Ng−ời viết luận văn Trang 6 --- iiiDanh mục các chữ viết tắt 1xEV-DO Evolution of cdma2000 with one carrier for data only 1xEV-DV Evolution of cdma2000 with one carrier integrating da
Yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động thế hệ ba
Di động thế hệ ba là hệ thống thông tin cho dịch vụ truyền thông cá nhân đa phương tiện Hệ thống này sẽ thay thế hộp thư thoại bằng bưu thiếp điện tử, kết hợp hình ảnh và các cuộc thoại.
Mạng cần có băng thông rộng và khả năng truyền thông đa phương tiện, đảm bảo tốc độ bit tối thiểu 2Mbps cho dịch vụ cố định, 384Kbps khi đi bộ và 144Kbps khi di chuyển với tốc độ cao.
Mạng cần cung cấp băng thông theo yêu cầu để đáp ứng sự thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác nhau Đồng thời, cần đảm bảo đường truyền vô tuyến không đối xứng, với tốc độ bit cao ở một chiều và thấp ở chiều còn lại, hoặc ngược lại.
Mạng cần đảm bảo thời gian truyền dẫn theo yêu cầu, tức là cung cấp các kết nối chuyển mạch cho thoại, dịch vụ video và khả năng số liệu gói cho các dịch vụ dữ liệu.
• Chất l−ợng dịch vụ phải không thua kém chất l ợng dịch vụ mạng cố định, − nhất là đối với thoại
• Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin vệ tinh
Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R đã phát triển các tiêu chuẩn cho IMT-2000, mở rộng khả năng cung cấp dịch vụ và bao phủ nhiều môi trường thông tin Mục tiêu của IMT-2000 là cung cấp nhiều khả năng mới đồng thời đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) vào những năm 2000 Thông tin di động thế hệ thứ ba (3G), dựa trên IMT-2000, đã được triển khai từ năm 2001, cung cấp đa dạng dịch vụ viễn thông như thoại, dữ liệu tốc độ bit thấp và cao, đa phương tiện, video cho người dùng trong cả môi trường công cộng và tư nhân.
Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000 nh− sau:
• Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz:
• Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến:
- Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến
- T−ơng tác với mọi loại dịch vụ viễn thông
• Sử dụng các môi tr−ờng khai thác khác nhau:
• Có thể hỗ trợ các dịch vụ nh−:
- Môi trường thường trú ảo (VHE) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạng toàn cầu
- Đảm bảo chuyển mạng quốc tế
- Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói
Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 được xây dựng với sự hỗ trợ dễ dàng cho các dịch vụ mới xuất hiện, thông qua việc hình thành các tổ chức quốc tế dưới sự điều hành chung của ITU.
• 3GPP: bao gồm các thành viên sau:
• 3GPP2: bao gồm các thành viên sau:
Hiện nay hai tiêu chuẩn đã đ−ợc chấp thuận cho IMT-2000 là:
WCDMA đ−ợc xây dựng từ 3GPP
cdma2000 đ−ợc xây dựng từ 3GPP2
Hệ thống này đã được đưa vào hoạt động từ những năm đầu thập kỷ 2000, sử dụng công nghệ CDMA để thực hiện tiêu chuẩn toàn cầu cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba.
WCDMA là bước tiến mới trong công nghệ thông tin di động thế hệ thứ ba, phát triển từ các hệ thống thế hệ thứ hai như TDMA (GSM, PDC, IS-136) Trong khi đó, cdma2000 là sự tiến hóa tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ hai dựa trên công nghệ CDMA, cụ thể là IS-95.
Hình 1.4 - Con đường phát triển lên hệ thống thông tin di động thế hệ ba
Mô hình tổng quát của mạng IMT-2000:
Vùng thiết bị đầu cuối Vùng mạng truy nhập Vùng mạng lõi
- Phát quảng bá thông tin truy nhập hệ thèng
- Phát và thu vô tuyến
- §iÒu khiÓn truy nhập vô tuyÕn UIM
- §iÒu khiÓn chuyển mạch dịch vụ
- §iÒu khiÓn tài nguyên quy định
- Quản lý dịch vụ - Quản lý vị trí
Vùng các dịch vụ ứng dụng Các dịch vụ ứng dụng
Hình 1.5 - Mô hình mạng IMT-2000
Ch−ơng II Tình hình chuẩn hoá các tiêu chuẩn 3G trên thế giới
II.1 Tình hình các cơ quan chuẩn hóa đối với các công nghệ 3G
Cho đến nay, tham gia trực tiếp vào quá trình chuẩn hóa các công nghệ 2,5G và 3G gồm có:
- ITU-T: cụ thể là nhóm SSG (Special Study Group)
- ITU-R: cụ thể là Working Group 8F-WD8F
- IETF: Internet Engineering Task Forum
- Các tổ chức phát triển tiêu chuẩn khu vực: SDO: Standard Development Organization
Các tổ chức, bao gồm cả sự tham gia của nhà khai thác, đóng vai trò quan trọng trong việc thích ứng và hài hòa sản phẩm dựa trên các tiêu chuẩn chung.
- 3G.IP: Cụ thể là Working Group 8F - WD8F
- MWIF: Mobile Wireless Internet Forum Đối với tổ chức ITU, về phổ tần:
Năm 1992 phân chia phổ cho IMT-2000/FPLMTS (WARC-92):
+ Mặt đất: (1885-1980) MHz và (2110-2170) MHz
+ Vệ tinh: (1980-2010) MHz và (2170-2200) MHz
Năm 2000 phân thêm phổ (WARC-92):
Tình hình các cơ quan tiêu chuẩn hoá đối với các công nghệ 3G …
Tổ chức 3GPP
Tổ chức 3GPP thành lập năm 1998 với 6 thành viên chính là các cơ quan phát triển tiêu chuẩn SDO khu vực là:
3GPP hợp tác với các đối tác tư vấn về thị trường như UMTS Forum, GSM Association, MWIF và IPv6 Forum Các cơ quan tiêu chuẩn có tiềm năng trở thành thành viên chính thức trong tương lai hiện đang giữ vai trò quan sát viên.
3 quan sát viên trong 3GPP là: TIA (Telecom Industries Association - Mỹ), TSAAC (Telecom Stand Advisory Council of Canada) và ACIF (Australian Com Industry Forum)
Trong 3GPP, thành lập 5 nhóm chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau (TSG - Technical Specifications Group):
• TSG-SA: Nhóm về dịch vụ và kiến trúc (Services and Architecture)
• TSG-CN: Nhóm về tiêu chuẩn hóa mạng lõi (Core Network)
• TSG-T: Nhóm về thiết bị đầu cuối (Terminal)
• TSG-GERAN: Nhóm về mạng truy nhập cho GSM và 2,5G
• TSG-RAN: Nhóm về mạng truy nhập cho 3G (Radio Access Network)
Cho đến nay, các tiêu chuẩn 3GPP đ−ợc tổ chức thành các phiên bản Release với các sản phẩm t−ơng ứng nh− sau:
- Release 99: nội dung hoàn thiện tháng 12/1999, sản phẩm của NTT Japan, Manse Telecom và Manaco Telecom
- Release 4: thực chất là R00, hoàn thiện tháng 3/2001, sản phẩm đ−ợc tr−ng bày là 3GSM, Canner 2002 và hệ thống sẽ đ−ợc triển khai ở Trung Quốc sắp tới
- Release 5: thực chất là R00, hoàn thiện tháng 3-4/2002, ch−a có sản phẩm
- Release 6: dự kiến hoàn thiện năm 2002, nh−ng sẽ hoàn thiện cuối năm 2003, ch−a có sản phẩm
Hình 2.1 - Các phiên bản đã và đang đ−ợc phát triển của WCDMA
Tổ chức 3GPP2
Tổ chức 3GPP2 đ−ợc thành lập vào cuối năm 1998, với 5 thành viên chính là các tổ chức phát triển tiêu chuẩn sau đây:
• ARIB - Association of Radio Industries & Businesses (Nhật Bản)
• CWTS - China Wireless Telecom Standard Group (Trung Quèc)
• TIA - Telecom Industry Association (Bắc Mỹ)
• TTA - Telecom Technology Association (Hàn Quốc)
• TTC - Telecom Technology Commitee (Nhật Bản)
Ngoài ra còn có các đối tác tư vấn thị trường trong 3GPP2:
• MWIF - Mobile Wireless Internet Forum
Cấu trúc chức năng của 3GPP2 bao gồm một ban chỉ đạo dự án (PSC) có nhiệm vụ quản lý công tác tiêu chuẩn PSC sẽ giám sát các nhóm chỉ tiêu kỹ thuật (TSG), trong đó 3GPP2 có tổng cộng 5 nhóm TSG.
- TSG-P: Wireless Packet Data Interworking
Trong đó, đặc biệt là nhóm All IP Ad hoc thuộc TSG-S
Các tiêu chuẩn của 3GPP2 hiện đ−ợc phát triển theo các pha sau đây:
- Pha 0: bao trùm toàn bộ các tiêu chuẩn đã đ−ợc các SDO hoàn thiện
- Pha 1: chủ yếu là các chỉ tiêu kỹ thuật cho Release 1 để kế thừa toàn bộ phần 2G IS-95A và IS-95B Pha 1 hoàn thiện năm 2000
- Pha 2: bắt đầu từ giữa năm 2001 nhằm hỗ trợ khả năng IP Multimedia
Release đầu tiên hoàn thiện trong năm 2002, các release sau hoàn thiện trong n¨m 2003
Pha 3: Thêm các chức năng theo h−ớng mạng lõi IP
Mối quan hệ giữa 3GPP, 3GPP2 và ITU
3GPP và 3GPP2 đã hợp tác lần đầu tiên vào năm 1999 để giải quyết các vấn đề liên quan đến kết nối liên mạng và chuyển vùng toàn cầu, tập trung vào ba khía cạnh chính.
Hiện nay, IETF đóng vai trò quan trọng trong việc hợp tác cùng 3GPP và 3GPP2 để phát triển mạng lõi chung toàn IP Gần đây, sau khi nghiên cứu về HSDPA (3GPP) và 1xEv-DO (3GPP2), cả hai tổ chức này đang tiếp tục nỗ lực hướng tới việc hoàn thiện mạng lõi.
IP chung qua các cuộc họp năm 2002
Về phía ITU có 2 đơn vị chịu trách nhiệm trực tiếp là:
- ITU-T SSG (Special Study Group)
Trong đó ITU-T SSG có 3 Working Party với 7 Question, giải quyết 90% công tác chuẩn hoá về mạng (Network Aspects), tập trung theo các mảng:
Ng−ợc lại, ITU-R WP8F giải quyết 90% công tác chuẩn hoá về giao diện vô tuyến (Radio Interface Aspects), tập trung vào các nhiệm vụ:
- Các chỉ tiêu toàn diện của 1 hệ thống IMT-2000
- Tiếp tục chuẩn hoá toàn cầu bằng cách kết hợp với các cơ quan tiêu chuẩn
SDO và các Project (3GPP, 3GPP2)
- Xác định mục tiêu sau IMT-2000: 3.5G và 4G
- Tập trung vào phần mạng mặt đất (tăng tốc dữ liệu, mạng theo hướng IP )
- Phối hợp ITU-R WP8D về vệ tinh, với ITU-T và ITU-D về vấn đề liên quan Đánh giá vai trò của các tổ chức:
♦ 3GPP&3GPP2: đảm bảo phát triển công nghệ và chỉ tiêu giao diện vô tuyến cho toàn cầu
Các tổ chức tiêu chuẩn SDO đang điều chỉnh các tiêu chuẩn chung phù hợp với từng khu vực Kết quả là các tiêu chuẩn IMT-2000 được phát triển dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật của 3GPP và 3GPP2.
ITU-T và ITU-R đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng tương thích và roaming toàn cầu thông qua các chỉ tiêu chính yếu Cụ thể, trách nhiệm được phân công rõ ràng qua các tài liệu ITU-R M.1457 và ITU-T Q.REF.
Hiện nay, các tổ chức 3GPP, 3GPP2, ITU và IETF đang hợp tác chặt chẽ để phát triển mạng lõi chung toàn IP, dựa trên các công nghệ 3.5G và 4G.
Các nhà khai thác và thị trường đang khao khát một mạng lõi chung toàn IP, nhưng việc hiện thực hóa điều này trong thời gian ngắn (5-7 năm) là điều không khả thi.
- Có nhiều đề xuất cho công nghệ này, song giải pháp đ−a ra ch a thỏa đáng −
II.2 Tình hình chuẩn hóa công nghệ 2.5G và 3G
3GPP đã hoàn thiện các chỉ tiêu kỹ thuật cho GPRS, và các tổ chức tiêu chuẩn như ETSI đã phát triển bộ tiêu chuẩn kỹ thuật GPRS Nhiều quốc gia, đặc biệt là ở Châu Âu và Hồng Kông, đã biên soạn hoặc chấp thuận áp dụng các tiêu chuẩn này một cách nguyên vẹn để phù hợp với điều kiện công nghệ của họ.
