình 2.1: Hiệu quả phổ HSDPA ............................................................................................ 18 Hình 2.2: Độ trễ tín hiệu trên đường truyền đối với các công nghệ khác nhau....................... 19 Hình 2.3: Mô tả đơn giản nguyên lý hoạt động của HSDPA.................................................. 20 Hình 2.4: So sánh HSDPA với WCDMA................................................................................ 21 Hình 2.5: Kiến trúc giao thức giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-DSCH.................... 23 Hình 2.6: Các kênh vật lý cho HSDPA. ................................................................................. 25 Hình 2.7: Chia sẻ thời gian và mã .......................................................................................... 26 Hình 2.8: Cấu trúc lớp vật lý đường xuống và đường lên của HSDPA .................................. 27 Hình 2.9: Ưu thế của định trình ở Node B (tham khảo: Nokia) .............................................. 29 Hình 2.10: Truyền dẫn tới các user với điều kiện vô tuyến thuận lợi...................................... 30 Hình 2.11: Hoạt động của giao thức SAW............................................................................. 31 Hình 2.12: Gói dữ liệu thu ..................................................................................................... 33 Hình 2.13: Phát lại gói dữ liệu ............................................................................................... 33 Hình 2.16: Ví dụ ghép mã hai đối tượng sử dụng .................................................................. 38 Hình 2.17: Các chùm sao 16 QAM và QPSK ......................................................................... 39 Nguyễn Đức Thọ xvii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp Hình 2.18: Chuỗi mã kênh HS-DSCH .................................................................................... 40 Hình 2.19: Nguyên tắc chức năng HARQ............................................................................... 40 Hình 2.20: Mỗi quan hệ định thời giữa HS-DSCH và HSSCCH. ........................................... 44 Hình 2.21: Cấu trúc HS-DPCCH ........................................................................................... 45 Hình 2.22: Định thời đầu cuối đối với một quá trình xử lý HARQ .......................................... 47 Hình 2.23: Mối quan hệ định thời HS-SCCH và DPCH hướng lên. ........................................ 48 Hình 2.24: Phép đo tế bào HS-DSCH ................................................................................... 52 Hình 2.25: Ví dụ của chuyển giao từ HS-DSCH tới HS-DSCH Node B................................. 53 Hình 2.26: Chuyển giao HS-DSCH tới HS-DSCH liên Node B .............................................. 54 Hình 2.27: Chuyển giao HS-DSCH tới DCH........................................................................... 56 Hình 3.1: Cấu hình chung của mạng 2G công nghệ EDGE của VMS-Mobifone .................... 67 Hình 3.2: Sơ đồ kết nối logic mạng GPRS hiện tại................................................................. 68 Nguyễn Đức Thọ xviii Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển của đất nước, các ngành hoạt động trong lĩnh vực dịch vụ không ngừng lớn mạnh và Bưu Chính Viễn Thông là một trong những ngành đó. Tổng kết trong thời gian vừa qua cho thấy, Bưu Chính Viễn Thông đã đóng góp một phần quan trọng vào sự vươn mình đi lên của nền kinh tế đất nước trong thời kỳ đổi mới. Trong đóng góp đó, chúng ta không thể không kể đến vai trò quan trọng của thông tin liên lạc. Nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp con người nắm bắt nhanh chóng các thông tin có giá trị, đa dạng, phong phú về văn hoá, kinh tế và khoa học kỹ thuật. Do đó, trong cuộc sống hiện đại, dịch vụ thông tin di động không chỉ còn hạn chế cho các khách hàng giàu có mà nó dần trở thành phương tiện liên lạc quen thuộc cho mọi đối tượng. Cũng bởi vậy mà thông tin di động đã trở thành dịch vụ kinh doanh mũi nhọn của các nhà khai thác viễn thông trong nước và trên toàn thế giới. Nhằm đáp ứng nhu cầu về chất lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao của người sử dụng, thông tin di động càng không ngừng được cải tiến. Tiền thân của 3G là hệ thống điện thoại 2G, như GSM, CDMA, PDC, PHS...GSM sau đó được nâng cấp lên thành GPRS, hay còn gọi là thế hệ 2,5G. GPRS hỗ trợ tốc độ 140,8 Kb/giây dù tỷ lệ thường gặp chỉ là 56 Kb/giây. E-GPRS, hay EDGE, là một bước tiến đáng kể từ GPRS với khả năng truyền dữ liệu 180 Kb/giây và được xếp vào hệ thống 2,75G. Năm 2006, mạng UMTS tại Nhật đã nâng cấp lên HSDPA (High Speed Downlink Packet Access - Truy cập gói dữ đường xuống tốc độ cao) - là một tính năng mới được đề cập trong các phiên bản R5 của 3GPP cho hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA/UTRA- FDD và được xem như là một trong những công nghệ tiên tiến cho hệ thống thông tin di động 3.5G. HSDPA bao gồm một tập các tính năng mới kết hợp chặt chẽ với nhau cải thiện dung lượng mạng và tăng tốc dữ liệu đỉnh đối với dung Nguyễn Đức Thọ xix Cao học điện tử 2 Luận văn tốt nghiệp lượng gói đường xuống. Những cải tiến về mặt kỹ thuật cho phép các nhà khai thác có thể đưa ra nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện QoS của các dịch vụ hiện có, và đạt chi phí thấp nhất. Khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu và tính di động của WCDMA/HSDPA là chưa từng có trong các phiên bản trước đây của 3GPP. Trên cơ sở những kiến thức và sự hiểu biết tích lũy được về thông tin di động, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng Mobifone”. Nội dung chính của đề tài gồm 3 chương: • Chương 1: Giới thiệu xu hướng phát triển của mạng 3G và sau 3G • Chương 2: Nghiên cứu tổng quan về công nghệ HSDPA • Chương 3: Ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng WCDMA Mobifone. Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô và bạn bè đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô PGS.TS.Phạm Minh Hà đã nhiệt tình hướng dẫn và chỉ bảo để em có thể hoàn thành luận văn. Hà Nội, Ngày Tháng Năm 2011 Học viên thực hiện Nguyễn Đức Thọ Nguyễn Đức Thọ xx Cao học điện tử 2