- 3GPP2 đã hoàn thiện các chỉ tiêu kỹ thuật cdma2000 1x Các SDO và các
- 18 nước có công nghệ IS-95A hoặc IS-95B hầu hết đã có tiêu chuẩn chấp thuận áp dụng nguyên vẹn công nghệ 2.5G
Về công nghệ 3G tình hình chuẩn hoá phức tạp hơn nhiều trên 3 mảng chính:
- Công nghệ truy nhập vô tuyến
- Giao diện với các hệ thống khác
Về công nghệ truy nhập vô tuyến, có 5 họ công nghệ đ−ợc ITU-R chấp nhận
Hình 2.2 - Các họ công nghệ truy nhập vô tuyến IMT-2000 Các tổ chức xây dựng đề xuất để đệ trình lên ITU:
- Thực hiện tự đánh giá chỉ tiêu chất l−ợng hệ thống đề xuất
Kết quả là một họ bao gồm 5 tiêu chuẩn đ ợc chấp nhận theo khuyến nghị − ITU-R M.1457:
- IMT-2000 CDMA DS ⇔ WCDMA FDD (Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc)
- IMT-2000 CDMA TDD ⇔ WCDMA TDD (Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quèc)
- IMT-2000 MC ⇔ cdma2000 (Bắc Mỹ, Hàn Quốc)
- IMT-2000 TDMA một sóng mang ⇔ UWC-136 (Bắc Mỹ)
- IMT-2000 FDMA/TDMA ⇔ DECT (Ch©u ¢u, Nam Mü)
- Hai công nghệ chủ đạo đ−ợc quan tâm chủ yếu là:
+ WCDMA FDD/TDD: theo 3GPP
Công nghệ cdma2000 1x EV đã nâng cao tốc độ truyền dẫn đáng kể, đáp ứng các tiêu chuẩn 3G của ITU Do nhu cầu dịch vụ multimedia trong 3G còn hạn chế, hầu hết các nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực 3G đều tập trung vào cdma2000 1x EV.
Cấu trúc mạng tương lai sẽ được hình thành dựa trên hai động lực chính: hệ thống thông tin di động 3G và internet, đặc biệt là việc triển khai công nghệ IP cho thoại và đa phương tiện trên mạng di động Hướng phát triển này sẽ tiến tới một cấu trúc mạng toàn IP, cung cấp dịch vụ 3G thông qua khái niệm môi trường thường trú ảo (VHE) Để hỗ trợ dịch vụ VoIP trong cấu trúc mạng 3G, có hai phương án: phương án đầu tiên dựa trên cấu trúc dịch vụ IN tập trung truyền thống, trong khi phương án thứ hai áp dụng một cấu trúc mạng phân bố mới với thiết bị điều khiển cuộc gọi VoIP qua giao diện dịch vụ mở.
Chúng ta sẽ phân tích khả năng phát triển từ mạng lõi GSM dựa trên các kết quả của 3GPP, với hai giai đoạn triển khai chính Giai đoạn 1, dựa trên các chỉ tiêu của Release 99, bắt đầu từ cuối năm 1999 đến đầu năm 2000, với việc triển khai thương mại vào cuối năm 2001 Giai đoạn này đại diện cho bước phát triển logic từ mạng di động thế hệ 2 Giai đoạn 2 tập trung vào việc hoàn thiện triển khai dựa trên Release 2000 (R00), sau này được tách thành hai bản R4 và R5, nhằm phân tích hướng phát triển của mạng.
Kể từ giữa năm 1999, tiêu chuẩn hoá 3G theo 3GPP đã chứng kiến hai xu hướng phát triển mạng quan trọng Xu hướng đầu tiên là phát triển mạng theo hướng toàn IP, thay thế công nghệ truyền tải chuyển mạch kênh bằng chuyển mạch gói, nhằm tăng cường khả năng hỗ trợ đa phương tiện cho mạng lõi 3G Xu hướng thứ hai là phát triển cấu trúc dịch vụ mở (OSA), cho phép các nhà cung cấp dịch vụ bên thứ ba truy cập vào mạng 3G thông qua các giao diện chuẩn hóa Các cơ quan quản lý viễn thông toàn cầu đang thúc đẩy xu hướng này để tăng cường khả năng cung cấp dịch vụ giữa các mạng khác nhau, góp phần vào quá trình tự do hóa thị trường viễn thông Trong chuẩn hóa của 3GPP, khả năng cung cấp dịch vụ này được hiểu qua khái niệm Môi trường thường trú ảo (VHE), cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phát triển ứng dụng và dịch vụ 3G trên nhiều loại mạng và đầu cuối.
II.3 Lộ trình phát triển từ các hệ thống 2G lên 3G
Có nhiều con đ−ờng đ−a nhà khai thác mạng phát triển lên 3G, hoặc là phát triển qua giai đoạn trung gian 2,5G (2G → 2,5G → 3G), hoặc là phát triển thẳng lên 3G (2G → 3G)
Phát triển mạng qua thế hệ 2,5G chủ yếu áp dụng cho các quốc gia và công ty đã có mạng 2G hoặc nguồn vốn hạn chế Hai công nghệ giao diện vô tuyến chủ yếu tập trung vào việc nâng cấp lên 3G một cách hiệu quả Các nhà khai thác GSM có thể kết hợp giữa GSM, GPRS, EDGE và tiến tới WCDMA để hình thành UMTS, với lộ trình: GSM, TDMA → GPRS → EDGE → WCDMA Trong khi đó, các nhà khai thác cdmaOne có thể lựa chọn cdma2000 1x để phát triển mạng.
Đáp ứng nhu cầu về truyền dữ liệu “dạng 3G” với chi phí đầu t− thấp
Kéo dài thời gian và tăng nhu cầu về 3G
Tăng kinh nghiệm và khả năng khai thác mạng di động chuyển mạch gói và tính cước đối với các dịch vụ này
Việc chuyển từ 2,5G lên 3G dễ hơn từ 2G lên 3G, nhất là từ cdma2000 1x lên cdma2000 3x
Nhu cầu về 2,5G là nhất thời, không lâu
Khó nâng cấp các giải pháp 2,5G
Phương thức tiến thẳng lên 3G thường được áp dụng bởi các công ty và nhà khai thác mới có giấy phép 3G, nhằm tăng cường khả năng cạnh tranh và cải thiện dịch vụ cho khách hàng Những công ty này sẽ nhanh chóng triển khai mạng 3G, mang lại lợi thế công nghệ hiện đại và khả năng kiểm soát tốt hơn trong việc khai thác Tuy nhiên, phương thức này cũng gặp phải một số hạn chế, bao gồm chi phí đầu tư lớn, nhu cầu thị trường chưa cao và tốc độ tăng trưởng chậm.
II.3.1 Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động GSM thế hệ hai lên WCDMA thế hệ ba
Sự bùng nổ của Internet đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ số liệu, tạo ra những yêu cầu mới cho ngành công nghiệp viễn thông di động.
Lộ trình phát triển các hệ thống từ 2G lên 3G
Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động GSM thế hệ hai lên WCDMA thế hệ ba
Sự bùng nổ của Internet đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ số liệu, tạo ra những yêu cầu mới cho ngành công nghiệp viễn thông di động.
Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 GSM, được ra đời vào những năm 80 của thế kỷ 20, đã có sự triển khai và phát triển mạnh mẽ GSM hoạt động trên dải tần 900 và 1800 MHz, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng kết nối di động.
- 22 kết hợp của ph−ơng thức đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) và ph−ơng thức đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)
Hiện tại, có 3 phương thức để truyền số liệu trong mạng GSM:
- Sử dụng các dịch vụ mang GSM UDI (Unrestricted Digital Information -
Thông tin số không bị hạn chế)
- Sử dụng một dịch vụ mang tiếng GSM 3,1 KHz (GSM 3,1 KHz Audio Bearer
- Sử dụng dịch vụ tin nhắn SMS (Short Message Service) Ưu thế mà hệ thống thông tin di động GSM đạt đ−ợc là:
GSM đã khắc phục được vấn đề hạn chế về dung lượng mà các mạng di động thế hệ trước gặp phải, nhờ vào việc sử dụng tần số tốt hơn và hiệu quả hơn.
GSM, tiêu chuẩn điện thoại di động số do ETSI quy định, tạo điều kiện thuận lợi cho việc roaming giữa các mạng di động GSM trên toàn cầu.
Ngoài dịch vụ thoại truyền thống, mạng GSM còn cung cấp nhiều dịch vụ dữ liệu như tin nhắn SMS, fax, hộp thư thoại (Voice mail), WAP và các dịch vụ giá trị gia tăng khác như chuyển hướng cuộc gọi và hiển thị số chủ gọi.
Mặc dù GSM là hệ thống sử dụng công nghệ số, nhưng nó vẫn gặp phải một số hạn chế do việc sử dụng băng hẹp và cơ chế chuyển mạch kênh.
GSM cung cấp dịch vụ thoại và dữ liệu dựa trên chuyển mạch kênh, với khả năng mô phỏng modem giữa thiết bị người sử dụng và mạng dữ liệu Tốc độ truyền dữ liệu tối đa đạt 9,6 kbps, tuy nhiên, tốc độ này chỉ phù hợp với Internet trong giai đoạn đầu.
- Quản lý tài nguyên không hiệu quả vì mỗi thuê bao cần phải có một TCH
- 23 trong suốt thời gian kết nối Mỗi cuộc gọi chỉ có thể chiếm một khe thời gian, không có phân bổ động khe thời gian
- GSM sử dụng kỹ thuật điều chế GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying: Điều chế dịch pha cực tiểu Gaussian) nguyên thủy làm hạn chế tốc độ truyền
- Thuê bao phải sử dụng mạng điện thoại PSTN làm mạng chuyển tiếp và phải trả tiền cho kết nối chuyển mạch kênh
Thời gian thiết lập cuộc gọi kéo dài hơn khi sử dụng modem để kết nối Internet Hệ thống không hỗ trợ tính năng tương tác giữa SMS và Internet (SMS - Internet Interworking) Bên cạnh đó, độ dài tin nhắn SMS cũng bị giới hạn.
- Các nhà điều hành mạng PLMN không thể trực tiếp cung cấp các dịch vụ
Internet GSM là mạng kết nối mang tính chất truyền thông (chỉ kết nối giữa các thuê bao với nhau)
Hình 2.3 - Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA
II.3.1.2 Hệ thống thông tin di động 2G GSM
Giai đoạn đầu phát triển GSM tập trung vào việc cung cấp dịch vụ số liệu chất lượng cao hơn Hai chế độ dịch vụ số liệu chính là chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS).
Switched) và chuyển mạch gói (PS: Packet Switched) nh− sau:
• Các dịch vụ số liệu chế độ chuyển mạch kênh đảm bảo:
- Số liệu dị bộ cho tốc độ 14,4Kbps
- Fax băng tiếng cho tốc độ 14,4Kbps
• Các dịch vụ số liệu chế độ chuyển mạch gói đảm bảo:
- Chứa cả các dịch vụ của chế độ chuyển mạch kênh
- Dịch vụ Internet, E-mail… Để thực hiện kết nối vào mạng IP, ở giai đoạn này có thể sử dụng giao thức ứng dụng vô tuyến WAP
WAP là tiêu chuẩn cho phép truy cập trực tiếp vào Internet từ các thiết bị di động Trong tương lai, GPRS sẽ cải thiện tốc độ truyền và nhận dữ liệu cho WAP Để hoạt động hiệu quả, hệ thống WAP cần có cổng WAP và khả năng kết nối mạng với băng thông 2.4.
Hình 2.4 - Cấu hình hệ thống WAP
II.3.1.3 Hệ thống thông tin di động 2,5G
Dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao - HSCSD
Mạng HSCSD vẫn sử dụng chế độ chuyển mạch kênh nh− mạng GSM Song có một số cải tiến so với mạng GSM là:
- Tăng thông l−ợng dữ liệu hệ thống: mã hoá kênh đ ợc cải thiện (9,6Kbps -> − 14Kbps)
- Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD):
+ Có thể sử dụng nhiều kênh lưu lượng
+ Tốc độ dữ liệu tối đa đạt đ−ợc là 40 -50Kbps
Nhiều nhà khai thác trên thế giới đã bỏ qua giai đoạn trung gian này do không thấy sự cải thiện đáng kể về tốc độ và chất lượng truyền dữ liệu của người sử dụng so với mạng GSM.
Dịch vụ vô tuyến gói chung - GPRS
GPRS là cầu nối giữa hệ thống thông tin GSM thế hệ 2 và thế hệ 3, cung cấp dịch vụ số liệu chuyển mạch gói dựa trên hạ tầng GSM Công nghệ chuyển mạch gói giúp tối ưu hóa việc truyền số liệu và cho phép truyền tải một lượng dữ liệu lớn hiệu quả hơn.
GPRS có thể lý thuyết cung cấp tốc độ dữ liệu lên đến 171Kbps qua giao diện vô tuyến, nhưng trên thực tế, tốc độ này khó đạt được do cần dành dung lượng cho việc hiệu chỉnh lỗi Tốc độ tối đa thực tế chỉ khoảng trên 100Kbps, với tốc độ khả thi thường nằm trong khoảng 40Kbps đến 50Kbps Dù vậy, các tốc độ này vẫn cao hơn nhiều so với tốc độ tối đa của GSM.
GPRS cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao hơn so với GSM, mặc dù vẫn sử dụng giao diện vô tuyến tương tự với kênh tần số 200 KHz được chia thành 8 khe thời gian Với GPRS, thiết bị di động (MS) có khả năng truy cập vào nhiều khe thời gian hơn, cho phép tối ưu hóa việc truyền tải dữ liệu.
Mã hóa kênh của GPRS khác với mã hóa kênh của GSM, với một số sơ đồ mã hóa được định nghĩa Sơ đồ mã hóa thường được sử dụng cho truyền số liệu gói là Sơ đồ mã hóa 2 (CS-2), cho phép một khe thời gian truyền tải dữ liệu với tốc độ 13,4Kbps Nếu người sử dụng truy cập vào nhiều khe thời gian, tốc độ truyền tải có thể được cải thiện.
Lộ trình phát triển từ hệ thống cdmaOne thế hệ hai lên cdma2000 thế hệ ba
Công nghệ cdma2000 do tổ chức 3GPP2 chuẩn hoá cdma2000 đ−ợc phát triển từ tiêu chuẩn CDMA của Qualcom là IS-95 hay cdmaOne
Theo h−ớng này có thể phát triển lên 3G mềm dẻo hơn do:
- Các nhà khai thác cdmaOne không cần phổ mới
- 3x có khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn UMTS
1xRTT - hỗ trợ gói IP (giống GPRS)
1xEV - Thêm chuyển mạch mềm/ gateway thoại
3x - Tốc độ dữ liệu giao diện vô tuyến gấp 3 lần
Hình 2.6 - Lộ trình phát triển từ cdmaOne lên cdma2000 thế hệ ba
• Nút dịch vụ dữ liệu gói PDSN:
- Thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên truyền với máy di động
- Hỗ trợ các dịch vụ đơn giản và mobile IP
- Quản lý, nhận thực, tính cước (AAA) đối với máy di động
- Sử dụng giao thức RADIUS
- Định tuyến các gói giữa máy di động và các mạng dữ liệu bên ngoài
- Thu thập dữ liệu sử dụng và chuyển tới server AAA
- Authentication: nhận thực gắn với PPP và các kết nối mobile IP
- Authorization: hồ sơ dịch vụ và quản lý phân phối các khoá bảo mật
- Tính c−ớc: dữ liệu sử dụng phục vụ tính c ớc −
• Máy chủ mạng th−ờng trú Mobile IP:
Tốc độ tối ®a115.2kbps cdma2000 3x Tốc độ tối ®a 2Mbps
Dung l − ợng thoại tăng gấp đôi
- Theo dõi vị trí thuê bao khi thuê bao chuyển từ mạng này sang mạng khác
Nhận các gói dữ liệu thay thế cho nút di động khi nó kết nối với mạng ngoài, và phân phát gói đến điểm kết nối hiện tại của thiết bị di động Để nâng cấp từ IS-95 lên 1x, cần thực hiện các bước cụ thể để đảm bảo tính tương thích và hiệu suất.
- Chỉ cần nâng cấp các khối và phần mềm/phần cứng
- Không cần thay đổi anten
- Chỉ cần nâng cấp phần mạng có nhu cầu dung l−ợng cao và tốc độ dữ liệu cdma2000 1x có khả năng t−ơng thích ng−ợc với cdma IS-95x:
- Hỗ trợ báo hiệu, dịch vụ và băng thông trải phổ của IS-95 A/B
- Truyền dữ liệu gói tốc độ cao
- Hỗ trợ các kỹ thuật chuyển giao
Cdma2000 1x vượt trội hơn IS-95 với dung lượng thoại cao gấp 1,5 lần và tốc độ dữ liệu tối đa đạt 144Kbps Dưới đây là bảng so sánh giữa IS-95A/B và cdma2000 1x.
Tốc độ truyền IS-95B: 64/56 kbps 144 kbps
Kênh pilot đ − ờng lên Không hỗ trợ Có hỗ trợ và cho phép giải điều chế t − ơng quan
M ∙ hoá kênh Mã chập Mã chập và mã Turbo
KiÓu ®iÒu chÕ § − êng xuèng: QPSK Đ − ờng lên: OQPSK § − êng xuèng: QPSK Đ − ờng lên: HPSK
Phân tập phát Không Hỗ trợ Non-TD, OTD,
STS Điều khiển công suất ® − êng xuèng Điều khiển công suất chËm Điều khiển công suất nhanh hơn
Bảng 2.2 - So sánh cdmaOne và cdma2000 1X
Các giai đoạn phát triển cdma2000 1x:
- Pha 1: 1xEV-DO (Data Only / Data Optimized): chỉ tối −u cho l u l ợng dữ − − liệu gói và đã được thương mại hoá vào cuối năm 2001
Giai đoạn 2: 1xEV-DV (Dữ liệu và Giọng nói) cung cấp lưu lượng dữ liệu gói phi thời gian thực và lưu lượng thoại thời gian thực, với tiêu chuẩn đã được hoàn tất vào tháng 6 năm 2002.
Xu h − ớng phát triển
Xu hướng công nghiệp hiện nay đó là:
- Các hệ thống thông tin di động 3G đang đ−ợc cải tiến dần nhằm đáp ứng đ ợc − yêu cầu ngày càng cao của ng−ời sử dụng
- Các mạng lõi 3G đang đ−ợc phát triển thống nhất tới một mạng lõi chuyển mạch gói chung sử dụng giao thức IETF
- Các nhà cung cấp dịch vụ h−ớng tới phát triển các dịch vụ multimedia dựa trên IP
- Hội tụ các mạng vô tuyến (di động, WLAN… ) và hữu tuyến
- Các tổ chức: OHG, ITU, ARIB, ETSI, TIA
Mạng lõi IP thống nhất có khả năng:
- Tăng c−ờng khả năng chuyển vùng toàn cầu giữa các hệ thống IMT-2000
- Hỗ trợ triển khai các mạng IMT-2000 hiệu quả về mặt chi phí dựa trên các giao diện mở đã đ−ợc chuẩn hoá
- Tiến tới khả năng cung cấp dịch vụ trong suốt, không phụ thuộc vào nhà khai thác và công nghệ mạng truy nhập
- Tăng tính hấp dẫn của các dịch vụ IMT-2000
Lợi ích của việc thống nhất mạng:
+ Đ−ợc cung cấp dịch vụ toàn cầu (chuyển vùng toàn cầu)
+ Truy cập đơn giản hơn
+ Dịch vụ đa dạng hơn
- Đối với nhà khai thác mạng và nhà cung cấp dịch vụ:
+ Đáp ứng nhanh hơn đối với các sự thay đổi về nhu cầu của khách hàng
+ Tạo khả năng phát triển ứng dụng và dịch vụ chung
- Đối với các nhà cung cấp thiết bị Internet và viễn thông:
+ Thâm nhập đ−ợc vào các thị tr−ờng mới và rộng hơn
+ Chi phí sản xuất, nghiên cứu phát triển và hỗ trợ thấp
Mạng lõi IP thống nhất được thiết kế để cung cấp dịch vụ liên tục giữa các hệ thống IMT-2000 khác nhau, với kiến trúc dựa trên IP.
Xu h−ớng phát triển tiếp theo:
- Hội tụ tới một mạng lõi IP độc lập với mạng truy nhập
- Mạng sử dụng một mạng lõi duy nhất
- Sử dụng nhiều mạng đa truy nhập: WCDMA, cdma2000, Ethernet,…
Tích hợp công nghệ truy cập trong các thiết bị đầu cuối giúp người dùng chuyển đổi một cách mượt mà giữa các mạng di động và mạng cố định khác nhau.
KÕt luËn
Cấu trúc mạng 3G được xây dựng dựa trên nguyên tắc phát triển từng phần của mạng lõi và mạng truy nhập vô tuyến, mang lại hiệu quả cao cho các nhà khai thác hiện tại Phương án này tận dụng hạ tầng sẵn có một cách tối ưu, đặc biệt trong bối cảnh thị trường thông tin di động tại Việt Nam, nơi dịch vụ thoại vẫn giữ vai trò chủ đạo.
- Tr−ớc mắt việc triển khai mạng lõi IP của GPRS là phù hợp Đây sẽ là cơ sở của mạng lõi 3G
Bắt đầu triển khai phương án R99 với một số nhà cung cấp thiết bị để áp dụng từng phần trong trường hợp cần thiết Tuy nhiên, về lâu dài, nên lựa chọn phương án R5/R6 với toàn bộ hạ tầng IP để đảm bảo hiệu quả và tính bền vững.
- Mạng lõi 3G sẽ dựa trên công nghệ IP trên ATM (IP over ATM), tiến tới toàn
- Yêu cầu phát triển IPv6 là rất cần thiết do yêu cầu cả về bảo mật và đảm bảo QoS
- Về lâu dài, cấu trúc mạng lõi IP sẽ cho phép triển khai nhiều công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau
Cần tiến hành nghiên cứu chi tiết về thiết bị và nhu cầu dịch vụ để xây dựng cấu trúc mạng cụ thể, đặc biệt là các vấn đề kỹ thuật liên quan.
Thiết lập môi tr−ờng th ờng trú ảo (VHE) với báo hiệu thông minh −
CAMEL cho các thiết bị cụ thể
Nghiên cứu chi tiết các giao thức mạng để có thể phối hợp triển khai
Các lớp giao diện mạng phụ thuộc vào nhà sản xuất, gắn với những thiết bị cụ thể phải phối hợp đ−ợc với nhau
Xây dựng cấu trúc cụ thể trên cơ sở nhu cầu dịch vụ, vùng lưu l ợng: ư
+ Sơ đồ cụ thể cho từng vùng: các giao thức, đấu nối
+ Thay đổi phần cứng, phần mềm; thiết bị đ−a vào
Ch−ơng III: ứng dụng của công nghệ CDMA trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba.
Giới thiệu chung
Các tổ chức tiêu chuẩn khu vực đã nghiên cứu và chọn công nghệ CDMA cho thông tin di động thế hệ thứ ba (IMT-2000) Vào đầu năm 1997, ARIB của Nhật Bản đã đưa ra tiêu chuẩn chi tiết về CDMA băng rộng, thúc đẩy sự chuẩn hóa tại châu Âu và Mỹ Cùng năm đó, châu Âu và Nhật Bản đã thống nhất các tham số chung, tạo ra giao diện vô tuyến WCDMA Năm 1998, ETSI đã chọn WCDMA làm giao diện vô tuyến mặt đất cho UMTS với phương thức FDD, trong khi TD-CDMA được chọn cho phương thức TDD TIA của Mỹ cũng phát triển chuẩn băng rộng cdma2000, tương thích với IS-95.
Các tiêu chuẩn cho giao diện vô tuyến IMT-2000 dựa trên công nghệ CDMA băng rộng được chia thành hai loại: đồng bộ và không đồng bộ, tùy thuộc vào việc trạm gốc có đồng bộ hay không Trong số các tiêu chuẩn không đồng bộ, có ba loại chính được đề xuất: WCDMA của ETSI (Châu Âu), ARIB (Nhật Bản) và TTAII (Hàn Quốc), cùng với sự hỗ trợ từ các tổ chức khác như TR46.1 và WIMS Tiêu chuẩn cdma2000, thuộc loại dị bộ, được hỗ trợ bởi TR45.5 và TTAI Mặc dù đã có nhiều nỗ lực để cân bằng các tiêu chuẩn ứng cử cho IMT-2000, sự phát triển của các hệ thống hiện tại và lợi ích thương mại của các tổ chức ủng hộ dẫn đến khả năng tồn tại ít nhất hai tiêu chuẩn CDMA băng rộng cho các hệ thống thế hệ thứ ba: cdma2000 và WCDMA.
Sự khác biệt chính giữa WCDMA và cdma2000 nằm ở tốc độ chip, cấu trúc kênh đường xuống và tính năng đồng bộ mạng Hệ thống cdma2000 có tốc độ chip 3,6864Mc/s trong dải tần 5MHz cho đường xuống, cùng với tốc độ 1.2288Mc/s cho trải phổ đa sóng mang Ngược lại, WCDMA sử dụng trải phổ trực tiếp với tốc độ 3,84Mc/s.
Dải tần danh định 5 MHz được thống nhất cho hệ thống di động thế hệ thứ ba do nhiều lý do Đầu tiên, tốc độ dữ liệu 144 Kb/s và 384 Kb/s có thể đạt được với dải tần này, và tốc độ 2 Mb/s cũng khả thi trong một số điều kiện nhất định Thứ hai, do sự khan hiếm dải tần số, yêu cầu không nên quá lớn, đặc biệt khi các hệ thống 3G phải hoạt động trong dải tần đã được sử dụng bởi các hệ thống 2G Cuối cùng, dải tần 5 MHz giúp giải quyết vấn đề đa đường hiệu quả hơn so với các dải tần hẹp, mặc dù một số tổ chức cũng đã khuyến nghị sử dụng dải tần lớn hơn như 10, 15, 20 MHz để hỗ trợ dữ liệu tốc độ cao.
Tiêu chuẩn WCDMA
Cấu trúc kênh logic
Cấu trúc kênh logic của WCDMA đ−ợc xây dựng theo khuyến nghị M.1035 của ITU-R, bao gồm các loại kênh logic sau:
III.2.1.1 Các kênh điều khiển chung
Kênh điều khiển quảng bá BCCH là kênh xuống, đa điểm, cung cấp thông tin quảng bá và thông tin riêng cho ô, được phát liên tục trong ô Kênh BCCH được tích hợp vào kênh vật lý CCPCH sơ cấp (Primary CCPCH).
Kênh truy cập đường xuống FACH (Forward Access Channel) là kênh điều khiển gửi thông tin đến Mobile Station (MS) khi vị trí của MS đã được xác định Kênh này có khả năng phát các gói dữ liệu ngắn cho MS và được ghép vào kênh vật lý CCPCH thứ cấp (Secondary Common Control Physical Channel).
- Kênh tìm gọi PCH (đ−ờng xuống): Kênh PCH là kênh đ−ờng xuống mang thông tin điều khiển gửi xuống MS khi hệ thống ch−a biết ô định vị của
MS Kênh PCH đ−ợc ghép vào kênh vật lý CCPCH thứ cấp (Secondary CCPCH) cùng với kênh FACH
Kênh truy cập ngẫu nhiên RACH (đường lên) là kênh truyền tải thông tin từ Mobile Station (MS), cho phép gửi các dữ liệu ngắn RACH được ghép vào kênh vật lý PRACH, tạo điều kiện cho việc truyền tải hiệu quả hơn trong mạng di động.
III.2.1.2 Các kênh dành riêng
Kênh điều khiển DCCH (Dedicated Control Channel) là kênh sử dụng để truyền thông tin điều khiển giữa mạng và thiết bị di động trong cả đường lên và đường xuống Kênh này tương tự như kênh SDCCH và SACCH trong GSM, nhưng trong WCDMA, không có sự phân biệt giữa các kênh điều khiển liên quan và không liên quan đến kênh lưu lượng Kênh DCCH được tích hợp vào kênh vật lý DPDCH, đảm bảo hiệu quả trong việc quản lý thông tin điều khiển.
Kênh lưu lượng DTCH được sử dụng cho cả đường lên và đường xuống, truyền tải thông tin số liệu và thoại Kênh DTCH được tích hợp vào kênh vật lý DTCH, đảm bảo khả năng truyền tải hiệu quả và ổn định.
Cấu trúc kênh vật lý
III.2.2.1 Các kênh vật lý dành riêng
Có hai loại kênh vật lý dành riêng: kênh số liệu vật lý dành riêng (DPDCH) và kênh điều khiển vật lý dành riêng (DPCCH) Kênh DPDCH phục vụ cho mạng dữ liệu lớp 2 và các lớp cao hơn, bao gồm thông tin điều khiển, dữ liệu người sử dụng và thoại Trong khi đó, kênh DPCCH được sử dụng để truyền tải thông tin điều khiển.
Trong điều khiển lớp 1, có 45 tin quan trọng bao gồm các bit pilot để đảm bảo việc điều chế nhất quán, các lệnh điều khiển công suất (TPC) và thông tin về tốc độ dữ liệu (RI).
Các kênh vật lý dành riêng cho đường xuống, bao gồm kênh DPDCH và DPCCH, được ghép kênh theo thời gian trong mỗi khung vô tuyến và sử dụng mã hóa QPSK Cấu trúc khung rất quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu hiệu quả.
Mỗi khung dữ liệu có độ dài 10 ms (3,84 Mcps) được phân chia thành 15 khe thời gian, với mỗi khe có chiều dài T khe = 2560 chip, tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất Trong mỗi khe, kênh DPDCH và DPCCH được ghép lại với nhau.
Hình 3.1- Cấu trúc khung của các kênh dành riêng đ−ờng xuống
Tham số k xác định tổng số bit trong khe DPDCH/DPCCH và liên quan đến hệ số trải phổ SF của kênh vật lý, với công thức SFQ2/2 k Hệ số trải phổ có thể dao động từ 512 đến 4 bit, ảnh hưởng đến số lượng mỗi bit trong các trường (N pilot).
N TPC , N RI , N data ) thay đổi phụ thuộc vào hệ số trải phổ và sự kết hợp của các dịch vô
Cứ 72 khung đ−ờng xuống tạo thành một siêu khung có chiều dài 720 ms ắ Trải phổ và điều chế
Dữ liệu từ các kênh được phân chia thành hai nhánh I và Q thông qua bộ chuyển đổi nối tiếp/song song, nhằm thực hiện việc điều chế QPSK Các nhánh I và Q sau đó sẽ được trải phổ để tối ưu hóa tín hiệu truyền.
- 46 bằng mã phân kênh c ch và sau đó đ−ợc trộn với mã scrambling c scramb Mỗi ô sử dụng một mã scrambling khác nhau
Mỗi kênh DPDCH/DPCCH được gán mã phân kênh riêng để trải phổ, sử dụng mã OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor) với hệ số trải phổ thay đổi và trực giao Điều này đảm bảo tính trực giao giữa các kênh đường xuống có tốc độ và hệ số trải phổ khác nhau.
Nèi tiÕp -> song song DPDCH/DPCCH
Lọc dạng xung c ch c scramb I
Hình 3.2- Trải phổ và điều chế cho các kênh dành riêng đ−ờng xuống
Mỗi nhánh của cây mã mã hóa có hệ số trải phổ SF, và các mã trong cây không thể sử dụng đồng thời trong cùng một ô Một mã chỉ được sử dụng khi không có mã nào từ nó đến gốc cây hoặc đến các nhánh của nó đang hoạt động Do đó, số lượng mã phân kênh là không cố định, mà phụ thuộc vào tốc độ và hệ số trải phổ của kênh vật lý.
Mã scrambling đ−ờng xuống c scramb là một phần 40960 chip (t−ơng ứng với
Mã Gold có chiều dài 2^18 - 1 và được lặp lại trong mỗi khung với thời gian 10 ms Số lượng mã scrambling có thể sử dụng là 512, được chia thành 16 nhóm, mỗi nhóm gồm 32 mã Việc phân nhóm này nhằm mục đích tăng cường thời gian tìm ô trong quá trình xử lý.
Các kênh vật lý dành riêng cho đường lên bao gồm kênh DPDCH và DPCCH, được ghép kênh IQ trong mỗi khung vô tuyến và sử dụng điều chế QPSK song kênh Mỗi kênh DPDCH mới sẽ được ghép kênh mã trên nhánh I hoặc kênh Q với cặp kênh đầu tiên Thông tin điều khiển lớp vật lý được truyền tải qua kênh này.
DPCCH có hệ số trải phổ cố định là 256, trong khi thông tin lớp cao hơn, bao gồm dữ liệu của người sử dụng, được truyền tải qua kênh DPDCH với hệ số trải phổ dao động từ 256 đến một giá trị khác.
Mỗi khung thời gian dài 10 ms được chia thành 15 khe thời gian, với mỗi khe có chiều dài T slot = 2560 chip, tương ứng với một chu kỳ điều khiển công suất Kênh DPDCH và DPCCH được phát song song, đảm bảo hiệu quả trong việc truyền tải dữ liệu.
Hình 3.3- Cấu trúc khung của các kênh dành riêng đ−ờng lên
Tham số k xác định tổng số bit trong khe DPDCH/DPCCH, liên quan đến hệ số trải phổ SF của kênh vật lý với công thức SF%6/2 k Hệ số trải phổ có thể thay đổi từ 256 đến 4 bit, cho phép kênh DPDCH và DPCCH có tốc độ và hệ số trải phổ khác nhau, dẫn đến giá trị k khác nhau Tương tự như ở đường xuống, số lượng mỗi bit trong các trường như N pilot, N TPC, N RI cũng cần được xem xét.
N data ) thay đổi phụ thuộc vào hệ số trải phổ và sự kết hợp của các dịch vụ
Cứ 72 khung đ−ờng xuống tạo thành một siêu khung có chiều dài 720 ms ắ Trải phổ và điều chế
Có hai phương thức dồn kênh cho kênh DPDCH và DPCCH: dồn kênh theo thời gian và dồn kênh theo mã Phương pháp dồn kênh theo thời gian cần giải quyết vấn đề phát không liên tục (DTX), vì điều này có thể gây ra nhiễu cho các thiết bị điện tử lân cận.
MS Một trong các ví dụ về việc phát không liên tục là đối với dịch vụ thoại
Trong thời gian im lặng của một bên đàm thoại, hệ thống không phát các bit thông tin người sử dụng, nhưng thông tin điều khiển công suất và pilot vẫn phải được phát liên tục Tần số phát của các tín hiệu này khoảng 1 đến 2 kHz, gây nhiễu cho các thiết bị xung quanh Để giảm thiểu hiện tượng này, cần áp dụng phương pháp dồn kênh kết hợp với điều chế QPSK song kênh.
Quản lý các nguồn lực vô tuyến
III.2.3.1 Phân bổ mã §−êng xuèng
Mã phân kênh là mã quy định sử dụng cho tất cả các ô trong hệ thống BCCH, trong khi mã phân kênh cho kênh CCPCH thứ cấp được phát quảng bá trên kênh BCCH.
Mã phân kênh cho các kênh vật lý được xác định bởi mạng cho đường xuống Hệ thống sẽ thông báo cho MS mã phân kênh được sử dụng qua các bản tin Cho phép truy cập (Access Grant) Bản tin này là phản hồi của hệ thống đối với yêu cầu truy cập ngẫu nhiên từ MS.
Mã phân kênh trong yêu cầu truy cập ngẫu nhiên (Random Access Request) của MS có thể thay đổi trong quá trình kết nối, đặc biệt khi dịch vụ sử dụng thay đổi hoặc khi thực hiện chuyển giao giữa các ô Trong những trường hợp này, mã phân kênh mới sẽ được thỏa thuận trên kênh DCCH.
Mã scrambling: mã scrambling đ−ờng xuống đ−ợc hệ thống gán cho mỗi sector trong ô MS sẽ đ−ợc thông báo về mã scrambling trong quá trình tìm ô Đ−ờng lên
Mã phân kênh là mã được cấp cho mỗi kết nối, đảm bảo kênh điều khiển hoạt động hiệu quả Số lượng mã phân kênh được phân bổ tùy thuộc vào số lượng kênh DPDCH sử dụng, giúp tối ưu hóa việc quản lý và điều phối các kết nối.
Việc phân bổ mã phân kênh cho các kết nối khác nhau không liên quan đến nhau cho phép sử dụng chung một số mã phân kênh Do đó, mã phân kênh có thể được phân bổ theo một trật tự đã định trước cho các kết nối Hệ thống và MS chỉ cần thỏa thuận về số lượng mã phân kênh sử dụng cho đường lên, sau đó MS sẽ tự động phân bổ mã phân kênh theo trật tự này.
Hệ thống sẽ xác định mã scrambling sơ cấp cho đường xuống và gửi thông báo về mã này trong bản tin Cho phép truy cập Mã scrambling sơ cấp có thể được thay đổi trong suốt thời gian kết nối, và việc thay đổi này sẽ được thỏa thuận qua kênh DCCH.
Mã scrambling thứ cấp là một tùy chọn trong hệ thống, thường được áp dụng ở các ô không thể xác định nhiều người sử dụng (Multiuser detection) MS sẽ nhận được thông báo về việc sử dụng mã scrambling thứ cấp thông qua bản tin cho phép truy cập.
Mã scrambling thứ cấp được sử dụng phụ thuộc vào mã scrambling sơ cấp đã được phân bổ, do đó hệ thống không cần phải thông báo chính xác mã scrambling thứ cấp sẽ được áp dụng.
Bắt đồng bộ mạng là quá trình mà tại thời điểm bật nguồn, MS sử dụng kênh SCH sơ cấp để đồng bộ khe thời gian với trạm gốc có công suất phát lớn nhất Tiếp theo, MS sử dụng kênh SCH thứ cấp để đồng bộ khung và xác định nhóm mã của trạm gốc bằng cách tương quan tín hiệu thu được với 16 khả năng của mã đồng bộ thứ cấp Để đạt được đồng bộ khung, 16 chuỗi giải điều chế phải tương quan với 16 mã dịch theo chu kỳ của chuỗi điều chế kênh SCH thứ cấp, tạo ra tổng cộng 256 giá trị tương quan khác nhau.
- 55 nhau Bằng cách xác định cặp mã/dịch pha có độ tương quan lớn nhất, MS sẽ xác định đ−ợc nhóm mã và khung đồng bộ
MS sẽ xác định mã scrambling của trạm gốc bằng cách thực hiện tương quan theo symbol của kênh CCPCH với tất cả các mã scrambling trong nhóm mã đã được xác định trước.
Sau khi xác định mã scrambling, MS có khả năng nhận diện kênh CCPCH sơ cấp, thực hiện đồng bộ đa khung và truy cập thông tin trên kênh BCCH.
III.2.3.2 Điều khiển công suất Điều khiển công suất đ−ờng lên Điều khiển công suất vòng đóng: Cơ chế điều khiển công suất vòng đóng đường lên thay đổi công suất phát của MS để duy trì tỷ số Tín hiệu/Nhiễu SIR đường lên ở một mức chuẩn nhất định Trạm gốc sẽ tính toán mức công suất kênh DPCCH thu đ−ợc sau khi kết hợp các tín hiệu thu phân tập của kênh Đồng thời trạm gốc cũng tính toán mức nhiễu đường lên trong dải tần hiện tại, sau đó trạm gốc sẽ tạo ra các lệnh điều khiển công suất (TPC) theo luật sau:
+ Nếu SIR est > SIR target -> Gửi lệnh TCP giảm công suất
+ Nếu SIR est < SIR target -> Gửi lệnh TCP tăng công suất
Sau khi nhận lệnh TCP, MS sẽ điều chỉnh công suất phát của hai kênh DPCCH và DPDCH theo từng bước ∆ TPC dB Mỗi bước ∆ TPC có độ lớn khác nhau tùy thuộc vào từng ô trong hệ thống.
Trong trường hợp chuyển giao, MS sẽ điều chỉnh công suất theo bước lớn nhất từ các lệnh TCP mà các trạm gốc trong tập tích cực gửi tới Việc điều khiển công suất vòng ngoài sẽ thay đổi tỷ số SIR chuẩn, được điều chỉnh cho từng kết nối dựa trên chất lượng ước tính của kết nối Đồng thời, mức bù công suất giữa kênh DPDCH và DPCCH đường lên cũng có thể được thay đổi Chất lượng được ước tính dựa vào sự kết hợp của các dịch vụ khác nhau, thường sử dụng tỷ số lỗi bit và tỷ số lỗi khung để đánh giá chất lượng.
Điều khiển công suất đường xuống là cơ chế điều chỉnh công suất phát của trạm gốc nhằm duy trì tỷ số Tín hiệu/Nhiễu ở mức chuẩn MS tính toán mức công suất kênh DPCCH sau khi kết hợp các tín hiệu thu phân tập, đồng thời xác định mức nhiễu đường lên trong dải tần hiện tại Dựa trên các thông tin này, MS sẽ phát hành các lệnh điều khiển công suất theo quy tắc tương tự như ở đường lên.
+ Nếu SIR est > SIR target -> Gửi lệnh TCP giảm công suất
+ Nếu SIR est < SIR target -> Gửi lệnh TCP tăng công suất
Công nghệ TDD cho WCDMA
Trong phương thức TDD, cả kênh đường lên và đường xuống đều sử dụng chung một dải tần số, dẫn đến việc băng tần song công bị giảm một nửa Để đơn giản hóa việc chế tạo các máy đầu cuối dual-mode FDD/TDD, phương thức TDD cần được xây dựng tương tự như phương thức FDD Do đó, việc dồn kênh điều khiển và trải phổ cho đường lên và đường xuống của cả hai phương thức FDD và TDD được thực hiện theo cách giống nhau.
Có hai lý do chính để triển khai hệ thống TDD: Thứ nhất, một số dải tần hẹp chưa được phân bổ ở tần số 2GHz, khiến việc triển khai hệ thống FDD trở nên khó khăn do băng tần quá hẹp Thứ hai, nhiều hệ thống hiện tại như DECT và PHS đang sử dụng phương thức TDD, do đó cần có giải pháp để phát triển và cải tiến các hệ thống này.
Cấu trúc khung của TDD được phát triển dựa trên cấu trúc khung của FDD Trong đó, khung 10 ms được chia thành 15 khe thời gian, mỗi khe có độ dài 0.666 ms.
Hình 3.10- Cấu trúc khung của UTRA TDD
Trong phương thức TDD, mỗi khe thời gian có thể được sử dụng cho cả đường lên và đường xuống Hiện tại, có hai phương thức đang được nghiên cứu nhiều nhất.
- Đ−ờng lên và đ−ờng xuống sử dụng lần l−ợt từng khe thời gian 0,666ms
Phương thức này cho phép điều khiển công suất vòng mở khi vận tốc của MS không vượt quá 120 km/h, vì vậy nó phù hợp cho việc áp dụng ở các khu vực ngoại ô và nông thôn.
Mỗi khung 10 ms bao gồm một khối phát và một khối thu, với kích thước khối thu, phát là bội số của 0.666 ms Phương thức này hỗ trợ truyền tin không đồng bộ với tỷ lệ tối đa 14/1 Điều khiển công suất vòng mở có thể được áp dụng khi tốc độ chuyển động của MS không vượt quá 10 km/h, do đó phương thức này chỉ phù hợp cho môi trường trong nhà và ngoài trời với điều kiện MS di chuyển chậm.
Tiêu chuẩn cdma2000
Cấu trúc kênh logic
Lớp vật lý của cdma2000 cung cấp dịch vụ mã hóa và điều chế cho các kênh logic, phục vụ cho phân lớp PLDCF Mux và QoS Giao diện vô tuyến bao gồm các kênh logic được ghép một-một với các kênh vật lý.
-Kênh cơ sở đ−ờng xuống và đ−ờng lên (F/R-FCH)
-Kênh điều khiển dành riêng đ−ờng xuống và đ ờng lên (F/R-DCCH) −
-Các kênh phụ trợ đ−ờng xuống và đ−ờng lên (F/R-SCH)
-Kênh điều khiển chung đ−ờng xuống và đ−ờng lên (F/R-CCCH)
-Kênh truy cập đ ờng lênh (R-ACH) −
-Kênh tìm gọi đ−ờng xuống (F-PCH)
Cấu trúc kênh vật lý
Lớp vật lý tạo ra các kênh vật lý được phát trực tiếp trong không gian, và những kênh này có thể được chia thành hai lớp cơ bản.
Lớp kênh vật lý giành riêng (DPHCH) là tập hợp các kênh vật lý chuyên dụng để truyền tải thông tin, được phát theo phương thức điểm - điểm giữa trạm gốc và thiết bị di động (MS).
Lớp kênh vật lý chung (CPHCH) là một tập hợp các kênh vật lý truyền tải thông tin chung, được phát sóng theo phương thức điểm-đa điểm giữa trạm gốc và các máy di động (MS) trong vùng phủ sóng của trạm.
Hình 3.11- Tổng quan các kênh vật lý riêng của cdma2000
Hình 3.12- Tổng quan các kênh vật lý chung của cdma2000
III.3.2.1 Kênh đ−ờng xuống Đặc điểm chung của các kênh đ−ờng xuống
Kênh đường xuống hỗ trợ tốc độ chip Nx1,2288Mc/s với N = 1,3,6,9,12 Khi N = 1, trải phổ tương tự như IS-95, nhưng cdma2000 sử dụng điều chế QPSK và điều khiển công suất vòng đóng nhanh Đối với N > 1, có hai phương pháp trải phổ: đa sóng mang và trải phổ trực tiếp Trong phương pháp đa sóng mang, dữ liệu được phân chia trên N sóng mang 1,25 MHz.
Sóng mang 63 được trải phổ với tốc độ chip 1,2288 Mc/s Trong phương pháp trải phổ trực tiếp, dữ liệu được trải phổ trên một sóng mang với tốc độ chip là Nx1,2288 Mc/s Kênh đường xuống có những đặc điểm riêng biệt.
Kênh pilot chung: cdma2000 sử dụng chung một kênh pilot cho tất cả các
MS trong ô Kênh này là một chuỗi toàn giá trị không đ−ợc trải phổ với mã Walsh 0 Kênh pilot đ−ợc sử dụng cho các mục đích sau:
+ Tính toán pha và độ tăng ích của kênh
+ Dò tìm các tia đa đường để gán các đầu thu đa đường vào các tín hiệu đa đ−ờng có công suất lớn nhất
Kênh pilot phụ là một phần quan trọng của hệ thống, yêu cầu sử dụng các kênh riêng để tính toán và dò pha, đặc biệt khi triển khai các ăng ten array hoặc phân tập ăng ten phát Các kênh pilot này được dồn kênh cùng với các kênh đường xuống khác, sử dụng mã Walsh trực giao Vì kênh pilot không mang dữ liệu và chỉ chứa giá trị "0", chúng có thể áp dụng các mã Walsh dài hơn, giúp tiết kiệm mã Walsh cho các kênh traffic.
Các kênh dữ liệu độc lập trong cdma2000 bao gồm kênh cơ sở và kênh phụ trợ, nhằm đáp ứng nhu cầu tốc độ cho từng loại dịch vụ và cho phép sử dụng nhiều dịch vụ cùng lúc Kênh cơ sở chứa thông tin thoại, báo hiệu và dữ liệu tốc độ thấp với các tốc độ cơ bản 9,6kbps và 14,4kbps, hoạt động ở chế độ chuyển giao mềm và sử dụng cơ chế phát không liên tục thông qua mã hóa lặp Ngược lại, kênh phụ trợ cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao, có thể hỗ trợ một hoặc hai kênh phụ thuộc vào nhu cầu người sử dụng Để giảm nhiễu nội bộ, các kênh vật lý đường xuống được điều chế bằng mã Walsh, và cdma2000 sử dụng điều chế QPSK để tăng số lượng mã Walsh có thể sử dụng, với mỗi hai bit thông tin gán cho một symbol QPSK, làm tăng gấp đôi số lượng mã so với BPSK Chiều dài các mã Walsh có thể thay đổi tùy thuộc vào tốc độ bit yêu cầu.
Walsh codes have been fully utilized, and these codes can be multiplied by a masking function known as Quasi-Orthogonal Functions to generate new codes.
Phân tập phát là một kỹ thuật quan trọng giúp giảm số công suất phát cần thiết cho một kênh vật lý (E c /I or), từ đó cải thiện dung lượng cho ô Kỹ thuật này có thể được áp dụng theo nhiều cách khác nhau, mang lại hiệu quả tối ưu trong việc nâng cao hiệu suất truyền dẫn.
Phân tập phát đa sóng mang cho phép sử dụng ăng ten phát cho kênh đường xuống, với mỗi ăng ten phát một sóng mang riêng biệt trong hệ thống Phương pháp này cải thiện phân tập tần số, từ đó tăng dung lượng của ô.
Phân tập phát trực giao (OTD) là phương pháp được sử dụng để tạo phân tập phát cho trải phổ trực tiếp Trong OTD, các bit mã hoá được chia thành hai dòng dữ liệu và phát trên hai ăng ten khác nhau Mỗi dòng dữ liệu được trải phổ bằng một mã trực giao, giúp loại trừ hiện tượng tự nhiễu trong fading phẳng nhờ tính trực giao của hai dòng dữ liệu Phương pháp này còn tận dụng các mã pilot phụ cho mỗi ăng ten để nâng cao hiệu suất phát sóng.
CDMA2000 áp dụng nhiều phương pháp để điều chỉnh tốc độ bit với tốc độ của mã trải phổ Walsh, bao gồm thay đổi tốc độ mã, lặp symbol và lặp chuỗi Trong đó, các kênh thoại sử dụng phương pháp lặp biểu tượng, trong khi các kênh phụ trợ áp dụng phương pháp lặp chuỗi.
Chiều dài khung trong công nghệ cdma2000 bao gồm các loại khung 5ms và 20ms, được sử dụng cho thông tin điều khiển trên kênh cơ sở cũng như kênh điều khiển dành riêng.
20 ms cho các loại dữ liệu khác Việc ghép xen và lặp chuỗi đ−ợc thực hiện trong toàn bộ khoảng thời gian của khung
Các kênh đường xuống bao gồm nhiều loại, như kênh pilot, kênh đồng bộ, kênh tìm gọi, kênh điều khiển chung, kênh pilot phụ, kênh cơ bản, kênh phụ trợ và kênh điều khiển dành riêng.
Kênh pilot đường xuống (F-PICH) là kênh được hình thành từ một chuỗi giá trị "0" trải phổ với mã Walsh 0 Kênh này hoạt động liên tục trong ô để cung cấp thông tin về thời gian và pha.
Quản lý các nguồn lực vô tuyến
Kênh điều khiển đường lên (R-DCCH) là kênh truyền tải thông tin đo đạc công suất, nhằm điều khiển công suất của đường lên Kênh này hỗ trợ hai loại khung với thời gian 5ms và 20ms, đạt tốc độ 9,6kbps.
Hình 3.26- Cấu trúc kênh R-DCCH cdma2000
III.3.3 Quản lý nguồn lực vô tuyến
Hệ thống cdma2000 sử dụng mã PN với chiều dài Nx2^15, trong đó N bằng 1 cho hệ thống đa sóng mang, không phụ thuộc vào số lượng sóng mang (có thể có 3, 6, 9 hoặc 12 sóng mang) Đối với hệ thống trải phổ trực tiếp, N tỷ lệ với tốc độ chip, cụ thể là N = 1 với tốc độ 1,2288 Mcps; N = 3 với tốc độ 3,6864 Mcps; N = 6 với tốc độ 7,3728 Mcps; và N với tốc độ 14,7456 Mcps Thành phần I và Q của mã giả ngẫu nhiên được tạo thành từ hai mã ngắn khác nhau, mỗi mã có đa thức tạo mã riêng biệt Tất cả các trạm gốc trong hệ thống sử dụng chung cặp mã PN này, trong khi các trạm gốc lân cận được nhận dạng qua các giá trị dịch thời gian (offset) của chuỗi PN.
Giá trị offset tối thiểu giữa các trạm gốc được xác định là n x 64 x Pilot_Inc, trong đó Pilot_Inc là tham số mã hệ thống phụ thuộc vào cấu hình mạng Đối với hệ thống đa sóng mang, giá trị offset tối thiểu luôn giữ nguyên và không thay đổi.
Giá trị offset tối thiểu trong hệ thống trải phổ trực tiếp tương ứng với toàn bộ dải tần mà hệ thống sử dụng, cụ thể là dải tần 77.
Việc áp dụng mã giống nhau với các giá trị offset khác nhau giúp đơn giản hóa quá trình dò tìm sóng mang, giảm thiểu thời gian thiết lập ban đầu và hỗ trợ xác định các trạm gốc lân cận.
III.3.3.2 Điều khiển công suất Điều khiển công suất ở đ−ờng xuống
Điều khiển công suất nhanh đường xuống sử dụng cơ chế mạch vòng đóng với tốc độ cập nhật 800 lần/giây, giúp bù đắp mất mát công suất do fading trung bình và fading nhanh Phương pháp này cũng rất hiệu quả trong việc điều chỉnh công suất khi có nhiễu thay đổi nhanh do sự thay đổi tốc độ dữ liệu.
Điều khiển công suất cho đường lên được thực hiện với tốc độ 800 bit/s Các bit điều khiển công suất được tích hợp vào kênh đường xuống riêng biệt Quá trình điều khiển công suất ở đường lên là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động của máy đầu cuối.
Có ba phương pháp điều khiển công suất đường lên: vòng đóng, vòng mở và vòng ngoài Phương pháp vòng mở thiết lập công suất phát dựa trên công suất thu tại MS, giúp bù đắp cho sự suy hao đường truyền từ MS đến trạm gốc và xử lý hiện tượng fading chậm.
Phương pháp điều khiển công suất vòng đóng sử dụng vòng hồi tiếp với tốc độ dữ liệu 800bps từ trạm gốc đến MS để thiết lập mức phát của MS, giúp xử lý hiện tượng fading trung bình và nhanh Bên cạnh đó, phương pháp điều khiển công suất vòng ngoài là một giải pháp tùy chọn, thường được áp dụng để điều chỉnh mức công suất vòng đóng tại trạm gốc nhằm đạt được tỷ lệ lỗi khung theo yêu cầu.
MS sẽ theo dõi công suất thu được từ các kênh F-PICH tại các trạm gốc lân cận và gửi thông tin về mạng khi có kênh F-PICH vượt quá ngưỡng cho phép Có hai loại ngưỡng được áp dụng: loại đầu tiên nhằm xác định kênh F-PICH nào có công suất đủ để thực hiện giải điều chế hiệu quả.
Mức ngưỡng thứ hai được sử dụng để xác định kênh F-PICH có công suất giảm xuống dưới mức cần thiết cho việc giải điều chế nhất quán Khoảng cách giữa hai mức ngưỡng này giúp ngăn chặn hiện tượng ping-pong do sự dao động công suất của kênh F-PICH gây ra.
Mạng sẽ điều chỉnh tập tích cực của MS bằng cách thêm hoặc loại bỏ các kênh F-PICH dựa trên thông tin nhận được Tập tích cực được hiểu là tập hợp các trạm gốc đang thực hiện phát sóng đến MS.
Các trạm gốc trong tập tích cực sẽ cùng gửi các tín hiệu giống nhau đến
MS sẽ kết hợp các tín hiệu thông qua đầu thu phân tập của mình Mỗi tín hiệu từ trạm gốc thường được thu qua ít nhất một đầu thu phân tập Nếu tín hiệu từ một trạm gốc quá yếu, MS sẽ chuyển đầu thu phân tập sang thu tín hiệu từ trạm gốc khác có công suất mạnh hơn.
Tín hiệu phát đi từ MS được các trạm gốc thu nhận và chuyển giao Tại trạm gốc, các tín hiệu từ các sector khác nhau sẽ được kết hợp bằng cách so sánh các symbol Đối với tín hiệu thu từ các trạm gốc khác nhau, chúng sẽ được tập trung lại tại một điểm trong mạng, thường là ở BSC, thông qua việc so sánh các khung dữ liệu.
Công nghệ TDD cho cdma2000
Hệ thống TDD có thể được triển khai cho cdma200 khi không đủ tần số phân bổ cho FDD, với đường lên và đường xuống sử dụng chung một dải tần số qua ghép kênh theo thời gian TDD áp dụng các phương pháp mã hóa và điều chế tương tự như FDD, nhưng cấu trúc kênh của TDD được xây dựng dựa trên FDD và bổ sung thêm khoảng thời gian bảo vệ Điều này dẫn đến việc TDD có hai khối chức năng mới: khối bổ sung thời gian bảo vệ và khối tạo burst TDD TDD hỗ trợ các dịch vụ truyền dữ liệu không cân bằng với hiệu suất sử dụng phổ lớn mà không cần một cặp băng tần như FDD.
Trong hệ thống TDD, khoảng thời gian bảo vệ GT (Guard Time) giữa các khe thời gian trong mỗi khung giới hạn vùng phủ sóng tối đa Với khoảng bảo vệ 52,08 às cho một khe thời gian và độ chính xác đồng bộ trạm gốc là ± 3 às, bán kính tối đa của ô đạt 7 km theo tiêu chuẩn cdma2000.
- 79 khoảng thời gian bảo vệ cho đường xuống là 52,08 às đối với trải phổ đa sóng mang và 69,44 às đối với trải phổ trực tiếp
CDMA2000 áp dụng hai cấu trúc khung TDD, bao gồm khung 20 ms với 8 cặp khe thời gian và khung 5 ms với 2 cặp khe thời gian, trong đó mỗi khe thời gian có độ dài 1,25 ms Khung 20 ms chủ yếu được sử dụng cho các kênh FCH, SCH và DCCH, trong khi khung 5 ms được sử dụng để bổ sung cho DCCH.
Ch−ơng IV: Lộ trình năng cấp mạng MobiFone lên công nghệ 3G
Cơ sở hạ tầng của MobiFone
Mạng thông tin di động MobiFone đ−ợc xây dựng trên tiêu chuẩn công nghệ
GSM là một mạng di động được chia thành 3 trung tâm nhỏ, đảm bảo phủ sóng toàn quốc dưới sự quản lý của công ty Tính đến ngày 13 tháng 10 năm 2005, mạng này bao gồm tổng cộng 8 MSC, với Trung tâm 1 có 2 MSC, Trung tâm 2 có 5 MSC và Trung tâm 3 có 1 MSC.
Số liệu thuê bao trên các hệ thống IN
(Cập nhật ngày 7 tháng 10 năm 2005)
IN Valid Active InActive DeActive CAPS
Số liệu tổng hợp toàn mạng, ngày 13/10/2005
Center BSC Sites Cells TCH
Hình 4.1- Tỷ lệ lưu lượng của ba trung tâm thuộc công ty VMS
IV.1.1 Mạng chuyển mạch MSC
MSC thực hiện chuyển mạch cuộc gọi trong mạng nội bộ và kết nối với các mạng khác Khi mạng được nâng cấp lên mức tiến hóa, các MSC sẽ được cải tiến về phần cứng và phần mềm để hỗ trợ chuyển mạch lưu lượng dữ liệu Thay vì chỉ chuyển mạch thoại và dữ liệu thông thường như hiện tại, các MSC sẽ chuyển mạch nhiều gói dữ liệu cùng lúc.
Các BTS được kết nối chủ yếu qua truyền dẫn Viba và cáp quang thuê của các Bưu điện nội tỉnh Mạng truyền dẫn có nhiệm vụ chính là chuyển cuộc gọi thoại giữa các BTS và MSC Khi số lượng dịch vụ dữ liệu tăng cao, các kết nối Viba dễ bị quá tải Người dùng yêu cầu nâng cao tốc độ dịch vụ dữ liệu, đòi hỏi mạng truyền dẫn phải đảm bảo tải đủ dữ liệu đến MSC Để đáp ứng nhu cầu này, cần chuyển nhiều gói dữ liệu hơn qua mạng truyền dẫn, dẫn đến việc các khe thời gian truyền dẫn cần thay đổi động theo lượng dữ liệu tại từng thời điểm Điều này yêu cầu kế hoạch hoá mạng truyền dẫn nâng cao, với dung lượng và kích thước lớn hơn hiện tại.
IV.1.3 Mạng truy nhập vô tuyến
Băng tần 1800 MHz cho phép xây dựng mạng vô tuyến hai băng tần (900/1800 MHz), trong đó băng tần 900 MHz tăng khả năng phủ sóng và chuyển tải thoại, còn băng tần 1800 MHz cung cấp dung lượng cho lưu lượng dữ liệu Với nhiều kênh dữ liệu trên băng tần 1800 MHz, can nhiễu giữa các kênh giảm, dẫn đến tốc độ dữ liệu cao hơn Băng tần GSM 1800 là giải pháp hiệu quả để tăng dung lượng mạng, có thể lắp đặt trên các BTS, giúp giảm chi phí cung cấp dịch vụ thoại và dữ liệu trong tương lai.
IV.2 Dự báo về sự phát triển mạng MobiFone trong 10 năm tới
D−ới đây là sơ l ợc về dự báo nhu cầu phát triển của mạng MobiFone − trong 10 n¨m tíi
Tổng số thuê bao trung b×nh
Tổng số thuê bao GSM
Tổng số thuê bao UMTS
Hình 4.2- Dự báo tăng tr−ởng thuê bao VMS giai đoạn 2005-2015
Số liệu về mạng l−ới :
Bảng 4.1- Dự báo cấu trúc mạng MobiFone tới năm 2015
IV.3 Lộ trình triển khai nâng cấp mạng Mobifone lên 3G
Sự phát triển của kỹ thuật hiện đại và đổi mới công nghệ đang thúc đẩy xu hướng triển khai 3G trên toàn cầu Mặc dù có nhiều công nghệ thông tin di động thế hệ 2 đang tồn tại, việc chuyển đổi sang công nghệ 3G duy nhất gặp nhiều thách thức Chất lượng dịch vụ thoại truyền thống vẫn là ưu tiên hàng đầu của khách hàng, trong khi sự đa dạng về dịch vụ đã phần nào đáp ứng nhu cầu của họ.
Sự bùng nổ của Internet và sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ số liệu đã thúc đẩy các nhà khai thác mạng di động Việt Nam, như MobiFone, phải đặt ra những mục tiêu chiến lược phù hợp với bối cảnh đất nước để phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ ba.
Mạng MobiFone đ−ợc xây dựng trên cơ sở công nghệ GSM Ngoài dải phổ
Việc nâng cấp và mở rộng mạng với dải phổ 900 và 1800 là cần thiết để tăng dung lượng và đáp ứng nhu cầu thị trường Sự phát triển công nghệ toàn cầu đòi hỏi các nhà mạng thường xuyên cải thiện hạ tầng của mình.
MobiFone chủ yếu sử dụng thiết bị từ hai nhà cung cấp hàng đầu là Alcatel và Ericsson, nổi bật trong lĩnh vực viễn thông, đặc biệt là thiết bị mạng thông tin di động Trong bối cảnh công nghệ thông tin di động toàn cầu không ngừng phát triển, Alcatel và Ericsson đã nghiên cứu và xác định xu hướng phát triển đúng đắn với các công nghệ GSM, GPRS/EDGE và WCDMA.
Dựa trên các điều kiện đã nêu, lộ trình phát triển của mạng MobiFone từ công nghệ GSM lên thế hệ thứ ba WCDMA là hoàn toàn hợp lý và có cơ sở vững chắc.
Mạng GSM, với nền tảng thị trường vững chắc và cơ sở hạ tầng mạnh mẽ, đã sẵn sàng để tiến hóa lên các thế hệ thông tin di động 2,5G (GPRS/EDGE) và 3G (WCDMA) Việc này không chỉ giúp khai thác tối đa tài nguyên hiện có mà còn tối ưu hóa hiệu quả sử dụng thiết bị đã đầu tư.
MobiFone sẽ triển khai dịch vụ băng rộng trên mạng GSM một cách mượt mà, nhờ vào việc sử dụng các máy đầu cuối hai chế độ WCDMA/GSM Việc kết hợp giữa GSM để tận dụng vùng phủ sóng và WCDMA để sử dụng các tính năng dịch vụ mới sẽ mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người dùng.
Hình 4.3- Lộ trình triển khai nâng cấp mạng MobiFone lên 3G
Theo dự đoán của các chuyên gia, dịch vụ thoại truyền thống sẽ tiếp tục giữ vai trò chủ chốt trong nhiều năm tới, trong khi nhu cầu về dịch vụ số liệu, đặc biệt là dịch vụ tin nhắn, đang ngày càng gia tăng tại thị trường Việt Nam Do đó, sự phát triển song song giữa dịch vụ thoại và dịch vụ phi thoại sẽ tồn tại lâu dài.
GPRS đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối giữa hệ thống thông tin di động thế hệ 2 và thế hệ 3 Việc triển khai GPRS là cần thiết để từng bước phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3, đồng thời phản ánh xu hướng tất yếu mà các nhà khai thác cần thực hiện để duy trì thị trường và nâng cao khả năng cạnh tranh.
Mạng thế hệ 2,5 GPRS sẽ tiếp tục phát triển lâu dài, với kế hoạch mở rộng trên toàn quốc nhằm tăng cường sự chấp nhận của khách hàng đối với các dịch vụ
Lộ trình triển khai nâng cấp mạng MobiFone lên 3G
Sự phát triển của kỹ thuật hiện đại và đổi mới công nghệ đang thúc đẩy xu hướng triển khai 3G trên toàn cầu Mặc dù hiện tại có nhiều công nghệ thông tin di động thế hệ 2, việc chuyển đổi sang công nghệ 3G duy nhất gặp nhiều thách thức Chất lượng dịch vụ thoại truyền thống vẫn là ưu tiên hàng đầu của khách hàng, và sự đa dạng trong dịch vụ đã phần nào đáp ứng nhu cầu của họ.
Sự bùng nổ của Internet và sự phát triển nhanh chóng của dịch vụ số liệu đã tạo ra áp lực cho các nhà khai thác mạng di động tại Việt Nam, đặc biệt là MobiFone Để thích ứng với tình hình hiện tại, MobiFone cần xác định các mục tiêu chiến lược phù hợp nhằm phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ ba.
Mạng MobiFone đ−ợc xây dựng trên cơ sở công nghệ GSM Ngoài dải phổ
Việc nâng cấp và mở rộng mạng 900 và dải phổ 1800 là rất cần thiết để tăng dung lượng, nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường và sự phát triển công nghệ toàn cầu.
MobiFone chủ yếu sử dụng thiết bị viễn thông từ hai nhà cung cấp hàng đầu là Alcatel và Ericsson, nổi bật trong lĩnh vực mạng thông tin di động Trong bối cảnh công nghệ thông tin di động không ngừng phát triển, Alcatel và Ericsson đã nghiên cứu và lựa chọn xu hướng phát triển hợp lý, bao gồm các công nghệ GSM, GPRS/EDGE và WCDMA.
Dựa trên các điều kiện đã nêu, lộ trình phát triển của mạng MobiFone từ công nghệ GSM lên thế hệ thứ ba WCDMA là hợp lý và có cơ sở vững chắc.
Mạng GSM, với nền tảng thị trường và cơ sở hạ tầng mạnh mẽ, đã sẵn sàng tiến hóa lên các thế hệ thông tin di động 2,5G (GPRS/EDGE) và 3G (WCDMA) Điều này cho phép khai thác tối đa tài nguyên có sẵn của mạng lưới và nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị hiện có.
Máy đầu cuối hai chế độ WCDMA/GSM cho phép người dùng tận dụng vùng phủ sóng của GSM và sử dụng các tính năng dịch vụ mới từ WCDMA Nhờ đó, MobiFone có khả năng triển khai dịch vụ băng rộng trên mạng GSM một cách mượt mà và hiệu quả.
Hình 4.3- Lộ trình triển khai nâng cấp mạng MobiFone lên 3G
Theo dự đoán của các chuyên gia, dịch vụ thoại truyền thống sẽ tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong nhiều năm tới, trong khi nhu cầu về dịch vụ số liệu, đặc biệt là dịch vụ tin nhắn, đang ngày càng gia tăng tại thị trường Việt Nam Sự phát triển đồng thời giữa dịch vụ thoại và dịch vụ phi thoại sẽ tồn tại lâu dài.
GPRS đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối giữa hệ thống thông tin di động thế hệ 2 và thế hệ 3 Việc triển khai hệ thống GPRS là cần thiết để tiến tới việc phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 trên mạng Đây là xu hướng tất yếu mà các nhà khai thác thông tin di động cần thực hiện để duy trì thị trường và nâng cao khả năng cạnh tranh.
Mạng thế hệ 2,5 GPRS sẽ tiếp tục phát triển lâu dài và được mở rộng trên toàn quốc, nhằm tăng cường sự chấp nhận của khách hàng đối với các dịch vụ phi
Việc triển khai EDGE sau GPRS sẽ nâng cao tốc độ truyền dữ liệu lên 384kbps, từ đó hỗ trợ cung cấp các dịch vụ điện tử, dịch vụ định vị, truy cập thông tin và giải trí EDGE mang lại nhiều lợi ích trong việc cải thiện khả năng kết nối và trải nghiệm người dùng.
• Tr−ớc hết, EDGE không cần phải sử dụng băng tần mới
Dựa trên hạ tầng GPRS hiện có, việc nâng cấp lên công nghệ EDGE giúp tiết kiệm chi phí đầu tư, chỉ cần thay đổi kỹ thuật điều chế.
- 86 vô tuyến 8-PSK nên EDGE vẫn giữ nguyên cấu trúc của mạng cũ mà chỉ cần nâng cấp phần mềm và thêm các TRX mới có khả năng EDGE
EDGE là bước tiến quan trọng trong sự phát triển của mạng di động, đánh dấu giai đoạn chuyển tiếp tới thế hệ thứ ba và hỗ trợ cho WCDMA Công nghệ này nâng cao khả năng truyền dữ liệu của mạng GSM/GPRS, cho phép tốc độ truyền dữ liệu đạt tới 384 kbps, tương đương với tiêu chuẩn của mạng thế hệ ba Do đó, EDGE đóng vai trò là cầu nối thiết yếu hướng tới mạng WCDMA.
Giai đoạn phát triển qua EDGE có thể đ−ợc bỏ qua khi nhu cầu của thị tr−ờng về dịch vụ của số liệu tăng tr−ởng mạnh mẽ
Hệ thống WCDMA được xây dựng dựa trên mạng lõi GPRS, tập trung vào phần cứng của mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, bao gồm RNC và Node B Hiện tại, dự án sẽ ưu tiên phát triển tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh.
Lộ trình chuyển đổi từ GSM sang WCDMA là rõ ràng, cho phép mạng GSM hiện tại và mạng 3G cùng tồn tại, đồng thời tận dụng những lợi thế của mạng GSM như số lượng thuê bao lớn, thói quen sử dụng dịch vụ Internet qua GPRS và khả năng triển khai roaming quốc tế Việc chọn WCDMA làm công nghệ định hướng mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng cải thiện hiệu suất mạng và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.
- Hiệu quả sử dụng phổ tần rất cao
- Cho phép sử dụng các máy đầu cuối công suất thấp
- Cho phép cung cấp các ứng dụng khác nhau với các tốc độ truyền số liệu khác nhau
- Toàn bộ phổ tần sử dụng cho WCDMA nh− sau:
• WCDMA TDD: 1900 MHz - 1920 MHz và 2020 MHz - 2025 MHz
+ Đ−ờng lên (Uplink ) : 1920 MHz - 1980 MHz
+ §−êng xuèng (Downlink ) : 2110 MHz - 2170 MHz.
Triển khai hệ thống GPRS
IV.4.1 Cấu hình tổng quát mạng GPRS trong mạng GSM
Mạng lõi GPRS đ−ợc xây dựng trên cơ sở các thành phần mạng GSM hiện có và các mạng số liệu gói IP với các giao diện tiêu chuẩn
SGSN có vai trò quan trọng trong việc định tuyến gói dữ liệu trong khu vực phục vụ của nó Một thuê bao GPRS có thể được phục vụ bởi một SGSN cụ thể trên mạng, tùy thuộc vào vị trí định vị của thuê bao đó.
• GGSN: có chức năng giao tiếp với các hệ thống GPRS khác hoặc mạng Internet/Intranet Một số chức năng của GGSN gồm:
Cả hai chức năng SGSN và GGSN đều tạo ra các bản ghi cước CDR
Hệ thống khai thác và bảo dưỡng GPRS - OMC-G đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và giám sát toàn bộ hoạt động của hệ thống, bao gồm các chức năng cảnh báo, cấu hình và bảo mật.
Cổng tính cước (Charging Gateway) tiếp nhận và xử lý các bản ghi cước từ SGSN và GGSN, tổng hợp cước cho từng trường hợp sử dụng Nó giao tiếp với các hệ thống tính cước và hỗ trợ tính cước GPRS dựa trên thời gian hoặc tổng dung lượng dữ liệu trao đổi.
IV.4.2 Hệ thống GPRS triển khai trên mạng VMS
IV.4.2.1 Dung l−ợng hệ thống lõi GPRS cho mạng MobiFone
• Về phần cứng, dung l−ợng hệ thống đạt đ ợc tới 100.000 thuê bao Tuy − nhiên, hiện tại dung l−ợng hệ thống là 10.000 thuê bao, phân bổ nh− sau:
- Tại Hà nội: 3.000 thuê bao, phục vụ cho thuê bao khu vực miền Bắc
- Tại TP Hồ Chí Minh: 7.000 thuê bao, phục vụ cho thuê bao khu vực miền Nam và miền Trung
• Chỉ tiêu thiết kế hệ thống:
- Lưu lượng sử dụng trung bình/ thuê bao GPRS giờ bận là 2Kbps
- Tổng lưu l ợng dữ liệu trao đổi giờ bận là 2 Mbps ư
- Tỷ lệ ng−ời sử dụng GPRS trên giờ bận là 10%
IV.4.2.2 Cấu hình GPRS cho mạng MobiFone - VMS
- 02 thiết bị SGSN kết nối với mạng GSM theo cấu hình:
+ Thiết bị SGSN tại Hà nội kết nối với hệ thống BSS miền Bắc
+ Thiết bị SGSN tại TP Hồ Chí Minh kết nối với hệ thống BSS miền Nam và miÒn Trung
- 01 thiết bị GGSN tại HN để kết nối tới các SGSN tại Hà nội và TP HCM
- 01 thiết bị Charging Gateway để phục vụ tính cước GPRS
- 01 hệ thống quản lý và khai thác OMC-GPRS (OMC-G)
IV.4.2.3 Nâng cấp hệ thống mạng GSM để có khả năng kết nối GPRS
• Trang bị bổ sung chức năng quản lý các gói số liệu PCU (Package Control Unit) cho các BSC trên mạng
+ 03 BSC khu vực miền Bắc (Hà nội)
+ 04 BSC khu vực miền Nam (TP HCM) và miền Trung (Đà Nẵng)
• Nâng cấp phần mềm cho NSS và BSS để bổ sung các tính năng GPRS
+ NSS khu vực miền Bắc
+ NSS khu vực miền Nam và miền Trung
IV.4.2.4 Nâng cấp hệ thống tính c−ớc
- Trang bị một hệ thống tính cước GPRS tập trung để lấy file c ớc từ Charging ưGateway và MMSC để tính cước
Hệ thống tính cước và quản lý khách hàng sẽ được cải tiến nhằm quản lý hiệu quả các thuê bao đăng ký dịch vụ GPRS, bao gồm việc đấu nối dịch vụ và cập nhật dữ liệu cước GPRS.
IV.4.2.5 Tiến độ triển khai GPRS
MobiFone đang khởi động giai đoạn đầu tiên trong lộ trình phát triển mạng 3G, bắt đầu bằng việc triển khai GPRS trên nền tảng mạng GSM hiện có.
Việc triển khai GPRS bao gồm 3 giai đoạn:
• Giai đoạn 1: từ 15/09/2003 đến 31/12/2003: triển khai thử nghiệm miễn phí cho tất cả các thuê bao trả tiền tr−ớc và trả tiền sau
Giai đoạn 2 bắt đầu từ ngày 1/1/2004, đánh dấu sự triển khai chính thức trên toàn mạng với việc nâng cấp cấu hình SGSN Sự nâng cấp này cho phép hệ thống phục vụ 200.000 thuê bao và mở rộng phục vụ cho 61 tỉnh thành trên cả nước.
Đối với thuê bao trả tiền sau, việc tính cước được thực hiện thông qua việc tạo file cước CDR, nhằm tính cước Offline dựa trên hệ thống tính cước hiện có.
- Đối với thuê bao trả tiền tr−ớc:
+ Tính cước Offline: cần thiết lập tạm thời một thiết bị mediation device để tính c−ớc theo ph−ơng thức Offline
+ Tính c−ớc Online: việc tính c−ớc theo thời gian thực hiện tại về công nghệ vẫn ch−a thực hiện đ−ợc, phải chờ đến CAMEL pha 3
• Giai đoạn 3: cung cấp GPRS cho thuê bao chuyển vùng quốc tế
Dựa trên kết quả giai đoạn 2, sẽ tiến hành đàm phán và lựa chọn đối tác cung cấp cổng truy nhập GRX cho dịch vụ GPRS roaming Khi thuê bao chuyển vùng ra nước ngoài, vẫn có thể truy cập vào mạng chủ HPLMN Đánh giá kết quả triển khai là cần thiết để đảm bảo hiệu quả của dịch vụ.
Hệ thống GPRS của Alcatel được xây dựng trên nền tảng thiết bị Router của Cisco, mang lại tính linh hoạt cao và dễ dàng trong việc nâng cấp, mở rộng Hệ thống này cũng thuận tiện cho việc khai thác và bảo trì, đồng thời có chi phí thiết bị thấp, đặc biệt phù hợp với các mạng có cấu hình nhỏ.
- Khi nâng cấp lên công nghệ 3G, cần phải thay đổi và bổ sung một số phụ kiện của hệ thống.
Triển khai thử nghiệm hệ thống 3G
IV.5.1 Mục đích thử nghiệm
• Thử nghiệm công nghệ thông tin di động 3G trên mạng MobiFone
• Thử nghiệm các tính năng hệ thống thông tin di động 3G
• Kiểm nghiệm thực tế về tính −u việt của công nghệ 3G so với công nghệ 2G, 2,5G hiện nay
• Đánh giá khả năng kết hợp giữa GSM và 3G trên cùng một mạng l−ới
• Đánh giá nhu cầu thị trường và xác định thời gian biểu cho triển khai chính thức trên mạng
IV.5.2 Lựa chọn tiêu chuẩn và công nghệ
IV.5.2.1 Giao tiếp vô tuyến và phổ tần
Các giao tiếp vô tuyến chuẩn cho hệ thống 3G do 3GPP - Release 99 đ−a ra gồm:
- UTRA FDD: sử dụng hai dải tần số (2x60 MHz) tách biệt cho đ−ờng lên và ®−êng xuèng:
+ §−êng xuèng: 2110 - 2170 MHz Độ rộng mỗi sóng mang là 5 MHz
UTRA TDD là công nghệ phân kênh đường lên và đường xuống theo thời gian, sử dụng chung dải tần 25 MHz cho cả hai hướng truyền tải Dải tần này bao gồm 1900 - 1920 MHz cho đường lên và 2020 - 2025 MHz cho đường xuống, với độ rộng mỗi sóng mang là 5 MHz.
Công nghệ cdma2000 ®, bao gồm các phiên bản như cdma2000 MC - 1X và 3X, hỗ trợ tối đa 12 sóng mang CDMA băng hẹp, với tốc độ trải phổ mỗi sóng mang đạt 1,228 Mcps, tương đương với tốc độ trải phổ của IS-95 Đường lên trải phổ trực tiếp cũng có tốc độ 1,228 Mcps.
Giao diện chuẩn đầu tiên cho cdma2000 là cdma2000 3X, với băng thông mỗi sóng mang là 3,75 MHz Khi lựa chọn chuẩn giao tiếp vô tuyến 3G để thử nghiệm trên mạng 3G, chuẩn WCDMA được ưu tiên hàng đầu.
Giao diện vô tuyến 3G được phát triển và hỗ trợ bởi các nhà sản xuất thiết bị Châu Âu, với thiết bị mạng lưới GSM hiện tại của VMS do Ericsson và Alcatel cung cấp.
• T−ơng thích với thế hệ GSM 2G và 2,5G
Trong WCDMA, cần thử nghiệm cả hai chế độ TDD và FDD, vì cả hai đều hỗ trợ dịch vụ dữ liệu tốc độ cao với chất lượng tương đương Tuy nhiên, do TDD sử dụng chung băng tần cho cả đường xuống và đường lên, nhiễu trong hệ thống TDD cần được chú trọng trong quy hoạch mạng vô tuyến Thực tế cho thấy, TDD phù hợp với các ô nhỏ có nhu cầu tốc độ dữ liệu lớn Do đó, việc triển khai các trạm TDD kết hợp trong vùng phủ sóng của FDD được đề xuất để tăng dung lượng mạng 3G.
Trong giai đoạn thử nghiệm 3G, chúng ta triển khai thử nghiệm cả hai chế độ WCDMA TDD và FDD
Các thông số tiêu chuẩn cho giao tiếp vô tuyến WCDMA FDD nh− sau:
- Chế độ truy nhập: WCDMA FDD
- Tốc độ trải phổ: 3,84 Mcps
- Chuyển giao cùng một tần số: Soft Handover
- ChuyÓn giao gi÷a hai tÇn sè: Hard Handover
- Điều khiển công suất: 1,5 KHz
Các thông số tiêu chuẩn cho giao tiếp vô tuyến WCDMA TDD nh− sau:
- Chế độ truy nhập: WCDMA TDD
- Tốc độ trải phổ: 3,84 Mcps
- Chuyển giao cùng một tần số: Hard Handover
- ChuyÓn giao gi÷a hai tÇn sè: Hard Handover
- Điều khiển công suất: Đ−ờng lên: 200 Hz, đ−ờng xuống: 800
Tuân thủ theo khuyến nghị của 3GPP - Release 99 Mạng lõi để thử nghiệm bao gồm:
• Chuyển mạch ATM kết nối SGSN và GGSN
• Các giao diện hỗ trợ : Iu, Gr, Gn, Gc, Gi
Giải pháp thử nghiệm 3G của Alcatel và Ericsson
Mạng VMS đã quyết định thử nghiệm cả hai hệ thống 3G của Alcatel và Ericsson Hệ thống của Alcatel sẽ được triển khai tại Hà Nội, trong khi hệ thống của Ericsson sẽ được thử nghiệm tại TP Hồ Chí Minh Bảng 4.2 dưới đây sẽ so sánh các giải pháp mà Alcatel và Ericsson cung cấp.
STT Néi dung ALCATEL ERICSSON Ghi chó
1.1 Phần mạng truy nhập (Radio Access Network)
03 trạm BTS Evolium Node B cÊu h×nh 3 sector (1 sãng mang/1 sector)
Bao gồm đầy đủ anten, feeder- 40m/1 sợi, phụ kiện lắp đặt
02 trạm RBS 3202 cÊu h×nh 3 sector (1 sãng mang/1 sector)
Bao gồm đầy đủ anten, nguồn, feeder- 30m/1 sợi Trong đó:
+ 1 RBS đặt cùng container 20 feet víi core network
+ 1 RBS đặt tại địa điểm khác (remote RBS đặt trong container 5 feet)
1.1.2 Trạm điều khiển thu phát
9140, cho phÐp kÕt nèi tèi ®a 96 trạm thu phát
01 thiết bị RNC3810 cÊu h×nh A cho phÐp kết nối tối đa 8 trạm RBS 3202
Alcatel mạnh hơn ERICSSON ở điểm này
1.1.3 Hệ thống quản lý mạng truy nhËp
01 hệ thống điều khiển vô tuyến 3G OMC-R A1353-UR chạy trên nền máy chủ SUN
01 hệ thống điều khiển vô tuyến RANOS chạy trên nền máy chủ SUN 420R ở điểm này, Alcatel và Ericsson t-
1.2 Phần mạng lõi (Core Network)
Alcatel1000 Evolium, 01 Combined RCP/HLR
01 MSC/VLR/HLR/AUC tích hợp trên hệ thống AXE 10 - APZ212 30 để phục vụ kết nối mạng PSTN, PLMN, ISDN
CN 1.5) để kết nối giữa phần mạng truy nhập RAN, mạng lõi
01 hệ thống PSCN gồm toàn bé tÝnh n¨ng SGSN/GGSN của 3G
1.2.4 Thiết bị tin học Đã bao gồm trong tháa thuËn thử nghiệm
01 hệ thống IP backbone để kết nối giữa các phần tử
1.2.5 Hệ thống quản lý mạng lõi
01 hệ thống quản lý OMC-
Không có OMC cho phÇn chuyển mạch mạng lõi PSCN (GPRS)
01 hệ thống quản lý mạng lõi CN-OSS chạy trên nền máy chủ SUN 420R
Ericsson tốt hơn Alcatel ở điểm này
1.2.6 Hệ thống truy nhập mạng số liệu, dịch vụ
KÕt nèi qua GGSN (GPRS)
01 hệ thống truy nhập mạng số liệu dịch vụ (SUN & WINDOW
2000) phôc vô kÕt nèi Internet, WAP,
Ericsson tốt hơn Alcatel ở điểm này
- thu thËp sè liệu tính c−ớc
Không có 01 hệ thống Billing
Gateway để thử nghiệm tính c−ớc
Ericsson tốt hơn Alcatel ở điểm này
1.3.1 Hệ thống acquy dự phòng Đã bao gồm trong tháa thuËn thử nghiệm, 4 tiÕng backup
48V DC, thêi gian backup 1 tiÕng
1.3.2 Hệ thống nguồn Đã bao gồm trong tháa thuËn thử nghiệm
2 Các tính năng hệ thống
Tốc độ truy nhập số liệu tối đa là 384kbps đối với chuyển mạch gói, 64kbps đối với chuyển mạch kênh
Tốc độ truy nhập số liệu tối đa là 384kbps đối với chuyển mạch gói, 64kbps đối với chuyển mạch kênh
2.2 Sè ng−êi truy nhËp Internet, các dịch vụ số liệu tại một thời ®iÓm
1000 ng−ời 10 ng−ời tại một thời ®iÓm
−ợng hệ thèng do Alcatel cung cÊp lớn hơn 2.3 ChuyÓn giao
Nằm trong phạm vi thử nghiệm
Nằm trong phạm vi thử nghiệm (Yêu cầu phÇn mÒm GSM BSS tối thiểu là R9.1) 2.4 Các dịch vụ hỗ trợ
Thoại, truy nhập Internet, wap, truyền số liệu
Thoại, truy nhập Internet, wap, truyÒn số liệu
3 Trách nhiệm của nhà cung cấp thiết bị
3.1 Lắp đặt, quản lý dự án, đ−a vào khai thác full – turn key Đã bao gồm trong tháa thuËn thử nghiệm Đã bao gồm trong thỏa thuận thử nghiệm
3.2 Đào tạo, hớng Đã bao gồm Đã bao gồm trong
- 97 dẫn sử dụng trong thỏa thuận thử nghiệm thỏa thuận thử nghiệm
12 tháng 6 tháng Alcatel có thêi gian thử nghiệm dài hơn 3.4 Thời gian hoàn thành lắp đặt
3.5 Hố trợ kỹ thuật 4 tháng on-site sau khi hoàn thành lắp đặt và
8 tháng hỗ trợ từ xa
Nằm trong phạm vi thử nghiệm
4.1 TruyÒn dÉn cho trạm thu phát
Cung cÊp truyÒn dẫn 2Mbps để kết nối tới các trạm NodeB
Cung cÊp truyÒn dÉn 2Mbps để kết nối với trạm RBS
4.2 Thiết bị kết nối mạng Internet
Cung cÊp thiÕt bị firewall, modem để kết nèi Internet
Cung cấp thiết bị firewall, modem để kÕt nèi Internet
4.3 Nguồn điện Cung cấp điện l-
Cung cấp điện l−ới 3 pha 80KW
4.4 Xin phÐp tÇn sè thử nghiệm 3G
Xin phÐp tÇn sè thử nghiệm
Xin phép tần số thử nghiệm 2GHz
2GHz Bảng 4.2- So sánh giải pháp thử nghiệm của Alcatel và Ericsson
Ph − ơng án triển khai
IV.6.1 Đăng ký tần số thử nghiệm
Phổ tần WCDMA sử dụng của VMS là:
• Phổ tần FDD: 3 sóng mang (15 MHz)
+ Đ−ờng lên (Uplink ) : 1920 MHz - 1935 MHz
+ §−êng xuèng (Downlink ) : 2110 MHz - 2125 MHz
• Phổ tần TDD: 1 sóng mang (5 MHz) Dải tần từ 1915 MHz - 1920 MHz
IV.6.2 Phạm vi thử nghiệm
- Khu vực thử nghiệm: tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh
- Phạm vi phủ sóng 3G: lắp đặt tại Hà Nội với 03 trạm BTS (Node B) cấu hình sector và Thành phố Hồ Chí Minh với 02 trạm RBS (Node B) cấu hình sector
- Lựa chọn Alcatel là đối tác cung cấp thiết bị thử nghiệm 3G
- Thời gian thử nghiệm: 12 tháng
- Danh mục chính thiết bị thử nghiệm (tạm nhập tái xuất) gồm:
+ 03 trạm thu phát Node B cấu hình 3 sector
+ 01 thiết bị quản lý trạm gốc RNC
+ Thiết bị đo kiểm tra, thiết bị dự phòng, vật t− vật liệu lắp đặt (DDF, cầu cáp )
Tại Thành phố Hồ Chí Minh
- Lựa chọn Ericsson là đối tác cung cấp thiết bị thử nghiệm 3G
- Thời gian thử nghiệm: 06 tháng
- Danh mục chính thiết bị thử nghiệm (tạm nhập tái xuất) gồm:
+ Hệ thống 3G Core Network (SGSN, GGSN, ATM Switch, RNC)
+ 02 trạm thu phát Node B 3201 3x1 cấu hình 3 sector
+ Toàn bộ thiết bị thử nghiệm đặt trong 02 container với đầy đủ hệ thống nguồn, ắcquy
Thiết bị sau thời gian thử nghiệm sẽ tái xuất trả lại cho phía các đối tác
Công ty thông tin di động VMS đã từng bước triển khai hệ thống GPRS thành công, mang lại nhiều lợi ích và dịch vụ đa dạng cho khách hàng Việc lắp thử 3Node của hệ thống 3G tại Hà Nội với sự hỗ trợ từ Alcatel cũng đạt nhiều kết quả tích cực, với tỷ lệ thiết lập cuộc gọi và roaming giữa hai hệ thống 2G và 3G tốt Đây là bước đầu thành công, tạo niềm tin cho việc nâng cấp lên công nghệ WCDMA.
Nghiên cứu này hy vọng sẽ đóng góp vào việc hiểu rõ sự phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai lên thế hệ thứ ba, cả trên thế giới và tại Công ty thông tin di động VMS ở Việt Nam Sự phát triển này không chỉ cần thiết mà còn hứa hẹn sẽ tiếp tục gia tăng trong tương lai gần.
Mong nhận đ−ợc sự đóng góp và nhận xét để tôi có thể hoàn thiện đ−ợc luận văn này tốt hơn Tôi xin chân thành cảm ơn